Valgusmassi laeng: 3 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:51

See on hulk tühje koeratoidupurke, millest igaühe sees on üks LED -tuli ja avausel värviline lääts. LED -e juhivad liikumisandurid, mis käivituvad vaataja interaktsioonist. Kasutades iga purgi valgusallikana valgusdioode, on energiatarve madal. Ahel kasutab valgusdioodide juhtimiseks väikest kogust komponente ja see juhend kirjeldab üksikasjalikult, kuidas ta kasutab interaktiivse valgusšõu loomiseks liikumisandureid, transistore, takisteid ja LED -e. Olen elektroonika algaja ja alles hiljuti lõin oma esimese ringkonnakujunduse ja ehitasin selle projekti edukalt üles. Igaüks, kes on elektroonikahuviline, võib lugemise ja tegemisega hõlpsasti jõuda minu teadmiste tasemeni kui edukas algaja. Minu üks tarkus on see, et kui saate endale paremaid tööriistu lubada, on see õige tee. Kunstnikuna ma tõesti ei tee seda soovin reklaamida ühte kauplust või toodet teise vastu, kuid minu kogukonnal pole parimat valikut kauplustest, kust ma leian häid elektroonikakomponente, seega loetlen Radio Shacki lihtsalt "Shackina", asendage see oma lemmikpoe või tarnijaga. Komponendid: 64 koeratoidupurki (pestud) 32 rohelist 10 mm ülitugevat LED -i (www.evilmadscientist.com) 32 sinist 10 mm ülitugevat LED -i (www.evilmadscientist.com) 50 -tollist ühendustraati (elektrooniline tarne, oletus, kuna ma ei arvestanud kasutust) 10 seedripaneelid (riistvara pood) 2 alumiiniumist nurgariba (riistvara kauplus) 2 1/16 tolli paksused alumiiniumvardad (riistvara pood) 8 1/4 w 1K takistid (shack) 8 PNP transistorid (shack) 8 DP-001 liikumisandurid (www..glolab.com) 8 Fresneli läätsed (www.glolab.com) 5 '' termokahanevad torud (professionaalseks lõpptootmiseks u 9, 800 m toiteallikas (Shack) 1 lüliti (Shack) 1 ring PCB (Shack) 31 messingist #8 kruvi (riistvara kauplus) 31 messing #8 mutrit (riistvara pood) 31 messing #8 seibid (Tööriistapood) 32 klaasist läätsed (algne idee oli paber, vellum ja vilgukivi või mis tahes vormis siluettmask) 1 pikendusjuhe Tööriistad: Kuum liimipüstol (parem kui kleeplint) Traadi eemaldajad (ärge lootke hammastele, siin kujutatud tööriist on parim töövahend) jootekolb (ärge petke ennast siin, sain parema triikrauaga paremaks) jootetoru (voog) Soojuspüstol (vajalik ainult siis, kui vähendate traatjoodiste kuumust) abikäed (valikuline, kuid väga hea) soovituslik) suurendusklaas (valikuline) Leivaplaat (valikuline, kuid vajalik tööriist kõigile, kes tõsiselt suhtlevad elektroonilise vooluahela kujundusse) 1 39K takisti (tundlikkuse programmeerimine DP-001) 1 2,7K takisti (DP programmeerimine DP-001) 1 puur1 mitme suurusega puur (kohustuslik üle tavalise puuri) 1 kruvikeeraja 1 haamer (valikuline, varba purustamine eemaldab igavuse ja ted jootmise vajadus 64 LED-i 128 juhtmega) 1 nihik või skaala 1 puiduliim2 pikad kruviklambrid Elektrilised märkused: Vcc = allikas positiivne terminalis nimetame seda VddVss = allikas negatiivseks. Peamiselt õlides ja viimasel ajal kõrgtehnoloogilisemates töödes töötava kunstnikuna olen soovinud oma töösse lisada ka natuke rohelist. Mul on kaks mopsi ja tundub, et neile meeldib iga päev süüa, mis toob kaasa toidunõude raiskamise, nii et hakkasin purke säästma mõne tulevase projekti jaoks, mida teadsin, et mõtlen välja, kui mul on suurem kollektsioon. Teine kunstnikust sõber, kes töötab sulatatud klaasist, mainis, et toimus žürii -show, mille teemaks oli "koostöö", ja otsustasime koos kunstiteose kallal töötada. See oli suurepärane võimalus kasutada neid koeratoidupurke, mis asusid minu garaaži elama. Nii paljude purkide puhul oli ilmne, et tükk peab olema mingisugune massiiv, mis süttib vaataja liikumise tõttu. Me kohtusime kohalikus kohvikus ja ma panin oma plaani paika, tüki nimi oli sama loomulik kui loodus ise, elektrilaengut kasutav valgustus. Siin on selle kunstiteose loomise töö ja protsessi lühikirjeldus.

