"შარლოტას ვებ" სტილის LED ძაფის საათი: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

მას შემდეგ, რაც პირველად ვნახე LED ძაფის ნათურები, მე ვფიქრობდი, რომ ძაფები რაღაცისთვის კარგი უნდა იყოს, მაგრამ იქამდე დამჭირდა ელექტრონული ტექნიკის მაღაზიის დახურვა, რომ გამეყიდა ბოლქვები გამანადგურებლად. მათ და ნახეთ რისი გაკეთება შემიძლია ძაფებით.

დიდი დრო არ დასჭირდა იმის გადაწყვეტას, რომ ისინი შექმნიდნენ საინტერესო საათს და რომ ძალიან სახალისო იქნებოდა ჰაერში სეგმენტების გაცურვა მხოლოდ მათი დენის მავთულხლართებით.

მისი მშენებლობის გზაზე მივხვდი, რომ ეს უცნაურად მოგაგონებდათ ობობას, რომელიც დაწერილია წიგნიდან "შარლოტას ქსელი"

გაითვალისწინეთ, რომ ამ მოწყობილობას აქვს 80V შიშველი ლითონის ჩარჩოზე. მაგრამ იზოლირებული DC-to-DC კონვერტორი და ელექტრომომარაგება ნიშნავს იმას, რომ შესაძლებელია ჩარჩოზე შეხება და დარტყმის მიყენება. ან ყოველ შემთხვევაში მე არ მაქვს.

ნაბიჯი 1: საჭირო ნაწილები

ჩემმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ LED- ებს სჭირდებათ დაახლოებით 55 ვოლტი, რომ აანთონ და ანათონ სრული სიმძლავრით დაახლოებით 100 ვ. გამოყენებისას ისინი მოწყობილია წყვილთა წყვილებით 230V / 240V ბაზრებისთვის და სუფთა პარალელურად 110V ბაზრებისთვის. ნათურის თავსახურში არის რაიმე სახის კონტროლერი, მაგრამ მე გადავწყვიტე, რომ არ გამომეცადა მისი ხელახლა გამოყენება, რადგან მინდოდა ძაფები გაცილებით ნაკლებად ანათებდეს. სრულად კაშკაშა LED საათი წაკითხვა მტკივნეული იქნებოდა. 7 სეგმენტიანი ჩვენების საათს სჭირდება 27 საკონტროლო ხაზი და თავდაპირველად მე განზრახული მქონდა Arduino Mega– ს გამოყენება. თუმცა როდესაც ვსაუბრობთ 100V (ან იმდენად) დენის კონტროლზე LED- ების საშუალებით მიკროკონტროლერთან შეუსაბამო IRC არხზე მე მითხრეს ვაკუუმური ფლუორესცენტური დისპლეების theDS8880 დრაივერის არსებობის შესახებ. ეს არის სრულყოფილი სამუშაოსთვის, რადგან ისინი იღებენ 4 ბიტიანი BCD შეყვანის მონაცემებს ერთ ციფრზე და გარდაქმნიან 7 სეგმენტის წამყვან სიგნალად ინტეგრირებული და ცვლადი დენის კონტროლით 1.5mA– მდე. ტესტირებამ აჩვენა, რომ 1.5mA იდეალური იყო ამ პროგრამისთვის. ციფრის 7 ბიტიდან 4 ბიტამდე დაცემა ასევე ნიშნავდა იმას, რომ მე შემეძლო Arduino Nano ან Uno გამოვიყენო კონტროლისთვის, რადგან საჭიროა მხოლოდ 13 საკონტროლო ხაზი. (2 x 4 ბიტიანი 0-9 არხი, 1 x 3 ბიტიანი 0-7 არხი და 1 x 2 ბიტიანი 0-3 არხი)

მე გადავწყვიტე გამოვიყენო MSF 60 კჰც რადიო სიგნალი, რომ არდუინო იცოდეს დღის დრო. მე ამას ადრე ვიყენებდი წარმატებით, off-the-shelf მიმღების მოდულების გამოყენებით, რომელთაგან ერთს ხელი მომიწია. თუმცა, როგორც ჩანს, ამჟამად მათი პოვნა უფრო რთულია, ამიტომ შეიძლება უფრო ადვილი იყოს WiFi მოდულის გამოყენება, თუ ვინმეს მოეწონება ამ საათის საკუთარი ვერსიის დამზადება.

