«Շառլոտայի վեբ» ոճի LED թելերի ժամացույց ՝ 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Երբ ես առաջին անգամ տեսա LED մանրաթելային լամպերը, ես մտածում էի, որ թելերը պետք է որևէ բանի համար լավ լինեն, բայց դա տևեց մինչև տեղական էլեկտրոնիկայի մասերի խանութի փակումը, որպեսզի ես որոշ լամպեր գնեմ ՝ ջարդելու մտադրությամբ: դրանք և տեսեք, թե ինչ կարող եմ անել թելերի հետ:

Երկար ժամանակ չպահանջվեց որոշելու, որ նրանք հետաքրքիր ժամացույց են պատրաստելու, և որ շատ զվարճալի կլինի օդում սեգմենտներով սողալ միայն իրենց էլեկտրալարերով:

Կառուցելով ճանապարհը ՝ ես հասկացա, որ այն տարօրինակ կերպով հիշեցնում է սարդոստայնը ՝ «Շառլոտայի վեբ» գրքից գրված:

Հիշեք, որ այս սարքը 80V է մերկ մետաղական շրջանակի վրա: Բայց մեկուսիչ DC-DC փոխարկիչ և սնուցման աղբյուր օգտագործելը նշանակում է, որ հնարավոր է դիպչել շրջանակին և ցնցում չստանալ: Կամ գոնե չեմ ունեցել:

Քայլ 1: Պահանջվող մասեր

Իմ փորձերը ցույց տվեցին, որ լուսադիոդներին անհրաժեշտ է մոտ 55 վոլտ, որպեսզի լուսավորվեն, և ամբողջ ուժով փայլում են 100 Վ -ի սահմաններում: Օգտագործման դեպքում դրանք դասավորված են զույգերով 230V / 240V շուկաների համար և մաքուր զուգահեռ 110V շուկաների համար: Լամպի կափարիչի մեջ կա մի կարգավար, բայց ես որոշեցի չփորձել այն նորից օգտագործել, քանի որ ցանկանում էի, որ թելերը շատ ավելի քիչ փայլեն: Ամբողջովին լուսադիոդային ժամացույցը կարդալը ցավոտ կլիներ: 7 հատվածից բաղկացած ժամացույցի համար անհրաժեշտ է 27 կառավարման տող, և ի սկզբանե ես մտադիր էի օգտագործել Arduino Mega- ն: Այնուամենայնիվ, LED- ների միջոցով 100V (կամ այնքան) հոսանքի վերահսկումը միկրոկառավարիչով անկապ IRC ալիքով քննարկելիս ինձ ասացին վակուումային լյումինեսցենտային էկրանների theDS8880 վարորդի չիպերի առկայության մասին: Սրանք կատարյալ աշխատանքի համար են, քանի որ դրանք վերցնում են 4 բիթ BCD մուտքային տվյալներ մեկ թվանշանի համար և փոխակերպում 7 հատվածի շարժական ազդանշանների `ներկառուցված և փոփոխական ընթացիկ հսկողությամբ մինչև 1.5 մԱ: Փորձարկումները ցույց տվեցին, որ 1.5mA- ն իդեալական էր այս կիրառման համար: 7 բիթից մինչև 4 բիթ մեկ թվանշանի անկումը նշանակում էր նաև, որ ես կարող էի օգտագործել Arduino Nano կամ Uno կառավարման համար, քանի որ անհրաժեշտ է ընդամենը 13 կառավարման տող: (2 x 4 բիթ 0-9 ալիք, 1 x 3-բիթ 0-7 ալիք և 1 x 2-բիթ 0-3 ալիք)

Ես որոշեցի օգտագործել MSF 60kHz ռադիոազդանշանը, որպեսզի Arduino- ն իմանա օրվա ժամը: Ես նախկինում դա օգտագործել եմ որոշ հաջողությամբ ՝ օգտագործելով դարակից դուրս ընդունիչ մոդուլները, որոնցից մեկը ստիպված էի ձեռքով կատարել: Այնուամենայնիվ, դրանք այժմ ավելի դժվար է գտնել, ուստի գուցե ավելի հեշտ լինի օգտագործել WiFi մոդուլը, եթե որևէ մեկի մոտ ցանկություն առաջանա պատրաստել այս ժամացույցի սեփական տարբերակը:

Փորձարկման ընթացքում ես պարզեցի, որ Arduino Nanos- ն, որի բոլորն ունեի, թվում էր, որ ժամացույցի թույլ բազա ունի, ես ժամեր եմ սպասել, մինչև դրանք համաժամացվեն, այնուհետև հուսահատության մեջ փորձեցի միացնել հին Duemilanove- ը, որը համաժամեցվեց առաջին րոպեին և օգտագործվեց:

80V- ը ստեղծելու համար անհրաժեշտ թելերը քշելու համար ես օգտագործել եմ DC- ից DC փոխարկիչ: Կան շատ մատչելի, որոնք աշխատում են 12 Վ -ից: Arduino- ն կարող է սնուցվել 12 Վ լարման միջոցով և դրանից բխող տրամաբանությունից ստեղծում է հարմար 5 Վ լարման աղբյուր: Բայց ես մոռացա այս փաստը և գնեցի 5V թանկարժեք մուտքային սարք: Սա դեռ կարող է լավ ընտրություն լինել, նշանակում է, որ ժամացույցը ծրագրավորման ընթացքում նույնպես կաշխատի USB- ից, իսկ թանկարժեք փոխարկիչն ունի 5 կՎ լարման մեկուսացված ելքեր: (ինչը նշանակում է, որ 80V շրջանակը լողում է ՝ զգալիորեն նվազեցնելով հարվածի ռիսկը)

LED- ները հասանելի են eBay- ում, դրանք հավաքելու համար անհրաժեշտ չէ ջարդել լամպերը:

Գնումների ցուցակ

Ինքնահոսող պղնձե մետաղալար: Աշխատում է 34 SWG (31 AWG / 0.22 մմ):

Արդուինո

4 x DS8880 VFD վարորդներ

Առնվազն 28 LED թելեր (բայց դրանք հեշտությամբ են կոտրվում, այնպես որ ձեռք բերեք առնվազն 25% պահեստամաս)

DC-DC փոխարկիչ

47µF 5V կոնդենսատոր

4.7nF 100 Վ կոնդենսատոր

Շրջանակի նյութ (ես օգտագործել եմ 3 մմ x 3 մմ x 0.5 U հատվածի արույր)

Մի տեսակ հիմք

Yanիանոակրիլատ սոսինձ

DC մուտքի վարդակից (կամ վահանակի վրա տեղադրված USB)

60 կՀց (կամ նման) ընդունիչի մոդուլ և ալեհավաք:

7-պտույտ արական վերնագրի պատյաններ (և համապատասխան սեղմիչ տերմինալներ)

Քայլ 2: Փորեք շրջանակի նյութը

Շրջանակը պատրաստված է 1 մմ երկարությամբ 3 մմ փողային U- հատվածից (պատի հաստությունը 0.5 մմ) և դրանից ավելի թեթև բան չի առաջարկի:

LED- ները վերահսկվում են ցածր կողմի անջատիչների միջոցով: Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր LED միացված է անոդի 80V լարման հաղորդիչ շրջանակին, այնուհետև մեկուսացված մետաղալարը շրջանակի միջոցով տանում է դեպի կառավարման IC:

Լարը լարերի համար անհրաժեշտ է փորել շրջանակը: Ես որոշեցի անցքեր հորատել սովորական 10 մմ բարձրության վրա և պատրաստեցի մի փոքրիկ ուղեցույց, որը սահմանում է տարածությունը: Ներքևի ակոսը պահում է շրջանակի ալիքը և քորոցը (լուսանկարում `ալենը) ցուցիչներն առկա փոսի վրա և թույլ է տալիս փորել ևս երկուսը ընտրված տարածության վրա:

Հորատման ջիգը նույնպես կրկնապատկվում է որպես ճկվող ջիգ: Այն ունի ակոս, որը թույլ չի տալիս U- ալիքը տարածվել ճկման ժամանակ:

Ես օգտագործեցի 1 մմ անցքեր, բայց փոքրերը, հավանաբար, ավելի լավ կլինեին, ինչը հեշտացրեց սոսնձումը:

Քայլ 3: Թեքեք շրջանակը

Ես տպել եմ ձևանմուշ արտաքին շրջանակի և LED դիրքի համար: Սա ամրացված էր աշխատասեղանին, այնուհետև ես զգուշորեն ձեռքով թեքեցի փողային շրջանակը ՝ համապատասխանեցնելու համար:

U- ի բաց կողմով թեքումները դեպի դուրս դյուրին էին, բայց անհնար էր ներսից թեքություններ կատարել առանց ջրանցքը կոտրելու, քանի դեռ նյութը փչակով այրեցի: Anալվելուց հետո այն մի փոքր շտկման կարիք ուներ, ուստի ամենալավն այն է, որ իրոք դրա կարիքն ունենան միայն փչացնել: Ուղղակի տաքացեք հարվածային ջահով, մինչև որ այն բթացնի մռայլ և ավելի տաք: Չափից դուրս գալը և այն հալեցնելը անօգուտ կլիներ:

Մեկ անգամ շրջանակը ձևավորելու համար կպչում էին կաղապարին:

Կաղապարը կարելի է գտնել որպես PDF այստեղ: Եթե տպագրվում է 1: 1 մասշտաբով (տեղավորվում է A3 թղթի վրա), ապա պարագծիչը ճշգրիտ 1 մ է `համապատասխան նյութի երկարությանը:

Քայլ 4: Լարեր LED- ների մեջ:

Նախ պարզեք, թե LED- ի որ ծայրն է անոդը (միանում է դրական լարման): Իմ LED- ների վրա դա նշանավորվեց փոքրիկ անցքով `պլաստիկ ծածկույթի վերջի մոտ:

Այս ծայրերը բոլորը կպչելու կարիք ունեն լարերի վրա, որոնք զոդված են շրջանակին: Ես լիովին գոհ չեմ իմ էլեկտրագծերի ձևից, ուստի պատրաստվում եմ ձեռնպահ մնալ որևէ առաջարկություն անելուց: Ձեր ընտրած անցքից անցեք լարերը, որոշ չափով ձգեք և ամրացրեք տեղում: Այնուհետեւ կտրեք ավելցուկը: Ես օգտագործել եմ Veropen- ը որպես մետաղալարերի դիսպենսեր և պահող, մասամբ այն պատճառով, որ դա մեկուսացման ճիշտ տեսակն էր (այն տեսակը, որը կարելի է զոդել առանց մերկացման, որը հայտնի է որպես «ինքնահոսող»)

Այնուհետև կարող եք սկսել թվանշանների հավաքումը ՝ անջատիչի (կաթոդի) լարերը ամրացնելով ցիանոակրիլատ սոսինձով այն կետում, երբ դրանք անցնում են շրջանակի անցքերից: Համոզվեք, որ շատ երկարություն եք թողնում, ամբողջ շրջանակը շրջանցելով և բազայի / կառավարման վանդակում:

Կարող եք միմյանցից աջակցել լարերը `կլոր անկյուններ ստանալու և թվերի դիմաց անցնելուց խուսափելու համար: Sոդեք դրանք, եթե դրանք էլեկտրահաղորդման լարեր են, սոսնձեք դրանք, եթե լարերը փոխեք: Թվերի անկյունները կարծես լարերը պետք է դիպչեն, բայց անհրաժեշտության դեպքում հեշտ է դրանք մեկուսացված պահել միմյանցից:

Քայլ 5: Պատրաստեք հիմքը և շրջանակի ոտքերը

Ես պատրաստեցի կաղնու հիմք, և իմ CNC խառատահաստոցի շրջանակի համար մշակեցի պղնձե ոտքեր: Բայց ցանկացած տուփ կանի, և շրջանակի համար 3D տպված ոտքերը լավ կաշխատեն, վստահ եմ:

Ոտքերը պահվում են M5 պտուտակներով ՝ թեքված անցքերի մեջ, որոնք տեղաշարժվում են կենտրոնական շրջանակի անցքից: Պտուտակները տեղավորվում են հիմքում մշակված անցքերի մեջ: Լարերը անցնում են նույն անցքերով: Սլոթերը թույլ են տալիս ոտքերի տարածությունը ճշգրտել լարերի լարվածությունը (որոշ չափով) սահմանելու համար:

Պտուտակներից մեկը լրացուցիչ ունի թարթիչ և մետաղալար ՝ փողային շրջանակին +80V հոսանքը մատակարարելու համար:

Ալեհավաքի փակագծի և PCB- ի ամրացման համար STL ֆայլերը գտնվում են իմ Github- ում:

Քայլ 6. Ստեղծեք և փորձարկեք Control PCB- ն

Հսկիչ PCB- ի պատրաստման միջոցներն ընդգրկված են նախորդ հրահանգում:

Ես չէի աշխատում սխեմատիկ եղանակով, ես դա հորինում էի առաջ գնալիս: Սակայն ես փաստից հետո սխեմատիկ եմ արել:

PDF ձևաչափ կամ KiCAD

Այս սխեմատիկայում կարող են բացակայել որոշ սխալներ, որոնք Arduino էսքիզը ծածկագրել է և կարող է ունենալ լրացուցիչ սխալներ, որոնք իսկական ժամացույցի մոտ բացակայում են:

Կարևոր կետերը, որոնք պետք է հիշել, այն է, որ DC-DC փոխարկիչը պետք է միացված լինի Arduino- ի V-in քորոցին, իսկ տրամաբանական էներգիան և ռադիոընդունիչը `կարգավորվող 5 Վ-ին: Սա նշանակում է, որ Arduino- ն և փոխարկիչը կարող են աշխատել ցանկացած PSU- ից մինչև 12 Վ, իսկ տրամաբանությունը դեռ տեսնում է միայն կարգավորվող 5 Վ լարման:

Քայլ 7: Թվերը տեղադրեք բազայի վրա և դասավորեք բոլոր լարերը:

Littleապավենով, որը ժամանակավորապես ամրացված է ժապավենի փոքր կտորներով, բազմաթիվ տողերը կարող են ներս մտնել հիմք: Ես օգտագործեցի կարգավորելի բարձրացման փոխարկիչ `պարզելու համար, թե որ մետաղալարն է: Սկզբում այն դրեցի լարման, որը պարզապես լուսավորում էր չամրացված LED թելը, այնուհետև դրական ելքը մղեց շրջանակի անցքի միջով: Այնուհետև, էմալացված պղնձե մետաղալարի վերջի կտրված ծայրը փոխարկիչից դիպչելով, ես կարող էի տեսնել, թե յուրաքանչյուր հատվածին որ հատվածին է համապատասխանում: Այնուհետև ես մետաղալարը սեղմեցի քորոցի մեջ և կիսաեզրափակիչ անցքով անցա միակցիչի մեջ:

Տերմինալները չեն անցկացնում ծալքից հետո, դրանք պետք է նաև զոդել `էմալի մեկուսացումը ճեղքելու համար: Eringոդումից հետո քորոցները մղվեցին մինչև տուն:

Քայլ 8: Flashրուցեք Arduino- ն

Արդուինոյի էսքիզը կարելի է գտնել այստեղ:

github.com/andypugh/LEDClock

Գոյություն ունի երկու ուրվագիծ ՝ մեկը ժամացույցը գործարկելու համար և մեկը, որը պարզապես անցնում է յուրաքանչյուր ալիքի 0 -ից 9 համարներով:

Այս թեստային ուրվագիծը թույլ կտա ձեզ մշակել, թե ելքային կապում ո՞ր վերնագրերն են պետք փոխանակել, և եթե BCD տվյալների տողերից որևէ մեկը պետք է փոխվի: (Եթե նայեք էսքիզին, կտեսնեք, որ ինձ անհրաժեշտ էր մի քանի ալիք փոխանակել էլեկտրագծերի խաբեությունների պատճառով, դրանք ծրագրաշարում ավելի հեշտ էր ամրագրել):

Քայլ 9: Հիասթափված սպասեք Radio Synch- ին

Ռադիո ժամացույցը պետք է ստանա ամբողջական րոպե տվյալներ: Arduino- ի էսքիզը թարթում է տասնյակ-ժամյա թվանշանի կենտրոնական սանդղակը `արձագանքելու մուտքային ռադիոյի տվյալներին, իսկ րոպեները ցույց են տալիս, թե քանի անլար տվյալների բիթ է հասել: Եթե այն հասնում է 60 -ի, ապա կան լավ տվյալներ, և ժամանակը ցուցադրվում է:

Լիարժեք բացահայտման ոգով սա մոդելավորում է: Ինձ թվում էր, որ այն կարող է սինխրոնացվել, երբ աշխատում է իմ Mac- ի USB- ից և երբ գտնվում է ոչ ֆոտոգենիկ տեղ: Իրական տվյալների դեպքում մեկ վայրկյան տևողությամբ զարկերակները տարբեր երկարություններ ունեն ՝ երկուական ծածկագրելու համար:

Կա նաև ծույլ տարր (այն փայլում է, բայց ավելի մռայլ է, քան մյուսները) LED- ն ինքնին լավ է: Ես վախենում եմ վարորդի չիպի հետ կապված խնդրից, բայց առաջին հերթին կփորձեմ նորից միացնել էմալապատ պղնձը: (իրականում ես, հավանաբար, պարզապես լրացուցիչ մետաղալար կանցնեմ)

Քայլ 10: Ավարտում:

Հաղորդալարերը կարող են անցկացվել ալիքում `1,5 մմ 2 մետաղալարից հանված մեկուսացման երկարությամբ: Բայց զգույշ եղեք, որպեսզի չվնասեք բարակ լարերը:

Մերժում. Ես չեմ պնդում, որ առաջինն եմ մտածել այս թելերը ժամացույցի համար օգտագործելու գաղափարի մասին, բայց ես գաղափարն առաջացրել եմ ինքնուրույն: Համապատասխան վարորդների համար հետազոտություն կատարելիս ես գտա այս գրառումը 2015 -ից, որը ցույց է տալիս միևնույն թելերից պատրաստված ժամացույց (չնայած նրան թվում էր, թե ճկուն է, ինչը շատ ավելի հեշտ կլիներ):

Հնարավոր է, որ ես առաջինն եմ, որ նրանց տիեզերքում կախեցի իրենց էլեկտրահաղորդալարերի վրա, բայց ես էլ չէի մտածի դրա վրա խաղադրույք կատարել: