Caj Array Cahaya: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:13

Ini adalah pelbagai tin makanan anjing kosong, masing-masing dengan satu lampu LED di dalamnya dan lensa berwarna di bukaan. LED dikendalikan oleh pengesan gerakan yang dipicu oleh interaksi dari penonton. Dengan menggunakan LED sebagai sumber cahaya untuk setiap tin, keperluan daya rendah. Litar menggunakan sebilangan kecil komponen untuk menggerakkan LED, dan arahan ini akan menerangkan dengan terperinci bagaimana ia menggunakan pengesan gerakan, transistor, perintang, dan LED untuk membuat pertunjukan cahaya interaktif. Saya seorang pemula di elektronik dan baru sahaja membuat reka bentuk litar pertama saya dan membina projek ini dengan jayanya. Sesiapa yang berminat dengan elektronik dapat mencapai tahap kepakaran saya dengan mudah sebagai pemula yang berjaya dengan membaca dan melakukan, sedikit sebanyak kebijaksanaan saya pelajari ialah jika anda dapat alat yang lebih baik, itulah cara untuk pergi. Sebagai seorang seniman, saya benar-benar tidak ingin mempromosikan satu kedai atau produk berbanding yang lain, tetapi komuniti saya tidak mempunyai pilihan kedai terbaik di mana saya dapat menemui komponen elektronik yang baik, jadi saya menyenaraikan Radio Shack sebagai "Shack", ganti dengan kedai atau pembekal kegemaran anda. 64 tin makanan anjing (dicuci) 32 LED 10mm Super terang hijau (www.evilmadscientist.com) 32 LED super terang biru 10mm (www.evilmadscientist.com) Kawat penyambung 50 '(Bekalan elektronik, meneka kerana saya tidak mengira penggunaan) 10 panel cedar (Kedai perkakasan) 2 bar sudut aluminium (Kedai perkakasan) 2 batang aluminium tebal 1/16 inci (Kedai perkakasan) 8 1/4 w 1K perintang (gubuk) 8 transistor PNP (Shack) 8 DP-001 Motion Detectors (www.glolab.com) 8 lensa Fresnel (www.glolab.com) tiub pengecutan haba 5 '(untuk produk akhir profesional uct, warna yang diselaraskan adalah sejuk) 1 bekalan kuasa 9V 800ma (Shack) 1 suis (Shack) 1 bulat PCB (Shack) 31 skru tembaga # 8 (Kedai perkakasan) 31 tembaga # 8 kacang (Kedai perkakasan) 31 pencuci tembaga # 8 (Kedai perkakasan) 32 lensa kaca (Idea asal adalah untuk kertas, vellum, dan mika atau apa-apa bentuk pelindung siluet) 1 Kabel pelanjutan Alat: Pistol gam panas (lebih baik daripada pita saluran) Penari kawat (jangan bergantung pada gigi, alat yang digambarkan di sini adalah alat terbaik untuk pekerjaan) solder (jangan menipu diri sendiri di sini, saya menjadi lebih baik dengan besi yang lebih baik) solder (fluks) Senapang haba (hanya perlu jika anda mengecilkan penjual wayar anda) membantu tangan (pilihan tetapi sangat dicadangkan) kaca pembesar (pilihan) Papan roti (pilihan, tetapi alat yang diperlukan bagi sesiapa yang serius mengenai reka bentuk litar elektronik) 1 perintang 39K (pemrograman sensitiviti DP-001) 1 perintang 2.7K (pemrograman diam DP-001) 1 gerudi1 bit gerudi pelbagai saiz (satu ke atas bit gerudi standard) 1 pemacu skru 1 tukul (pilihan, menghancurkan jari kaki menghilangkan kebosanan dan ted Kesungguhan pematerian 64 LED dengan 128 wayar) 1 Kaliper atau skala1 gam kayu2 pengapit skru panjang Nota elektrik: Vcc = sumber positifVdd = FET positif, bekalan kuasa memberikan positif kepada pengesan, transistor NFET pada DP-001 menghasilkan nilai positif di terminal kami memanggil VddVss = sumber negatif ini. Sebagai seorang seniman yang bekerja terutamanya dalam minyak dan baru-baru ini dalam bidang teknologi tinggi, saya juga ingin memasukkan sedikit hijau ke dalam karya saya. Saya mempunyai dua pug dan mereka nampaknya suka makan setiap hari, yang membawa kepada pembaziran dari bekas makanan, jadi saya mula menyimpan tin untuk beberapa projek masa depan yang saya tahu bahawa saya akan muncul ketika saya mempunyai koleksi yang lebih besar. Seorang rakan artis lain, yang bekerja di kaca bersatu, menyebutkan bahawa ada pertunjukan berjudul yang mempunyai tema "kolaborasi", dan kami memutuskan untuk mengerjakan karya seni bersama-sama. Ini adalah peluang yang tepat untuk menggunakan tin makanan anjing yang tinggal di garaj saya. Dengan begitu banyak kaleng, jelas bahawa potongan itu harus berbentuk semacam susunan, yang diterangi oleh gerakan penonton. Kami bertemu di sebuah kedai kopi tempatan dan saya menyusun rancangan saya, nama kepingan itu sama seperti alam semula jadi, pelbagai cahaya menggunakan cas elektrik. Berikut adalah penerangan ringkas mengenai kerja dan proses membuat karya seni ini.