ტესტირების დროს აღმოვაჩინე, რომ არდუინო ნანოს მე მქონდა საათის ცუდი ბაზა, საათობით ველოდებოდი მათ სინქრონიზაციას, შემდეგ სასოწარკვეთილი ვცდილობდი შემეერთებინა ძველი დუემილანოვი, რომელიც სინქრონიზებული იყო პირველ წუთში და შევეჩვიე.

ძაბვის ძრავისათვის საჭირო 80V- ის შესაქმნელად გამოვიყენე DC to DC გადამყვანი. ბევრი ხელმისაწვდომია, რომელიც მუშაობს 12 ვ -დან. Arduino შეიძლება იკვებებოდეს 12V– ით და ქმნის მოსახერხებელ 5V მიწოდებას აქედან გამომდინარე ლოგიკიდან. მაგრამ დამავიწყდა ეს ფაქტი და ვიყიდე ძვირადღირებული 5 ვ შეყვანის მოწყობილობა. ეს მაინც შეიძლება იყოს კარგი არჩევანი, ეს ნიშნავს, რომ საათი ასევე გადის USB– დან პროგრამირების დროს და ძვირადღირებული გადამყვანი ჰა 5 კვ იზოლირებული გამოსვლით. (რაც იმას ნიშნავს, რომ 80V ჩარჩო მიცურავს, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს შოკის რისკს)

LED- ები ხელმისაწვდომია eBay– ზე, მათი მოსავლისთვის არ არის აუცილებელი ბოლქვების დამსხვრევა.

Სავაჭრო სია:

სპილენძის მავთულები მუშაობს 34 SWG (31 AWG / 0.22 მმ).

არდუინო

4 x DS8880 VFD დრაივერი

მინიმუმ 28 LED ძაფები (მაგრამ ისინი ადვილად იშლება, ასე რომ მიიღეთ 25% სათადარიგო)

DC-to-DC კონვერტორი

47μF 5V კონდენსატორი

4.7nF 100V კონდენსატორი

ჩარჩოს მასალა (მე ვიყენებ 3 მმ x 3 მმ x 0.5 U- განყოფილების სპილენძს)

ერთგვარი ბაზა

ციანოაკრილატის წებოვანი

DC შეყვანის სოკეტი (ან პანელზე დამონტაჟებული USB)

60kHz (ან მსგავსი) მიმღების მოდული და ანტენა.

7-პინიანი მამრობითი სათაურის კორპუსები (და შესატყვისი დასაკეცი ტერმინალები)

ნაბიჯი 2: გაბურღეთ ჩარჩოს მასალა

ჩარჩო დამზადებულია 1 მმ სიგრძის 3 მმ სპილენძის U- განყოფილებისგან (კედლის სისქე 0.5 მმ) და ამაზე მსუბუქს არაფერს გვთავაზობს.

LED- ები კონტროლდება დაბალი გადამრთველებით. ეს ნიშნავს, რომ თითოეული LED უკავშირდება გამტარ ჩარჩოს 80 ვ -ზე ანოდზე და შემდეგ იზოლირებული მავთული ჩარჩოს მეშვეობით მიჰყავს საკონტროლო IC- ებამდე.

მავთულხლართებისთვის საჭიროა ჩარჩოს გაბურღვა. მე გადავწყვიტე ხვრელების გაბურღვა 10 მმ-ის რეგულარულ მოედანზე და გავაკეთე პატარა გიდი-ჯაგარი, რომ განვათავსო მანძილი. ქვედა ღარი ინახავს ჩარჩოს არხს და ქინძისთავს (ფოტოში ალენის გასაღები) ინდექსებს არსებულ ხვრელზე და საშუალებას აძლევს კიდევ ორს გაბურღოს არჩეულ მანძილზე.

