LED Starlight: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό είναι ένα διακοσμητικό, αν και κάπως εποχιακό είδος που έχει σχήμα αστεριού.

Ωστόσο, ήθελα κάτι διαφορετικό από τη συνηθισμένη δισδιάστατη κατασκευή.

Ως αποτέλεσμα, δημιούργησα μια τρισδιάστατη έκδοση χρησιμοποιώντας τρία PCB.

Ένα για τη βάση και δύο σανίδες που όταν κλειδωθούν μαζί σχηματίζουν το τρισδιάστατο αστέρι.

Αυτές οι σανίδες έχουν διαμορφωθεί ως μέρος της κατασκευής, αν και απαιτείται ορθογώνιο αρχείο βελόνας για να προσαρμόσει το πλάτος της σχισμής για βέλτιστη εφαρμογή.

Οι συνδέσεις με τους συνδεδεμένους πίνακες που σχηματίζουν το αστέρι γίνονται από τακάκια που ευθυγραμμίζονται με τον πίνακα ελέγχου και τους άλλους δύο πίνακες που απαρτίζουν το αστέρι.

Αυτά συνδέονται με αρμούς συγκόλλησης γεφυρώνοντας τα 2 τακάκια σχηματίζοντας ορθή γωνία.

Απέρριψα μια πρίζα άλλης παρόμοιας ρύθμισης για απλότητα καθώς η σύνδεση επρόκειτο να είναι μόνιμη.

Οι σανίδες δύο αστέρων έχουν LED και στις δύο πλευρές και ως εκ τούτου είναι ορατές από πολλές γωνίες.

Υπάρχουν 3 LED (Κόκκινο, Πράσινο και Κεχριμπαρένιο), σε κάθε πλευρά των 4 βραχιόνων για συνολικά 24 LED

Προκειμένου να μην μειωθεί η συνολική μορφή του τελικού προϊόντος και να καταστεί δυνατή η ορατότητα της εκτύπωσης οθόνης σε κυβική μορφή, οι λυχνίες LED είναι επιφανειακές εκδόσεις.

Ο σχεδιασμός του κυβικού σχήματος δημιουργήθηκε απευθείας στο PCB κατά τη φάση σχεδιασμού και δεν εισήχθη από άλλη εφαρμογή.

Το μοτίβο LED μπορεί να αλλάξει με ρύθμιση του εξαγωνικού διακόπτη.

Επιπλέον, η ταχύτητα αναβοσβήνει μπορεί να αλλάξει τη ρύθμιση του ποτενσιόμετρου που αλλάζει τη συχνότητα των ταλαντωτών.

Το αστέρι τροφοδοτείται από ένα 3V CR2032 που βρίσκεται κάτω από το κάτω μέρος της πλακέτας ελέγχου, αυτό βρίσκεται στο κέντρο του πίνακα και το ότι είναι επίπεδο επιτρέπει στο αστέρι να στέκεται ελεύθερα σε μια επίπεδη επιφάνεια.

Η τροφοδοσία μπορεί επίσης να παρέχεται εξωτερικά από μια μεγαλύτερη μπαταρία (δηλαδή 9V PP3), μέσω των βιδωτών ακροδεκτών ή τροποποιημένου καλωδίου USB.

Αυτό επιτυγχάνεται με την κατάλληλη τοποθέτηση ενός συνδέσμου σε μια κεφαλίδα που επιλέγει την πηγή ισχύος.

Οι τρύπες βρίσκονται στην κορυφή κάθε βραχίονα για να επιτρέψουν το αστέρι να κρεμαστεί εάν απαιτείται.

Το PCB διπλής όψης έχει σχεδιαστεί με χρήση EagleCAD και κατασκευάστηκε στο OSH Park.

Προμήθειες

Ποσότητα ΣΥΣΚΕΥΗΣ

1 ΜΠΑΤΑΡΙΚΟ ΚΛΙΠ-20ΜΜ

3 0.1uF C-EUC1812K

1 1uF C-EUC1812K

1 10uF C-EUC1812K

6 1N4148 SMA-DO214AC

1 1N4004 DO41-10

3 CD4013D SO14

1 CD4070D SO14

2 CD4069D SO14

1 NA555D S08

12 LED POINTLED (3 x Κόκκινο, 3 x Πράσινο, 3 x Κεχριμπάρι)

12 220R R-EU_R1206

14 10K R-EU_R1206

2 2K2R R-EU_R1206

1 0R R-EU_R1206

1 500KR-TRIM 3314G

1 SWS001 SPST Στιγμιαία

1 BCD SWITCH

2 MPT2 βιδωτός ακροδέκτης 2,54mm

4 βιδωτός ακροδέκτης MPT3 2,54mm

Βήμα 1: Περιγραφή κυκλώματος

Η πλειοψηφία των εξαρτημάτων είναι SMD, με εξαίρεση τον διακόπτη επιλογής μοτίβου, αντίσταση ελέγχου συχνότητας χρονοδιακόπτη, τον εξωτερικό σύνδεσμο τροφοδοσίας, τον βραχυκυκλωτήρα επιλογής τροφοδοσίας και τη δίοδο προστασίας πολικότητας τροφοδοσίας.

