Əyləncə üçün Faraday: Akkumlyatorsuz Elektron Zar: 12 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Əzələ ilə işləyən elektron cihazlara böyük maraq var, bu da böyük ölçüdə batareyasız LED məşəl kimi tanınan Perpetual TorchPerpetual Torchun müvəffəqiyyəti ilə əlaqədardır. Batareyasız məşəl, LED-ləri gücləndirmək üçün bir gərginlik generatorundan, gərginlik generatoru tərəfindən istehsal olunan gərginliyi və yüksək səmərəli ağ LED-ləri tənzimləmək və saxlamaq üçün bir elektron dövrədən ibarətdir. Əzələ ilə işləyən gərginlik generatoru Faraday qanununa əsaslanır, silindrik maqnitli bir borudan ibarətdir. Boru bir maqnit teli ilə sarılır. Boru sarsıldıqda, maqnitlər borunun uzunluğunu irəli və irəli keçir, beləliklə bobindən keçən maqnit axını dəyişir və buna görə də bobin AC gərginliyi yaradır. Bu təlimata sonradan qayıdacağıq. Bu təlimat sizə elektron, battersiz zarların necə qurulacağını göstərir. Quraşdırılmış qurğunun fotoşəkili aşağıda görünür, lakin əvvəlcə bir az arxa plan -

Addım 1: Elektron Zar

Ənənəvi bir zar əvəzinə, elektron bir zar istifadə etmək çox xoşdur. Adətən belə bir zar elektron dövrə və LED ekrandan ibarət olardı. LED displeyi, aşağıda göründüyü kimi 1 ilə 6 arasındakı rəqəmləri göstərə bilən və ya bəlkə də ənənəvi zar nümunəsini təqlid etmək üçün yeddi seqmentli ekran ola bilər, ikinci şəkildə göstərildiyi kimi düzülmüş 7 LEDdən ibarət ola bilər. Hər iki zar dizaynında istifadəçinin "zərləri yuvarlamaq" (və ya "ölümü yuvarlamaq") istədiyi zaman basması lazım olan bir açarı var. Bu keçid mikrokontrolördə proqramlaşdırılmış təsadüfi ədəd generatorunu işə salır və təsadüfi ədəd yeddi seqmentli displeydə və ya LED ekranda göstərilir. İstifadəçi yeni bir nömrə istədikdə, düyməni yenidən basmaq lazımdır.

Addım 2: Zar üçün Güc Təchizatı

Əvvəlki addımda göstərilən dizaynların hər ikisi, divar siğilindən, uyğun bir düzəldicidən, hamarlaşdırıcı kondansatördən və uyğun bir +5V tənzimləyicisindən əldə edilə bilən uyğun bir enerji təchizatına ehtiyac duyur. İstifadəçi zərlərin daşınmasını istəyirsə, divar ziyalı transformatoru uyğun bir batareya ilə əvəz olunmalıdır, məsələn 9V batareya. Batareyanın digər variantları var, məsələn, zərləri tək bir AA və ya AAA batareyadan idarə etmək üçün normal xətti tənzimləyici işləməyəcək. Zar əməliyyatı üçün +5V əldə etmək üçün uyğun bir gücləndirmə tipli DC-DC çeviricisi istifadə edilməlidir. Şəkil, divar 9V batareyadan zər işlətmək üçün uyğun olan +5V enerji təchizatını göstərir, digər şəkil, TPS61070 gücləndirici DC-DC çeviricisini istifadə edərək, 1.5V AA və ya AAA tipli batareyadan +5V enerji təchizatı üçün sxematik şəkildə göstərir.