საბურღი ჯიგი ასევე ორმაგდება მოსახვევში. მას აქვს ღარი, რომელიც ხელს უშლის U არხის გავრცელებას მოხრის დროს.

მე გამოვიყენე 1 მმ -იანი ხვრელები, მაგრამ უფრო პატარა ალბათ უკეთესი იქნებოდა, რაც აადვილებდა წებოვნებას.

ნაბიჯი 3: მოხარეთ ჩარჩო

მე დავბეჭდე შაბლონი გარე ჩარჩოსთვის და LED პოზიციონირებისთვის. ეს იყო ჩასმული სამუშაო მაგიდაზე და შემდეგ ფრთხილად დავხარე სპილენძის ჩარჩო შესატყვისი.

მოსახვევები U– ს ღია მხარეს გარედან ადვილი იყო, მაგრამ შეუძლებელი იყო შიდა მოსახვევების გაკეთება არხის გაწყვეტის გარეშე, სანამ მასალას არ გავანათებდი ბუშტუკით. მას სჭირდებოდა ოდნავ გასწორება გაცხელების შემდეგ, ამიტომ უმჯობესია მხოლოდ გავანათოთ ის ნაწილები, რომლებიც მას რეალურად ჭირდება. უბრალოდ გაათბეთ აფეთქების ჩირაღდნით, სანამ არ გაბრწყინდება მკრთალად და არ გაცხელდება. ძალიან შორს წასვლა და მისი დნობა უშველებელი იქნებოდა.

მას შემდეგ, რაც ჩარჩო ჩამოყალიბდა შაბლონზე.

შაბლონი შეგიძლიათ იხილოთ როგორც PDF აქ. თუ დაბეჭდილია 1: 1 მასშტაბით (შეესაბამება A3 ქაღალდზე), მაშინ პერიმეტრი ზუსტად 1 მ -ია, რაც მასალის სიგრძეს შეესაბამება.

ნაბიჯი 4: მავთული LED- ებში

ჯერ შეიმუშავეთ რომელი შუქდიოდის ბოლოა ანოდი (უკავშირდება დადებით ძაბვას). ჩემს LED- ებზე ეს აღინიშნა პატარა ხვრელით პლასტმასის საფარის ბოლომდე.

ეს ბოლოები ყველა საჭიროებს შედუღებას მავთულხლართებზე, რომლებიც ჩამონტაჟებულია ჩარჩოზე. მე არ ვარ მთლიანად კმაყოფილი ჩემი გაყვანილობის ნიმუშით, ამიტომ თავს შევიკავებ ყოველგვარი შემოთავაზებისაგან. ამოიღეთ მავთულები თქვენს მიერ არჩეულ ხვრელში, გაიყვანეთ გარკვეულწილად მჭიდროდ და შედგით ადგილზე. შემდეგ შეწყვიტე ჭარბი. მე გამოვიყენე ჩემი Veropen, როგორც მავთულის გამანაწილებელი და დამჭერი, ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ეს იყო იზოლაციის სწორი ტიპი (ტიპი, რომლის შედუღებაც შესაძლებელია გაშიშვლების გარეშე, ცნობილია როგორც "თვითმმართველობის გადაბრუნება")

ამის შემდეგ შეგიძლიათ დაიწყოთ ციფრების შედგენა, დამაგრების შეცვლა (კათოდური) მავთულები ციანოაკრილატის წებოთი იმ წერტილში, როდესაც ისინი გაივლიან ჩარჩოს ხვრელებს. დარწმუნდით, რომ დატოვებთ უამრავ სიგრძეს, მარყუჟის გასწვრივ ჩარჩოს გარშემო და ბაზაში / საკონტროლო ყუთში.

