La càrrega de la matriu de llum: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Es tracta d’una varietat de llaunes buides d’aliments per a gossos, cadascuna amb una sola llum LED a l’interior i una lent de colors a l’obertura. Els LED es controlen mitjançant detectors de moviment activats per la interacció del visor. En utilitzar els LED com a font de llum per a cadascuna de les llaunes, els requisits d’alimentació són baixos. El circuit utilitza una petita quantitat de components per accionar els LEDs, i aquest documentable descriurà amb cert detall com utilitza detectors de moviment, transistors, resistències i LEDs per crear l’espectacle de llum interactiu. Sóc novell en electrònica i fa poc que tinc Vaig crear el meu primer disseny de circuits i vaig construir aquest projecte amb èxit. Qualsevol persona interessada en electrònica podria aconseguir fàcilment el meu nivell d’expertesa com a novell d’èxit llegint i fent, la meva saviesa que he après és que si es poden permetre millors eines, aquest és el camí a seguir. Com a artista, realment no ho faig. vull promocionar una botiga o producte sobre una altra, però la meva comunitat no disposa de la millor selecció de botigues on puc trobar bons components electrònics, de manera que enumero Radio Shack com a "Shack" només per substituir-lo pel vostre proveïdor o botiga preferida. 64 llaunes d'aliments per a gossos (rentats) 32 LEDs verds de 10 mm super brillants (www.evilmadscientist.com) 32 LEDs blaus de 10 mm de color blau (www.evilmadscientist.com) Filferro de connexió de 50 '(subministrament electrònic, suposo que no vaig comptar l'ús) 10 panells de cedre (ferreteria) 2 barres angulars d'alumini (ferreteria) 2 barres d'alumini de 1/16 de polzada de gruix (ferreteria) 8 1/4 w resistències 1K (barraca) 8 transistors PNP (barraca) 8 detectors de moviment DP-001 (www.glolab.com) 8 lents Fresnel (www.glolab.com) Tubs termoretràctils de 5 '(per a professionals finals els colors coordinats són frescos) 1 font d'alimentació de 9 V 800 ma (barraca) 1 interruptor (barraca) 1 PCB rodó (barraca) 31 cargols de llautó # 8 (botiga de ferreteria) 31 femelles de llautó # 8 (botiga de ferreteria) 31 rentadores de llautó # 8 (Ferreteria) 32 lents de vidre (la idea original era de paper, pergamí i mica o qualsevol forma que emmagatzemés una silueta) 1 Cable d’extensió Eines: pistola de cola calenta (millor que la cinta adhesiva) Decapants de filferro (no confieu en les dents, l’eina que es mostra aquí és la millor eina per al treball) soldador (no us enganyeu aquí, he estat millor amb una planxa millor) soldador (flux) Pistola de calor (només necessària si reduïu la vostra soldadura de filferro) ajudant-vos de les mans (opcional però altament suggerida) lupa (opcional) Taula de pa (opcional, però necessària per a qualsevol persona que tingui en compte el disseny de circuits electrònics) 1 resistència de 39 K (programació de sensibilitat DP-001) 1 resistència de 2,7 K (programació de permanència DP-001) 1 broca 1 broca de diverses mides (imprescindible sobre una broca estàndard) 1 tornavís 1 martell (opcional, trencar un dit del peu elimina l'avorriment i el ted capacitat de soldar 64 LED amb 128 cables) 1 pinça o escala 1 cola de fusta 2 pinces de cargol llargues Nota elèctrica: Vcc = font positiva Vdd = FET positiva, la font d'alimentació proporciona positiu al detector, el transistor NFET del DP-001 genera un valor positiu al terminal en diem VddVss = font negativa. Com a artista que treballa principalment en olis i recentment en peces més d’alta tecnologia, també he volgut incorporar una mica de verd al meu treball. Tinc dos carlins i sembla que els agrada menjar cada dia, cosa que provoca un malbaratament dels envasos d’aliments, així que vaig començar a guardar les llaunes per a algun projecte futur que sabia que vindria quan tingués una col·lecció més gran. Un altre amic artista, que treballa en vidre fos, va mencionar que hi havia un espectacle jurat que tenia com a tema la "col·laboració" i vam decidir treballar junts una obra d'art. Va ser una oportunitat perfecta per utilitzar aquelles llaunes de menjar per a gossos que estaven residint al meu garatge. Amb tantes llaunes, era evident que la peça havia de prendre la forma d’una mena de matriu, il·luminada pel moviment de l’espectador. Ens vam conèixer a una cafeteria local i vaig exposar el meu pla, el nom de la peça era tan natural com la mateixa naturalesa, una gran quantitat de llum que utilitzava una càrrega elèctrica..

