Լույսի թարթման դետեկտոր. 3 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ինձ միշտ գրավել է այն փաստը, որ մեզ ուղեկցում է էլեկտրոնիկան: Դա պարզապես ամենուր է: Երբ մենք խոսում ենք լույսի աղբյուրների մասին (ոչ թե աստղերի նման բնական), մենք պետք է հաշվի առնենք մի քանի պարամետր ՝ պայծառությունը, գույնը և, եթե խոսքը համակարգչի ցուցադրման մասին է, պատկերի որակը:

Էլեկտրոնային լույսի աղբյուրի լույսի կամ պայծառության տեսողական ընկալումը կարող է տարբեր կերպ վերահսկվել, երբ ամենահայտնին Pulse Width Modulation (PWM) միջոցով է. Բայց, ինչպես երևում է, այն երկարաժամկետ օգտագործման համար այնքան էլ լավ չէ մարդու աչքերի համար:

Երբ մենք վերցնում ենք, օրինակ, նոութբուքի էկրանը և նվազեցնում դրա պայծառությունը. Այն կարող է ավելի մուգ թվալ, բայց էկրանին տեղի են ունենում բազմաթիվ փոփոխություններ `թարթում: (Այս մասին ավելի շատ օրինակներ կարող եք գտնել այստեղ)

Ինձ մեծապես ոգեշնչեց այս YouTube տեսանյութի Գաղափարը, որի բացատրությունն ու պարզությունը պարզապես սարսափելի են: Դարակներից դուրս ամրացված պարզ սարքեր կցելով ՝ հնարավոր է կառուցել ամբողջովին դյուրակիր թարթող հայտնաբերող սարք:

Սարքը, որը մենք պատրաստվում ենք կառուցել, լույսի աղբյուրի առկայծող դետեկտոր է, որն օգտագործում է փոքր արևային մարտկոցը որպես լույսի աղբյուր և բաղկացած է հետևյալ բլոկներից.

1. Փոքր արևային վահանակ
2. Ինտեգրված աուդիո ուժեղացուցիչ
3. Խոսնակ
4. Jack ականջակալների միացման համար, եթե մենք կցանկանայինք ավելի մեծ զգայունությամբ փորձարկել
5. Լիցքավորվող Li-Ion մարտկոց ՝ որպես էներգիայի աղբյուր
6. USB Type-C միակցիչ ՝ միացման լիցքավորման համար
7. Power LED ցուցիչ

Պարագաներ

Էլեկտրոնային բաղադրիչներ

• Աուդիո հզորության ինտեգրված ուժեղացուցիչ
• 8 Օմ բարձրախոս
• 3.7V 850mAh Li-Ion մարտկոց
• 3.5 մմ աուդիո խցիկ
• Mini Pollycrystalline արեւային մարտկոց
• TP4056 - Li -Ion լիցքավորման տախտակ
• RGB LED (TH փաթեթ)

• 2 x 330 Օմ դիմադրություն (TH փաթեթ)

Մեխանիկական բաղադրիչներ

• Պոտենցիոմետրի բռնիչ
• Եռաչափ տպված պարիսպ (կարող է օգտագործվել ընտրովի, նախագծից դուրս արկղ)
• 4 x 5 մմ տրամագծով պտուտակներ

Գործիքներ

• Sոդման երկաթ
• Տաք սոսինձ ատրճանակ
• Ֆիլիպս պտուտակահան
• Մեկ միջուկային մետաղալար
• 3D տպիչ (ըստ ցանկության)
• Աքցան
• Պինցետ
• Դանակ