Langkah 1: Membina Bingkai

Panel cedar ditemui di sebuah kedai perkakasan tempatan dan dirancang untuk melapisi almari. Kosnya murah $ 23 dolar untuk 12 papan; mereka sesuai untuk projek ini. Mereka juga dipilih untuk warna dan bentuk dengan manfaat tambahan dari aroma cedar yang sedikit.

Mula-mula permukaan papan diampelas dan dilapisi dengan Varithane rata untuk mengelakkannya menarik minyak dan kotoran melalui pengendalian, dan untuk menonjolkan warna cedar. Papannya selebar 3.75 "dan panjang 48", sesuai untuk matriks yang sesuai dengan lebar dan tinggi papan sehingga jarak yang sempurna untuk matriks persegi. Diameter kaleng makanan anjing adalah 3 "dan mendapati lubang melihat ukuran ini mudah. Saya mengukur garis tengah papan dan kemudian jarak antara pusat dua papan bersebelahan. Dengan menggunakan pengukuran ini, saya menjarakkan lubang di sepanjang garis menegak papan untuk membuat susunan kaleng persegi. Ini memberi saya ruang di bahagian atas dan bawah kepingan, untuk mengimbangkan potongan secara mendatar, dua papan kosong ditambahkan, satu di setiap sisi matriks. Bor lubang untuk tin menggunakan lubang gergaji 3 ", pasir lubang dan uji kaleng di lubang untuk menguji bukaan. Lekatkan panel dengan sedikit gam kayu dan jepit bersama, biarkan kering semalaman. Saya mahukan hujung kaleng rata dan alas supaya mereka menonjol melalui bahagian belakang panel dengan jarak hanya 1 ". Menggunakan timbunan kepingan lubang yang dibor keluar dari papan untuk meratakan panel yang sudah siap menghadap ke bawah supaya masing-masing dapat menonjol 1 "ke belakang. Dengan menggunakan lem panas, sebiji gam diletakkan di pangkal masing-masing dapat mengikatnya ke panel. Untuk memberikan kepingan yang cukup kuat sehingga panel tidak retak dan terpisah ketika dikendalikan, papan juga diikat bersama di atas dan bawah dengan bar aluminium rata dan sekeping aluminium bersudut. Bilah rata boleh ditinggalkan, tetapi saya mahukan kekuatan dan telah dikenali sebagai jurutera yang berlebihan dari semasa ke semasa. Garis pertama bar dan pendakap sudut dengan tepi panel, penjepit kemudian gerudi satu lubang melalui garis tengah menegak setiap papan, satu di atas dan satu di bahagian bawah. Ikat mereka dengan skru tembaga, mur dan mesin basuh. Untuk menambahkan kekuatan pada aplikasi ini, sebiji gam panas turun sepanjang bar dan papan. Saya juga meletakkan manik gam panas kecil di pangkal setiap kacang untuk meletakkannya di tempat; bingkai sudah siap. Seterusnya sediakan tin. Bahagian dalam tin berwarna abu-abu yang menyerap cahaya dari LED, untuk mendapatkan lebih banyak cahaya untuk menyerang lensa untuk melambung, ini dicapai dengan mengecat bahagian dalam tin dengan cat penanda. Sebab untuk memilih cat penanda yang dipilih adalah kerana muncungnya, yang dirancang untuk menunjuk ke bawah sehingga muncung lurus yang membuat lukisan bahagian dalam tin menjadi mudah. Saya juga mahu warna berubah sedikit jadi saya memilih warna merah, hijau, biru, putih dan kuning; pada masa ini, rupa dan warna tidak diketahui oleh saya kerana rakan saya sibuk membuatnya semasa saya membina bingkai dan elektronik. Untuk mengebor lubang di dalam tin, gerudi standard membuat lubang, yang terlalu sukar untuk dibersihkan dan juga membuat lubang menjadi longgar setelah pecah. Dengan menggunakan step drill bit, lubang itu bersih kerana bit ini akan mengisar tepi lubang kerana menggerudi menjadikan lubang bulat yang sempurna ukuran yang tepat untuk LED. Seterusnya saya mengukur diameter akhir perniagaan DP-001, sehingga saya dapat mengebor lubang di panel untuk mengintipnya; memilih ukuran gerudi yang sesuai dan membentangkan corak bulat untuk lubang. Ini untuk mengekalkan kesamaan yang konsisten dengan bulatan. Dengan semua tin yang dicat, digerudi dan dipasang ke dalam bingkai, sudah tiba masanya untuk mengerjakan elektronik.

