Ora e Filamentit të Stilit "Uebi i Charlotte": 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Që kur pashë për herë të parë llamba me fije LED, unë kam menduar se fijet duhet të jenë të mira për diçka, por u desh deri në mbylljen e shitjes së një dyqani elektronik lokal për mua që të blija disa llamba me synimin për të thyer ato dhe shikoni se çfarë mund të bëj me fijet.

Nuk u desh shumë kohë për të vendosur që ata do të bënin një orë interesante dhe se do të ishte shumë argëtuese të notosh segmentet në ajër të pezulluara vetëm nga telat e tyre të energjisë.

Pjesërisht gjatë ndërtimit të tij kuptova se në mënyrë të çuditshme të kujtonte rrjetat e rrjetës me shkrimin nga libri "Rrjeti i Charlotte"

Mbani në mend se kjo pajisje ka 80V në kornizën metalike të zhveshur. Por përdorimi i një konvertuesi izolues DC-në-DC dhe furnizimi me energji do të thotë që është e mundur të prekni kornizën dhe të mos merrni një goditje. Ose të paktën nuk e kam.

Hapi 1: Pjesët e kërkuara

Eksperimentet e mia treguan se LED -ve u duhen rreth 55 volt për t'u ndezur dhe shkëlqejnë me fuqi të plotë rreth 100V. Në përdorim ato janë rregulluar në çifte seri për tregjet 230V / 240V dhe paralele të pastra për tregjet 110V. Ekziston një lloj kontrolluesi në kapakun e llambës, por vendosa të mos përpiqem ta përdor përsëri pasi doja që fijet të ndriçonin shumë më pak. Një orë LED me shkëlqim të plotë do të ishte e dhimbshme për t'u lexuar. Një orë e ekranit me 7 segmente ka nevojë për 27 linja kontrolli dhe fillimisht kam menduar të përdor një Arduino Mega. Sidoqoftë, kur diskutoja kontrollin e rrymës 100V (ose më shumë) përmes LED -ve me një mikrokontrollues në një kanal IRC të palidhur, më thanë për ekzistencën e çipave të drejtuesit theDS8880 për ekranet fluoreshente vakum. Këto janë perfekte për punën në dispozicion pasi marrin 4 bit të dhëna hyrëse të BCD për shifër dhe konvertohen në sinjale me 7 segmente të makinës me kontroll të integruar dhe të ndryshueshëm të rrymës deri në 1.5mA. Testimi tregoi se 1.5mA ishte ideale për këtë aplikim. Rënia nga 7 bit në 4 bit për shifër nënkuptonte gjithashtu që unë mund të përdor një Arduino Nano ose Uno për kontrollin pasi nevojiten vetëm 13 linja kontrolli. (2 x 4 bit 0-9 kanale, 1 x 3-bit 0-7 kanal dhe 1 x 2-bit 0-3 kanale)

Vendosa të përdor sinjalin e radios MSF 60kHz për ta bërë Arduino të dijë kohën e ditës. Unë e kam përdorur këtë më parë me disa suksese duke përdorur module të marrësit jashtë raftit, njërin prej të cilëve më duhej ta mbaja në dorë. Sidoqoftë, këto duken më të vështira për t'u gjetur aktualisht, kështu që mund të jetë më e lehtë të përdorësh një modul WiFi nëse dikush dëshiron të bëjë versionin e tij të kësaj ore.

Gjatë testimit zbulova se Arduino Nanos që kisha të gjithë dukej se kishte një bazë të dobët të orës, kalova orë të tëra duke pritur që ata të sinkronizoheshin, pastaj në dëshpërim provova të lidhja një Duemilanove të vjetër, dhe që u sinkronizua në minutën e parë, dhe u mësova.

Për të krijuar 80V të nevojshme për të drejtuar fijet, kam përdorur një konvertues DC në DC. Ka shumë në dispozicion që punojnë nga 12V. Arduino mund të fuqizohet nga 12V dhe krijon një furnizim të dobishëm 5V nga logjika nga ajo. Por e harrova këtë fakt dhe bleva një hyrje të shtrenjtë 5V. Kjo mund të jetë akoma një zgjedhje e mirë, do të thotë që ora gjithashtu do të funksionojë nga USB gjatë programimit, dhe konvertuesi i shtrenjtë ka dalje të izoluara 5kV. (që do të thotë se korniza 80V noton, duke zvogëluar shumë rrezikun e goditjes)

LED -të janë në dispozicion në eBay, nuk është e nevojshme të thyeni llamba për t'i korrur ato.

Listë pazar:

Teli bakri vetë-rrjedhës. 34 SWG (31 AWG / 0.22mm) punon.

Arduino

4 x drejtues VFD DS8880

Të paktën 28 fije LED (por ato prishen lehtë, kështu që merrni 25% rezervë të paktën)

Konvertuesi DC-në-DC

Kondensator 47μF 5V

Kondensator 4.7nF 100V

Materiali i kornizës (kam përdorur 3mm x 3mm x 0.5 tunxh të seksionit U)

Një bazë e një lloji

Ngjitës cyanoacrylate

Fole hyrëse DC (ose USB e montuar në panel)

Moduli dhe antena e marrësit 60kHz (ose e ngjashme).

