"Charlotte Web" stílusú LED szál óra: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Amióta először megláttam a LED izzólámpákat, arra gondoltam, hogy az izzószálaknak valamire jónak kell lenniük, de egy helyi elektronikai alkatrészbolt bezárásáig tartott, amíg néhány izzót vásárolni akartam, hogy összetörjem. és lássam, mit kezdhetnék a szálakkal.

Nem kellett sokáig eldönteni, hogy érdekes órát készítenek, és hogy nagyon szórakoztató lesz a szegmenseket csak a tápkábeleik által felfüggesztve lebegni a levegőben.

Építésének felénél rájöttem, hogy furcsán emlékeztet a pókhálókra, amelyekben a "Charlotte Web" című könyvből írtak.

Ne feledje, hogy ennek az eszköznek 80 V feszültsége van a csupasz fémvázon. De egy leválasztó egyenáramú-egyenáramú átalakító és tápegység használata azt jelenti, hogy meg lehet érinteni a keretet, és nem kaphat sokkot. Vagy legalábbis én nem.

1. lépés: Szükséges alkatrészek

Kísérleteim azt mutatták, hogy a LED -eknek körülbelül 55 voltra van szükségük a világításhoz, és 100 V körüli teljes teljesítmény mellett világítanak. Használatban sorba vannak rendezve a 230V / 240V-os piacokon, és teljesen párhuzamosan a 110V-os piacokon. Valamilyen vezérlő van a lámpa kupakjában, de úgy döntöttem, hogy nem próbálom újra használni, mivel azt akartam, hogy az izzószálak sokkal kevésbé világítsanak. A teljesen fényes LED órát fájdalmas lenne olvasni. Egy 7 szegmenses kijelzőóra 27 vezérlővonalat igényel, és kezdetben egy Arduino Mega-t akartam használni. Azonban amikor a 100 V -os (vagy úgy) áramerősség LED -eken keresztül történő vezérléséről beszélünk egy mikrokontrollerrel egy független IRC csatornán, elmondtam, hogy léteznek a vákuum fluoreszkáló kijelzőkhöz készült DS8880 vezérlő chipek. Ezek tökéletesek a mindennapi munkához, mivel számjegyenként 4 bit BCD bemeneti adatot vesznek fel, és 7 szegmenses meghajtójellé konvertálnak, beépített és akár 1,5 mA-ig változó áramszabályozással. A tesztelés azt mutatta, hogy az 1,5 mA ideális erre az alkalmazásra. A 7 bitről 4 bitre csökkenés számjegyenként azt is jelentette, hogy Arduino Nano -t vagy Uno -t tudtam használni a vezérléshez, mivel csak 13 vezérlővonalra van szükség. (2 x 4 bites 0-9 csatorna, 1 x 3 bites 0-7 csatorna és 1 x 2 bites 0-3 csatorna)

Úgy döntöttem, hogy az MSF 60kHz rádiójelet használom, hogy az Arduino megismerje a napszakot. Ezt már korábban is használtam némi sikerrel a polcról érkező vevőmodulok használatával, amelyek közül egyet kéznél kellett tartanom. Ezeket azonban jelenleg nehezebb megtalálni, ezért könnyebb lehet használni a WiFi modult, ha valaki úgy érzi, hogy saját verzióját készíti el ennek az órának.

A tesztelés során azt tapasztaltam, hogy az összes Arduino Nanos gyenge óratartóval rendelkezett, órákat vártam, amíg szinkronizáltak, majd kétségbeesetten megpróbáltam csatlakoztatni egy régi Duemilanove -t, és az az első percben szinkronizálódott, és megszoktam.

A szálak meghajtásához szükséges 80 V létrehozásához DC -DC átalakítót használtam. Sokféle van, amelyek 12V -ról működnek. Az Arduino 12 V -ról táplálható, és ebből a logikából egy praktikus 5 V -os tápegységet hoz létre. De elfelejtettem ezt a tényt, és vettem egy drága 5 V -os bemenetet. Ez még mindig jó választás lehet, ez azt jelenti, hogy a programozás során az óra USB -ről is futni fog, és a drága konverter 5 kV -os, elkülönített kimenettel rendelkezik. (ami azt jelenti, hogy a 80 V -os keret lebeg, ami jelentősen csökkenti az ütésveszélyt)

A LED -ek elérhetők az eBay -en, nem szükséges összetörni az izzókat a betakarításhoz.

Bevásárló lista:

Önfolyós rézhuzal. 34 SWG (31 AWG / 0,22 mm) működik.