თქვენ შეგიძლიათ მხარი დაუჭიროთ ერთმანეთისგან მრგვალ კუთხეებს და თავიდან აიცილოთ მავთულები ციფრების წინ. გააფართოვოს ისინი, თუ ისინი დენის მავთულები, და წებო მათ, თუ გადართვის მავთულები. ციფრების კუთხეები ისე გამოიყურება, როგორც მავთულები უნდა შეეხოთ, მაგრამ საჭიროების შემთხვევაში ადვილია მათი ერთმანეთისგან იზოლირება.

ნაბიჯი 5: გააკეთეთ ბაზა და ჩარჩო-ფეხები

მე გავაკეთე მუხის ბაზა და ჩამონტაჟებული სპილენძის ფეხები ჩარჩოსთვის ჩემს CNC ლატეზე. მაგრამ ნებისმიერი სახის ყუთი გააკეთებდა და ჩარჩოსთვის 3D დაბეჭდილი ფეხები მშვენივრად იმუშავებდა, დარწმუნებული ვარ.

ფეხები ეჭირა M5 ხრახნებს ჩამოსასხმელ ხვრელებში, რომლებიც გადახურულია ცენტრის ჩარჩოს ხვრელიდან. ხრახნები ჯდება ბაზაზე დამუშავებულ სლოტებში. მავთულები გადის იმავე სლოტებში. სლოტები ფეხის დაშორების რეგულირების საშუალებას იძლევა მავთულხლართებში დაძაბულობის შესაქმნელად (გარკვეულწილად).

ერთ -ერთ ხრახნს დამატებით აქვს თვალი და მავთული, რომელიც უზრუნველყოფს სპილენძის ჩარჩოს +80V სიმძლავრის მიწოდებას.

STL ფაილები ანტენის ფრჩხილისა და PCB მთაზე არის ჩემს Github– ზე.

ნაბიჯი 6: გააკეთეთ და შეამოწმეთ საკონტროლო PCB

საკონტროლო PCB- ის დამზადების საშუალებები დაფარულია წინა ინსტრუქციებში.

მე არ ვმუშაობ სქემატურიდან, მე შევადგინე ის, რაც მივდიოდი. თუმცა მე შემდგომში შევადგინე სქემატური ფაქტი.

PDF ფორმატი ან KiCAD

ამ სქემატურს შეიძლება არ გააჩნდეს შეცდომები, რომლებიც Arduino- ს ესკიზმა დაწერა და შეიძლება ჰქონდეს დამატებითი შეცდომები, რაც რეალურ საათს აკლია.

გასათვალისწინებელია ის მნიშვნელოვანი პუნქტი, რომ DC-DC გადამყვანი უნდა იყოს დაკავშირებული Arduino– ს V – in პინთან და ლოგიკური სიმძლავრე და რადიოს მიმღები უნდა იყოს დაკავშირებული რეგულირებად 5V– თან. ეს ნიშნავს, რომ Arduino და კონვერტორი შეიძლება მუშაობდეს ნებისმიერი PSU– დან 12V– მდე და ლოგიკა ჯერ კიდევ ხედავს რეგულირებულ 5V– ს.

ნაბიჯი 7: დააინსტალირეთ ციფრები ბაზაზე და დაალაგეთ ყველა მავთული

სადენებით, რომლებიც დროებით არის ჩასმული არხზე მცირე ზომის ფირზე, ბევრი ძაფის გადატანა შესაძლებელია ძირში. მე გამოვიყენე რეგულირებადი შემდგომი გადამყვანი, რომ დავადგინო რომელი მავთული რომელი იყო. მე პირველად დავაყენე ის ძაბვაზე, რომელიც უბრალოდ აანთებდა ფხვიერი LED ძაფს, შემდეგ კი დადებითი გამომავალი ჩარჩოს ხვრელში. შემდეგ მინანქარიანი სპილენძის მავთულის ბოლოზე დაჭერით კონვერტორიდან ნეგატიური მიწოდების მავთულთან მე ვხედავდი რომელი სეგმენტი შეესაბამება თითოეული led. შემდეგ მავთული ჩავკეცე ქინძისთავში და ნაწილობრივ შევაერთე კონექტორში.