Samm: raami ehitamine

Seedripaneelid leiti kohalikust ehituspoest ja need olid mõeldud kappide vooderdamiseks. Maksumus oli odav 23 dollarit 12 plaani eest; nad olid projekti jaoks ideaalsed. Neid valiti ka värvi ja vormi järgi, lisades kerge seedri aroomi.

Kõigepealt lihviti plaatide esikülg ja kaeti lameda Varithane'iga, et vältida nende käsitsemise kaudu rasva ja mustuse ligi tõmbamist ning seedri värvi esiletoomist. Lauad on 3,75 tolli laiad ja 48 tolli pikad ning sobivad ideaalselt maatriksi sobitamiseks laudade laiuse ja kõrgusega, luues ruutmaatriksi jaoks ideaalse vahekauguse. Koeratoidu purgi läbimõõt on 3 "ja sellise suurusega augusae leidmine oli lihtne. Mõõtsin plaatide keskjoont ja seejärel kahe plaadi keskpunkti vahekaugust kõrvuti. Selle mõõtmise abil paigutasin augud piki vertikaalset joont laudadest ruudukujulise purkide massiivi loomiseks. See andis mulle tüki üla- ja alaosas ruumi, et tükki horisontaalselt tasakaalustada, lisati kaks tühja lauda, üks mõlemal pool maatriksit. Puurige augud purgid, kasutades 3 -tollist augusaega, lihvige auk ja katsetage ava purki, et testida ava. Liimige paneelid väikese koguse puiduliimiga kokku ja kinnitage kokku, laske öö läbi kuivada. Tahtsin, et purkide otsad oleksid ühtlased ja aluspind nii, et need ulatuksid paneeli tagaküljelt välja vaid 1 tolli võrra. Kasutades plankudest välja puuritud aukude virnad, et tasandada valmis paneel esiküljega allapoole nii et igaüks saaks selle tagant 1 "välja ulatuda. Kuuma liimipüstoli abil asetati iga purgi põhja ümber liimikuul, mis kinnitas need paneeli külge. Selleks, et anda detailile piisavalt tugevust, et paneelid käsitsemisel ei praguneks ega eralduks, seoti plangud ka ülalt ja alt lameda alumiiniumvarda ja nurga all oleva alumiiniumitükiga kokku. Lameda riba võiks välja jätta, kuid ma tahtsin jõudu ja olen olnud aeg-ajalt üleinsenerile teada. Joondage esmalt latt ja nurgaklamber paneeli servaga, kinnitage klamber ja seejärel puurige üks auk läbi iga plaadi vertikaalse keskjoone, üks peal ja teine all. Siduge need kokku messingist kruvide, mutrite ja seibidega. Sellele rakendusele tugevuse lisamiseks kangide ja laudade pikkuses kuum liimikuul. Samuti panin iga pähkli alusele väikese kuuma liimikuuli, et need paigal püsiksid; raam on valmis. Seejärel valmistage purgid ette. Purkide sisemus oli halli värvi, mis neelas LED -i valguse, et saada rohkem valgust läätsedesse, et see ümber põrgata, see saavutati, värvides purkide sisemuse markervärviga. Valitud markervärvi valiku põhjuseks oli selle otsik, mis on suunatud maapinnale, nii et otsik on sirge, mis muudab purkide sisemuse värvimise lihtsaks. Samuti tahtsin, et värvid mõnevõrra muutuksid, nii et valisin punase, rohelise, sinise, valge ja kollase värvi; sel ajal ei olnud mul välimus ja värv mulle teada, kuna mu sõber tegeles nende valmistamisega samal ajal, kui ma raami ja elektroonikat ehitasin. Purkide aukude puurimiseks lõi tavaline puur puuri, mida oli liiga raske puhastada ja mis muutis augu ka piklikuks. Astmelist puurit kasutades on auk puhas, sest see ots freesib puurides augu servad, tehes ideaalse ümmarguse augu, mis on LED -ide jaoks sobiva suurusega. Järgmisena mõõtsin DP-001 äriotsa läbimõõtu, et saaksin paneeli puurida augud, millest nad saaksid läbi piiluda; valis vastava puurimõõdu ja pani aukude jaoks ringikujulise mustri. Selle eesmärk oli säilitada ringidega järjepidev sarnasus. Kui kõik purgid on värvitud, puuritud ja raami paigaldatud, on aeg töötada elektroonikaga.

