Işık Dizisinin Yükü: 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu, her birinin içinde tek bir LED ışığı ve açıklığında renkli bir lens bulunan boş köpek maması kutuları dizisidir. LED'ler, izleyicinin etkileşimi ile tetiklenen hareket dedektörleri tarafından kontrol edilir. Her bir kutu için bir ışık kaynağı olarak LED'ler kullanıldığında, güç gereksinimleri düşüktür. Devre, LED'leri sürmek için az miktarda bileşen kullanır ve bu talimat, etkileşimli ışık şovunu oluşturmak için hareket dedektörlerini, transistörleri, dirençleri ve LED'leri nasıl kullandığını biraz ayrıntılı olarak açıklayacaktır. ilk devre tasarımımı oluşturdum ve bu projeyi başarıyla gerçekleştirdim. Elektronikle ilgilenen herkes, okuyarak ve yaparak başarılı bir acemi olarak benim uzmanlık düzeyime kolayca ulaşabilir, öğrendiğim bir parça bilgelik, eğer daha iyi araçlar alabiliyorsanız, gidilecek yol budur. Bir sanatçı olarak, gerçekten bilmiyorum. bir mağazayı veya ürünü diğerine tercih etmek istiyorum, ancak topluluğum iyi elektronik bileşenler bulabileceğim en iyi mağaza seçimine sahip değil, bu nedenle Radio Shack'i yalnızca "Shack" olarak listeliyorum, en sevdiğiniz mağaza veya tedarikçiyle değiştirin. Bileşenler: 64 köpek maması kutusu (yıkanmış)32 yeşil 10mm Süper parlak LED'ler (www.evilmadscientist.com)32 mavi 10mm Süper parlak LED'ler (www.evilmadscientist.com)50' bağlantı kablosu (Elektronik besleme, kullanımı saymadığım için tahmin ediyorum)10 sedir paneller (Donanım mağazası)2 alüminyum köşebent çubuğu (Hırdavatçı)2 alüminyum çubuk 1/16 inç kalınlığında (Donanım mağazası)8 1/4 w 1K dirençler (baraka)8 PNP transistörler (Shack)8 DP-001 Hareket Dedektörleri (www.glolab.com)8 Fresnel lensler (www.glolab.com)5' ısıyla daralan makaron (profesyonel bir son ürün için) kanal, uyumlu renkler harika)1 9V 800ma güç kaynağı (Shack)1 anahtar (Shack)1 yuvarlak PCB (Shack)31 pirinç #8 vida (Hırdavatçı)31 pirinç #8 somun (Hırdavatçı)31 pirinç #8 rondela (Hırdavatçı)32 cam mercek (Orijinal fikir kağıt, parşömen ve mika veya herhangi bir siluet maskeleme şekliydi)1 Uzatma kablosuAraçlar:Sıcak tutkal tabancası (koli bandından daha iyi)Tel sıyırıcılar (dişlere güvenmeyin, burada resimde görülen alet) bu iş için en iyi araçtır)havya (burada kendinizi kandırmayın, daha iyi bir ütüyle daha iyi oldum)lehim (flux)Isı tabancası (yalnızca tel lehimlerinizi ısıyla büzüştürüyorsanız gereklidir)yardımcı eller (isteğe bağlı ama yüksek önerilen)büyüteç (isteğe bağlı)Breadboard (isteğe bağlı, ancak elektronik devre tasarımı konusunda ciddi olanlar için gerekli araç)1 39K direnç (hassasiyet programlama DP-001)1 2,7K direnç (bekleme programlama DP-001)1 matkap1 çok boyutlu matkap ucu (standart bir matkap ucu üzerinde bir zorunluluktur)1 tornavida1 çekiç (isteğe bağlı, bir parmağı kırmak can sıkıntısını giderir ve 128 telli 64 LED'i lehimleme)1 Kaliper veya ölçek1 ahşap tutkalı2 uzun vida kelepçeleri Elektrik notları: Vcc = kaynak pozitifVdd = FET pozitif, güç kaynağı dedektöre pozitif sağlar, DP-001 üzerindeki NFET transistörü pozitif bir değer verir terminalde buna VddVss = kaynak negatif diyoruz. Ağırlıklı olarak yağlarda ve son zamanlarda daha yüksek teknolojili parçalarda çalışan bir sanatçı olarak, çalışmalarıma biraz yeşil de katmak istedim. İki boksörüm var ve görünüşe göre her gün yemek yemeyi seviyorlar, bu da yiyecek kaplarının israfına neden oluyor, bu yüzden daha büyük bir koleksiyonum olduğunda ortaya çıkacağımı bildiğim gelecekteki bir proje için kutuları biriktirmeye başladım. Füzyon camda çalışan bir diğer sanatçı arkadaşımız, teması "işbirliği" olan jürili bir gösteri olduğunu söyledi ve birlikte bir eser üzerinde çalışmaya karar verdik. Garajıma yerleşen köpek maması kutularını kullanmak için mükemmel bir fırsattı. Bu kadar çok kutuyla, parçanın izleyicinin hareketiyle aydınlanan bir tür dizi biçimini alması gerektiği açıktı. Yerel bir kafede buluştuk ve planımı ortaya koydum, parçanın adı doğanın kendisi kadar doğaldı, bir elektrik yükü kullanarak bir dizi ışık. İşte bu sanat eserini yaratan işin ve sürecin kısa bir açıklaması..