Langkah 2: Reka Bentuk Elektronik

Ketahuilah bahawa saya adalah pemula dalam reka bentuk elektronik, jika beberapa tafsiran saya mengenai operasi komponen tidak betul, sila hantar komen supaya pembaca dapat mengetahui kejelasan. Juga alat pemutus wayar adalah alat yang sangat berharga di meja kerja, ia boleh selamatkan gigi jika itu adalah kebiasaan anda, dan boleh menyelamatkan kewarasan anda ketika menanggalkan beratus-ratus wayar; ini adalah alat yang murah, tetapi alat yang hebat. Sebelum kita menambahkan semua elektronik, lebih baik membuat reka bentuk dan kemudian menguji operasi litar. Menghilangkan solder bukanlah cara untuk maju dan anda boleh membuang banyak bahagian yang baik. Urutan pertama perniagaan adalah mengira nilai komponen dan menentukan keperluan kuasa litar. Komponen pertama adalah pengesan gerakan DP-001, yang mempunyai keperluan daya antara 4v DC minimum hingga 15v DC maksimum, yang memberi kita julat yang bagus untuk bekerja. Litar ini akan menggerakkan 65 LED dan setiap LED dinilai untuk menarik maksimum 20mA semasa. 65 x.020A = 1.3A (64 LED dalam tin dan 1 untuk lampu daya), arus yang diperlukan untuk DP-001 adalah 45 mikroamper rendah atau.000045A x 8 = 00036A, yang merupakan keperluan daya yang sangat rendah. memilih transformer kuasa 12v 800mA DC, menyedari bahawa saya tidak akan menyalakan semua LED pada masa yang sama, dan tidak akan ada yang boleh menyala lama, ini mempunyai banyak kuasa. Sekarang kita tahu kekuatan apa yang akan menggerakkan LED, kita perlu mengira ukuran perintang yang mengehadkan yang akan menghalang LED daripada menyala sambil tetap menyinari mungkin. Ini adalah tugas mudah menggunakan undang-undang Ohms untuk menentukan berapa banyak rintangan yang diperlukan setiap LED agar tetap sejuk dan terang. Spesifikasi LED mengatakan bahawa arus maksimum tidak boleh melebihi.020A (20mA), anda boleh mendorong nilai ini untuk menjadikannya lebih terang jika jangka masa "hidup" cukup pendek. Mengira rintangan yang diperlukan, ambil voltan dan bahagikannya dengan nilai arus maksimum. 12v DC /.020mA = 600 ohm. Saya ingin mendapatkan cahaya yang paling banyak dari setiap LED sehingga perintang 470 ohm dipilih. Ingat bahawa lampu tidak akan menyala secara berterusan, jadi bahaya membakarnya kecil, dan 470 hampir dengan 600. Untuk memeriksa berapa banyak arus akan dilukis melalui LED jika kita menggunakan perintang 470 ohm, kita membahagikan 12v dengan 470 ohm menjadi sama.0255mA, perbezaan.0055mA, yang boleh diabaikan. Pengesan gerakan DP-001 hanya dapat menenggelamkan 100ma arus, jadi memandu semua 64 LED dari satu modul tidak akan berfungsi, dan semuanya akan menyala sekaligus, yang akan kurang berkesan dan agak membosankan. Sekiranya kita membahagikan 64 LED dengan 8 dan menggunakan 8 pengesan DP-001 setiap satu memandu 8 LED untuk arus keseluruhan 160ma per pengesan, DP-001 masih terlalu banyak yang mempunyai nilai sink maksimum 100mA. Spesifikasi 2N3906 mengatakan bahawa ia dapat merosot dari 10 mikro-amp hingga 100 mili-amp, tetapi saya lebih suka mempertaruhkan transitor daripada modul pengesanan gerakan. Bagaimana saya memilih transistor yang akan berfungsi di litar kita: Terdapat dua jenis transistor pensuisan asas