Mbështjellëset e kokës mashkullore me 7 kunja (dhe terminalet që përputhen)

Hapi 2: Stërviteni Materialin e Kornizës

Korniza është bërë nga një gjatësi 1m prej seksioni U prej bronzi 3mm (trashësia e murit 0.5mm) dhe nuk do të sugjeronte asgjë më të lehtë se kaq.

LED-të kontrollohen nga ndërprerës të anës së ulët. Kjo do të thotë që secila LED është e lidhur me një kornizë përçuese në 80V në Anodë dhe pastaj një tel i izoluar çon përmes kornizës në IC -të e kontrollit.

Korniza duhet të shpohet për telat. Vendosa të shpoj vrima në një hap të rregullt prej 10 mm dhe bëra një udhëzues të vogël për të vendosur distancën. Një zakon në pjesën e poshtme mban kanalin e kornizës dhe një kunj (çelësi allen në foto) indeksohet në një vrimë ekzistuese dhe lejon që dy të tjera të shpohen në hapësirën e zgjedhur.

Jig shpimi gjithashtu dyshe si një jig bending. Ka një zakon për të parandaluar përhapjen e kanalit U gjatë përkuljes.

Kam përdorur vrima 1 mm, por më të vogla ndoshta do të ishin më mirë, duke e bërë ngjitjen më të lehtë.

Hapi 3: Përkulni kornizën

Kam shtypur një model për kornizën e jashtme dhe pozicionimin LED. Kjo u ngjit në tavolinën e punës dhe më pas e përkulja me kujdes kornizën prej bronzi që të përputhej.

Përkuljet me anën e hapur të U në pjesën e jashtme ishin të lehta, por ishte e pamundur të bëje kthesat e brendshme pa thyer kanalin derisa ta pjekja materialin me një furrë. Kishte nevojë për pak rregullim pas pjekjes, kështu që është mirë që vetëm të piqni copat që në të vërtetë kanë nevojë për të. Thjesht ngrohuni me pishtarin derisa të shkëlqejë në mënyrë të zymtë dhe jo më të nxehtë. Të shkosh shumë larg dhe të shkrihesh do të ishte e padobishme.

Dikur për t’i dhënë formë kornizës ishte ngjitur në shabllon.

Modeli mund të gjendet si PDF këtu. Nëse shtypet në shkallën 1: 1 (përshtatet në letër A3) atëherë perimetri është saktësisht 1m që i përshtatet gjatësisë së materialit.

Hapi 4: Tela në LED

Së pari zbuloni se cili skaj i LED është Anoda (lidhet me tensionin pozitiv). Në LED -et e mia kjo u shënua nga një vrimë e vogël vetëm pranë fundit të veshjes plastike.

Të gjitha këto skaje kanë nevojë për bashkim telat që janë ngjitur në kornizë. Unë nuk jam plotësisht i kënaqur me modelin tim të instalimeve elektrike, kështu që unë do të përmbahem nga bërja e ndonjë sugjerimi. Hidhni telat përmes vrimës tuaj të zgjedhur, tërhiqeni disi fort dhe ngjiteni në vend. Pastaj prerë tepërt. Kam përdorur Veropen-in tim si një shpërndarës dhe mbajtës për tela, pjesërisht sepse ishte lloji i duhur i izolimit (lloji që mund të ngjitet pa u hequr, i njohur si "vetë-rrjedhës")

Pastaj mund të filloni të ndërtoni shifrat, duke siguruar telat e ndërprerës (katodë) me ngjitës cianoakrilat në pikën që ato kalojnë nëpër vrimat në kornizë. Sigurohuni që të lini shumë gjatësi, për të rrethuar deri në fund kornizën dhe në bazën / kutinë e kontrollit.

Ju mund të mbështesni telat nga njëri -tjetri për të marrë qoshe të rrumbullakëta dhe për të shmangur telat që kalojnë para shifrave. Lidhini ato nëse janë tela të energjisë, ngjitini ato nëse ndërroni telat. Këndet e shifrave duken se telat duhet të prekin, por kur është e nevojshme është e lehtë t'i mbash të izoluara nga njëra -tjetra.

Hapi 5: Bëni Bazën dhe Kornizën-këmbët

Kam bërë një bazë lisi, dhe kam përpunuar këmbët prej bronzi për kornizën në tornën time CNC. Por çdo lloj kuti do të bënte, dhe këmbët e printuara 3D për kornizën do të funksiononin mirë, jam i sigurt.

Këmbët mbahen me vida M5 në vrima të përgjuara të zhvendosura nga vrima e kornizës qendrore. Vidhat përshtaten në hapësirat e përpunuara në bazë. Telat kalojnë nëpër të njëjtat lojëra elektronike. Slotet lejojnë që hapësira e këmbëve të rregullohet për të vendosur tensionin në tela (në një farë mase).