Pas 1: Construir el marc

Els panells de cedre es van trobar en una ferreteria local i van ser dissenyats per revestir els armaris. El cost era de 23 dòlars econòmics per a 12 taulons; eren perfectes per al projecte. També es van triar pel color i la forma amb un avantatge addicional de la lleugera aroma de cedre.

Primer es van polir la superfície de les taulons i es van recobrir amb un varità pla per evitar que atreguessin greixos i brutícia mitjançant la manipulació i que ressaltés el color del cedre. Les taules fan 3,75 "d'ample i 48" de llarg, perfectes perquè la matriu s'adapti a l'amplada i l'alçada de les taules creant un espaiat perfecte per a una matriu quadrada. El diàmetre de la llauna de menjar per a gossos és de 3 polzades i trobar una serra de forat d’aquesta mida va ser fàcil. Vaig mesurar la línia central de les taules i després la distància entre els centres de dues taules una al costat de l’altra. Amb aquesta mesura vaig separar els forats al llarg de la línia vertical. de les taules per crear un conjunt quadrat de llaunes. Això em va proporcionar una mica d’espai a la part superior i inferior de la peça, per equilibrar la peça horitzontalment, es van afegir dues taules en blanc, una a cada costat de la matriu. les llaunes amb la serra de 3 "foradats, lijeu el forat i proveu la llauna del forat per provar l'obertura. Enganxeu els panells junts amb una petita quantitat de cola per a fusta i subjecteu-los, deixeu-los assecar durant la nit. Volia que els extrems de les llaunes fossin uniformes i la base perquè sortissin de la part posterior del tauler només 1 ". Utilitzant piles dels forats que es foradaven dels taulons per tal d'anivellar el tauler complet cap avall de manera que cadascun pugui sobresortir 1 "per la part posterior. Utilitzant la pistola de cola calenta, es va col·locar una perla de cola al voltant de la base de cada llauna fixant-les al tauler. Per tal de donar a la peça la suficient resistència perquè els panells no s’esquerdessin i es separessin quan es manipulaven, les taules també es van lligar a la part superior i inferior amb una barra d’alumini plana i un tros d’alumini en angle. La barra plana es podria deixar de banda, però jo volia força i de tant en tant se m’ha sabut que enginyava massa. Primer folreu la barra i el suport angular amb la vora del tauler, fixeu-lo i foradeu un sol forat a través de la línia central vertical de cada tauler, un a la part superior i un a la part inferior. Lligueu-los amb els cargols, les femelles i les volandes de llautó. Per afegir força a aquesta aplicació, un gra de cola calenta per la longitud de les barres i els taulons. També he posat una petita perla de cola calenta a la base de cada nou per mantenir-les al seu lloc; el marc està llest. A continuació, prepareu les llaunes. L’interior de les llaunes tenia un color gris que absorbia la llum del LED, per tal d’aconseguir que més llum colpís les lents perquè rebotessin, això es va aconseguir pintant l’interior de les llaunes amb pintura retoladora. El motiu de l’elecció de la pintura marcadora escollida es va deure al seu broquet, dissenyat per apuntar cap a terra de manera que el broquet sigui recte, cosa que facilita la pintura de l’interior de les llaunes. També volia que els colors canviessin una mica, així que vaig triar els colors vermell, verd, blau, blanc i groc; en aquest moment, l'aspecte i el color no els coneixia, ja que el meu amic estava ocupat en fer-los mentre jo construïa el marc i l'electrònica. Per perforar els forats de les llaunes, un trepant estàndard va crear una rebava, que era massa difícil d’esborrar i també va fer que el forat fos oblong un cop desborrat. Si utilitzeu una broca esglaonada, el forat estarà net perquè aquesta brisa fressarà les vores del forat mentre es perfora fent un forat rodó perfecte de la mida adequada per als LED. A continuació, vaig mesurar el diàmetre de l'extrem comercial del DP-001, de manera que podia perforar forats al tauler perquè poguessin mirar-los; va triar la mida del trepant corresponent i va establir un patró circular per als forats. Es tractava de mantenir la semblança constant amb els cercles. Amb totes les llaunes pintades, perforades i instal·lades al marc, és hora de treballar l'electrònica.