Քայլ 1. Գործողության տեսություն

Ինչպես նշվեց ներածության մեջ, PWM- ով առաջացած թարթումը: Վիքիպեդիայի տվյալներով ՝ մարդու աչքը կարող է որսալ մինչև 12 կադր վայրկյանում: Եթե շրջանակի արագությունը գերազանցում է այդ թիվը, դա դիտվում է որպես շարժում մարդու տեսողության համար: Հետևաբար, եթե նկատվում է օբյեկտի արագ փոփոխություն, մենք տեսնում ենք դրա միջին ինտենսիվությունը ՝ առանձնացված շրջանակների հաջորդականության փոխարեն: Պայծառության կառավարման սխեմաներում կա PWM- ի գաղափարի առանցքը. Քանի որ մենք կարող ենք տեսնել միայն 12 կ / վրկ -ից բարձր շրջանակի միջին ինտենսիվությունը (կրկին, ըստ վիքիպեդիայի), մենք կարող ենք հեշտությամբ կարգավորել լույսի աղբյուրի սնուցման պայծառությունը (Աշխատանքային ցիկլ) միջոցով փոփոխվող ժամանակաշրջաններ, երբ լույսը միացված կամ անջատված է (Ավելին PWM- ում), որտեղ միացման հաճախականությունը մշտական է և շատ ավելի մեծ, քան 12 Հց:

Այս նախագիծը նկարագրում է մի սարք, որի ձայնի ծավալը և հաճախականությունը համաչափ են PWM- ով առաջացած թարթող աղմուկին:

Մինի պոլիկրիստալային վահանակ

Այս սարքերի հիմնական նպատակն է լույսի աղբյուրից ստացված էներգիան վերածել էլեկտրական էներգիայի, որը հեշտությամբ կարելի է քաղել: Այս մարտկոցի հիմնական հատկություններից մեկն այն է, որ եթե լույսի աղբյուրը չի ապահովում կայուն կայուն ինտենսիվություն և փոխվում է ժամանակի ընթացքում, նույն փոփոխությունները կներկայացվեն այս վահանակի ելքային լարման վրա: Այսպիսով, դա այն է, ինչ մենք բացահայտելու ենք `ժամանակի ընթացքում ինտենսիվության փոփոխությունները

Աուդիո ուժեղացուցիչ

Արևային վահանակից արտադրվող ելքը համաչափ է միջին ինտենսիվության մակարդակին (DC) `ժամանակի ընթացքում ինտենսիվության լրացուցիչ փոփոխություններով (AC): Մենք շահագրգռված ենք միայն փոփոխական լարման հայտնաբերմամբ, և դրան հասնելու ամենահեշտ ձևը `միացնել աուդիո համակարգը: Այս դիզայնում օգտագործված աուդիո ուժեղացուցիչը մի մատակարարման PCB է, յուրաքանչյուր կողմում DC- արգելափակիչ կոնդենսատորներով ՝ և՛ մուտքով, և՛ ելքով: Այսպիսով, արևային վահանակի ելքը միացված է անմիջապես աուդիո ուժեղացուցիչին: Այս դիզայնի մեջ օգտագործվող ուժեղացուցիչն արդեն ունի պոտենցիոմետր `ներկառուցված ON/OFF անջատիչով, ուստի սարքի հզորության և բարձրախոսի ձայնի ամբողջական վերահսկողություն կա:

Li-Ion մարտկոցի կառավարում

Այս նախագծին ավելացվել է TP4056 Li-Ion մարտկոցի լիցքավորիչի միացում `սարքը դյուրակիր և վերալիցքավորելու համար: USB-C միակցիչը հանդես է գալիս որպես լիցքավորիչի մուտք, իսկ մարտկոցը, որն օգտագործվել է, 850mAh, 3.7V է, որը բավարար է այն նպատակների համար, որոնք մենք պետք է հետապնդենք այս սարքով: Մարտկոցի լարումը գործում է որպես աուդիո ուժեղացուցիչի հիմնական սնուցման աղբյուր, հետևաբար մի ամբողջ սարքի համար:

Բարձրախոս որպես համակարգի ելք

Սարքում հիմնական դերը կատարում է բարձրախոսը: Ես ընտրեցի համեմատաբար փոքր չափսի ՝ պարիսպին ամուր ամրացված, այնպես որ ես ավելի ցածր հաճախականություններ նույնպես կլսեի: Ինչպես արդեն նշվեց, բարձրախոսի հաճախականությունը և ծավալը կարելի է սահմանել հետևյալ կերպ.

f (խոսնակ) = f (AC արևային վահանակից) [Hz]

P (խոսնակ) = K*I (Արևային վահանակից AC ազդանշանի գագաթնակետից մինչև գագաթնակետ) [W]

K - volumeավալի գործակից է

Աուդիո Jack

3.5 մմ Jack օգտագործվում է այն դեպքում, երբ մենք ցանկանում ենք միացնել ականջակալներ: Այս սարքում խցիկն ունի միացման հայտնաբերման քորոց, որն անջատված է ազդանշանի պինից, երբ միացված է աուդիո վարդակը: Այն նախագծված է այնպես, որ ժամանակին ելք ապահովի մեկ ուղու `բարձրախոս կամ ականջակալներ:

RGB LED

Այստեղ LED- ը կրկնակի աշխատանքի է. Այն լուսավորվում է, երբ սարքը լիցքավորվում է կամ սարքը միացված է:

Քայլ 2. Պարիսպ - Դիզայն և տպագրություն

3D տպիչը հիանալի գործիք է հարմարեցված պարիսպների և պատյանների համար: Այս նախագծի պարիսպն ունի շատ հիմնական կառուցվածք ՝ որոշ ընդհանուր հատկանիշներով: Եկեք քայլ առ քայլ ընդլայնենք այն.

Նախապատրաստում և FreeCAD

Պարիսպը նախագծվել է FreeCAD- ում (fileրագրի ֆայլը հասանելի է ներբեռնելու համար այս քայլի ներքևում), որտեղ առաջինը կառուցվել է սարքի մարմինը, իսկ պինդ ծածկը `որպես մարմնի մաս` առանձին մաս: Սարքի նախագծումից հետո անհրաժեշտություն կա այն արտահանել որպես առանձին մարմին և ծածկ:

Մինի արևային վահանակը տեղադրված է ֆիքսված չափի մակերեսով ծածկույթի վրա, որտեղ կտրված հատվածը նախատեսված է լարերի համար: Օգտվողի միջերեսը հասանելի է երկու կողմից ՝ USB անջատիչ և LED | Jack | պոտենցիոմետրի անցքեր: Բարձրախոսն ունի իր հատուկ տարածքը, որը մարմնի ներքևի մասում գտնվող անցքեր են: Մարտկոցը բարձրախոսին կից է, մասերից յուրաքանչյուրի համար տեղ կա, ուստի սարքը ընդհանրապես հավաքելիս հիասթափվելու կարիք չենք ունենա:

Կտրող և վերջնական պատրաստող Կուրա

Քանի որ մենք ունենք STL ֆայլեր, կարող ենք անցնել G-Code- ի փոխակերպման գործընթացին: Դա անելու շատ մեթոդներ կան, ես այստեղ միայն թողնում եմ տպագրության հիմնական պարամետրերը.

• Softwareրագրային ապահովում. Ultimaker Cura 4.4
• Շերտի բարձրությունը `0.18 մմ
• Պատի հաստությունը `1.2 մմ
• Վերին/ստորին շերտերի քանակը `3
• Լցնել ՝ 20%
• Zzայրակալ `0.4 մմ, 215*C
• Մահճակալ ՝ Ապակի, 60*C
• Աջակցություն. Այո, 15%

Քայլ 3: Sոդում և հավաքում

Oldոդման

Մինչ 3D տպիչը զբաղված է մեր պարիսպը տպելով, եկեք լուսաբանենք զոդման գործընթացը: Ինչպես տեսնում եք սխեմաներում, այն պարզեցված է նվազագույնի հասցնելով - դա այն պատճառով, որ բոլոր այն մասերը, որոնք մենք ընդհանրապես կցելու ենք, հասանելի են որպես անկախ ինտեգրված բլոկներ: Դե, հաջորդականությունը հետևյալն է.