yang akan kita perhatikan, iaitu transitor NPN atau PNP. Penunjukan NPN dan PNP menggambarkan pintu dan operasi mereka. Saya memilih perintang PNP tujuan umum, 2N3906, ia tidak perlu menghilangkan banyak haba dan sangat sesuai untuk projek ini. Transistor mempunyai tiga penyambung yang disebut pangkalan, pemungut, dan pemancar. Mereka dihidupkan oleh voltan yang dirasakan di pangkalannya, yang akan membuka pintu dan membolehkan arus lebih banyak mengalir antara pemungut dan pemancar. Perbezaan operasi antara NPN dan PNP adalah bahawa NPN akan dihidupkan jika pangkalan mempunyai voltan positif 0.7v atau lebih dan akan mati di bawah nilai ini. PNP dibalikkan secara berat sebelah dan hidupkan apabila pangkalan merasakan voltan rendah di bawah.07v dan hidupkan di atas nilai ini. LED dihidupkan dengan menggunakan terminal keluar dari DP-001 untuk menghidupkan transistor yang akan membolehkan arus mengalir melalui LED. DP-001 mengeluarkan "tinggi" di terminal output dan akan "rendah" ke arah negatif ketika gerakan dikesan. Catatan ringkas mengenai transistor PNP dan NPN, saya tidak akan membuat pembinaan komponen ini, hanya kenyataan bahawa mereka berkelakuan berlawanan kerana mereka berlawanan arah. Transistor NPN akan mengalirkan arus antara pemungut dan pemancar jika terdapat perbezaan nilai voltan positif antara alas dan pemancar, sementara PNP akan mengalirkan arus antara pemungut dan pemancar jika pangkalan merasakan voltan yang lebih rendah antara pangkalan dan pemancar. Kami tidak dapat menggunakan transistor NPN kerana ia dihidupkan apabila terdapat "tinggi" di pangkalnya sehubungan dengan pemancarnya. Ingat, DP-001 menjadi "rendah" ketika gerakan dikesan. Oleh itu, saya memilih untuk menggunakan transistor PNP kerana ia dipicu oleh "rendah" di dasar berkenaan dengan pemancar, yang membolehkan arus mengalir melalui transistor apabila terminal DP-001 menjadi "rendah" dengan pengesanan gerakan IR. Litar di bawah adalah litar sederhana yang menunjukkan bagaimana sistem akan berfungsi, untuk menambahkan 7 pengesan, perintang, dan LED lain yang perlu kita lakukan adalah menyalin reka bentuk ini sebanyak lapan kali. Berikut adalah beberapa logik yang masuk ke litar yang dirancang di bawah ini bahawa ia berfungsi seperti yang dirancang dan komponen tidak terbakar dalam awan asap biru. Kami tidak memerlukan arus untuk mengalir melalui output terminal DP-001 dan melalui dasar transistor 2N3906, kami hanya perlu mempunyai peralihan logik antara "tinggi" dan "rendah" untuk mengurangkan arus melalui dasar transitor menambah perintang 1k ohm (r1) pada output terminal DP-001 dan dasar transistor 2N3906. Sebelum mengikat anod LED ke transistor, kita meletakkan perintang had semasa (r2) dengan nilai rintangan 470 ohm di antara kedua komponen. Apabila DP-001 tidak mengesan gerakan, terminal outputnya akan "tinggi" (Vdd) dan nilai tinggi ini akan dirasakan di dasar transistor kami, menyekat aliran arus antara pemungut dan pemancar. Apabila deria DP-001 menggerakkan terminal output akan "rendah" (Vss) dan transistor akan dihidupkan dan membiarkan arus mengalir antara pemungut dan pemancar, menyalakan LED, perintang 470 ohm akan menghadkan haba yang menyebabkan arus melalui LED.