Adım 1: Çerçeveyi Oluşturmak

Sedir paneller yerel bir hırdavatçıda bulundu ve dolapları kaplamak için tasarlandı. Maliyet, 12 plaka için 23 dolardı; proje için mükemmeldiler. Ayrıca hafif sedir aromasının ek bir faydası ile renk ve form için seçildiler.

İlk olarak, kalasların yüzeyi, kullanım sırasında yağ ve kiri çekmelerini önlemek ve sedir ağacının rengini ortaya çıkarmak için zımparalandı ve düz bir Varithane ile kaplandı. Tahtalar 3.75" genişliğinde ve 48" uzunluğundadır ve matrisin, kare bir matris için mükemmel boşluk yaratarak tahtaların genişliğine ve yüksekliğine uyması için mükemmeldir. Köpek maması kutusu çapı 3" ve bu boyutta bir delik testeresi bulmak kolaydı. Tahtaların merkez çizgisini ve ardından yan yana iki tahtanın merkezleri arasındaki mesafeyi ölçtüm. Bu ölçümü kullanarak delikleri dikey çizgi boyunca yerleştirdim. Bu, parçayı yatay olarak dengelemek için parçanın üstünde ve altında biraz boşluk sağladı, matrisin her iki tarafına birer tane olmak üzere iki boş tahta eklendi. Kutuları 3 "delik testeresini kullanarak, deliği zımparalayın ve açıklığı test etmek için kutuyu delikte test edin. Panelleri az miktarda ahşap tutkalı ile birbirine yapıştırın ve birbirine kenetleyin, gece boyunca kurumasını bekleyin. Kutuların uçlarının düz ve taban olmasını istedim, böylece panelin arkasından sadece 1" dışarı çıkacaklardı. Tamamlanmış paneli yüzü aşağı bakacak şekilde düzleştirmek için tahtalardan açılan delik parçalarının yığınlarını kullanmak böylece her biri arkadan 1 "çıkabilir. Sıcak tutkal tabancası kullanılarak, her bir kutunun tabanının etrafına, onları panele sabitleyen bir tutkal damlası yerleştirildi. Parçaya, elleçlendiğinde panellerin çatlamaması ve ayrılmaması için yeterli gücü vermek için, kalaslar da üstte ve altta düz bir alüminyum çubuk ve bir parça açılı alüminyum ile birbirine bağlanmıştır. Düz çubuk dışarıda bırakılabilir, ancak güç istedim ve zaman zaman aşırı mühendislik yaptığım biliniyordu. Önce çubuğu ve köşeli mesnedi panelin kenarıyla hizalayın, sıkıştırın, ardından her bir tahtanın dikey merkez hattı boyunca biri üstte ve biri altta olmak üzere tek bir delik açın. Bunları pirinç vidalar, somunlar ve rondelalarla birbirine bağlayın. Bu uygulamaya güç katmak için, çubukların ve kalasların uzunluğu boyunca bir sıcak tutkal damlası. Ayrıca, yerlerinde kalmaları için her bir somunun tabanına küçük bir sıcak tutkal boncuğu koydum; çerçeve hazır. Ardından kutuları hazırlayın. Kutuların içi, LED'den gelen ışığı emen gri bir renkti, ışığın daha fazla lenslere çarpmasını sağlamak için, bu, kutuların içini işaretleyici boya ile boyayarak gerçekleştirildi. İşaretleyici boyanın seçilmesinin nedeni, ağızlığın düz olması ve kutuların içinin boyanmasını kolaylaştıracak şekilde yere bakacak şekilde tasarlanmış olan ağzından kaynaklanıyordu. Ben de renklerin biraz değişmesini istedim, bu yüzden kırmızı, yeşil, mavi, beyaz ve sarı renkleri seçtim; Şu anda, ben çerçeveyi ve elektroniği yaparken arkadaşım bunları yapmakla meşgul olduğu için görünüm ve renk benim için bilinmiyordu. Kutulardaki delikleri delmek için standart bir matkap, temizlenmesi çok zor olan bir çapak oluşturdu ve ayrıca çapakları alındığında deliği dikdörtgen hale getirdi. Kademeli bir matkap ucu kullanarak delik temizdir, çünkü bu uç, LED'ler için doğru boyutta mükemmel bir yuvarlak delik açarak delinirken deliğin kenarlarını frezeleyecektir. Daha sonra, DP-001'in iş tarafının çapını ölçtüm, böylece içeri bakmaları için panelde delikler açabildim; uygun bir matkap boyutu seçti ve delikler için dairesel bir desen oluşturdu. Bu, çevrelerle tutarlı benzerliği korumaktı. Tüm kutular boyanmış, delinmiş ve çerçeveye monte edildiğinde, elektronik üzerinde çalışma zamanı.

