"Charlotte's Web" Stili LED Filament Saatı: 10 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

LED filamentli ampulləri ilk gördüyümdən bəri filamentlərin bir şey üçün yaxşı olması lazım olduğunu düşünürdüm, amma yerli elektronika hissələri mağazasının bağlanmasına qədər bir neçə ampul almaq istədim. onlara baxın və filamentlərlə nə edə biləcəyimi görün.

Maraqlı bir saat hazırlayacaqlarına qərar vermək çox uzun çəkmədi və seqmentləri havada yalnız elektrik telləri ilə asmaq çox əyləncəli olardı.

Yaradarkən, "Charlotte's Web" kitabından yazaraq hörümçək torlarını xatırladan bir şey olduğunu başa düşdüm.

Bu cihazın çılpaq metal çərçivədə 80V olduğunu unutmayın. Ancaq izolyasiya edən DC-DC konvertoru və enerji təchizatı istifadə edərək, çərçivəyə toxunmaq və şoka düşməmək mümkündür. Ya da heç olmasa məndə yoxdur.

Addım 1: Lazım olan hissələr

Təcrübələrim göstərdi ki, LED -lərin yanması və 100 V ətrafında tam gücü ilə parlaması üçün təxminən 55 volta ehtiyacı var. İstifadədə, 230V / 240V bazarlar üçün seriyalı cütlər və 110V bazarlar üçün saf paralel olaraq təşkil edilir. Lampa qapağında bir növ nəzarətçi var, amma filamentlərin daha az parlaq olmasını istədiyim üçün yenidən istifadə etməməyə qərar verdim. Tam parlaq bir LED saatı oxumaq ağrılı olardı. 7 seqmentli ekran saatına 27 nəzarət xətti lazımdır və əvvəlcə Arduino Mega istifadə etmək niyyətindəyəm. Bununla birlikdə, əlaqəsiz bir IRC kanalında bir mikro nəzarətçi ilə LEDlər vasitəsilə 100V (və ya bir qədər) cərəyanın idarə olunmasını müzakirə edərkən, vakuumlu floresan ekranlar üçün DS8880 sürücü çiplərinin mövcudluğundan danışdım. Rəqəm başına 4 bit BCD giriş məlumatı götürdükləri və 1.5mA-a qədər qurulmuş və dəyişən cərəyan idarəediciləri olan 7 seqment sürücü siqnallarına çevirdikləri üçün əlindəki iş üçün idealdır. Test 1.5mA -nın bu tətbiq üçün ideal olduğunu göstərdi. Rəqəm başına 7 bitdən 4 bitə düşmək, yalnız 13 nəzarət xəttinə ehtiyac olduğu üçün idarəetmə üçün bir Arduino Nano və ya Uno istifadə edə biləcəyimi ifadə etdi. (2 x 4 bit 0-9 kanal, 1 x 3 bit 0-7 kanal və 1 x 2 bit 0-3 kanal)

Arduinonun günün vaxtını bilməsi üçün MSF 60kHz radio siqnalından istifadə etmək qərarına gəldim. Bunu əvvəllər əlçatmaz olduğum alış-veriş modullarından istifadə edərək müvəffəqiyyətlə istifadə etmişəm. Hal -hazırda bunları tapmaq daha çətin görünür, buna görə də hər kəs bu saatın öz versiyasını hazırlamaq istəyərsə WiFi modulundan istifadə etmək daha asan ola bilər.

Testlər zamanı gördüm ki, hamımızın saatı zəifdir, saatlarla sinxronlaşmalarını gözlədim, sonra ümidsizliyə qapılaraq köhnə bir Duemilanove bağladım və ilk dəqiqədə sinxronlaşdı və alışdı.

Filamentləri idarə etmək üçün lazım olan 80V yaratmaq üçün DC -DC çeviricisini istifadə etdim. 12V -dən işləyən çox sayda var. Arduino 12V ilə işləyə bilər və məntiqdən lazımlı 5V təchizatı yaradır. Ancaq bu faktı unutdum və bahalı 5V girişli bir aldım. Bu hələ də yaxşı bir seçim ola bilər, bu da proqramlaşdırma zamanı saatın USB -dən işləyəcəyi və 5kV -lik təcrid edilmiş bahalı çeviricinin olması deməkdir. (bu, 80V çərçivənin üzməsi deməkdir və şok riskini çox azaldır)

LED -lər eBay -də mövcuddur, onları yığmaq üçün ampulləri sındırmaq lazım deyil.

Alış-veriş siyahısı:

Öz-özünə axan mis tel. 34 SWG (31 AWG / 0.22mm) işləyir.

Arduino

4 x DS8880 VFD sürücüləri

Ən az 28 LED filament (lakin asanlıqla qırılır, buna görə də ən azı 25% ehtiyat hissə əldə edin)

DC-DC çeviricisi

47μF 5V kondansatör

4.7nF 100V kondansatör

Çərçivə materialı (3mm x 3mm x 0.5 U hissəli pirinç istifadə etdim)

Bir növ baza

Siyanoakrilat yapışdırıcısı

DC giriş yuvası (və ya panelə quraşdırılmış USB)

60kHz (və ya oxşar) alıcı modulu və anten.

