Faraday lõbu pärast: elektrooniline patareideta täring: 12 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Lihasjõul töötavate elektroonikaseadmete vastu on olnud suur huvi, mis on suuresti tingitud Perpetual TorchPerpetual Torch, tuntud ka kui patareivaba LED-taskulamp, edust. Akuteta taskulamp koosneb pingegeneraatorist LED-ide toiteks, elektroonilisest vooluahelast pingegeneraatori tekitatud pinge hoidmiseks ja salvestamiseks ning suure efektiivsusega valgetest LED-idest. Lihasjõul töötav pingegeneraator põhineb Faraday seadusel, mis koosneb silindriliste magnetitega torust. Toru on keritud magnetjuhtme mähisega. Kui toru loksutatakse, läbivad magnetid toru pikkust edasi -tagasi, muutes seega magnetvoogu mähise kaudu ja mähis tekitab seetõttu vahelduvpinge. Selle juurde tuleme hiljem juhendis Instructable. See juhend annab teile teada, kuidas ehitada elektrooniline täppideta täring. Allpool on foto ehitatud seadmest. Kuid kõigepealt mõni taust -

Samm: elektrooniline täring

Traditsioonilise täringu asemel on tore ja lahe kasutada elektroonilist täringut. Tavaliselt koosneb selline täring elektroonilisest vooluringist ja LED -ekraanist. LED -ekraan võib olla seitsme segmendi ekraan, mis võib kuvada numbreid vahemikus 1 kuni 6, nagu allpool näha, või traditsioonilise täringumustri jäljendamiseks võib see koosneda seitsmest LED -ist, mis on paigutatud nii, nagu on näidatud teisel joonisel. Mõlemal täringukujundusel on lüliti, mida kasutaja peab vajutama, kui ta soovib "täringut veeretada" (või "visata täringut"?). Lüliti käivitab mikrokontrollerisse programmeeritud juhuslike numbrite generaatori ja juhuslik number kuvatakse seejärel seitsme segmendi ekraanil või LED -ekraanil. Kui kasutaja soovib uut numbrit, tuleb lülitit uuesti vajutada.

2. samm: täringute toide

Mõlemad eelmises etapis näidatud konstruktsioonid vajavad sobivat toiteallikat, mille saab tuletada seinatüügast, sobivat alaldit, silumiskondensaatorit ja sobivat +5 V regulaatorit. Kui kasutaja soovib täringut teisaldada, tuleks seina tüügastrafo asendada sobiva akuga, näiteks 9 V akuga. Aku jaoks on ka teisi võimalusi, näiteks täringute juhtimiseks ühe AA või AAA patareiga, tavaline lineaarne regulaator ei tööta. Täringutegevuseks +5V saamiseks tuleb kasutada sobivat võimendustüüpi alalisvoolu muundurit. Joonisel on kujutatud +5 V toiteallikas, mis sobib täringutööks 9 V seinapatareist, ja teine joonis näitab skemaatilist +5 V toiteallikat 1,5 V AA või AAA tüüpi patareist, kasutades TPS61070 võimendusega DC-DC muundurit.

Samm: vaba jõud: kasutage oma lihaseid …

See samm kirjeldab lihaste jõul töötavat pingegeneraatorit. Generaator koosneb 6 tolli pikkusest Perspexi torust, mille välisläbimõõt on 15 mm. Sisemine läbimõõt on 12 mm. Toru välispinnale töödeldakse umbes 1 mm sügavune ja 2 tolli pikkune soon. See soon on keritud umbes 1500 pöördega 30 SWG magnettraadiga. Toru pannakse kolm haruldaste muldmetallide silindrikujulist magnetit. Magnetite läbimõõt on 10 mm ja pikkus 10 mm. Pärast magnetite sisestamist torusse suletakse toru otsad ümmarguste paljaste PCB -materjalidega ja liimitakse kaheosalise epoksüüdiga ja mõned löögikindlad padjad sees (kasutasin IC -pakendivahtu). Selline toru on saadaval McMasterist (mcmaster.com), osa number: 8532K15. Magneteid saab osta saidilt amazingmagnets.com. Osa # D375D.

4. samm: pingegeneraatori jõudlus

Kui hästi lihaspingegeneraator töötab? Siin on mõned ostsilloskoobi ekraanipildid. Õrnade raputustega annab generaator umbes 15 V tipust tippu. Lühisvool on umbes 680 mA. Selle projekti jaoks täiesti piisav.

Samm: täringuskeem

See samm näitab täringute skeemi. See koosneb alaldi dioodsillast Faraday generaatori tekitatud ja 4700uF/25V elektrolüütkondensaatoriga filtreeritud vahelduvpinge alaldamiseks. Kondensaatori pinget reguleeritakse LDO-ga, LP-2950 5V väljundpingega, mida kasutatakse ülejäänud vooluahela toitepinge varustamiseks, mis koosneb mikrokontrollerist ja LED-idest. Kasutasin läbipaistvas pakendis 7 suure efektiivsusega 3 mm sinist LED-i, mis on paigutatud täringuvormi. LED-e juhib 8-kontaktiline AVR-mikrokontroller ATTiny13. Faraday generaatori väljundpinge on impulssväljund. Seda impulssväljundit konditsioneeritakse takisti (1,2KOhm) ja Zeneri dioodi (4,7V) abil. Mikrokontroller tuvastab konditsioneeritud pingeimpulsid, et teha kindlaks, kas toru loksutatakse. Niikaua kui toru loksutatakse, ootab mikrokontroller. Kui kasutaja lõpetab toru loksutamise, genereerib mikrokontroller juhusliku arvu, kasutades sisemist 8-bitist taimerit, mis töötab vabas töörežiimis, ja väljastab väljund-LED-idel juhusliku arvu vahemikus 1 kuni 6. Seejärel ootab mikrokontroller uuesti, kuni kasutaja toru uuesti raputab. Kui LED -id näitavad juhuslikku numbrit, on kondensaatoril saadaolevast laengust piisav, et valgusdioodid keskmiselt umbes 10 sekundiks põleda. Uue juhusliku numbri saamiseks peab kasutaja tuubi uuesti paar korda loksutama.