2. samm: elektrooniline disain

Mõistke, et olen elektroonilise disaini algaja, kui mõned minu tõlgendused komponentide toimingute kohta on valed, postitage palun kommentaar, et lugeja saaks selguse. Samuti oli traatide eemaldamise tööriist töölaual väga väärtuslik tööriist, see võib päästa oma hambad, kui see on teie harjumus, ja võib säästa teie mõistust sadade juhtmete eemaldamisel; see on odav tööriist, kuid suurepärane tööriist. Enne kogu elektroonika lisamist on parem luua disain ja seejärel testida vooluringi tööd. Jootmise eemaldamine ei ole viis edusammudeks ja võite niimoodi palju häid osi raisata. Esimene tegevuskava on arvutada komponentide väärtused ja määratleda vooluahela võimsusnõuded. Esimene komponent on liikumisandur DP-001, mille võimsusvajadus on vahemikus 4 V DC kuni 15 V DC maksimum, mis annab meile kena tööulatuse. Vooluahel juhib 65 LED -i ja iga LED -i võimsus on maksimaalselt 20 mA. 65 x.020A = 1.3A (64 valgusdioodi purkides ja 1 toitelambi jaoks), DP-001 jaoks vajalik vool on madal 45 mikroamperit või.000045A x 8 = 00036A, mis on väga väike energiatarve. valisin 12v 800mA alalisvoolu trafo, mõistes, et mul ei hakka kõik LED -id korraga põlema ja ükski neist ei põle kunagi väga kaua, sellel on palju energiat. Nüüd, kui me teame, milline võimsus LED -e hakkab juhtima, peame arvutama piiravate takistite suuruse, mis hoiab ära LED -ide põlemise, hoides need võimalikult heledana. See on lihtne ülesanne, kasutades Ohmi seadust, et määrata kindlaks, kui palju takistust iga LED vajab jaheda ja heleda hoidmiseks. LED -i spetsifikatsioonid ütlevad, et maksimaalne vool ei tohiks ületada.020A (20mA), saate seda väärtust heledamaks muuta, kui sisselülitusaeg on piisavalt lühike. Vajaliku takistuse arvutamiseks võtke pinge ja jagage see maksimaalse vooluväärtusega. 12v DC /.020mA = 600 oomi. Tahtsin saada igast valgusdioodist kõige rohkem valgust, nii et valiti 470 oomi takisti. Pidage meeles, et tuled ei põle pidevalt, nii et nende läbipõlemise oht on väike, pluss 470 on 600 lähedal. Et kontrollida, kui palju voolu tõmmatakse läbi LED-i, kui kasutame 470-oomist takistit, jagame 12v 470 oomiga võrdseks.0255mA, erinevus.0055mA, mis on tühine. DP-001 liikumisandurid suudavad uputada ainult 100m voolu, seega sõites kõik 64 Ühe mooduli valgusdioodid ei töötaks, lisaks läheksid nad kõik korraga sisse, mis oleks vähem efektiivne ja mõnevõrra igav. Kui me jagame 64 valgusdioodi 8-ga ja kasutame 8 DP-001 detektorit, millest igaüks juhib 8 LED-i koguvoolu jaoks 160 mA detektori kohta, on DP-001 jaoks, mille maksimaalne valamu väärtus on 100 mA, siiski liiga palju. 