Detektor dridhje drite: 3 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Gjithmonë më ka magjepsur fakti që elektronika na shoqëron. Justshtë vetëm kudo. Kur flasim për burimet e dritës (Jo ato natyrale si yjet), duhet të marrim parasysh disa parametra: Shkëlqimi, ngjyra dhe, në rastin kur është fjala për ekranin e kompjuterit për të cilin po flasim, cilësinë e figurës.

Perceptimi vizual i dritës ose shkëlqimit të burimit elektronik të dritës mund të kontrollohet në mënyra të ndryshme kur më e popullarizuara është përmes Pulse Width Modulation (PWM) - Thjesht ndizni dhe fikni pajisjen shumë shpejt në mënyrë që kalimtarët të duken "të padukshëm" për syrin e njeriut. Por, siç duket, nuk është shumë e mirë për sytë e njerëzve për përdorim afatgjatë.

Kur marrim për shembull, një ekran laptop dhe zvogëlojmë shkëlqimin e tij - mund të duket më i errët, por ka shumë ndryshime në ekran që po ndodhin - dridhje. (Më shumë shembuj për këtë mund të gjenden këtu)

Unë u frymëzova shumë nga një ide e kësaj videoje në YouTube, shpjegimi dhe thjeshtësia e saj janë thjesht të mrekullueshme. Duke bashkangjitur pajisje të thjeshta jashtë raftit, ekziston mundësia për të ndërtuar një pajisje krejtësisht portative të zbulimit të dridhjeve.

Pajisja që do të ndërtojmë është një detektor dridhës i burimit të dritës, duke përdorur bateri të vogël diellore si burim drite dhe përbëhet nga blloqet e mëposhtme:

1. Panele të vogla diellore
2. Përforcues audio i integruar
3. Folës
4. Jack për lidhjen e kufjeve, nëse duam të testojmë me ndjeshmëri më të madhe
5. Bateri Li-Jon e rimbushshme si burim energjie
6. Lidhës USB Type-C për lidhjen e karikimit
7. Treguesi LED i energjisë

Furnizimet

Komponentet Elektronike

• Përforcues i integruar i fuqisë audio
• Altoparlant 8 Ohm
• Bateri Li-Jon 3.7V 850mAh
• Fole audio 3.5 mm
• Mini Bateri Diellore Polikristaline
• TP4056 - Bordi i Ngarkimit Li -Jon
• RGB LED (pako TH)
• 2 Rezistenca 330 Ohm (pako TH)

Komponentet Mekanike

• Çelësi i potenciometrit
• Mbulim i printuar 3D (Mund të përdoret kuti projekti opsionale, jashtë raftit)
• Vida me diametër 4 x 5 mm

Instrumentet

• Makine per ngjitjen e metalit
• Armë me zam të nxehtë
• Kaçavidë Phillips
• Teli me një bërthamë
• Printer 3D (opsional)
• Pincë
• Piskatore
• Prestar

Hapi 1: Teoria e Operacionit

Siç u përmend në hyrje, dridhja e shkaktuar nga PWM. Sipas wikipedia, syri i njeriut mund të kapë deri në 12 korniza në sekondë. Nëse shkalla e kornizës e tejkalon atë numër, konsiderohet si lëvizje për shikimin njerëzor. Prandaj, nëse vërehet një ndryshim i shpejtë i objektit, ne shohim intensitetin mesatar të tij në vend të sekuencës së kornizave të ndara. Ekziston një bazë e idesë për PWM në qarqet e kontrollit të shkëlqimit: Për shkak se ne mund të shohim vetëm intensitet mesatar të shkallës më të lartë të kornizës se 12fps (Përsëri, sipas wikipedia), ne mund të rregullojmë lehtësisht shkëlqimin (Cikli i Detyrës) i fuqisë së burimit të dritës nëpërmjet ndryshimi i periudhave kohore, kur drita ndizet ose fiket (Më shumë në PWM), ku frekuenca e ndërrimit është konstante dhe është shumë më e madhe se 12Hz.

Ky projekt përshkruan një pajisje, vëllimi dhe frekuenca e zërit të së cilës janë proporcionale me zhurmën e ndezur të shkaktuar nga PWM.