Addım 3: Pulsuz Güc: Əzələlərinizi İstifadə edin …

Bu addım əzələ ilə işləyən gərginlik generatorunu təsvir edir. Generator 6 düym uzunluğunda və 15 mm xarici diametrli bir Perspex borusundan ibarətdir. Daxili diametri 12 mm -dir. Borunun xarici səthində təxminən 1 mm dərinlikdə və 2 düym uzunluğunda bir yiv işlənir. Bu yiv, 30 SWG maqnit teli ilə təxminən 1500 növbə ilə sarılır. Boruya üç nadir torpaq silindrik maqnit qoyulur. Maqnitlərin diametri 10 mm və uzunluğu 10 mm -dir. Mıknatısları boruya daxil etdikdən sonra, borunun ucları çılpaq PCB materialının dairəvi parçaları ilə möhürlənir və iki hissəli epoksi və içərisində bir az şok emici yastıqlarla yapışdırılır (IC qablaşdırma köpüyü istifadə etdim). Belə bir boru McMaster -dən (mcmaster.com) mövcuddur, parça nömrəsi: 8532K15. Maqnitləri amazingmagnets.com saytından almaq olar. Hissə # D375D.

Addım 4: Gərginlik generatorunun performansı

Əzələ gücü gərginliyi generatoru nə qədər yaxşı işləyir? Burada bəzi osiloskop ekran görüntüləri var. Yumşaq titrəmələrlə, generator təxminən 15V zirvədən zirvəyə qədər təmin edir. Qısa dövrə cərəyanı təxminən 680mA -dır. Bu layihə üçün kifayət qədər kifayətdir.

Addım 5: Şematik Dice

Bu addım zarların dövrə diaqramını göstərir. Faraday generatoru tərəfindən istehsal olunan və 4700uF/25V elektrolitik kondansatörlə süzülmüş AC gərginliyini düzəltmək üçün düzəldici diod körpü sxemindən ibarətdir. Kondansatör gərginliyi, bir mikro nəzarətçi və LED-lərdən ibarət olan dövrənin qalan hissəsinə təchizatı gərginliyini təmin etmək üçün istifadə olunan 5V çıxış gərginlikli LDO, LP-2950 ilə tənzimlənir. "Zar" şəklində düzəldilmiş şəffaf qablaşdırmada 3 yüksək keyfiyyətli 3 mm mavi 7 LED istifadə etdim. LED-lər 8 pinli AVR mikro nəzarətçi ATTiny13 tərəfindən idarə olunur. Faraday generatorundan çıxan gərginlik impulslu bir çıxışdır. Bu impulslu çıxış bir rezistor (1.2KOhm) və bir Zener diodunun (4.7V) köməyi ilə şərtlənir. Borunun sarsıldığını müəyyən etmək üçün şərtli gərginlik pulsları mikrokontrolör tərəfindən algılanır. Boru sarsıldıqca mikrokontrolör gözləyir. İstifadəçi borunu silkələməyi dayandırdıqdan sonra, mikro nəzarətçi sərbəst işləmə rejimində işləyən daxili 8 bitlik bir taymerdən istifadə edərək təsadüfi bir ədəd yaradır və 1-dən 6-a qədər olan çıxış LED-lərinə çıxır. Mikro nəzarətçi yenidən istifadəçinin borunu yenidən silkələməsini gözləyir. LEDlər təsadüfi bir rəqəm göstərdikdən sonra, kondansatördəki mövcud şarj, LEDləri təxminən 10 saniyə işıqlandırmaq üçün kifayətdir. Yeni bir təsadüfi ədəd əldə etmək üçün istifadəçi borunu yenidən bir neçə dəfə silkələməlidir.

Addım 6: Mikrokontrolörün proqramlaşdırılması

Tiny13 mikro nəzarət cihazı, 128KHz saat siqnalı yaratmaq üçün proqramlaşdırılmış daxili RC osilatoru ilə işləyir. Bu, Tiny13 -ün daxili olaraq yarada biləcəyi ən aşağı saat siqnalıdır və mikrokontrolör tərəfindən istehlak olunan cərəyanı minimuma endirmək üçün seçilir. Nəzarətçi AVRGCC kompilyatoru ilə C -də proqramlaşdırılıb və axın cədvəli burada göstərilir. burada göstərilir. Tinyimi proqramlaşdırmaq üçün STK500-dən istifadə etdim, ancaq AVR Dragon proqramçısına üstünlük verirsinizsə bu Təlimata müraciət edə bilərsiniz: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- -8-Bit-AVR-Pr/