ტერმინალები არ ატარებენ შეკუმშვის შემდეგ, მათ ასევე უნდა შედუღონ მინანქრის იზოლაციის გარღვევა. მას შემდეგ, რაც soldering ქინძისთავები აიძულა მთელი გზა სახლში.

ნაბიჯი 8: აანთეთ Arduino

არდუინოს ესკიზი შეგიძლიათ იხილოთ აქ.

github.com/andypugh/LEDClock

არსებობს ორი ესკიზი, ერთი საათის გასაშვებად და ერთი, რომელიც უბრალოდ გადის ნომრებზე 0 -დან 9 -მდე თითოეულ არხზე.

ეს სატესტო ესკიზი საშუალებას მოგცემთ შეიმუშაოთ რომელი სათაურები გამომავალ ქინძისთავებში უნდა შეიცვალოს და თუ BCD მონაცემთა რომელიმე ხაზი უნდა შეიცვალოს. (თუ ესკიზს გადახედავთ, დაინახავთ, რომ მე მჭირდებოდა რამდენიმე არხის შეცვლა გაყვანილობის გაუმართაობის გამო, ეს უფრო ადვილი იყო პროგრამულ უზრუნველყოფაში).

ნაბიჯი 9: იმედგაცრუებით დაელოდეთ რადიო სინქრონიზაციას

რადიოს საათმა უნდა მიიღოს მონაცემების სრული წუთი. არდუინოს ესკიზი ათეულობით საათის ციფრის ცენტრალურ ზოლს ციმციმებს შემომავალი რადიოს მონაცემების გასაზომად და წუთები აჩვენებს რამდენი მონაცემების ნაგულისხმევი ბიტი მოვიდა. თუ ის მიაღწევს 60 -ს, მაშინ არის კარგი მონაცემები და ნაჩვენებია დრო.

სრული გამჟღავნების სულისკვეთებით, ეს არის სიმულაცია. მე მხოლოდ მეჩვენებოდა, რომ ის სინქრონიზდებოდა, როდესაც იკვებებოდა ჩემი Mac– ის USB– დან და როდესაც სადმე არა ფოტოგენური იყო. რეალური მონაცემების შემთხვევაში ერთი წამის პულსი სხვადასხვა სიგრძისაა, ორობითი კოდირებისათვის.

ასევე არის ზარმაცი ელემენტი (ის ანათებს, მაგრამ უფრო მკრთალი, ვიდრე სხვები) LED თავად არის კარგი. მეშინია მძღოლის ჩიპთან დაკავშირებული პრობლემის, მაგრამ შევეცდები ჯერ მინანქარიანი სპილენძის ხელახლა გაყვანილობა. (ფაქტობრივად, მე უბრალოდ გავუშვებ დამატებით მავთულს)

ნაბიჯი 10: დასრულება

მავთულები შეიძლება შევიდეს არხში 1.5 მმ 2 მავთულისგან იზოლირებული სიგრძის სიგრძით. მაგრამ ფრთხილად იყავით, რომ არ დააზიანოთ თხელი მავთულები.

პასუხისმგებლობის შეზღუდვის განაცხადი: მე არ ვამბობ, რომ პირველი ვიყავი ვინც მოიფიქრა ამ ძაფების საათის გამოყენების იდეა, მაგრამ მე ეს იდეა დამოუკიდებლად მომივიდა. შესაფერისი მძღოლების კვლევისას მე ვიპოვე ეს პოსტი 2015 წლიდან, სადაც ნაჩვენებია საათი იმავე ძაფებისგან (თუმცა ის თითქოს მოქნილია, რაც ბევრად უფრო ადვილი იქნებოდა).

მე შეიძლება ვიყო პირველი, ვინც მათ სივრცეში დაკიდა მათი დენის მავთულები, მაგრამ არც მე დავინტერესდები ამაზე.