7 pinli kişi başlıq yuvaları (və uyğun kıvrım terminalları)

Addım 2: Çərçivə materialını qazın

Çərçivə 1 mm uzunluğunda 3 mm pirinç U-hissədən (divar qalınlığı 0,5 mm) hazırlanmışdır və bundan daha yüngül bir şey təklif etməz.

LEDlər aşağı tərəfli açarlar tərəfindən idarə olunur. Bu o deməkdir ki, hər bir LED Anodda 80V -də bir keçirici çərçivəyə qoşulur və sonra izolyasiya edilmiş bir tel çərçivədən nəzarət IC -lərinə keçir.

Tellər üçün çərçivə qazmaq lazımdır. Daimi 10 mm-lik bir delik açmaq qərarına gəldim və aralığı təyin etmək üçün kiçik bir bələdçi-jig düzəltdim. Altdakı bir yiv, mövcud bir çuxurda çərçivə kanalını və bir pin (fotoda allen açarı) indekslərini saxlayır və seçilmiş aralıqda daha iki ədəd qazmağa imkan verir.

Qazma qurğusu eyni zamanda əyilmə qurğusu kimi də ikiqat rol oynayır. U kanalının əyilmə zamanı yayılmasının qarşısını almaq üçün bir yivə malikdir.

1 mm deşik istifadə etdim, amma daha kiçik olsaydı daha yaxşı olardı və yapışdırmağı asanlaşdırardı.

Addım 3: Çərçivəni bükün

Xarici çərçivə və LED yerləşdirmə üçün bir şablon çap etdim. Bu iş masasına yapışdırıldı və sonra pirinç çərçivəni uyğunlaşdırmaq üçün diqqətlə əllə əydim.

U -nun açıq tərəfi ilə çölə doğru əyilmələr asan idi, ancaq materialı üfleyici ilə tavlayana qədər kanalı pozmadan içəri əyilmək mümkün deyildi. Tavlandıqdan sonra bir az düzəltmək lazım idi, buna görə yalnız ehtiyacı olan hissələri tavlamaq daha yaxşıdır. Zərbə alovu ilə daha da qızdırana qədər istilənin. Çox uzağa getmək və əritmək faydasız olardı.

Çərçivəni formalaşdırmaq üçün bir dəfə şablonun altına yapışdırılır.

Şablonu PDF olaraq burada tapa bilərsiniz. 1: 1 ölçüsündə çap olunarsa (A3 kağızına sığar), perimetr materialın uzunluğuna uyğun olaraq tam olaraq 1 m -dir.

Addım 4: LED -ləri bağlayın

Əvvəlcə LED -in hansı ucunun anod olduğunu (müsbət gərginliyə qoşulur) araşdırın. LED -lərimdə bu, plastik örtüyün sonuna yaxın kiçik bir çuxurla işarələndi.

Bu ucların hamısının çərçivəyə lehimlənmiş tellərə lehimlənməsi lazımdır. Kablolama modelimdən tamamilə məmnun deyiləm, buna görə hər hansı bir təklif verməkdən çəkinəcəyəm. Telləri seçdiyiniz çuxurdan keçirin, bir az sıxın və lehimləyin. Sonra artıqlığı kəsin. Veropenimi telin paylayıcı və tutucusu kimi istifadə etdim, qismən də düzgün izolyasiya növü olduğuna görə ("öz-özünə axan" kimi tanınan soyulmadan lehimlənə bilən tip)

Daha sonra açar (Katod) tellərini çərçivədəki deliklərdən keçdikləri nöqtədə siyanoakrilat yapışqanla bərkidərək rəqəmlər qurmağa başlaya bilərsiniz. Çərçivənin hər tərəfində və baza / idarəetmə qutusuna daxil etmək üçün çoxlu uzunluq buraxdığınızdan əmin olun.

Dairəvi künclər əldə etmək və rəqəmlərin önündən keçməməsi üçün telləri bir -birindən dəstəkləyə bilərsiniz. Elektrik naqilləridirsə lehimləyin, telləri dəyişdirinsə yapışdırın. Rəqəmlərin küncləri tellərə toxunmalı kimi görünür, lakin lazım olduqda onları bir -birindən təcrid etmək asandır.

Addım 5: Baza və Çərçivə ayaqları düzəldin

Bir palıd bazası düzəltdim və CNC torna üzərindəki çərçivə üçün pirinç ayaqları işlətdim. Ancaq hər hansı bir qutu edərdi və çərçivə üçün 3D çaplı ayaqlar yaxşı işləyərdi, əminəm.

Ayaqlar, M5 vintləri ilə, orta çərçivə çuxurundan kənara çıxarılan deliklərdə tutulur. Vintlər bazada işlənmiş yuvalara uyğundur. Tellər eyni yuvalardan keçir. Yivlər, tellərdəki gərginliyi təyin etmək üçün ayaqların aralığının tənzimlənməsinə imkan verir (müəyyən dərəcədə).