2N3906 spetsifikatsioon ütleb, et see võib vajuda 10 mikro-amprist 100 milliamperini, kuid ma riskiksin pigem transitooriumi kui liikumistuvastuse mooduliga. Kuidas ma valin meie vooluringis töötava transistori: Vaatleme kahte põhitüüpi transistore, mida me vaatame, NPN või PNP. NPN ja PNP tähistused kirjeldavad nende väravaid ja toimimist. Valisin üldotstarbelise PNP-takisti 2N3906, see ei pea palju soojust hajutama ja sobib hästi selle projekti jaoks. Transistoritel on kolm pistikut, mida nimetatakse baasiks, kollektoriks ja emitteriks. Need lülitatakse sisse nende baasil tuvastatud pingega, mis avab värava ja võimaldab kollektori ja emitteri vahel rohkem voolu voolata. NPN ja PNP vahelise töö erinevus seisneb selles, et NPN lülitub sisse, kui baasil on positiivne pinge 0,7v või rohkem ja lülitub alla selle väärtuse. PNP on ümberpööratud eelarvamusega ja lülitub sisse, kui alus tunneb madalat pinget alla 0,7 V ja lülitub selle väärtuse kohal sisse. LED-id lülitatakse sisse, kasutades terminali DP-001-st välja, et lülitada sisse transistor, mis võimaldab voolu läbi LED-ide voolata. DP-001 väljastab väljundklemmis "kõrge" ja liigub liikumise tuvastamisel "madalaks" negatiivse suunas. Kiire märkus PNP ja NPN transistoride kohta, ma ei hakka nende komponentide konstrueerimisse, vaid asjaolu, et nad käituvad vastupidiselt, kuna nad on vastupidised. NPN -transistor juhib voolu kollektori ja emitteri vahel, kui baasi ja emitteri vahel on positiivne pinge väärtuse erinevus, samas kui PNP juhib voolu kollektori ja emitteri vahel, kui alus tunneb aluse ja emitteri vahel madalamat pinget. Me ei saa kasutada NPN -transistorit, kuna see lülitatakse sisse, kui selle aluses on emitteri suhtes "kõrge". Pidage meeles, et DP-001 läheb liikumise tuvastamisel "madalaks". Nii et ma otsustasin kasutada PNP-transistore, kuna need käivitatakse aluse suhtes "madal" emitteri suhtes, mis võimaldab voolu läbi transistori voolata, kui DP-001 klemm läheb IR-liikumise tuvastamisel "madalaks". Allpool olev vooluahel on lihtne skeem, mis näitab, kuidas süsteem töötab, et lisada veel 7 detektorit, takistit ja LED -i. Kõik, mida peame tegema, on see disain kaheksa korda kopeerida. Siin on mõned loogikad, mis läksid allpool kavandatud ahelasse et see töötab plaanipäraselt ja komponendid ei põle sinise suitsu pilves. Me ei vaja voolu, et voolata läbi DP-001 klemmiväljundi ja läbi 2N3906 transistori aluse, meil peab olema ainult loogiline lüliti "kõrge" ja "madal" vahel, et vähendada voolu läbi muunduri aluse, lisage 1-oomine takisti (r1) DP-001 terminali väljundisse ja 2N3906 transistori alusele. Enne LED -anoodi sidumist transistori külge asetame kahe komponendi vahele voolu piirava takisti (r2), mille takistusväärtus on 470 oomi. Kui DP-001 ei tuvasta liikumist, on selle väljundklemm "kõrge" (Vdd) ja see kõrge väärtus on tajutav meie transistori aluses, blokeerides voolu voolu kollektori ja emitteri vahel. Kui DP-001 tunneb liikumist, läheb väljundklemm "madalaks" (Vss) ja transistor lülitub sisse ning laseb voolu kollektori ja emitteri vahel voolata, süttib LED, 470 oomi takisti piirab kuumust põhjustavat voolu LED.

