Eğlence için Faraday: Elektronik Pilsiz Zar: 12 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Büyük ölçüde, pilsiz LED el feneri olarak da bilinen Perpetual TorchPerpetual Torch'un başarısından dolayı, kas gücüyle çalışan elektronik cihazlara büyük ilgi olmuştur. Pilsiz torç, LED'lere güç sağlamak için bir voltaj jeneratörü, voltaj jeneratörü tarafından üretilen voltajı koşullandırmak ve depolamak için bir elektronik devre ve yüksek verimli beyaz LED'lerden oluşur. Kas gücüyle çalışan voltaj üreteci, silindirik mıknatıslara sahip bir tüpten oluşan Faraday yasasına dayanmaktadır. Tüp, bir mıknatıs tel bobini ile sarılır. Tüp sallandığında, mıknatıslar tüpün uzunluğunu ileri geri hareket ettirir, böylece bobin boyunca manyetik akıyı değiştirir ve bu nedenle bobin bir AC voltajı üretir. Buna daha sonra Instructable'da geri döneceğiz. Bu Instructable, size elektronik, pilsiz bir zarın nasıl oluşturulacağını gösterir. Aşağıda yerleşik birimin bir fotoğrafı görülüyor. Ama önce biraz arka plan -

Adım 1: Elektronik Zar

Geleneksel bir zar yerine elektronik bir zar kullanmak güzel ve havalı. Genellikle böyle bir zar, bir elektronik devre ve bir LED ekrandan oluşur. LED ekran, aşağıda görüldüğü gibi 1 ile 6 arasındaki sayıları görüntüleyebilen yedi segmentli bir ekran olabilir veya belki de geleneksel zar desenini taklit etmek için ikinci şekilde gösterildiği gibi düzenlenmiş 7 LED'den oluşabilir. Her iki zar tasarımında da kullanıcının "zar atmak" (veya "zar atmak"?) istediğinde basması gereken bir anahtar vardır. Anahtar, mikrodenetleyicide programlanmış bir rasgele sayı üretecini tetikler ve rasgele sayı daha sonra yedi segmentli ekranda veya LED ekranda görüntülenir. Kullanıcı yeni bir numara istediğinde, anahtara tekrar basılması gerekir.

Adım 2: Zar için Güç Kaynağı

Önceki adımda gösterilen tasarımların her ikisi de bir duvar siğilinden türetilebilen uygun bir güç kaynağına, uygun bir doğrultucuya, yumuşatma kondansatörüne ve uygun bir +5V regülatöre ihtiyaç duyar. Kullanıcı zarın taşınabilirliğini istiyorsa, duvar siğil transformatörü uygun bir pil, örneğin 9V pil ile değiştirilmelidir. Pil için başka seçenekler de mevcuttur, örneğin zarları tek bir AA veya AAA pilden çalıştırabilmek için normal bir doğrusal regülatör çalışmaz. Zar işlemi için +5V elde etmek için uygun bir boost tipi DC-DC dönüştürücü kullanılmalıdır. Şekil, bir duvar 9V pilden zar işlemi için uygun bir +5V güç kaynağını göstermektedir ve diğer şekil, bir TPS61070 boost DC-DC dönüştürücü kullanan bir 1.5V AA veya AAA tipi pilden bir +5V güç kaynağı için şemayı göstermektedir.

3. Adım: Serbest Güç: Kaslarınızı Kullanın…

Bu adım, kas gücüyle çalışan voltaj üretecini açıklar. Jeneratör, 6 inç uzunluğunda ve 15 mm dış çapta bir Perspex tüpten oluşur. İç çap 12 mm'dir. Borunun dış yüzeyinde yaklaşık 1 mm derinliğinde ve 2 inç uzunluğunda bir oluk işlenmiştir. Bu oluk 30 SWG mıknatıs teli ile yaklaşık 1500 tur sarılır. Tüpün içine bir dizi üç nadir toprak silindirik mıknatıs yerleştirilmiştir. Mıknatıslar 10 mm çapında ve 10 mm uzunluğundadır. Mıknatısları tüpe yerleştirdikten sonra, tüpün uçları dairesel çıplak PCB malzemesi parçalarıyla kapatılır ve iki parçalı bir epoksi ve içinde bazı şok emici pedler ile yapıştırılır (IC ambalaj köpüğü kullandım). Böyle bir tüp McMaster'dan (mcmaster.com) temin edilebilir, parça numarası 8532K15. Mıknatıslar amazingmagnets.com'dan satın alınabilir. Parça # D375D.

Adım 4: Gerilim Üreteci Performansı

Kas gücü voltaj üreteci ne kadar iyi çalışıyor? İşte bazı osiloskop ekran görüntüleri. Nazik sallamalarla jeneratör, tepeden tepeye yaklaşık 15V sağlar. Kısa devre akımı yaklaşık 680mA'dır. Bu proje için oldukça yeterli.

Adım 5: Zar Şeması

Bu adım, zarın devre şemasını gösterir. Faraday jeneratörü tarafından üretilen ve bir 4700uF/25V elektrolitik kapasitör ile filtrelenen AC voltajını doğrultmak için bir doğrultucu diyot köprü devresinden oluşur. Kondansatör voltajı, bir mikrodenetleyici ve LED'lerden oluşan devrenin geri kalanına besleme voltajı sağlamak için kullanılan 5V çıkış voltajına sahip bir LDO, LP-2950 ile düzenlenir. Şeffaf ambalajda 'zar' şeklinde düzenlenmiş 7 adet yüksek verimli 3 mm mavi LED kullandım. LED'ler, 8 pinli bir AVR mikro denetleyicisi olan ATTiny13 tarafından kontrol edilir. Faraday üretecinden gelen voltaj çıkışı darbeli bir çıkıştır. Bu darbeli çıkış, bir direnç (1.2KOhm) ve bir Zener diyot (4.7V) yardımıyla koşullandırılır. Koşullu voltaj darbeleri, tüpün sallanıp sallanmadığını belirlemek için mikro denetleyici tarafından algılanır. Tüp çalkalandığı sürece mikrodenetleyici bekler. Kullanıcı tüpü sallamayı bıraktığında, mikro denetleyici, serbest çalışma modunda çalışan 8 bitlik dahili bir zamanlayıcı kullanarak rastgele bir sayı üretir ve çıkış LED'lerinde 1 ile 6 arasında rastgele sayı verir. Mikrodenetleyici daha sonra kullanıcının tüpü tekrar sallamasını bekler. LED'ler rastgele bir sayı görüntülediğinde, kapasitördeki mevcut şarj, LED'leri ortalama 10 saniye süreyle yakmak için yeterlidir. Yeni bir rasgele sayı elde etmek için kullanıcının tüpü birkaç kez sallaması gerekir.

Adım 6: Mikrodenetleyicinin Programlanması

Tiny13 mikro denetleyici, 128KHz saat sinyali üretmek üzere programlanmış dahili bir RC osilatörü ile çalışır. Bu, Tiny13'ün dahili olarak üretebileceği en düşük saat sinyalidir ve mikrodenetleyici tarafından tüketilen akımı en aza indirecek şekilde seçilmiştir. Denetleyici, AVRGCC derleyicisi kullanılarak C'de programlanmıştır ve akış şeması burada gösterilmiştir. Denetleyici için sigorta bitleri de aşağıda verilmiştir. burada gösterilmiştir. Tiny'imi programlamak için STK500 kullandım, ancak bir AVR Dragon programlayıcısını tercih ederseniz bu Eğitilebilir Dosyaya başvurabilirsiniz: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- --8-Bit-AVR-Pr/

7. Adım: Kontrol Yazılımı

/*Elektronik pil Daha Az Zar*//*Dhananjay Gadre*//*20 Eylül 2007*//*Tiny13 İşlemci @ 128KHz dahili RC osilatör*//*7 LED aşağıdaki gibi bağlanırLED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4 Bobinden darbe girişi açık PB0*/#include #include #include #includeconst char ledcode PROGMEM= {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfe};main(){unsigned char temp=0;int sayı=0;DDRB=0xfe; /*PB0 giriştir*/TCCR0B=2; /*böl 8*/TCCR0A=0;TCNT0= 0;PORTB=254; /*tüm LED'leri devre dışı bırak*/while(1) { /*nabsın yükselmesini bekle*/ while ((PINB & 0x01) == 0); _delay_loop_2(50); /*nabzın düşmesini bekle*/ while ((PINB & 0x01) == 0x01); _delay_loop_2(50); sayı=5000; while ((say > 0) && ((PINB &0x01) ==0)) {say--; } if(count ==0) /* artık darbe yok, bu yüzden rastgele bir sayı göster*/ { PORTB=0xfe; /*tüm LED'ler kapalı*/ _delay_loop_2(10000); sıcaklık=TCNT0; sıcaklık= sıcaklık%6; temp =pgm_read_byte(&ledcode[temp]); PORTB=sıcaklık; } }}

Adım 8: Devrenin Montajı

İşte elektronik zarın montaj aşamalarının bazı resimleri. Elektronik devre, bir perspeks tüpe girecek kadar dar bir perfboard üzerine monte edilmiştir. Elektronik devreyi kapatmak için voltaj üreteci için kullanılanla aynı bir perspeks tüp kullanılır.

Adım 9: Tamamlanmış Montaj

Faraday Voltaj üreteci ve elektronik zar devresi artık mekanik ve elektriksel olarak birbirine bağlanmıştır. Voltaj üreteci tüpünün çıkış terminalleri, elektronik zar devresinin 2 pinli giriş konektörüne bağlanır. Her iki tüp de bir kablo bağı ile birbirine bağlanmıştır ve ekstra güvenlik için 2 parçalı epoksi ile yapıştırılmıştır. AralditeAraldite kullandım.

Adım 10: Pilsiz Elektronik Zarı Kullanma

Montaj tamamlandıktan ve iki tüp birbirine sabitlendikten sonra zar kullanıma hazırdır. Sadece birkaç kez sallayın ve rastgele bir sayı görünecektir. Tekrar sallayın ve başka bir rastgele ortaya çıkar. Zarların çalışırken bir videosu burada, ayrıca bu Instructables videosunda yayınlandı:

Adım 11: Referanslar ve Tasarım Dosyaları

Bu proje daha önce yayınlanmış makalelerime dayanmaktadır. yani:

1. "Taşınabilir Uygulamalar için Güç Jeneratörü", Devre Mahzeni, Ekim 2006 2. "Kinetic Remote Control", Make:, Kasım 2007, Sayı 12. C kaynak kodu dosyasına buradan ulaşabilirsiniz. Proje ilk prototip olduğu için kartal kullanarak PCB yaptım. İşte şimdi nasıl göründüğü. Eagle şematik ve pano dosyaları burada. Prototip ile karşılaştırıldığında, son PCB üzerindeki bileşenlerin biraz farklı düzenlendiğini lütfen unutmayın. Güncelleme (15 Eylül 2008): Malzeme Listesi dosyası eklendi

Adım 12: Daha Fazlasını İstediğinizi Biliyorum

Tek ekranlı elektronik bir zar mı? Ama dediğin gibi iki zar gerektiren birçok oyun oynuyorum. Tamam, bunu istediğini biliyorum. İşte inşa etmeye çalıştığım şey. Bu yeni sürüm için PCB'm hazır, sadece kodu tamamlamak ve tahtayı test etmek için biraz boş zaman bekliyorum. Tamamlandığında buraya bir proje göndereceğim…O zamana kadar tek zarların tadını çıkar..