Vintlərdən biri əlavə olaraq pirinç çərçivəyə +80V gücünü təmin etmək üçün bir deşik və telə malikdir.

Anten mötərizəsi və PCB montajı üçün STL sənədləri mənim Githubumdadır.

Addım 6: Nəzarət PCB -ni düzəldin və sınayın

Nəzarət PCB -nin hazırlanması vasitələri əvvəlki Təlimat kitabında verilmişdir.

Mən sxematik olaraq işləməmişəm, gedərkən düzəltmişəm. Ancaq faktdan sonra bir sxem hazırladım.

PDF Formatı və ya KiCAD

Bu sxemdə Arduino eskizinin yuvarlaqlaşdırdığı bəzi səhvlər ola bilər və əsl saatın çatışmayan əlavə səhvləri ola bilər.

Nəzərə alınmalı olan vacib məqamlar, DC-DC çeviricisinin Arduinonun V giriş pininə, məntiq gücünün və radio qəbuledicisinin isə tənzimlənən 5V-ə qoşulmasıdır. Bu o deməkdir ki, Arduino və çevirici hər hansı bir PSU -dan 12V -ə qədər işləyə bilər və məntiq hələ də tənzimlənmiş 5V görür.

Addım 7: Rəqəmləri Baza Monte Edin və Bütün Telləri Sıralayın

Az miqdarda bantla kanalda müvəqqəti olaraq tutulan tellərlə bir çox ipi bazaya keçirə bilərsiniz. Hansı telin olduğunu öyrənmək üçün tənzimlənən bir addım çeviricidən istifadə etdim. Əvvəlcə boş bir LED filamentini yandıracaq bir gərginliyə qoydum, sonra bir çərçivə çuxurundan müsbət çıxdı. Sonra, emaye edilmiş mis telin kəsilmiş ucunu çeviricinin mənfi təchizat telinə toxunaraq hər bir ledin hansı seqmentə uyğun gəldiyini görə bildim. Sonra teli bir sancağa bükdüm və qismən bir bağlayıcıya bağladım.

Kıvrımdan sonra terminallar işləmir, emaye izolyasiyasından keçmək üçün də lehimlənməlidir. Sancaqlar lehimləndikdən sonra evə qədər itələdilər.

Addım 8: Arduino -nu yandırın

Arduino eskizini burada tapa bilərsiniz.

github.com/andypugh/LEDClock

Hər biri kanalda 0 -dan 9 -a qədər işləyən biri saatı idarə etmək üçün olan iki eskiz var.

Bu test eskizi, çıxış pinlərindəki hansı başlıqların dəyişdirilməli olduğunu və BCD məlumat xətlərindən hər hansı birinin dəyişdirilməsini tələb edir. (Eskizə baxsanız, tel keçidləri səbəbiylə bir neçə kanalı dəyişdirməli olduğumu görəcəksiniz, bunları proqramda düzəltmək daha asandır).

Addım 9: Radio Sinxronizasiyasını məyus halda gözləyin

Radio saatı tam bir dəqiqə məlumat almalıdır. Arduino eskizi, daxil olan radio məlumatlarını əks etdirmək üçün on saatlıq rəqəmin mərkəz çubuğunda yanıb-sönür və dəqiqələr neçə səhv məlumat bitinin gəldiyini göstərir. 60 -a çatırsa, yaxşı məlumatlar var və vaxt göstərilir.

Tam açıqlama ruhunda bu bir simulyasiyadır. Yalnız Mac-in USB-dən işləyərkən və fotogen olmayan bir yerdə yerləşəndə onu sinxronlaşdıra biləcəyimi düşünürdüm. Həqiqi məlumatlar halında, bir saniyəlik impulslar ikili kodlaşdırmaq üçün fərqli uzunluqdadır.

Tənbəl bir element də var (parlayır, amma digərlərindən daha sönükdür) LED özü yaxşıdır. Sürücü çipində bir problemdən qorxuram, amma əvvəlcə emal edilmiş misin yenidən naqillərini çəkməyə çalışacağam. (əslində yəqin ki, əlavə bir tel çəkəcəyəm)

Addım 10: Bitirmə

Tellər, təxminən 1,5 mm2 teldən sıyrılmış izolyasiyanın uzunluğu ilə kanalda tutula bilər. Ancaq incə tellərə zərər verməmək üçün diqqətli olun.

İmtina: Bu filamentləri bir saat üçün istifadə etmək fikrini ilk düşünən şəxs olduğumu iddia etmirəm, amma bu fikri müstəqil olaraq ortaya qoydum. Uyğun sürücülər üçün araşdırma apararkən 2015 -ci ildə eyni filamentlərdən hazırlanan bir saatı göstərən bu yazını tapdım (baxmayaraq ki, onun elastik olduğu görünür, bu daha asan olardı).

Onları kosmosda elektrik naqillərinə salan ilk adam mən ola bilərəm, amma buna da bahis etməyi düşünməzdim.