Samm: vooluringi ehitamine

Ma soovitan investeerida vähemalt keskmise suurusega leivalauale, see on hea tööriist ringtõmbe jaoks. Kõigepealt katsetasin lihtsat disaini, kasutades DP-001, piiravaid takistusi, lülitustransistorit ja LED-i. Kui see töötas plaanipäraselt, ehitasin lülitusahela koos kõigi kaheksa transistori ja takistiga ning ühendasin need kõik lõplikuks testiks.

Lihtne vooluahel testiti, kui IR liikumine anduri ees möödus, süttib LED. Sel hetkel oli aeg joota juhtmed kõigi LED -ide külge, seejärel juhtida kõik andurid positiivse (punase), negatiivse (musta) ja klemmiväljundiga (roheline). Trükkplaadil ruumi säästmiseks paigutasin voolu piirava takisti (r2) joonele, mis oli seotud transistori kollektori küljega. Allolevad fotod näitavad "lille" trükkplaati, märgake kollaseid ja punaseid jooni, mõlemal on voolupiirangutakisti (r2) reas ja kaetud termokahanevaga. Nüüd valmistage ette 64 LED -i koos kõigi nende positiivsete ja negatiivsete juhtmetega; siin tuleb haamer igavuse leevendamiseks kasuks, vali varba purustamine, sest töö lõpetamiseks on vaja sõrmi. Ühendades kõik kaheksa detektorit, transistore, LED -e, ühendasin need leivaplaadile, käeviipega, lehvitas kaheksa LED -i ja seejärel kustus. Oli aeg see kõik kokku ühendada. Kuna iga andur käivitab kaheksa LED -i, lõin LED -rühmade mustri, levitades kindlasti LED -id, mis süttivad ühe detektori poolt. Siduge 8 valgusdioodide rühma kõik positiivsed juhtmed kokku. Võtke nüüd kaheksa negatiivse juhtme rühma ja ühendage need kõik toiteallika ühisosaga. Iga LED -rühm lõigati transistoride kollektori külge; positiivne ja maandus oli trükkplaadiga seotud. Transistoride emitteri pool oli otseselt seotud Vdd -ga ja kollektori pool LED -i anoodiga läbi piirava takisti, samas kui LED -i katood oli maapinnaga seotud. Vooluring testis; järgmine osa oli kõigi valgusdioodide kuum liimimine purkidesse, säilitades juhtmete korrektse marsruudi. Skeemilill seoti massiivipaneeli tagakülje külge metallklambri külge, mille tagaküljel olid tõmblukud. Järgmisena sidusin iga 8 LED -rühma positiivse juhtme lillel oleva transistori kogujani. Seejärel liimige kõik liikumisandurid varem puuritud aukudesse, kasutage kindlasti head juhtmete juhtimist, et juhtmete pesa teie eest eemale ei pääseks. Massiivipaneeli esiküljel liimisin kuumalt Fresneli läätsed iga detektori ette. Kui Fresneli läätsed olid paigas, suurenes detektorite tundlikkus märgatavalt. Seejärel paigaldati 12 V alalisvoolu toiteploki seina trafo paneeli tagaküljele, kus positiivne juhe oli lülitiga seotud ja teine ots ahela positiivse ühendusega. Lille- ja liikumisanduri maandusjuhtmed olid seotud süsteemi ühisosaga. Pikendusjuhe kinnitati kindlalt trafo külge tõmblukkudega, et vältida juhtme tõmbamist toite lahti ühendamisest. Lüliti paigaldati paneeli tagumisele servale kuuma liimiga. Selle tüki seinale riputamiseks kasutasin mõningaid torujuhtimisrihmasid (esimene pilt), need olid ajutised ja valiti nii, et need vastaksid ringide sarnasusele üldises disainis. Need on juba vahetatud D-rõngaste ja uksepeatuste vastu, et paneel seinast eemale hoida. Selle tükiga on väga lõbus mängida, kui vaataja liigub ringi, kergeid mustreid koos liikumisega. Tulevikus võin selle tüki uuesti juhtida, lisades mikrokontrolleri ja charlieplex tuled, mis teevad lahedaid mustreid, kui teatud aja jooksul pole liikumist.