Pas 2: Disseny electrònic

Enteneu que sóc un novell en disseny electrònic, si algunes de les meves interpretacions sobre les operacions dels components són incorrectes, envieu un comentari perquè el lector pugui trobar claredat. estalvieu les dents si aquest és el vostre costum i us pot estalviar el seny quan treieu centenars de cables; Aquesta és una eina econòmica, però una gran eina. Abans d’afegir tota l’electrònica, és millor crear un disseny i provar el funcionament del circuit. La desoldadura no és el camí per avançar i es poden malgastar moltes bones parts d’aquesta manera. El primer ordre del treball és calcular els valors dels components i definir els requisits de potència del circuit. El primer component és el detector de moviment DP-001, que té un rang de potència requerit des de 4v CC mínim fins a 15v CC màxim, cosa que ens proporciona un bon abast per treballar. El circuit conduirà 65 LED i cada LED tindrà una potència màxima de 20 mA. 65 x.020A = 1.3A (64 LEDs en llaunes i 1 per a llum de potència), el corrent necessari per al DP-001 és de 45 microamperis baixos o.000045A x 8 = 00036A, que és un consum d’energia molt baix. Vaig triar un transformador de potència de 12v 800mA de CC, adonant-me que no tindria tots els LED encesos al mateix temps, i que cap estarà encesa molt de temps, ja que té molta potència. Ara que ja sabem quina potència impulsarà els LEDs, hem de calcular la mida de les resistències limitadores que evitaran que els LED es cremin mentre es mantinguin el més brillants possible. Aquesta és una tasca senzilla d’utilitzar la llei d’Ohms per determinar quanta resistència necessita cada LED per mantenir-se fresc i brillant. Les especificacions del LED indiquen que el corrent màxim no hauria de superar els 0,020A (20mA), podeu empènyer aquest valor per fer-los més brillants si la durada "encesa" és prou curta. Calculant la resistència necessària, agafeu la tensió i dividiu-la pel valor màxim de corrent. 12v DC /.020mA = 600 ohms. Volia obtenir la major quantitat de llum de cada LED, de manera que es va escollir una resistència de 470 ohms. Recordeu que els llums no estaran engegats contínuament, de manera que el perill de cremar-los és petit, a més del 470 és a prop de 600. Per comprovar la quantitat de corrent es traurà a través del LED si fem servir una resistència de 470 ohmis, dividim 12v per 470 ohmis per igualar 0,0255mA, una diferència de 0,0055mA, que és insignificant. Els LED d’un mòdul no funcionarien i, a més, s’encendrien tots alhora, la qual cosa seria menys eficaç i una mica avorrit. Si dividim els 64 LED per 8 i utilitzem 8 detectors DP-001 cadascun que condueix 8 LED per a un corrent total de 160ma per detector, encara és massa per al DP-001 que té un valor màxim de dissipació de 100mA. L'especificació 2N3906 diu que pot enfonsar-se de 10 microamperis a 100 milli-amperes, però prefereixo arriscar un transitor que el mòdul de detecció de moviment. Com trio un transistor que funcionarà al nostre circuit: hi ha dos tipus bàsics de transistors de commutació que estarem mirant, un transitor NPN o PNP. La designació NPN i PNP descriu les seves portes i funcionament. Vaig triar una resistència PNP d’ús general, la 2N3906, que no haurà de dissipar molta calor i és molt adequada per a aquest projecte. Els transistors tenen tres connectors anomenats base, col·lector i emissor. S’encenen mitjançant una tensió detectada a la base, que obrirà la porta i permetrà fluir més corrent entre el col·lector i l’emissor. La diferència d’operació entre NPN i PNP és que el NPN s’encendrà si la base té tensió positiva de 0,7 V o més i s'apagarà per sota d'aquest valor. El PNP s'inverteix esbiaixat i s'encén quan la base detecta una baixa tensió per sota de 0,07v i s'encén per sobre d'aquest valor. Els LED s’encenen mitjançant la sortida del terminal del DP-001 per encendre el transistor que permetrà que el corrent flueixi a través dels LED. El DP-001 emet un "alt" al terminal de sortida i anirà "baix" cap a negatiu quan es detecti moviment. Una nota ràpida sobre els transistors PNP i NPN, no entraré en la construcció d’aquests components, només el fet que es comporten oposats perquè estan esbiaixats. El transistor NPN conduirà el corrent entre el col·lector i l’emissor si hi ha una diferència de valor de tensió positiva entre la base i l’emissor, mentre que el PNP conduirà el corrent entre el col·lector i l’emissor si la base detecta un voltatge inferior entre la base i l’emissor.. No podem utilitzar un transistor NPN perquè es commuta quan hi ha un "alt" a la base respecte al seu emissor. Recordeu que el DP-001 es posa "baix" quan es detecta moviment. Així que vaig optar per utilitzar transistors PNP, ja que són activats per un "baix" a la base respecte a l'emissor, permetent que el corrent flueixi a través del transistor quan el terminal del DP-001 es posa "baix" amb la detecció del moviment IR.. El circuit següent és un circuit senzill que mostra el funcionament del sistema, per afegir altres 7 detectors, resistències i LED, només hem de copiar aquest disseny vuit vegades. que funcioni tal com estava previst i els components no es cremin en un núvol de fum blau. No necessitem corrent per la sortida del terminal del DP-001 i per la base del transistor 2N3906, només necessitem un el canvi lògic entre "alt" i "baix" per reduir el corrent a través de la base del transitor afegeix una resistència d'1 k ohm (r1) a la sortida del terminal DP-001 i la base del transistor 2N3906. Abans de lligar l’ànode LED al transistor, posem una resistència limitadora de corrent (r2) amb un valor de resistència de 470 ohms entre els dos components. Quan el DP-001 no detecta cap moviment, el terminal de sortida serà "alt" (Vdd) i aquest alt valor serà detectat a la base del nostre transistor, bloquejant el flux de corrent entre el col·lector i l'emissor. Quan el DP-001 detecta el moviment, el terminal de sortida es posarà "baix" (Vss) i el transistor s'encendrà i permetrà que el corrent flueixi entre el col·lector i l'emissor, il·luminant el LED, la resistència de 470 ohm limitarà la calor que provoca corrent a través de el LED.