Mini Panel Polikristalor

Qëllimi kryesor i këtyre pajisjeve është transformimi i fuqisë që rrjedh nga burimi i dritës në energji elektrike, e cila lehtë mund të korrret. Një nga vetitë kryesore të kësaj baterie, që nëse burimi i dritës nuk po siguron intensitet të qëndrueshëm konstant dhe ndryshon me kalimin e kohës, të njëjtat ndryshime do të paraqiten në tensionin dalës të këtij paneli. Pra, kjo është ajo që ne do të zbulojmë - ndryshimet e intensitetit me kalimin e kohës

Përforcues audio

Prodhimi që prodhohet nga paneli diellor është proporcional me nivelin e intensitetit mesatar (DC) me ndryshime shtesë të intensitetit me kalimin e kohës (AC). Ne jemi të interesuar të zbulojmë vetëm tensionin alternativ, dhe mënyra më e lehtë për ta arritur atë - lidhni sistemin audio. Përforcuesi audio që u përdor në këtë dizajn është PCB me një furnizim të vetëm, me kondensatorë bllokues DC në secilën anë, hyrje dhe dalje. Pra, dalja e panelit diellor është e lidhur drejtpërdrejt me amplifikatorin audio. Amperi i përdorur në këtë dizajn tashmë ka një potenciometër me një ndërprerës të integruar ON/OFF, kështu që ka kontroll të plotë mbi fuqinë e pajisjes dhe volumin e altoparlantit.

Menaxhimi i baterisë Li-Jon

Qarku i ngarkuesit të baterisë Li-Ion TP4056 iu shtua këtij projekti në mënyrë që ta bëjë pajisjen portative dhe të rimbushshme. Lidhësi USB-C vepron si hyrje për ngarkuesin, dhe bateria që është përdorur është një 850mAh, 3.7V, që është e mjaftueshme për qëllimet që duhet të ndjekim me këtë pajisje. Tensioni i baterisë vepron si një furnizues kryesor i energjisë për amplifikatorin audio, pra për një pajisje të tërë.

Altoparlanti si dalje e sistemit

Altoparlanti luan rolin kryesor në pajisje. Zgjodha një të madhësisë relativisht të vogël, me ngjitje të fortë në rrethim, kështu që do të dëgjoja edhe frekuenca më të ulëta. Siç u përmend më parë, frekuenca dhe vëllimi i folësit mund të përcaktohen si më poshtë:

f (Kryetari) = f (AC nga Paneli Diellor) [Hz]

P (Kryetari) = K*I (Intensiteti kulmi-kulmi i sinjalit AC nga paneli diellor) [W]

K - Isshtë një koeficient vëllimi

Audio Jack

Jack 3.5mm përdoret në rastin kur duam të lidhim kufjet. Në këtë pajisje, foleja ka një kunj të zbulimit të lidhjes, i cili shkëputet nga kunja e sinjalit, kur priza audio është e kyçur. Wasshtë projektuar në këtë mënyrë për të siguruar dalje në një rrugë të vetme në atë kohë - Kufje altoparlanti OSE.

RGB LED

Këtu LED është në një detyrë të dyfishtë - ndizet kur pajisja është duke u ngarkuar ose pajisja është e ndezur.

Hapi 2: Shtojca - Dizajni dhe Shtypja

Printeri 3D është një mjet i shkëlqyeshëm për mbyllje dhe kuti të personalizuara. Mbyllja për këtë projekt ka një strukturë shumë themelore me disa veçori të përbashkëta. Le ta zgjerojmë atë hap pas hapi:

Përgatitja dhe FreeCAD

Shtojca u krijua në FreeCAD (Skedari i projektit është i disponueshëm për shkarkim në fund të këtij hapi), ku trupi i pajisjes u ndërtua së pari, dhe një mbulesë e fortë u ndërtua si një pjesë e veçantë në lidhje me trupin. Pasi pajisja është projektuar, është e nevojshme ta eksportoni atë si trup dhe kapak të veçantë.

Mini paneli diellor është montuar në kapakun me sipërfaqe me madhësi fikse, ku rajoni i prerë është i dedikuar për tela. Ndërfaqja e përdoruesit është e disponueshme në të dy anët: ndërprerje USB dhe LED | Vrima | Potenciometër. Altoparlanti ka zonën e vet të dedikuar, e cila është një grup vrimash në pjesën e poshtme të trupit. Bateria është ngjitur me altoparlantin, ka një vend për secilën nga pjesët, kështu që nuk do të kemi nevojë të frustrohemi ndërsa montojmë pajisjen krejt.