1. Li-Ion մարտկոցի տերմինալները զոդվում են TP4056 BAT+ և BAT- կապում
2. TP4056- ի VO+ և VO- զոդում ձայնային ուժեղացուցիչի VCC և GND տերմինալներին
3. Փոքր արևային վահանակի «+» տերմինալի զոդում աուդիո ուժեղացուցիչի VIN (կամ L կամ R), և "-" աուդիո ուժեղացուցիչի հիմքի վրա
4. Երկու գույնի կամ RGB LED- ի ամրացում երկու 220R ռեզիստորներին `համապատասխան մեկուսացումով
5. Առաջին LED անոդը միացնելով ձայնային ուժեղացուցիչի անջատիչին (միացումը պետք է կատարվի անջատիչի տերմինալի վրա): Խստորեն խորհուրդ է տրվում ստուգել PCB- ի ներքևի կողմի անջատիչի որ տերմինալը միացված է VCC- ին. Այն, ինչ չկա, մեր տարբերակն է
6. Երկրորդ LED անոդը պետք է զոդվի երկու SMD LEDS- ի անոդին `դրանք ունեն ընդհանուր անոդի միացում
7. LED կաթոդների զոդում ձայնային ուժեղացուցիչի GROUND- ին
8. Աուդիո ուժեղացուցիչի ելքին միացրեք բարձրախոսների տերմինալներ (Համոզվեք, որ մուտքի ժամանակ ընտրել եք նույն ալիքը ՝ ՁԱT կամ Ա)Ի)
9. Բարձրախոսին անջատելու համար միացրեք 3.5 մմ ստերեո միակցիչ տերմինալներ, որոնք կանխում են բարձրախոսի միջոցով ընթացիկ հոսքը:
10. Որպեսզի ականջակալները ձայն արտադրեն յուրաքանչյուր կողմից `L և R, կարճացրեք նախորդ քայլում նկարագրված տերմինալները միասին:

Ժողով

Շրջանակը տպվելուց հետո խորհուրդ է տրվում մաս-մաս հավաքել մասի բարձրության հետ կապված.

1. Տաք սոսնձից շրջանակ պատրաստելը ՝ ըստ ծածկույթի ներքին պարագծի, և այնտեղ տեղադրելով արևային վահանակ
2. Հակառակ կողմում ամրացնելով պոտենցիոմետրը ընկույզով և լվացքի մեքենայով
3. Սոսնձող բարձրախոս տաք սոսինձով
4. Մարտկոցը սոսնձելով տաք սոսինձով
5. Սոսնձում է 3.5 մմ վարդակ տաք սոսինձով
6. Մարտկոցը սոսնձում… տաք սոսինձով
7. TP4056- ը USB- ով սոսնձելով իր հատուկ անջատման շրջանից `տաք սոսինձով
8. Պոտենցիոմետրի վրա գլխիկ դնելը
9. Կափարիչը և մարմինը ամրացնելով չորս պտուտակով

Փորձարկում

Մեր սարքը պատրաստ է և պատրաստ է գործի: Սարքը ճիշտ ստուգելու համար անհրաժեշտ է գտնել լույսի աղբյուր, որը կարող է ապահովել այլընտրանքային ինտենսիվություն: Ես խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել IR հեռակառավարման վահանակը, քանի որ այն ապահովում է փոփոխական ինտենսիվություն, որի հաճախականությունը գտնվում է մարդու լսողության թողունակության շրջանում [20Hz: 20KHz]:

Մի մոռացեք տանը ստուգել ձեր լույսի բոլոր աղբյուրները:

Շնորհակալություն կարդալու համար::)