Spooky Fading LED Eyes: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Η χρήση μικροελεγκτή, όπως το Arduino, για να ξεθωριάσει ένα LED δεν είναι πάντα η καλύτερη επιλογή. Μερικές φορές, θέλετε ένα απλό, χαμηλής ισχύος κύκλωμα που μπορεί να ενσωματωθεί απευθείας σε ένα στήριγμα ενώ τρέχετε από μπαταρία για εβδομάδες κάθε φορά.

Αφού δοκίμασα περίπου δώδεκα πρωτότυπα, ανέπτυξα αυτό το κύκλωμα που λειτουργεί εξαιρετικά καλά και είναι εύκολο να εφαρμοστεί, να τροποποιηθεί και να ενσωματωθεί σχεδόν σε οτιδήποτε. Αυτό το κύκλωμα θα λειτουργεί με μόλις 3,5 βολτ καθιστώντας το ιδανικό για μπαταρία ιόντων λιθίου, USB 5V, κυψέλη κουμπιού ή μικρή μπαταρία AA.

Η χρήση όλων των βασικών εξαρτημάτων που πιθανότατα έχετε ήδη στην τροφοδοσία σας είναι ένα πρόσθετο μπόνους.

Ας αρχίσουμε.

Προμήθειες

Αυτά είναι τα τυπικά εφόδια που χρειάζονται για αυτό το έργο

• 555 χρονόμετρο IC (είτε διπολικό είτε CMOS)
• Αντιστάσεις (100k, 45k, 10k, 1k και 220)
• Πυκνωτές (1000 ή 1200uF, 100uF και 0.1uF [προαιρετικά])
• LED (5mm ή 3mm)
• Δίοδος (οποιοσδήποτε θα κάνει, χρησιμοποίησα 1N4007)
• NPN Transistor (οποιοδήποτε θα λειτουργήσει, χρησιμοποίησα ένα 2N2222)
• Μπαταρία τουλάχιστον 3.5V (χρησιμοποίησα ιόντων λιθίου 18650)
• Breadboard
• Καλώδια

Για να δημιουργήσετε μια μόνιμη λύση, συγκολλήστε το κύκλωμα σε ένα κομμάτι πλακέτας perf χρησιμοποιώντας:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Συγκολλητής (αυτό είναι το αγαπημένο μου κολλητήρι)
• Perf board (χρησιμοποίησα 4cm x 6cm)

Βήμα 1: Το κύκλωμα

Το κύκλωμα αποτελείται από δύο κύρια μέρη - ένα κύκλωμα "555 timer" και ένα κύκλωμα "LED fade".

Πρώτον, το κύκλωμα χρονοδιακόπτη 555:

Αυτό είναι ένα τυπικό κύκλωμα χρονοδιακόπτη 555 που χρησιμοποιεί ένα διαχωριστικό αντίστασης 45k & 100k μαζί με έναν πυκνωτή 100uF για να δημιουργήσει έναν κύκλο 3-4 δευτερολέπτων με κύκλο λειτουργίας 50%. Ο κύκλος λειτουργίας 50% είναι σημαντικός για να παράγει καλό χρόνο εξασθένισης και εξαφάνισης.

Ωστόσο, μπορείτε να το προσαρμόσετε ώστε να ταιριάζει με ό, τι επιθυμείτε. Για παράδειγμα, ζητήσατε μια εξαιρετικά αργή αναλαμπή που μπορεί να διαρκέσει έως και ένα λεπτό για να ολοκληρωθεί.

Δεύτερον, το κύκλωμα fade-in και fade-out:

Η χρήση ενός τρανζίστορ NPN (το 2N2222 λειτουργεί τέλεια) μας επιτρέπει να τρέξουμε όσες λυχνίες LED μπορεί να διαχειριστεί η ισχύς μας. Ένας χρονοδιακόπτης 555 έχει περιορισμένο ρεύμα εξόδου στο pin 3 και είναι καλή ιδέα να οδηγήσετε τα LED σας μέσω ενός τρανζίστορ.

Σε αυτό το τμήμα του κυκλώματος, χρησιμοποιούμε μια αντίσταση 10k για να φορτίσουμε αργά και να αποφορτίσουμε έναν πυκνωτή μεγάλου όγκου - είτε 1000uF είτε 1200uF θα λειτουργήσουν. Όταν ο πείρος εξόδου 555 είναι υψηλός, ο πυκνωτής φορτίζεται αργά και ενεργοποιεί αργά το τρανζίστορ το οποίο θα ανάψει τα LED. Μόλις ο πείρος εξόδου 555 πέσει χαμηλά και βυθίσει το ρεύμα στον χρονοδιακόπτη 555, ο πυκνωτής θα αρχίσει να εκφορτίζεται αργά προκαλώντας τα LED να σβήνουν αργά.

Ενώ είναι ένας απλός σχεδιασμός κυκλώματος, είναι πολύ ομαλός και αποτελεσματικός.

Τρίτον, η φωτοαντίσταση για να ενεργοποιήσετε το κύκλωμα τη νύχτα (προαιρετικά)

Αυτό το τμήμα είναι εντελώς προαιρετικό, αλλά εάν θέλετε να ενεργοποιηθεί το κύκλωμά σας τη νύχτα και να απενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια της ημέρας, για να εξοικονομήσετε ενέργεια, προσθέστε το στο τελικό σας σχέδιο.

Χρησιμοποιήστε το POT για να ρυθμίσετε το κατώφλι του φωτός για το φως ενεργοποίησης/απενεργοποίησης που απαιτείται για την ενεργοποίηση του κυκλώματος.

Τέταρτον, η ισχύς (προαιρετικό)

Η τελική μου έκδοση θα περιλαμβάνει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Και, με το PCB θα έχω πολλαπλές επιλογές για την τροφοδοσία του κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένου ενός βιδωτού όρου για μπαταρία και μίνι ή υποδοχή mico-USB. Είναι πάντα καλή ιδέα να σκεφτείτε όλους τους τρόπους με τους οποίους θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε το τελικό κύκλωμα κατά την κατασκευή ενός PCB.

Ο σχεδιασμός μιας τελικής πλακέτας PCB μπορεί να είναι πολύ διασκεδαστικός και κάνει την κατασκευή δώδεκα από αυτά τα κυκλώματα ένα αεράκι.

Βήμα 2: Η έκδοση Breadboard

Πάντα να δημιουργείτε μια έκδοση breadboard πριν δεσμευτείτε να συγκολλήσετε μια τελική έκδοση στο perfboard. Σε αυτό το στάδιο, μπορείτε εύκολα να ρυθμίσετε το διαχωριστή αντίστασης του χρονοδιακόπτη 555, τους δύο πυκνωτές χρονισμού, και επίσης να ελέγξετε την τάση εισόδου για να βεβαιωθείτε ότι ο χρονισμός είναι κατάλληλος για το έργο σας.

Για παράδειγμα, εάν θέλετε να τρέξετε αυτό το κύκλωμα από τροφοδοτικό 9V ή 12V, θα διαπιστώσετε ότι οι πυκνωτές φορτίζονται πολύ γρήγορα και οι λυχνίες LED κάνουν πολύ γρήγορο κύκλο. Ρυθμίστε το κύκλωμα αυξάνοντας τις τιμές αντίστασης για αντιστάθμιση.

Μια επιλογή για να επιταχύνετε τη φάση των δοκιμών σας θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα ποτενσιόμετρο μεταξύ των ακίδων 8, 7 και 6 του χρονοδιακόπτη 555. Αυτό θα σας επιτρέψει να καλέσετε γρήγορα τον επιθυμητό χρόνο ενεργοποίησης-απενεργοποίησης. Χρησιμοποιήστε ένα ποτενσιόμετρο 200k εάν έχετε, διαφορετικά, ένα 100k ή 500k θα λειτουργούσε.

Μόλις βρείτε τον τέλειο χρονισμό, χρησιμοποιήστε το πολύμετρό σας για να μετρήσετε την αντίσταση μεταξύ των ακίδων 8 & 7 και 7 & 6. Εντοπίστε την πλησιέστερη αντίσταση σε αυτές τις δύο μετρήσεις και δοκιμάστε τις στο breadboard πριν προχωρήσετε.

Στην περίπτωσή μου, έκανα πολλές προσαρμογές πριν εγκατασταθώ στο διαχωριστικό τάσης 47k & 100k στον τελικό σχεδιασμό μου.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: αν γυρίσετε το ποτενσιόμετρο μέχρι την κατεύθυνση, θα προκαλέσετε μηδενική αντίσταση (βραχυκύκλωμα) στις ακίδες 7 ή 6. Βεβαιωθείτε ότι το έχετε υπόψη κατά τη δοκιμή.

Βήμα 3: Ο πίνακας πρωτοτύπου

Ολοκληρώνω πάντα τα έργα μου με έναν πίνακα συγκόλλησης, είτε σε ένα τεμάχιο perf (όπως φαίνεται εδώ) είτε με μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Έχοντας μια συγκολλημένη έκδοση θα κάνει το έργο πιο στιβαρό, λιγότερο πιθανό να χαλαρώσει και θα φανεί πιο επαγγελματικό όταν εμφανίζεται στους φίλους σας.

Για αυτό το έργο, χρησιμοποίησα ένα τεμάχιο τετραγώνου 4cm x 6cm για να κολλήσω το τελικό κύκλωμα. Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλά καλώδια που προκαλούν σύγχυση στο σχεδιασμό. Ωστόσο, πριν δεσμευτώ ότι θα φτιάξω δώδεκα PCB, ήθελα να βεβαιωθώ ότι η τελική έκδοση συμπεριφέρθηκε όπως αναμενόταν, πράγμα που έγινε.

Χρησιμοποιείτε πάντα έναν ακροδέκτη σύνδεσης ή βίδας όταν συνδέετε τις λυχνίες LED και την μπαταρία σας. Η δυνατότητα αποσύνδεσης του πίνακα από το οποίο θα είναι πολύ πιο εύκολο να διορθώσετε τυχόν προβλήματα που προκύπτουν. Οι συνδετήρες και τα τερματικά Premade είναι πολύ φθηνά και θα σας εξοικονομήσουν έναν τεράστιο πονοκέφαλο αργότερα.

Μόλις ολοκληρωθεί, ο τελικός πίνακας μπορεί να στερεωθεί στο εσωτερικό του στηρίγματος σας με κάποια θερμή κόλλα ή ταινία διπλής όψης.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Εάν το στήριγμα στο οποίο προσθέτετε LED είναι πλαστικό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια άκρη θερμής συγκόλλησης για να λιώσετε τρύπες για τα LED. Κάντε τις οπές ελαφρώς μικρότερες από τις λυχνίες LED για σφιχτή εφαρμογή τριβής. Συνήθως είναι ευκολότερο να τοποθετήσω τα LED από έξω αντί να προσπαθήσω να τα βάλω στο εσωτερικό ενός μικρού στηρίγματος, όπως της δείχνω με τον αρουραίο μου.

Βήμα 4: Το τελικό προϊόν

Τώρα μπορείτε να προσθέσετε LED αργής εξασθένισης σε ΟΛΑ τα έργα σας.

Στα 4,2V, αυτό το κύκλωμα αντλεί περίπου 6,5mA χρησιμοποιώντας ένα διπολικό χρονοδιακόπτη 555 και 2 LED με αντιστάσεις 200 ohm. Το καθιστά ιδανικό για λειτουργία από μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου, όπως μια 18650.

Στα 6,5mA, αν το χρησιμοποιείτε 24 ώρες την ημέρα, θα πρέπει να λειτουργεί για περίπου 25 έως 26 ημέρες πριν η μπαταρία πέσει κάτω από την τάση διακοπής. Για να έχετε ακόμη μεγαλύτερο χρόνο λειτουργίας, προσθέστε το προαιρετικό κύκλωμα που απενεργοποιεί το ξεθώριασμα κατά τη διάρκεια της ημέρας ή χρησιμοποιήστε μεγαλύτερη αντίσταση στα LED σας (αυξήστε την αντίσταση από 200 ohms σε 470 ohms ή ακόμα και 680 ohm).

Ελπίζω να σας άρεσε αυτό το έργο. Εάν δημιουργήσατε μια έκδοση, κάντε κλικ στο κουμπί "Το έφτιαξα" και αφήστε τις φωτογραφίες και τα βίντεό σας με τα μάτια σας να ξεθωριάζουν.

Βήμα 5: Παραγγείλετε PCB τώρα

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Μετά από μερικές καθυστερήσεις και αναθεωρήσεις, τα PCB είναι ΤΩΡΑ διαθέσιμα στο Tindie για λίγα μόνο δολάρια. Παραγγείλετε λοιπόν όσες θέλετε.

www.tindie.com/products/bluemonkeydev/spooky-fading-eyes-board/