Prerje dhe Ultimaker Cura

Meqenëse kemi skedarë STL, mund të vazhdojmë në procesin e konvertimit të G-Code. Ka shumë metoda për ta bërë këtë, unë do të lë këtu parametrat kryesorë për shtypjen:

• Softueri: Ultimaker Cura 4.4
• Lartësia e shtresës: 0.18 mm
• Trashësia e murit: 1.2 mm
• Numri i shtresave të sipërme/të poshtme: 3
• Mbush: 20%
• Grykë: 0.4mm, 215*C
• Shtrati: Qelqi, 60*C
• Mbështetje: Po, 15%

Hapi 3: Saldimi dhe montimi

Bashkim

Ndërsa Printeri 3D është i zënë me shtypjen e rrethimit tonë, le të mbulojmë procesin e bashkimit. Siç mund ta shihni në skemat, është thjeshtuar në minimum - kjo është për arsye se të gjitha pjesët që do të bashkojmë krejt janë në dispozicion si blloqe të integruara të pavarura. Epo, sekuenca është:

1. Saldimi i terminaleve të baterive Li-Ion në kunjat TP4056 BAT+ dhe BAT
2. Bashkimi i VO+ dhe VO- i TP4056 në terminalet VCC dhe GND të amplifikatorit audio
3. Saldimi i terminalit "+" të panelit të vogël diellor në VIN (qoftë L ose R) të përforcuesit audio, dhe "-" në tokëzimin e amplifikuesit audio
4. Bashkangjit LED Bi-color ose RGB në dy rezistorë 220R me izolimin e duhur
5. Saldimi i anodës së parë LED në terminalin e kalimit të amplifikatorit audio (Lidhja duhet të bëhet në terminalin e ndërprerësit). Rekomandohet fuqimisht të kontrolloni se cili terminal i ndërprerës në anën e poshtme të PCB është i lidhur me VCC - ai që nuk është është opsioni ynë
6. Anoda e dytë LED duhet të ngjitet në anodën e dy LED -ve SMD - ato kanë lidhje të zakonshme anode
7. Saldimi i katodave LED në GROUND të amplifikatorit audio
8. Terminalet e altoparlantëve të salduar në daljen e amplifikatorit audio (Sigurohuni që keni zgjedhur të njëjtin kanal në hyrje, Majtas ose Djathtas)
9. Për të detyruar altoparlantin të fiket, lidhni terminalet e prizës stereo 3.5 mm që parandalojnë rrjedhën aktuale përmes altoparlantit.
10. Në mënyrë që kufjet të prodhojnë zë në secilën anë - L dhe R, shkurtoni terminalet e përshkruara në hapin e mëparshëm së bashku.

Kuvendi

Pasi të jetë shtypur rrethimi, rekomandohet të mblidheni pjesë-pjesë në lidhje me lartësinë e pjesës:

1. Bërja e një kornize nga zam i nxehtë sipas perimetrit të brendshëm të mbulesës dhe vendosja e panelit diellor atje
2. Lidhja e potenciometrit me një arrë dhe një rondele në anën e kundërt
3. Ngjitës i altoparlantit me zam të nxehtë
4. Ngjitës i baterisë me zam të nxehtë
5. Ngjitës fole 3.5mm me zam të nxehtë
6. Ngjitës i baterisë me… zam të nxehtë
7. Ngjitur TP4056 me USB duke treguar jashtë rajonit të tij të veçantë të prerjes me zam të nxehtë
8. Vendosja e një pulle në një potenciometër
9. Mbulesa dhe trupi i fiksimit me katër vida

Duke testuar

Pajisja jonë është gati dhe gati për të shkuar! Për të kontrolluar pajisjen siç duhet, duhet të gjeni burim drite që mund të sigurojë intensitet alternativ. Unë rekomandoj përdorimin e telekomandës IR, meqenëse siguron intensitet alternativ, frekuenca e të cilit shtrihet në rajonin e brezit të dëgjimit të njeriut [20Hz: 20KHz].

Mos harroni të provoni të gjitha burimet tuaja të dritës në shtëpi.

Faleminderit per leximin!:)