6. samm: mikrokontrolleri programmeerimine

Tiny13 mikrokontroller töötab sisemise RC -ostsillaatoriga, mis on programmeeritud tekitama 128KHz taktsignaali. See on madalaim kella signaal, mida Tiny13 suudab sisemiselt genereerida ja mis on valitud mikrokontrolleri tarbitava voolu minimeerimiseks. Kontroller on programmeeritud C -s, kasutades AVRGCC kompilaatorit, ja siin on näidatud vooskeem. Kontrolleri kaitsmeotsikud on samuti Kasutasin oma Tiny programmeerimiseks STK500, kuid kui soovite AVR Dragon programmeerijat, võite viidata sellele juhendile: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- kuni 8-bitine AVR-Pr/

Samm: kontrollige tarkvara

/*Elektrooniline aku vähem täringuid*//*Dhananjay Gadre*//*20. september 2007*//*Tiny13 protsessor @ 128KHz sisemine RC -ostsillaator*//*7 LED -i, mis on ühendatud järgmiselt: LED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4 Pulsi sisend mähiselt on sisse lülitatud PB0*/ #include #include #include #includeconst char ledcode PROGMEM = {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfe}; main () {unsigned char temp = 0; int count = 0; DDRB = 0xfe; /*PB0 on sisend*/TCCR0B = 2; /*jagage 8 -ga*/TCCR0A = 0; TCNT0 = 0; PORTB = 254; /*keela kõik valgusdioodid*/samas (1) {/*oota, kuni pulss läheb kõrgele*/samas ((PINB & 0x01) == 0); _viivitus_loop_2 (50); /*oodake, kuni pulss langeb*/ while ((PINB & 0x01) == 0x01); _viivitus_loop_2 (50); loendus = 5000; while ((arv> 0) && ((PINB & 0x01) == 0)) {count--; } kui (loend == 0) /* pole enam pulssi, nii et kuvage juhuslik arv* / {PORTB = 0xfe; /*kõik LED -id välja lülitatud*/ _delay_loop_2 (10000); temp = TCNT0; temp = temp%6; temp = pgm_read_byte (& ledcode [temp]); PORTB = temp; }}}

8. etapp: ahela kokkupanek

Siin on mõned pildid elektrooniliste täringute kokkupaneku etappidest. Elektrooniline vooluahel on kokku pandud piisavalt kitsale lauale, et minna perspex -torusse. Elektroonilise vooluahela piiramiseks kasutatakse identset perspex -toru, mida kasutatakse pingegeneraatori jaoks.

9. samm: kokkupanek on lõpule viidud

Faraday pingegeneraator ja elektrooniline täringuahel on nüüd mehaaniliselt ja elektriliselt ühendatud. Pingegeneraatori toru väljundklemmid on ühendatud elektroonilise täringuahela 2-kontaktilise sisendpistikuga. Mõlemad torud on omavahel ühendatud kaablisidemega ja lisaturvalisuse huvides liimitud kokku 2-osalise epoksüüdiga. Ma kasutasin AralditeAraldite'i.

Samm: akuteta elektrooniliste täringute kasutamine

Kui kokkupanek on lõpule viidud ja kaks toru on kinnitatud, on täringud kasutamiseks valmis. Lihtsalt loksutage seda paar korda ja ilmub juhuslik arv. Raputage uuesti ja ilmub veel üks juhuslik. Siin on video täringutest, mis on postitatud ka sellesse juhendamisvideosse:

11. samm: viited ja kujundusfailid

See projekt põhineb minu varem avaldatud artiklitel. nimelt:

1. "Power Generator for Portable Applications", Circuit Cellar, October2006 2. "Kinetic Remote Control", Mark:, november 2007, väljaanne 12. C lähtekoodi fail on saadaval siin. Kuna projekti prototüüp oli esimene, valmistasin PCB -d kotka abil. See näeb välja nüüd selline. Eagle'i skemaatilised ja tahvlifailid on siin. Pange tähele, et prototüübiga võrreldes on lõpliku trükkplaadi komponendid paigutatud veidi erinevalt. Värskendus (15. september 2008): BOM -fail on lisatud

12. samm: ma tean, et soovite rohkem

Ainult ühe ekraaniga elektrooniline täring? Aga ma mängin palju mänge, mis vajavad kahte täringut. OK, ma tean, et sa tahad seda. Siin on see, mida olen püüdnud ehitada. Mul on selle uuema versiooni trükkplaat valmis, ootan lihtsalt vaba aega koodi täitmiseks ja tahvli testimiseks. Postitan siia projekti, kui see on valmis … Seni nautige üksikuid täringuid.