Pas 3: Construir el circuit

Suggereixo invertir en almenys una taula de treball de mida mitjana, és la bona eina per a un bricolatge de circuits. Primer vaig provar el disseny senzill amb el DP-001, resistències limitadores, transistor de commutació i LED. Quan això va funcionar com estava previst, vaig construir el circuit de commutació amb els vuit transistors i resistències i els vaig connectar a tots per fer una prova final.

El circuit senzill va funcionar a prova, quan el moviment IR va passar per davant del detector, el LED es va encendre. En aquest moment, era hora de soldar cables a tots els LED i, a continuació, connectar tots els detectors amb la seva sortida positiva (vermella), negativa (negra) i terminal (verda). Per tal d’estalviar espai a la placa de circuit, he col·locat la resistència limitadora de corrent (r2) en línia amb el cable que estava lligat al costat del col·lector del transistor. Les fotos següents mostren la placa de circuits "flor", fixeu-vos en les línies grogues i vermelles, cadascuna amb una resistència limitant de corrent (r2) en línia i coberta amb termorretracció. Ara prepareu els 64 LED amb tots els seus contactes positius i negatius; aquí és on el martell és útil per alleujar l'avorriment, opteu per aixafar un dit perquè necessiteu els dits per acabar la feina. Enganxant els vuit detectors, transistors, LEDs, els vaig connectar a la taula de treball, amb una onada de la mà, vuit LEDs agitats i apagats. Era el moment de connectar-ho tot. Com que cada detector conduirà vuit LEDs, vaig crear un patró de grups de LED, assegurant-me que esteníeu els LED que s’encendrien per qualsevol detector. Uniu tots els avantatges positius d’un grup de 8 LED. Ara agafeu els vuit grups de derivacions negatives i els lligueu tots a la base comuna de la font d'alimentació. Cada grup de LED es va fixar al col·lector dels transistors; positiu i el terreny estava lligat al circuit. El costat emissor dels transistors estava directament lligat a Vdd i el costat del col·lector a l’ànode del LED a través de la resistència limitadora mentre el càtode del LED estava lligat a terra. La prova del circuit va funcionar; la següent part era enganxar en calent tots els LED a les seves llaunes, mantenint un encaminament ordenat dels cables. La flor del circuit estava lligada a la part posterior del panell de la matriu a un suport de metall amb a la part posterior dels panells amb cremallera. A continuació, vaig lligar cada grup de 8 leds positius al col·lector d'un transistor de la flor. A continuació, enganxeu tots els detectors de moviment als forats que s’havien perforat abans, assegureu-vos d’utilitzar una bona gestió dels cables per evitar que el niu de cables s’allunyi de vosaltres. A la part frontal del panell de matriu vaig enganxar en calent les lents de Fresnel davant de cada detector. Un cop instal·lades les lents de Fresnel, es va augmentar sensiblement la sensibilitat dels detectors. El transformador de paret de font d'alimentació de 12 V CC es va muntar a la part posterior del tauler amb el cable positiu lligat a l'interruptor i l'altre extrem lligat a la connexió positiva del circuit de la flor. Els cables de terra del detector de flors i moviments estaven lligats a la terra comuna del sistema. El cable d’extensió es va lligar amb cremallera de manera segura al transformador amb embolcalls de corbata per evitar que es tirés del cable de desconnectar l’energia. L'interruptor es va muntar a la vora posterior del tauler amb cola calenta. Vaig utilitzar algunes corretges d’encaminament de canonades per penjar aquesta peça a la paret (primera imatge), eren temporals i van ser escollides per mantenir-se amb la semblança dels cercles en el disseny general. Ja s’han canviat anells en D i tapes de la porta per situar el panell lluny de la paret. Aquesta peça és molt divertida de jugar, mentre un espectador es mou, patrons de dansa lleugera amb el moviment. En el futur, podria tornar a connectar aquesta peça afegint un microcontrolador i encendre els llums fent patrons frescos quan no hi ha moviment durant un temps específic.