Adım 2: Elektronik Tasarım

Elektronik tasarımda acemi olduğumu anlayın, eğer bileşen işlemleriyle ilgili bazı yorumlarım yanlışsa, lütfen okuyucunun netlik bulabilmesi için bir yorum gönderin. Ayrıca tel sıyırma aleti tezgah üzerinde çok değerli bir aletti, alışkanlığınız buysa dişlerinizi koruyun ve yüzlerce kabloyu soyarak akıl sağlığınızı koruyabilir; bu ucuz bir alet ama harika bir alet. Tüm elektronik aksamları eklemeden önce, bir tasarım oluşturmak ve ardından devrenin çalışmasını test etmek daha iyidir. Lehim sökme ilerlemenin yolu değildir ve bu şekilde birçok iyi parçayı boşa harcayabilirsiniz. İlk iş, bileşenlerin değerlerini hesaplamak ve devrenin güç gereksinimlerini tanımlamaktır. İlk bileşen, minimum 4v DC'den maksimum 15v DC'ye kadar bir güç gereksinimi aralığına sahip olan DP-001 hareket dedektörüdür ve bu da bize çalışmak için güzel bir aralık sağlar. Devre 65 LED çalıştıracak ve her LED maksimum 20mA akım çekecek şekilde derecelendirildi. 65 x.020A = 1.3A (kutularda 64 LED ve bir güç ışığı için 1), DP-001 için gereken akım düşük 45 mikroamper veya.000045A x 8 = 00036A'dır, bu çok düşük bir güç gereksinimidir. I 12v 800mA DC güç transformatörü seçtim, tüm LED'leri aynı anda açmayacağımı ve hiçbirinin çok uzun süre açık kalmayacağını fark ettim, bu çok fazla güce sahip. Artık LED'leri hangi gücün çalıştıracağını bildiğimize göre, LED'leri mümkün olduğunca parlak tutarken yanmasını önleyecek sınırlayıcı dirençlerin boyutunu hesaplamamız gerekiyor. Bu, her bir LED'in serin ve parlak kalması için ne kadar dirence ihtiyacı olduğunu belirlemek için Ohm yasasını kullanmanın basit bir görevidir. LED'in teknik özellikleri, maksimum akımın.020A'yı (20mA) geçmemesi gerektiğini söylüyor, "açık" süresi yeterince kısaysa, onları daha parlak hale getirmek için bu değeri itebilirsiniz. Gerekli direnci hesaplayarak gerilimi alın ve maksimum akım değerine bölün. 12v DC /.020mA = 600 ohm. Her LED'den en fazla ışığı almak istedim, bu yüzden 470 ohm'luk bir direnç seçildi. Işıkların sürekli açık olmayacağını unutmayın, bu nedenle yanma tehlikesi küçüktür, artı 470 600'e yakındır. Ne kadar akım olacağını kontrol etmek için 470 ohm'luk bir direnç kullanırsak, LED'den çekilebilir, 12v'yi 470 ohm'a eşit.0255mA'ya böleriz,.0055mA'lık bir fark, bu ihmal edilebilir. DP-001 hareket dedektörleri yalnızca 100ma akım batırabilir, bu nedenle 64 Bir modülden gelen LED'ler çalışmaz, ayrıca hepsi aynı anda yanar, bu da daha az etkili ve biraz sıkıcı olur. 64 LED'i 8'e bölersek ve toplam akım için her biri 8 LED kullanan 8 DP-001 dedektör kullanırsak. Dedektör başına 160ma, maksimum yutma değeri 100mA olan DP-001 için hala çok fazla. 2N3906 spesifikasyonu, 10 mikro amperden 100 mili amper'e düşebileceğini söylüyor, ancak hareket algılama modülünden ziyade bir geçişi riske atmayı tercih ederim. Devremizde çalışacak bir transistörü nasıl seçerim: Bakacağımız iki temel anahtarlama transistörü türü vardır, bir NPN veya PNP transistörü. NPN ve PNP ataması, kapılarını ve çalışmasını açıklar. Genel amaçlı bir PNP direnci olan 2N3906'yı seçtim, fazla ısı yayması gerekmeyecek ve bu proje için çok uygun. Transistörlerin taban, toplayıcı ve emitör adı verilen üç konektörü vardır. Tabanlarında algılanan bir voltaj ile açılırlar, bu da kapıyı açar ve kollektör ile emitör arasında daha fazla akımın akmasına izin verir. NPN ve PNP arasındaki çalışma farkı, baz varsa NPN'nin devreye girmesidir. 0,7v veya daha fazla pozitif voltaj ve bu değerin altında kapanacaktır. PNP ters yönlüdür ve baz.07v'nin altında bir düşük voltaj algıladığında açılır ve bu değerin üzerinde açılır. LED'ler, akımın LED'lerden akmasına izin verecek olan transistörü açmak için DP-001'in terminali kullanılarak açılır. DP-001, çıkış terminalinde bir "yüksek" çıkış verir ve hareket algılandığında "düşük" negatife doğru gider. PNP ve NPN transistörleri hakkında kısa bir not, bu bileşenlerin yapısına girmeyeceğim, sadece zıt oldukları için zıt davrandıkları gerçeği. NPN transistörü, baz ile emiter arasında pozitif voltaj değeri farkı varsa kollektör ile emiter arasında akım iletecek, baz ile emiter arasında daha düşük bir voltaj algıladığında ise PNP kollektör ile emitör arasında akım iletecektir.. Bir NPN transistörü kullanamayız, çünkü vericisine göre tabanında bir "yüksek" olduğunda anahtarlanır. Unutmayın, hareket algılandığında DP-001 "düşür". Bu yüzden, vericiye göre tabanda bir "düşük" tarafından tetiklendikleri için PNP transistörlerini kullanmayı seçtim, DP-001'in terminali IR hareketinin tespiti ile "düşük" olduğunda akımın transistörden akmasına izin verdi.. Aşağıdaki devre sistemin nasıl çalışacağını gösteren basit bir devredir, başka 7 dedektör, direnç ve LED eklemek için tek yapmamız gereken bu tasarımı sekiz kez kopyalamak. Aşağıda tasarlanan devreye giren mantığın bir kısmı aşağıdadır. planlandığı gibi çalıştığını ve bileşenlerin bir mavi duman bulutu içinde yanmadığını. DP-001'in terminal çıkışından ve 2N3906 transistörün tabanından akmak için akıma ihtiyacımız yok, sadece bir "yüksek" ve "düşük" arasında mantık geçişi yapın, transistörün tabanından geçen akımı azaltmak için DP-001 terminalinin çıkışına ve 2N3906 transistörün tabanına 1k ohm'luk bir direnç (r1) ekleyin. LED anodunu transistöre bağlamadan önce iki bileşen arasına 470 ohm direnç değerine sahip bir akım sınırlayıcı direnç (r2) yerleştiriyoruz. DP-001 hareketi algılamadığında, çıkış terminali "yüksek" (Vdd) olacaktır ve bu yüksek değer, transistörümüzün tabanında algılanacak ve kollektör ile emitör arasındaki akım akışını bloke edecektir. DP-001 hareketi algıladığında çıkış terminali "düşük" (Vss) olacak ve transistör açılacak ve akımın kolektör ile emitör arasında akmasına izin vererek LED'i aydınlatacak, 470 ohm'luk rezistör ısıya neden olan akımı sınırlayacaktır. LED.

Adım 3: Devreyi Kurmak

En azından ortalama boyutta bir breadboard'a yatırım yapmanızı öneririm, bu bir devre tamircisi için iyi bir araçtır. Önce basit tasarımı DP-001, sınırlayıcı dirençler, anahtarlama transistörü ve LED kullanarak test ettim. Bu planlandığı gibi çalıştığında, sekiz transistör ve dirençle birlikte anahtarlama devresini kurdum ve son bir test için hepsini birbirine bağladım.

Basit devre test edildi, IR hareketi dedektörün önünden geçtiğinde LED yandı. Bu noktada, tüm LED'lere kablo lehimleme, ardından tüm dedektörleri pozitif (kırmızı), negatif (siyah) ve terminal çıkışları (yeşil) ile kablolama zamanı gelmişti. Devre kartında yer kazanmak için akım sınırlama direncini (r2) transistörün kollektör tarafına bağlı olan tel ile aynı hizaya yerleştirdim. Aşağıdaki fotoğraflar "çiçek" devre kartını göstermektedir, sarı ve kırmızı çizgilere dikkat edin, her biri aynı hizada bir akım sınırlama direncine (r2) sahiptir ve ısıyla büzüşme ile kaplanmıştır. Şimdi 64 LED'i tüm pozitif ve negatif uçları ile hazırlayın; Burası can sıkıntısını gidermek için çekicin işe yaradığı yerdir, işi bitirmek için parmaklarınıza ihtiyacınız olduğu için bir ayak parmağını parçalamayı seçin. Sekiz detektörün, transistörün, LED'in hepsini bağladım, onları devre tahtasına bağladım, bir el hareketiyle, sekiz LED dalgalandı ve sonra kapandı. Hepsini birbirine bağlamanın zamanı gelmişti. Her dedektör sekiz LED'i çalıştıracağından, herhangi bir dedektör tarafından yanacak LED'lerin yayıldığından emin olarak bir LED grupları deseni oluşturdum. 8 LED'lik bir grubun tüm pozitif uçlarını birbirine bağlayın. Şimdi sekiz grup negatif kabloyu alın ve hepsini güç kaynağındaki ortak zemine bağlayın. Her LED grubu, transistörlerin toplayıcısına klipslendi; pozitif ve toprak devre kartına bağlandı. Transistörlerin emitör tarafı doğrudan Vdd'ye, kollektör tarafı ise LED'in katodu toprağa bağlıyken sınırlayıcı direnç aracılığıyla LED'in anoduna bağlandı. Devre testi çalıştı; sonraki kısım, kabloların düzenli bir şekilde yönlendirilmesini sağlayarak tüm LED'leri kutularına sıcak yapıştırmaktı. Devre çiçeği, dizi panelinin arkasına, panelin arkasındaki fermuarlı metal bir brakete bağlandı. Daha sonra, çiçek üzerindeki bir transistörün kollektörüne giden 8 LED'lik pozitif uçların her grubunu bağladım. Ardından, tüm hareket dedektörlerini daha önce açılmış deliklere yapıştırın, kablo yuvasının sizden uzaklaşmasını önlemek için iyi kablo yönetimi kullandığınızdan emin olun. Dizi panelinin ön tarafında, her dedektörün önüne Fresnel lenslerini sıcak yapıştırdım. Fresnel lensleri yerleştirildikten sonra dedektörlerin hassasiyeti gözle görülür şekilde arttı. 12v DC güç kaynağı duvar transformatörü daha sonra pozitif ucu anahtara ve diğer ucu devre çiçeğinin pozitif bağlantısına bağlı olacak şekilde panelin arka tarafına monte edildi. Çiçek ve hareket dedektörünün topraklama kabloları sistemin ortak topraklamasına bağlandı. Uzatma kablosu, kablonun herhangi bir şekilde çekilmesinin gücü kesmesini önlemek için transformatöre sıkıca bağlanmıştır. Anahtar, sıcak tutkalla panelin arka kenarına monte edildi. Bu parçayı duvara asmak için bazı boru yönlendirme kayışları kullandım (ilk resim), bunlar geçiciydi ve genel tasarımdaki dairelerin benzerliğini korumak için seçildi. Paneli duvardan uzak tutmak için zaten D-halkaları ve kapı durdurucuları değiştirildi. Bu parça ile oynamak çok eğlencelidir, izleyici hareket ettikçe, hareketle ışık desenleri dans eder. Gelecekte, bir mikro denetleyici ekleyerek bu parçayı yeniden kablolayabilir ve belirli bir süre hareket olmadığında ışıkları serin desenler oluşturan charlieplex yapabilirim.