İşıq Flicker Detector: 3 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Həmişə elektronikanın bizi müşayiət etməsi məni valeh etdi. Sadəcə hər yerdə var. İşıq mənbələrindən (Ulduzlar kimi təbii olanlar deyil) bəhs edərkən bir neçə parametri nəzərə almalıyıq: Parlaqlıq, rəng və bəhs etdiyimiz kompüter ekranı olduğu halda şəkil keyfiyyəti.

İşığın və ya elektron işıq mənbəyinin parlaqlığının vizual qavranılması müxtəlif üsullarla idarə oluna bilər, ən populyarı Pulse Width Modulation (PWM) vasitəsi ilə - Cihazı çox tez yandırın və söndürün ki, keçidlər insan gözü üçün "görünməz" görünsün. Ancaq göründüyü kimi uzun müddətli istifadə üçün insan gözü üçün o qədər də yaxşı deyil.

Məsələn, bir dizüstü kompüterin ekranını götürəndə və parlaqlığını azaltsaq - daha qaranlıq görünə bilər, ancaq ekranda çoxlu dəyişikliklər baş verir - titrəyir. (Bununla bağlı daha çox nümunə burada tapa bilərsiniz)

Bu YouTube videosunun bir Fikrindən çox ilhamlandım, izahı və sadəliyi sadəcə möhtəşəmdir. Sadə hazır cihazları bağlayaraq, tamamilə portativ bir titrəmə aşkarlama cihazı qurma potensialı var.

Qurmaq istədiyimiz cihaz, kiçik bir günəş batareyasını işıq mənbəyi olaraq istifadə edən bir işıq mənbəyi titrəyən detektordur və aşağıdakı bloklardan ibarətdir:

1. Kiçik günəş paneli
2. İnteqrasiya edilmiş səs gücləndiricisi
3. Dinamik
4. Qulaqlıq bağlantısı üçün Jack, daha həssaslıqla sınamaq istəsək
5. Şarj edilə bilən Li-Ion batareya enerji mənbəyi kimi
6. Şarj etmək üçün USB Type-C konnektoru
7. Güc LED göstəricisi

Təchizat

Elektron komponentlər

• İnteqrasiya edilmiş Audio Güc Gücləndiricisi
• 8 Ohm dinamik
• 3.7V 850mAh Li-Ion batareya
• 3.5 mm audio jak
• Mini Pollikristal Günəş Batareyası
• TP4056 - Li -Ion Şarj Kartı
• RGB LED (TH paketi)

• 2 x 330 Ohm Rezistorlar (TH paketi)

Mexaniki komponentlər

• Potansiyometr düyməsi
• 3D Çaplı korpus (İsteğe bağlı, rəfdən kənar layihə qutusu istifadə edilə bilər)
• 4 x 5 mm diametrli vintlər

Alətlər

• Lehimleme dəmir
• İsti yapışqan silahı
• Phillips tornavida
• Tək nüvəli tel
• 3D printer (isteğe bağlı)
• Pense
• Cımbız
• Kəsici

Addım 1: Əməliyyat nəzəriyyəsi

Girişdə qeyd edildiyi kimi, PWM -dən qaynaqlanan titrəmə. Vikipediyaya görə, insan gözü saniyədə 12 kadr tuta bilir. Çərçivə sürəti bu rəqəmi aşarsa, insan görmə hərəkəti olaraq qəbul edilir. Beləliklə, müşahidə olunan bir cisimdə sürətli bir dəyişiklik olarsa, ayrılmış çərçivələrin ardıcıllığı əvəzinə orta intensivliyini görürük. Parlaqlıq nəzarət sxemlərində PWM ideyasının özəyi var: 12 kadr / saniyədən daha yüksək kadr sürətinin yalnız orta intensivliyini görə bildiyimiz üçün (Yenə də vikipediyaya görə), işıq mənbəyinin gücünü (Vəzifə Dövrü) asanlıqla tənzimləyə bilərik. işığın yandığı və ya söndüyü zaman dəyişən zamanlar (PWM -də daha çox), keçid tezliyinin sabit olduğu və 12Hz -dən çox olduğu.

Bu layihə, səs həcmi və tezliyi PWM -in yaratdığı titrəyən səslə mütənasib olan bir cihazı təsvir edir.

Mini Polikristal Panel

Bu cihazların əsas məqsədi işıq mənbəyindən alınan enerjini asanlıqla yığılacaq elektrik enerjisinə çevirməkdir. Bu batareyanın əsas xüsusiyyətlərindən biri odur ki, işıq mənbəyi sabit sabit intensivliyi təmin etmirsə və zamanla dəyişirsə, bu panelin çıxış gərginliyində də eyni dəyişikliklər olacaq. Beləliklə, aşkar edəcəyimiz şey budur - zamanla intensivliyin dəyişməsi

Səs Gücləndiricisi

Günəş panelindən çıxarılan məhsuldarlıq, intensivliyin zamanla əlavə dəyişməsi (AC) ilə orta intensivlik səviyyəsinə (DC) mütənasibdir. Yalnız alternativ bir gərginliyi aşkar etməkdə maraqlıyıq və buna çatmağın ən asan yolu - audio sistemi birləşdirin. Bu dizaynda istifadə olunan səs gücləndiricisi, hər tərəfdə həm giriş, həm də DC bloklama kondansatörləri olan tək təchizatlı PCB-dir. Beləliklə, günəş paneli çıxışı birbaşa səs gücləndiricisinə bağlıdır. Bu dizaynda istifadə olunan Amp artıq ON/OFF açarı olan bir potansiyometrə malikdir, beləliklə cihazın gücü və dinamikin həcmi üzərində tam nəzarət var.

Li-Ion Batareya İdarəetməsi

Cihazı portativ və şarj edilə bilən etmək üçün bu layihəyə TP4056 Li-Ion batareya şarj cihazı dövrəsi əlavə edildi. USB-C konnektoru şarj cihazı üçün giriş rolunu oynayır və istifadə olunan batareya 850mAh, 3.7V-dir, bu cihazla aparmağımız lazım olan məqsədlər üçün kifayətdir. Batareya gərginliyi, səs gücləndirici üçün, beləliklə də bütün bir cihaz üçün əsas enerji təchizatı rolunu oynayır.

Sistem Çıxışı kimi Dinamik

Dinamik cihazda əsas rol oynayır. Kassaya möhkəm bağlı olan nisbətən kiçik ölçülü birini seçdim, buna görə də daha aşağı tezlikləri eşidərdim. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, dinamikin tezliyi və həcmi aşağıdakı kimi müəyyən edilə bilər:

f (Dinamik) = f (Günəş Panelindən AC) [Hz]

P (Dinamik) = K*I (Günəş panelindən AC siqnalının intensivliyi zirvədən zirvəyə qədər) [W]

K - bir həcm əmsaldır

Audio Jack

Qulaqlıq bağlamaq istədiyimiz halda 3,5 mm Jack istifadə olunur. Bu cihazda, jakın, səs fişinə qoşulduqda siqnal pinindən ayrılan bir əlaqə aşkarlama pimi var. Bu zaman tək bir yola - Dinamik və ya qulaqlıqlara çıxış təmin etmək üçün hazırlanmışdır.

RGB LED

Burada LED ikiqat vəzifəlidir - cihaz şarj edildikdə və ya cihaz işə salındıqda yanır.

Addım 2: Mühafizə - Dizayn və Çap

3D Yazıcı, xüsusi qutular və qutular üçün əla bir vasitədir. Bu layihə üçün korpus, bəzi ümumi xüsusiyyətlərə malik çox sadə bir quruluşa malikdir. Bunu addım-addım genişləndirək:

Hazırlıq və FreeCAD

Kassa, əvvəlcə cihazın gövdəsinin qurulduğu və gövdəyə nisbətən ayrı bir hissə olaraq möhkəm bir örtük qurulduğu FreeCAD -da (layihə faylı bu addımın altında yükləmək üçün mövcuddur) dizayn edilmişdir. Cihaz dizayn edildikdən sonra onu ayrı bir gövdə və örtük olaraq ixrac etmək lazımdır.

Mini günəş paneli, kəsilmiş bölgənin tellər üçün ayrıldığı sabit ölçülü bir sahə ilə örtüyə quraşdırılmışdır. İstifadəçi interfeysi hər iki tərəfdə mövcuddur: USB kəsmə və LED | Jack | Potensiometr delikləri. Dinamikin bədənin altındakı bir çox deşik olan xüsusi bir sahəsi var. Batareya dinamikə bitişikdir, hissələrin hər biri üçün bir yer var, buna görə cihazı tamamilə yığarkən əsəbiləşməyimizə ehtiyac olmayacaq.

Dilimləmə və Ultimaker Cura

STL sənədlərimiz olduğuna görə G-Code çevrilmə prosesinə davam edə bilərik. Bunu etmək üçün bir çox üsul var, burada çap üçün əsas parametrləri buraxacağam:

• Proqram təminatı: Ultimaker Cura 4.4
• Lay hündürlüyü: 0.18 mm
• Divar qalınlığı: 1,2 mm
• Üst/alt təbəqələrin sayı: 3
• Doldurma: 20%
• Burun: 0.4 mm, 215*C
• Yataq: Şüşə, 60*C
• Dəstək: Bəli, 15%

Addım 3: Lehimləmə və montaj

Lehimləmə

3D Printer korpusumuzu çap etməklə məşğul olsa da, lehimləmə prosesini əhatə edək. Sxemlərdə görə biləcəyiniz kimi, minimuma qədər sadələşdirilmişdir - buna görə də birləşdirəcəyimiz bütün hissələr müstəqil inteqrasiya olunmuş bloklar şəklində mövcuddur. Yaxşı, ardıcıllıq belədir:

1. Li-Ion batareya terminallarını TP4056 BAT+ və BAT-Pinsə lehimləmək
2. TP4056-nın VO+ və VO- səs gücləndiricisinin VCC və GND terminallarına lehimlənməsi
3. Kiçik günəş panelinin "+" terminalını səs gücləndiricinin VIN-ə (ya L və ya R), həm də audio amp-in yerə "-" lehimləmək
4. Düzgün izolyasiya ilə iki rəngli və ya RGB LED-in iki 220R rezistora bağlanması
5. Səs gücləndiricinin keçid terminalına ilk LED anodunun lehimlənməsi (Bağlantı açarın terminalında aparılmalıdır). PCB -nin alt tərəfindəki hansı keçid terminalının VCC -yə qoşulduğunu yoxlamaq şiddətlə tövsiyə olunur - Bu bizim seçimimiz deyil.
6. İkinci LED anodu hər iki SMD LED anoduna lehimlənməlidir - ortaq anod əlaqəsi var
7. Səs gücləndiricinin GROUND -a LED katotların lehimlənməsi
8. Səs gücləndiricisinin çıxışına lehim hoparlör terminalları (Girişdə, SOL və SAĞDA eyni kanalı seçdiyinizə əmin olun)
9. Dinamiki məcbur etmək üçün cərəyanın dinamikdən keçməsini maneə törədən 3,5 mm stereo jak terminallarını lehimləyin.
10. Qulaqlıqların hər tərəfdən səs çıxarmasını təmin etmək üçün - L və R, əvvəlki addımda təsvir olunan terminalları qısaldır.

Məclis

Kassa çap edildikdən sonra, hissənin hündürlüyünə görə hissə-hissə yığılması tövsiyə olunur:

1. Qapağın daxili perimetrinə uyğun olaraq isti yapışqandan bir çərçivə düzəltmək və oraya günəş paneli yerləşdirmək
2. Qarşı tərəfdə bir qoz və yuyucusu olan potensiometr bağlamaq
3. Dinamikin isti yapışqan ilə yapışdırılması
4. Batareyanı isti yapışqan ilə yapışdırmaq
5. İsti yapışqan ilə 3,5 mm jak yapışdırmaq
6. Batareyanı isti yapışqan ilə yapışdırmaq
7. TP4056 -nı USB ilə yapışqan, isti yapışqan ilə xüsusi kəsmə bölgəsinin xaricindədir
8. Potensiometr üzərində bir düymə qoyulması
9. Qapağın və gövdənin dörd vida ilə bərkidilməsi

Test

Cihazımız hazırdır və işə hazırdır! Cihazı düzgün yoxlamaq üçün alternativ intensivliyi təmin edə biləcək işıq mənbəyi tapmaq lazımdır. İQ uzaqdan idarə etmədən istifadə etməyi məsləhət görürəm, çünki tezliyi insan eşitmə bant genişliyi [20Hz: 20KHz] olan alternativ intensivliyi təmin edir.

Bütün işıq mənbələrinizi evdə sınamağı unutmayın.

Oxuduğunuz üçün təşəkkürlər!:)