Arduino

4 db DS8880 VFD illesztőprogram

Legalább 28 LED szál (de könnyen eltörnek, ezért legalább 25% tartalékot kapjon)

DC-DC átalakító

47µF 5V kondenzátor

4.7nF 100V kondenzátor

Keret anyaga (én 3 mm x 3 mm x 0,5 U-profilú sárgarézet használtam)

Valamilyen bázis

Cianoakrilát ragasztó

DC bemeneti aljzat (vagy panelre szerelt USB)

60 kHz (vagy hasonló) vevőmodul és antenna.

7 pólusú dugós ház (és a hozzá tartozó préselési sorkapcsok)

2. lépés: Fúrja a keret anyagát

A keret 1 m hosszú, 3 mm-es sárgaréz U-profilból készül (falvastagság 0,5 mm), és ennél könnyebbet nem javasol.

A LED-eket alacsony oldali kapcsolók vezérlik. Ez azt jelenti, hogy minden LED 80V -os vezetőképes kerethez van csatlakoztatva az anódon, majd egy szigetelt vezeték vezet a kereten keresztül a vezérlő IC -khez.

A keretet fúrni kell a vezetékekhez. Úgy döntöttem, hogy lyukakat fúrok 10 mm-es szabályos szögben, és készítettem egy kis vezetőfúrót a távolság beállításához. Az alján lévő horony tartja a keretcsatornát, és egy csap (imbuszkulcs a fotón) indexel egy meglévő lyukon, és lehetővé teszi további kettő fúrását a kiválasztott távolságra.

A fúrószár hajlítóberendezésként is funkcionál. Van egy hornya, amely megakadályozza az U-csatorna terjedését hajlítás közben.

1 mm -es lyukakat használtam, de a kisebb valószínűleg jobb lett volna, megkönnyítve a ragasztást.

3. lépés: Hajlítsa meg a keretet

Nyomtattam egy sablont a külső kerethez és a LED -pozícionáláshoz. Ezt a munkaasztalra ragasztották, majd óvatosan kézzel meghajlítottam a sárgaréz keretet.

A kanyarok az U nyitott oldalával kifelé könnyűek voltak, de lehetetlen volt a belső kanyarokat a csatorna megtörése nélkül elvégezni, amíg az anyagot egy fúvókával fel nem hevítettem. A lágyítás után egy kis kiegyenesítésre volt szükség, ezért a legjobb, ha csak azokat a darabokat lágyítja, amelyekre valóban szükség van. Egyszerűen melegítse a fúvókával, amíg tompán nem világít, és nem forróbb. Túl messzire menni és megolvasztani nem lenne hasznos.

Egyszer a keret alakításához ragasztották le a sablont.

A sablon PDF formátumban itt található. Ha 1: 1 méretarányban nyomtatja (A3 -as papírra illeszkedik), akkor a perimiter pontosan 1 m, amely megfelel az anyag hosszának.

4. lépés: Csatlakoztassa a LED -eket

Először határozza meg, hogy a LED melyik vége az anód (pozitív feszültséghez csatlakozik). A LED -eimen ezt egy kis lyuk jelölte a műanyag bevonat vége közelében.

Ezeket a végeket forrasztani kell a kerethez forrasztott vezetékekhez. Nem vagyok teljesen elégedett a bekötési mintával, ezért tartózkodni fogok minden javaslattól. Dugja át a vezetékeket a kiválasztott lyukon, húzza kissé szorosan és forrasztja a helyére. Ezután vágja le a felesleget. A Veropen-t a huzal adagolójaként és tartójaként használtam, részben azért, mert ez volt a megfelelő szigetelés (az a típus, amelyet csupaszítás nélkül át lehet forrasztani, "önáramlás" néven).

Ezután megkezdheti a számjegyek felépítését, és rögzítheti a kapcsoló (katód) vezetékeit cianoakrilát ragasztóval azon a ponton, ahol áthaladnak a keret lyukain. Ügyeljen arra, hogy hagyjon elegendő hosszúságot, hogy a keret körül és az alap / vezérlő dobozba hurkoljon.

A vezetékeket egymástól megtámasztva kerek sarkokat kaphat, és elkerülheti, hogy a vezetékek elhaladjanak a számjegyek előtt. Forrasztja őket, ha tápvezetékek, ragasztja őket, ha vezetékeket vált. A számjegyek sarkai úgy néznek ki, mintha a vezetékeknek össze kellene érniük, de szükség esetén könnyen elkülöníthetők egymástól.

5. lépés: Készítse el az alap- és vázlábakat

Csináltam tölgyfa alapot, és megmunkáltam sárgaréz lábakat a kerethez a CNC esztergagépemen. De bármilyen doboz megteszi, és a keretben lévő 3D nyomtatott lábak jól működnek, biztos vagyok benne.

A lábakat M5 csavarokkal kell lenyomni a csavarozott lyukakban, amelyek el vannak tolva a középső keretfurattól. A csavarok illeszkednek az alapban megmunkált résekhez. A vezetékek ugyanazon a réseken haladnak keresztül. A rések lehetővé teszik a lábak távolságának beállítását a vezetékek feszültségének beállításához (bizonyos mértékig).

