Faraday for Fun: Էլեկտրոնային մարտկոց առանց մարտկոցի. 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

Մեծ հետաքրքրություն է առաջացել մկաններով աշխատող էլեկտրոնային սարքերի նկատմամբ, ինչը մեծ մասամբ պայմանավորված է Մշտական ջահի ՝ Մշտական ջահի հաջողությամբ, որը նաև հայտնի է որպես մարտկոցի լիցք չունեցող LED լապտեր: Մարտկոցից զուր ջահը բաղկացած է LED- ները սնուցող լարման գեներատորից, էլեկտրոնային միացումից `լարման գեներատորի արտադրած լարումը և բարձր արդյունավետությամբ սպիտակ LED- ները: Մկաններով աշխատող լարման գեներատորը հիմնված է Ֆարադեյի օրենքի վրա, որը բաղկացած է գլանաձև մագնիսներով խողովակից: Խողովակը փաթաթված է մագնիսալարի կծիկով: Երբ խողովակը ցնցվում է, մագնիսները անցնում են խողովակի երկարությամբ այս ու այն կողմ, դրանով իսկ փոխելով մագնիսական հոսքը կծիկի միջով, և կծիկն արտադրում է AC լարում: Մենք կանդրադառնանք դրան ավելի ուշ Instructable- ում: Այս Instructable- ը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է կառուցել էլեկտրոնային, անթերի զառախաղ: Ներքևում երևում է կառուցված ստորաբաժանման լուսանկարը: Բայց նախ մի քանի նախապատմություն.

Քայլ 1: Էլեկտրոնային զառախաղ

Ավանդական զառախաղի փոխարեն հաճելի և զով է օգտագործել էլեկտրոնային զառախաղ: Սովորաբար նման զառախաղը բաղկացած կլիներ էլեկտրոնային միացումից և LED էկրանից: LED էկրանը կարող է լինել յոթ հատվածի էկրան, որը կարող է ցուցադրել 1 -ից 6 -ի թվերը, ինչպես երևում է ստորև, կամ գուցե, զառերի ավանդական օրինակը ընդօրինակելու համար այն կարող է բաղկացած լինել 7 LED- ներից, որոնք դասավորված են երկրորդ նկարում: Theառախաղերի երկու ձևերն ունեն անջատիչ, որը օգտագործողը պետք է սեղմի, երբ նա կամենում է «զառ գլորել» (կամ «գլորել գլանը»): Անջատիչը գործարկում է միկրոկառավարիչում ծրագրված պատահական թվերի գեներատոր, և պատահական թիվը այնուհետև ցուցադրվում է յոթ հատվածի էկրանին կամ LED էկրանին: Երբ օգտվողը ցանկանում է նոր համար ունենալ, անջատիչը պետք է նորից սեղմել:

Քայլ 2: Powerառի սնուցման աղբյուր

Նախորդ քայլում ցուցադրված երկուսն էլ կարիք ունեն համապատասխան սնուցման, որը կարող է ստացվել պատի գորտնուկից, համապատասխան ուղղիչ, հարթեցնող կոնդենսատոր և համապատասխան +5V կարգավորիչ: Եթե օգտագործողը ցանկանում է զառերի դյուրատարություն, ապա պատի գորտի տրանսֆորմատորը պետք է փոխարինվի համապատասխան մարտկոցով, ասենք 9 Վ մարտկոցով: Գոյություն ունեն մարտկոցի այլ տարբերակներ, օրինակ ՝ զառերը մեկ AA կամ AAA մարտկոցից աշխատելու համար սովորական գծային կարգավորիչը չի աշխատի: Dառախաղի համար +5V ստանալու համար պետք է օգտագործվի համապատասխան խթանող DC-DC փոխարկիչ: Նկարում պատկերված է պատի 9 Վ մարտկոցից զառերի համար հարմար +5 Վ էլեկտրամատակարարում, իսկ մյուս պատկերը ցույց է տալիս 1.5 Վ AA կամ AAA տիպի մարտկոցից +5 Վ էլեկտրամատակարարման սխեմատիկ պատկերը ՝ օգտագործելով TPS61070 խթանող DC-DC փոխարկիչ:

Քայլ 3: Անվճար էներգիա. Օգտագործեք ձեր մկանները…

Այս քայլը նկարագրում է մկաններով աշխատող լարման գեներատորը: Գեներատորը բաղկացած է 6 դյույմ երկարությամբ Perspex խողովակից և 15 մմ արտաքին տրամագծից: Ներքին տրամագիծը 12 մմ է: Մոտ 1 մմ խորությամբ և 2 դյույմ երկարությամբ ակոս է մշակվում խողովակի արտաքին մակերևույթի վրա: Այս ակոսը փաթաթված է մոտ 1500 պտույտով 30 SWG մագնիսական մետաղալարով: Խողովակի մեջ տեղադրված են հազվագյուտ երեք գլանաձև մագնիսների հավաքածու: Մագնիսներն ունեն 10 մմ տրամագիծ և 10 մմ երկարություն: Մագնիսները խողովակի մեջ մտցնելուց հետո խողովակի ծայրերը կնքվում են մերկ PCB նյութի շրջանաձև կտորներով և սոսնձվում երկու մասի էպոքսիդով, իսկ ներսում `որոշ հարվածներ ներծծող բարձիկներով (ես օգտագործել եմ IC փաթեթավորման փրփուր): Նման խողովակը հասանելի է McMaster- ից (mcmaster.com), մասի համարը ՝ 8532K15: Մագնիսները կարելի է գնել amazingmagnets.com- ից: Մաս # D375D.

Քայլ 4: Լարման գեներատորի կատարում

Որքա՞ն լավ է աշխատում մկանների էներգիայի լարման գեներատորը: Ահա մի քանի oscilloscope- ի էկրանի նկարահանումներ: Մեղմ ցնցումներով գեներատորը ապահովում է մոտ 15 Վ գագաթնակետից գագաթնակետ: Կարճ միացման հոսանքը մոտ 680 մԱ է: Բավականին բավարար է այս նախագծի համար:

Քայլ 5: iceառերի սխեման

Այս քայլը ցույց է տալիս զառերի սխեմայի սխեման: Այն բաղկացած է ուղղիչ դիոդային կամուրջի միացումից, որը ուղղում է Ֆարադեյի գեներատորի կողմից արտադրված և զտված 4700uF/25V էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորով AC լարման ուղղումը: Կոնդենսատորի լարումը կարգավորվում է LDO- ով, LP-2950- ը ՝ 5V ելքային լարմամբ, որն օգտագործվում է միկրոկառավարիչից և LED- ներից բաղկացած միացման միացման մնացած հոսանքի մատակարարման լարումը ապահովելու համար: Ես օգտագործեցի 7 բարձր արդյունավետության 3 մմ-անոց կապույտ լուսադիոդներ թափանցիկ փաթեթավորման մեջ ՝ դասավորված «զառերի» տեսքով: LED- ները վերահսկվում են 8 փին AVR միկրոկոնտրոլերի միջոցով ՝ ATTiny13: Ֆարադայի գեներատորի լարման ելքը իմպուլսային ելք է: Այս իմպուլսային ելքը պայմանավորված է ռեզիստորի (1.2KOhm) և Zener դիոդի (4.7V) օգնությամբ: Պայմանավորված լարման իմպուլսները զգացվում են միկրոկառավարիչի միջոցով `որոշելու, թե արդյոք խողովակը ցնցվում է: Քանի դեռ խողովակը ցնցվում է, միկրոկոնտրոլերը սպասում է: Երբ օգտվողը դադարում է թափահարել խողովակը, միկրոկառավարիչը ստեղծում է պատահական թիվ ՝ օգտագործելով ներքին 8-բիթ ժմչփ, որն աշխատում է ազատ ռեժիմով և ելքային LED- ների վրա թողարկում է պատահական թիվը 1-ից 6-ի միջև: Միկրոկոնտրոլերը նորից սպասում է, որ օգտագործողը նորից թափ տա խողովակը: Երբ LED- ները ցուցադրում են պատահական թիվ, կոնդենսատորի վրա առկա լիցքը բավարար է LED- ները միջինում մոտ 10 վայրկյան լուսավորելու համար: Նոր պատահական թիվ ստանալու համար օգտագործողը պետք է նորից մի քանի անգամ թափ տա խողովակը:

Քայլ 6. Միկրոհսկիչի ծրագրավորում

Tiny13 միկրոկառավարիչը գործում է ներքին RC տատանումով, որը ծրագրված է առաջացնել 128 ԿՀց ժամային ազդանշան: Սա ամենացածր ժամացույցի ազդանշանն է, որը Tiny13- ը կարող է ներքին ձևավորել և ընտրված է միկրոկառավարիչի կողմից սպառվող հոսանքը նվազագույնի հասցնելու համար: Կառավարիչը ծրագրված է C- ով ՝ օգտագործելով AVRGCC կոմպիլյատորը և հոսքի գծապատկերը ցույց է տրված այստեղ: ցույց է տրված այստեղ: Ես օգտագործել եմ STK500- ը ՝ իմ Փոքրիկը ծրագրավորելու համար, բայց կարող եք դիմել այս Ուղեցույցին, եթե նախընտրում եք AVR Dragon ծրագրավորող ՝ https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- դեպի -8-բիթ-AVR-Pr/

Քայլ 7: Վերահսկիչ ծրագրակազմ

/*Էլեկտրոնային մարտկոց Ավելի քիչ զառախաղ*//*Dhananjay Gadre*//*20 սեպտեմբերի 2007 թ.*//*Tiny13 Processor @ 128KHz ներքին RC տատանում* 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4 Իմպուլսային մուտքագրումը կծիկից PB0*/ #ներառում է #ներառել #ներառել #ներառել char ledcode PROGMEM = {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfe}; char temp = 0; int count = 0; DDRB = 0xfe; /*PB0 մուտքագրված է*/TCCR0B = 2; /*բաժանել 8 -ի*/TCCR0A = 0; TCNT0 = 0; PORTB = 254; /*անջատել բոլոր LED- ները*/մինչ (1) {/*սպասել, մինչև զարկերակը բարձրանա*/մինչ ((PINB & 0x01) == 0); _delay_loop_2 (50); /*սպասեք, մինչև զարկերակն իջնի*/ մինչ ((PINB & 0x01) == 0x01); _delay_loop_2 (50); հաշվել = 5000; while ((count> 0) && ((PINB & 0x01) == 0)) {count--; } if (count == 0) /* այլևս զարկերակ չկա, այնպես որ ցուցադրեք պատահական թիվ* / {PORTB = 0xfe; /*բոլոր LED- ները անջատված են*/ _delay_loop_2 (10000); ջերմաստիճան = TCNT0; temp = temp%6; temp = pgm_read_byte (& ledcode [temp]); PORTB = ջերմաստիճան; }}}

Քայլ 8: Շրջանի հավաքում

Ահա էլեկտրոնային զառերի հավաքման փուլերի մի քանի նկար: Էլեկտրոնային սխեման հավաքվում է շերտի տախտակի վրա, որը բավական նեղ է, որպեսզի անցնի խորքային խողովակով: Էլեկտրոնային սխեման փակելու համար օգտագործվում է միանման perspex խողովակ, որն օգտագործվում էր լարման գեներատորի համար:

Քայլ 9: Ավարտված հավաք

Ֆարադեյ լարման գեներատորը և զառերի էլեկտրոնային սխեման այժմ միացված են միմյանց, մեխանիկական և էլեկտրական: Լարման գեներատոր խողովակի ելքային տերմինալները միացված են էլեկտրոնային զառերի սխեմայի 2-պինային մուտքային միակցիչին: Երկու խողովակները կապված են մալուխային փողկապով և լրացուցիչ անվտանգության համար ՝ սոսնձված 2 մասից բաղկացած էպոքսիդով: Ես օգտագործել եմ AralditeAraldite- ը:

Քայլ 10: Օգտագործելով անլար էլեկտրոնային զառախաղ

Երբ հավաքումն ավարտված է և երկու խողովակները միասին ամրացված են, զառերը պատրաստ են օգտագործման համար: Պարզապես մի քանի անգամ թափահարեք, և պատահական թիվ կհայտնվի: Կրկին թափահարեք այն և հայտնվում է մեկ այլ պատահական: Գործողության մեջ տեղադրված զառերի տեսանյութը, ինչպես նաև տեղադրված է այս Instructables տեսանյութում ՝

Քայլ 11. հղումներ և ձևավորման ֆայլեր

Այս նախագիծը հիմնված է իմ նախկինում հրապարակված հոդվածների վրա: այսինքն:

1. «Էլեկտրաէներգիայի գեներատոր շարժական ծրագրերի համար», Շղթայական նկուղ, 2006 թ. Հոկտեմբեր 2. «Կինետիկ հեռակառավարում», մակ. Քանի որ նախագիծն առաջին անգամ նախատիպավորված էր, ես արծիվ օգտագործելով PCB պատրաստեցի: Ահա, թե ինչ տեսք ունի այն այժմ: Արծիվի սխեմատիկ և տախտակի ֆայլերն այստեղ են: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ նախատիպի համեմատ, վերջնական PCB- ի բաղադրիչները դասավորված են մի փոքր այլ կերպ: Թարմացում (2008 թ. Սեպտեմբերի 15). Ավելացվել է BOM ֆայլը

Քայլ 12: Ես գիտեմ, որ դու ավելին ես ուզում

Էլեկտրոնային զառե՞ր ՝ ընդամենը մեկ ցուցադրումով: Բայց ես շատ խաղեր եմ խաղում, որոնք ձեր ասած երկու զառախաղի կարիք ունեն: Լավ, ես գիտեմ, որ դու դա ուզում ես: Ահա այն, ինչ ես փորձում էի կառուցել: Այս նոր տարբերակի PCB- ն պատրաստ է, պարզապես սպասում եմ ազատ ժամանակի ՝ ծածկագիրը լրացնելու և տախտակը փորձարկելու համար: Ես նախագիծ կտեղադրեմ այստեղ, երբ այն ավարտվի … Մինչ այդ վայելեք մեկ զառախաղը..