Το κύκλωμα περιλαμβάνει έναν ταλαντωτή κατασκευασμένο από χρονοδιακόπτη 555 (SOIN 8 ακίδων), του οποίου η συχνότητα μπορεί να κυμαίνεται από μερικά hertz έως μερικές εκατοντάδες hertz. ~ 1,25Hz έως 220Hz αν και οι πραγματικές τιμές θα ποικίλλουν ανάλογα με τις ανοχές εξαρτημάτων αλλά δεν είναι κρίσιμες.

Η έξοδος του χρονοδιακόπτη χρησιμοποιείται για ρολόι 3 διπλών Flip Flops τύπου D (CD4013, 14pin SOIC), τα οποία έχουν διαμορφωθεί ως Linear Feedback Shift Register (LFSR), χρησιμοποιώντας EXOR (CD4070), για να παρέχουν ανατροφοδότηση.

Πίνακας αλήθειας CD4070. (Δείτε την εικόνα).

LH = Χαμηλή σε Υψηλή μετάβαση, HL = Υψηλή σε Χαμηλή μετάβαση, X = Δεν με νοιάζει, NC = Καμία αλλαγή.

Οι έξοδοι Q κάθε καταχωρητή τροφοδοτούνται με τις εισόδους D κάθε διαδοχικού σταδίου.

Οι πρώτοι 4 καταχωρητές έχουν τις εισόδους R συνδεδεμένες στον διακόπτη HEX, επιτρέποντάς τους να προφορτωθούν με ένα μοτίβο για να προετοιμάσουν εκ των προτέρων την ακολουθία έναρξης.

Οι είσοδοι S όλων των καταχωρητών συνδέονται μεταξύ τους για να επιτρέψουν την επαναφορά των καταχωρητών, χρησιμοποιώντας το κουμπί επαναφοράς.

Οι υπόλοιποι καταχωρητές επιτρέπουν περαιτέρω τυχαιότητα χρησιμοποιώντας συνδέσμους για τη σύνδεση των εξόδων Q ή /Q στο επόμενο στάδιο. Οι προεπιλεγμένοι σύνδεσμοι συνδέουν την πέμπτη έξοδο καταχωρητή Q με την έκτη είσοδο D εισόδου και την έκτη έξοδο καταχωρητή /Q με μία από τις εισόδους EXOR, ολοκληρώνοντας τον βρόχο ανάδρασης.

Και οι δύο έξοδοι των καταχωρητών συνδέονται με μετατροπέα (CD4069, SOIN 14 ακίδων), με 2 LED συνδεδεμένες σε κάθε μία από τις 12 εξόδους.

Η κατανάλωση ενέργειας εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας και το συγκεκριμένο μοτίβο.

Ωστόσο, παρατίθενται οδηγίες για την τρέχουσα κατανάλωση για τις ακόλουθες τάσεις.

3V = 3mA, η χωρητικότητα CR2032 μπορεί να είναι μεταξύ 210-240mAH που σημαίνει ότι η μπαταρία θα διαρκέσει ~ 70-80 ώρες.

5V = 11mA

9V = 38mA

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Κάθε πίνακας συναρμολογείται ξεχωριστά.

Ξεκινώντας από την πλακέτα ελέγχου που τοποθετεί όλα τα εξαρτήματα SMD στο μπροστινό μέρος από το κλιπ μπαταρίας στο πίσω μέρος.

Μετά από αυτό, τα εξαρτήματα της οπής είναι τοποθετημένα.

Οι σανίδες που σχηματίζουν το αστέρι περιέχουν απλώς LED και αντιστάσεις, συνιστάται ο έλεγχος του προσανατολισμού των πολωμένων εξαρτημάτων για να αποφευχθεί η επαναλειτουργία ή η ζημιά.

Οι σανίδες αστεριού έχουν μαξιλάρια συγκόλλησης για σύνδεση με την πλακέτα ελέγχου και στα δύο άκρα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να τοποθετηθούν είτε προς τα πάνω όσο αρκεί να προσανατολιστούν σωστά στην κεντρική σχισμή που εκτείνεται μέχρι τη μέση του πίνακα. Επιτρέπεται η τοποθέτηση των δύο σανίδων μεταξύ τους πριν από τη στερέωση στην πλακέτα ελέγχου.

Βήμα 3: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Προβλήματα μπορεί να προκύψουν και αν προκύψουν πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να αναζητήσετε το προφανές.

IC σε λάθος τοποθεσία, λανθασμένο προσανατολισμό ή καρφίτσα (ες) που δεν έχει κολληθεί ή δεν έχει συγκολληθεί, κακή εισαγωγή πρίζας ή λυγισμένο πείρο.

Εξαρτήματα σε λάθος θέση, λάθος τιμή, λάθος προσανατολισμό ή κακή συγκόλληση.

Γεφύρωση συγκολλήσεων, Τάση τροφοδοσίας σε λάθος ακροδέκτες, εναλλαγή αγωγών τροφοδοσίας, λανθασμένη τάση.

Ακόμα και το PCB θα μπορούσε να έχει ανοιχτά ή βραχυκυκλωμένα κομμάτια.

Μην πείτε στον εαυτό σας ότι δεν μπορεί να είναι ένα συγκεκριμένο ζήτημα χωρίς να το επαληθεύσετε