Az egyik csavarnak ezen kívül van egy füle és egy drótja, amely biztosítja a +80 V tápellátást a sárgaréz kerethez.

Az STL fájlok az antenna konzolhoz és a NYÁK -tartóhoz a Githubon vannak.

6. lépés: Készítse el és tesztelje a vezérlő NYÁK -t

A vezérlő NYÁK elkészítésének eszközeit egy korábbi utasítás tartalmazza.

Nem vázlat alapján dolgoztam, hanem menet közben találtam ki. Viszont a későbbiekben készítettem egy vázlatot.

PDF formátum vagy KiCAD

Ez a vázlat hiányozhat az Arduino vázlat által körbe kódolt hibákból, és további hibákat is tartalmazhat, amelyek hiányoznak a valódi órából.

Fontos szem előtt tartani, hogy a DC-DC átalakítót az Arduino V-in csatlakozójához kell csatlakoztatni, a logikai tápellátást és a rádióvevőt pedig a szabályozott 5 V-hoz. Ez azt jelenti, hogy az Arduino és az átalakító bármilyen tápegységről 12 V -ig tud működni, és a logika továbbra is csak szabályozott 5 V -ot lát.

7. lépés: Szerelje fel a számjegyeket az alapra, és rendezze el az összes vezetéket

Ha a vezetékeket ideiglenesen a csatorna felé tartják, kis szalagdarabokkal, a sok szálat át lehet vezetni az alaphoz. Egy állítható fokozatos átalakítót használtam annak megállapítására, hogy melyik vezeték melyik. Először olyan feszültségre állítottam, amely csak egy laza LED -szálat gyújt, majd a pozitív kimenetet egy keret lyukán keresztül piszkálta. Ezután a zománcozott rézhuzal végének megszakított végét az átalakító negatív tápvezetékéhez érintve láttam, hogy az egyes ledek melyik szegmensnek felelnek meg. Ezután a vezetéket csapba préseltem, és részben beillesztettem egy csatlakozóba.

A kapcsok nem vezetnek a préselés után, forrasztani is kell őket, hogy áttörjék a zománc szigetelést. Forrasztás után a csapokat egészen hazafelé toltuk.

8. lépés: Villanja be az Arduino -t

Az Arduino vázlata itt található.

github.com/andypugh/LEDClock

Két vázlat létezik, az egyik az óra futtatására, a másik pedig egyszerűen átfut a 0–9 számokon minden csatornán.

Ez a tesztvázlat lehetővé teszi, hogy eldöntse, mely fejléceket kell kicserélni a kimeneti tüskékben, és ha valamelyik BCD adatsort cserélni kell. (Ha megnézed a vázlatot, látni fogod, hogy a kábelezési hülyeségek miatt cserélnem kellett pár csatornát, ezeket szoftveresen könnyebb volt kijavítani).

9. lépés: Várjon csalódottan a rádiószinkronra

A rádióórának teljes perc adatot kell kapnia. Az Arduino vázlat a tízórás számjegy középső sávját villogja, hogy visszhangozza a bejövő rádióadatokat, és a percek azt mutatják, hogy hány alapértelmezett adatbit érkezett. Ha eléri a 60 -at, akkor jó adatok vannak, és megjelenik az idő.

A teljes nyilvánosság jegyében ez egy szimuláció. Csak akkor tudtam szinkronizálni, ha a Mac USB-ről táplálom, és ha valahol nem fotogén. Valós adatok esetén az egy másodperces impulzusok különböző hosszúságúak, hogy kódolják a bináris számot.

Van egy lusta elem is (világít, de halványabb, mint a többi) Maga a LED jó. Attól tartok, hogy problémát okoz a driver chip, de először megpróbálom újra bekötni a zománcozott rézt. (Valószínűleg csak egy plusz vezetéket futtatok)

10. lépés: Befejezés

A vezetékek a csatorna belsejében tarthatók, körülbelül 1,5 mm2 -es huzalból leválasztott szigeteléssel. De vigyázzon, hogy ne sértse meg a vékony vezetékeket.

Jogi nyilatkozat: Nem állítom, hogy én vagyok az első, aki ezen az izzószál órára történő felhasználásának ötletén gondolkodik, de önállóan jöttem rá. Amikor megfelelő sofőröket kutattam, megtaláltam ezt a 2015 -ös bejegyzést, amely ugyanazokból a szálakból készült órát mutat (bár az ő rugalmasnak tűnik, ami sokkal könnyebb lett volna).

Lehet, hogy én vagyok az első, aki az űrben lóg a tápkábelükön, de én sem bánnék vele.