Twinkle_night_lights: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto é um contador automático ativado por luz que ganha vida após o anoitecer e alterna os LEDs em uma sequência binária. Como os LEDs têm cabeamento livre, eles podem ser colocados em qualquer ordem para destacar o item ao qual estão conectados.

O circuito tem um design PCB que foi criado em EagleCAD e fabricado como OSHpark, embora o circuito pudesse ter sido construído em Veroboard com componentes de orifício passante.

O circuito será então usado para iluminar um objeto impresso em 3D.

Suprimentos

EagleCAD

PCB ou Veroboard para montar através dos componentes do orifício.

BlocksCAD

impressora 3d

Filamento translúcido

Etapa 1: Descrição do circuito

O circuito consiste em um oscilador feito usando um temporizador ICM7555 configurado no modo Astable. A frequência de oscilação pode ser ajustada usando o resistor variável de 500k dando uma faixa de frequência de 1,5 Hz a 220 Hz, isso controla a rapidez com que a sequência do contador muda.

O controle da luz do circuito é realizado usando um LDR em conjunto com o resistor variável de 50k para ajuste de sensibilidade. Esta rede divisora de potencial é conectada ao pino 4 (reset), do temporizador e desabilita a operação do temporizador quando a tensão neste ponto é <0,7V.

Quando o LDR é exposto à luz brilhante, sua resistência cai para ~ 170R e na ausência de luz 1,3MR

Portanto, em luz forte, a tensão de reinicialização é 4,8 V e o temporizador está habilitado.

A saída do oscilador é alimentada para um CD4024 (contador de ondulação de sete estágios), onde cada saída é conectada a um LED. Recomenda-se a utilização de LEDs de baixa tensão e alta eficiência, tornando o VERMELHO a cor mais adequada, embora outras cores possam ser usadas, pois tendem a ser menos eficientes.

A corrente de saída do CD4024 no modo fonte é da ordem de 5mA a 5V, a saída será presa na tensão do LED e a corrente será significativamente menor que a nominal, negando a necessidade de um resistor em série com o LED. Isso reduz a contagem de componentes e simplifica o circuito.

Quando o contador é parado pela ausência de pulsos de clock do temporizador, a saída do contador permanecerá em qualquer contagem que estivesse presente naquele momento, isso poderia ser com ou sem um valor de contagem.

Para garantir que a saída do contador seja sempre zero quando o temporizador para, é aplicado um reset dinâmico.

Portanto, quando o cronômetro é habilitado na ausência de luz, o contador é habilitado e quando o cronômetro é desabilitado na presença de luz, o contador é zerado.

Esta reinicialização do contador é fornecida por um dobrador de tensão da bomba de carga que também está conectado à saída do temporizador.

Um aumento resistivo é conectado ao pino de reset do contador e também à saída da bomba de carga, quando o temporizador é desabilitado, o contador é zerado por este resistor de pull up.

Uma vez que o cronômetro inicia a bomba de carga, acelera até ~ 3 V que liga o canal N FET, puxando o pino de reinicialização para baixo e habilitando o contador. Quando o contador para, o FET desliga e a linha de reset é puxada para VCC por meio do resistor pull up, redefinindo as saídas do contador para baixo.

Etapa 2: Montagem de PCB

A maioria dos componentes do PCB eram SMD com resistores e capacitores de 1206 tipos.

Os ICs foram montados primeiro, pois seriam cercados por componentes e isso tornaria mais difícil o acesso aos pinos para soldagem.

Em seguida, os resistores, capacitores, diodos, transistores e finalmente conectores.

Como com qualquer coisa, algumas verificações simples para garantir que não haja pontes de solda ou circuitos abertos antes de um teste de inicialização para verificar se o cronômetro e o contador funcionam.

A montagem continuaria com os LEDs, uma vez que tivéssemos um objeto para conectá-los também.

Agora que temos nosso circuito de iluminação, precisamos de algo para acender.

Etapa 3: Seleção de objeto

Com isso em mente, foi decidida uma luz de destaque no jardim noturno e, ao mesmo tempo, uma votação de palha foi conduzida e a borboleta venceu.

Pelas seguintes razões:

1: Algo que criaria um layout de LED simétrico.

2: Combina com a localização.

3: Sua forma acomodaria o PCB sem distrair o objeto.

4: O objeto pode ser impresso em 3D.

Etapa 4: Projeto de Objeto

Usando o BlocksCAD, projetei uma forma básica de borboleta.

A forma consistia em cabeça, abdômen, tórax e 2 pares de asas.

A cabeça seria usada para montar o LDR e as asas comportariam 8 LED (2 por asa), embora na versão final devido ao contador ter apenas 7 saídas e para manter a simetria apenas 6 saídas seriam usadas.

Para apoiar os LEDs, que seriam do tipo com chumbo de 5 mm, suportes seriam incluídos nas asas.

Para segurar o PCB, 2 furos foram incluídos nas 2 asas anteriores para parafusos M2.

Uma vez que o design foi concluído, ele apenas teve que ser impresso.

A este respeito, a seleção do filamento foi importante porque tinha que ser translúcido para mostrar os LEDs montados na parte de trás das asas, de modo que fossem visíveis de frente.

Etapa 5: Montagem final

Os LEDs impressos em borboleta são encaixados nas montagens e os fios longos o suficiente para alcançar o PCB são fixados.

O PCB é aparafusado no lugar e os fios dos LEDs soldados ao PCB, em seguida, o LDR que é alimentado através dos 2 orifícios na cabeça são soldados no lugar na placa.

Tudo o que restou foram os testes finais para ajustar a frequência para exibição ideal e a sensibilidade à luz para determinar quando o monitor ligou.

Agora diminua as luzes e assista ao show.