Addım 7: İdarəetmə Proqramı

/*Elektron batareya Az Zar*//*Dhananjay Gadre*//*20 Sentyabr 2007*//*Tiny13 Prosessor @ 128KHz daxili RC osilator*//*7 LED aşağıdakı kimi bağlanmışdırLED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4 Bobindən pulse girişi PB0 üzərindədir// #include #include #include #includeconst char ledcode PROGMEM = {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfeigned}; char temp = 0; int count = 0; DDRB = 0xfe; /*PB0 girişdir*/TCCR0B = 2; /*8 -ə böl*/TCCR0A = 0; TCNT0 = 0; PORTB = 254; /*bütün LEDləri deaktiv edin*/while (1) {/*nəbzin yüksəlməsini gözləyin*/while ((PINB & 0x01) == 0); _delay_loop_2 (50); /*nəbzin aşağı düşməsini gözləyin*/ while ((PINB & 0x01) == 0x01); _delay_loop_2 (50); say = 5000; while ((say> 0) && ((PINB & 0x01) == 0)) {count--; } əgər (say == 0) /* artıq nəbz yoxdursa təsadüfi bir rəqəm göstərin* / {PORTB = 0xfe; /*bütün LEDlər söndü*/ _delay_loop_2 (10000); temp = TCNT0; temp = temp%6; temp = pgm_read_byte (& ledcode [temp]); PORTB = temp; }}}

Addım 8: Dövrün montajı

Burada elektron zarların montaj mərhələlərinin bəzi şəkilləri var. Elektron dövrə, bir perspeks borusuna girmək üçün kifayət qədər dar bir perford üzərində yığılmışdır. Gərginlik generatoru üçün istifadə olunan eyni perspektiv borusu elektron dövrəni bağlamaq üçün istifadə olunur.

Addım 9: Tamamlanmış montaj

Faraday Gərginlik generatoru və elektron zar dövrəsi artıq mexaniki və elektriklə birlikdə birləşdiricidir. Gərginlik generator borusunun çıxış terminalları, elektron zar dövrəsinin 2 pinli giriş konnektoruna qoşulur. Hər iki boru bir kabel bağlayıcısı ilə bağlanır və əlavə təhlükəsizlik üçün 2 hissəli epoksi ilə yapışdırılır. AralditeAraldite istifadə etdim.

Addım 10: Batteryless Electronic Dice istifadə edin

Montaj tamamlandıqdan və iki boru bir -birinə bərkidildikdən sonra, zarlar istifadəyə hazırdır. Yalnız bir neçə dəfə silkələyin və təsadüfi bir rəqəm görünəcək. Yenidən silkələyin və başqa bir təsadüf gəlir. İşləyən zarların bir videosu burada, bu Təlimat Videosunda da yerləşdirilmişdir:

Addım 11: İstinadlar və Dizayn Dosyaları

Bu layihə əvvəllər dərc olunmuş məqalələrimə əsaslanır. yəni:

1. "Portativ Proqramlar üçün Güc Generatoru", Dövrə Zirzəmisi, Oktyabr 2006, 2. "Kinetik Uzaqdan İdarəetmə", Marka:, Noyabr 2007, Sayı 12. C mənbə kodu faylı burada mövcuddur. Layihə ilk dəfə prototip edildiyindən qartaldan istifadə edərək PCB hazırladım. Budur indi necə görünür. Kartalın sxematik və lövhə sənədləri burada. Nəzərə alın ki, prototiplə müqayisədə son PCB üzərindəki komponentlər bir qədər fərqli şəkildə düzülmüşdür. Yeniləmə (15 sentyabr 2008): BOM faylı əlavə edildi

Addım 12: Daha çox istədiyinizi bilirəm

Yalnız bir ekranı olan elektron zar? Amma dediyiniz iki zara ehtiyacı olan bir çox oyun oynayıram. Tamam, bunu istədiyini bilirəm. Budur qurmağa çalışdığım şey. Bu yeni versiya üçün PCB -ni hazırladım, yalnız kodu tamamlamaq və lövhəni sınamaq üçün bir az boş vaxt gözləyəcəyəm. Tamamlandıqdan sonra burada bir layihə göndərəcəyəm … O vaxta qədər tək zarlardan zövq alın.