Langkah 3: Membina Litar

Saya cadangkan melabur sekurang-kurangnya pada papan roti ukuran rata-rata, itu adalah alat yang baik untuk litar litar. Mula-mula saya menguji reka bentuk ringkas menggunakan DP-001, menghadkan perintang, beralih transistor, dan LED. Ketika ini berfungsi seperti yang dirancang, saya membina litar pensuisan dengan semua lapan transistor dan perintang dan menghubungkan semuanya untuk ujian akhir.

Litar sederhana diuji, ketika gerakan IR melintas di depan pengesan LED menyala. Pada ketika ini sudah tiba masanya untuk menyolder wayar ke semua LED, kemudian pasangkan semua pengesan dengan output positif (merah), negatif (hitam), dan terminal (hijau). Untuk menjimatkan ruang pada papan litar, saya meletakkan perintang had semasa (r2) sejajar dengan wayar yang diikat pada sisi pemungut transistor. Foto-foto di bawah menunjukkan papan litar "bunga", perhatikan garis kuning dan merah, masing-masing mempunyai perintang had semasa (r2) sebaris dan ditutup dengan penyusutan panas. Sekarang sediakan 64 LED dengan petunjuk positif dan negatifnya; di sinilah tukul berguna untuk menghilangkan kebosanan, pilih untuk menghancurkan jari kerana anda memerlukan jari anda untuk menyelesaikan kerja. Menyambungkan semua lapan pengesan, transistor, LED, saya menyambungkannya di papan roti, dengan gelombang tangan, lapan LED dilambaikan dan kemudian dimatikan. Sudah tiba masanya untuk menyatukan semuanya. Oleh kerana setiap pengesan akan menggerakkan lapan LED, saya membuat corak kumpulan LED, memastikan untuk menyebarkan LED yang akan menyala oleh mana-mana satu pengesan. Ikat semua petunjuk positif sekumpulan 8 LED bersama. Sekarang ambil lapan kumpulan petunjuk negatif dan kaitkan semuanya ke titik persamaan bekalan elektrik. Setiap kumpulan LED terpaut ke pemungut transistor; positif dan tanah diikat pada papan litar. Bahagian pemancar transistor secara langsung diikat pada Vdd dan sisi pemungut diikat pada anod LED melalui perintang penghad sementara katod LED diikat ke tanah. Ujian litar berfungsi; bahagian seterusnya adalah merekatkan semua LED ke dalam tinnya, mengekalkan wayar yang teratur. Bunga litar diikat pada bahagian belakang panel susunan ke pendakap logam dengan di bahagian belakang panel zip diikat. Seterusnya saya mengikat setiap kumpulan 8 LED positif ke pengumpul transistor pada bunga. Lekatkan semua alat pengesan gerakan ke lubang yang digerudi lebih awal, pastikan anda menggunakan pengurusan wayar yang baik agar sarang wayar tidak menjauh dari anda. Di bahagian depan panel susunan, saya terpaku panas lensa Fresnel di hadapan setiap pengesan. Setelah lensa Fresnel dipasang, kepekaan pengesannya meningkat dengan ketara. Transformer dinding bekalan kuasa 12v DC kemudian dipasang di bahagian belakang panel dengan plumbum positif diikat pada suis dan hujung yang lain diikat pada sambungan positif bunga litar. Sambungan tanah pengesan bunga dan gerakan diikat pada landasan umum sistem. Kabel pelanjutan diikat zip dengan selamat ke pengubah dengan pembungkus tali leher untuk mengelakkan penutupan kord daripada memutuskan bekalan kuasa. Suis dipasang di tepi belakang panel dengan gam panas. Saya menggunakan beberapa tali penghala paip untuk menggantungkan bahagian ini di dinding (gambar pertama), ia sementara dan saya terpilih untuk menjaga kesamaan bulatan dalam keseluruhan reka bentuk. Mereka telah ditukar cincin D dan pintu untuk meletakkan panel jauh dari dinding. Potongan ini sangat menyeronokkan untuk dimainkan, ketika penonton bergerak, corak tarian ringan dengan pergerakannya. Pada masa akan datang, saya mungkin memasang semula bahagian ini dengan menambahkan pengawal mikro dan menyalakan lampu sehingga menjadikan corak sejuk ketika tidak ada gerakan untuk jangka waktu tertentu.