Njëra prej vidhave gjithashtu ka një vrimë dhe tela për të furnizuar fuqinë +80V në kornizën prej bronzi.

Skedarët STL për kllapën e antenës dhe montimin e PCB janë në Github tim.

Hapi 6: Bëni dhe Testoni PCB -në e Kontrollit

Mjetet për të bërë PCB -në e kontrollit mbulohen në një udhëzues të mëparshëm.

Unë nuk kam punuar nga një skemë, e kam shpikur ndërsa vazhdoja. Megjithatë unë kam bërë një skemë pas faktit.

Format PDF ose KiCAD

Kjo skemë mund të ketë mungesë të disa gabimeve që skica e Arduino i ka koduar, dhe mund të ketë gabime shtesë që i mungojnë orës së vërtetë.

Pikat e rëndësishme që duhet mbajtur parasysh është se konvertuesi DC-DC duhet të lidhet me pinin V-in të Arduino dhe fuqia logjike dhe marrësi i radios duhet të lidhen me 5V të rregulluar. Kjo do të thotë që Arduino dhe konvertuesi mund të funksionojnë nga çdo PSU deri në 12V dhe logjika ende sheh vetëm 5V të rregulluar.

Hapi 7: Montoni shifrat në bazë dhe renditni të gjitha telat

Me telat e mbajtur përkohësisht në kanal me copa të vogla shiriti, shumë fije mund të futen në bazë. Kam përdorur një konvertues të rregullueshëm për të përcaktuar se cili tel ishte cili. Fillimisht e vendosa atë në një tension i cili thjesht do të ndizte një fije LED të lirshme, pastaj e kalova daljen pozitive përmes një vrime kornize. Pastaj duke prekur skajin e prerë të telit të bakrit të emaluar në telin e furnizimit negativ nga konvertuesi mund të shoh se cilit segment i përgjigjej secili led. Pastaj e shtrëngova tela në një kunj dhe u futa në mënyrë të pjesshme në një lidhës.

Terminalet nuk përçojnë pas shtrëngimit, ato gjithashtu duhet të ngjiten për të thyer izolimin e smaltit. Pas bashkimit, kunjat u shtynë deri në shtëpi.

Hapi 8: Ndizni Arduino

Skica Arduino mund të gjendet këtu.

github.com/andypugh/LEDClock

Ekzistojnë dy skica, një për drejtimin e orës dhe një që thjesht kalon përmes numrave 0 deri në 9 në secilin kanal.

Ky skicë testi do t'ju lejojë të përcaktoni se cilët tituj në kunjat e daljes duhet të ndërrohen dhe nëse ndonjë nga linjat e të dhënave të BCD duhet të ndërrohet. (Nëse shikoni skicën do të shihni se më duhej të ndërroja disa kanale për shkak të gabimeve të instalimeve elektrike, këto ishin më të lehta për tu rregulluar në softuer).

Hapi 9: Prisni në frustrim për Sinkronizimin e Radios

Ora e radios duhet të marrë një minutë të plotë të të dhënave. Skica Arduino pulson shiritin qendror të shifrës dhjetëra-orëshe për t'i bërë jehonë të dhënave të radios në hyrje dhe minutat tregojnë se sa pjesë të të dhënave të paracaktuar kanë mbërritur. Nëse arrin në 60 atëherë ka të dhëna të mira dhe shfaqet koha.

Në frymën e zbulimit të plotë, ky është një simulim. Duket se mund ta sinkronizoj vetëm kur mundësohet nga USB-ja e Mac-it tim dhe kur gjendet diku jo-fotogjenik. Në rastin e të dhënave reale, impulset e një sekonde janë me gjatësi të ndryshme, për të koduar binarin.

Ekziston edhe një element dembel (shkëlqen, por më i zbehtë se të tjerët) Vetë LED është i mirë. Kam frikë nga një problem me çipin e shoferit, por do të provoj të rindërtoj së pari bakrin e emaluar. (në fakt unë ndoshta do të drejtoj një tel shtesë)

Hapi 10: Përfundimi

Telat mund të mbahen në kanal me një gjatësi të izolimit të zhveshur nga tela 1.5 mm2. Por kini kujdes që të mos dëmtoni telat e hollë.

Përgjegjësia: Unë nuk pretendoj se jam i pari që kam menduar idenë e përdorimit të këtyre filamenteve për një orë, por unë e kam dalë me idenë në mënyrë të pavarur. Kur hulumtova për drejtuesit e përshtatshëm, gjeta këtë postim të vitit 2015, i cili tregon një orë të bërë nga të njëjtat fije (megjithëse e tij duket të jetë fleksibël, e cila do të kishte qenë shumë më e lehtë).

Unë mund të jem i pari që i kam varur në hapësirë në telat e tyre të energjisë, por nuk do të kujdesesha të vë bast as për këtë.