Twinkle_night_lights : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce projet est un compteur automatique activé par la lumière qui prend vie après la tombée de la nuit et commute les LED dans une séquence binaire. Comme les LED sont câblées gratuitement, elles peuvent être placées dans n'importe quel ordre pour mettre en évidence l'élément auquel elles sont attachées.

Le circuit a une conception PCB qui a été créée dans EagleCAD et fabriquée sous le nom OSHpark bien que le circuit ait pu être construit sur Veroboard avec des composants à trous traversants.

Le circuit sera ensuite utilisé pour éclairer un objet imprimé en 3D.

Fournitures

AigleCAD

PCB ou Veroboard pour monter des composants à trou traversant.

BlocsCAD

Imprimante 3D

Filament translucide

Étape 1: Description du circuit

Le circuit est constitué d'un oscillateur réalisé à l'aide d'un timer ICM7555 configuré en mode Astable. La fréquence d'oscillation peut être ajustée à l'aide de la résistance variable de 500 k donnant une plage de fréquences de 1,5 Hz à 220 Hz, ce qui contrôle la vitesse à laquelle la séquence de compteur change.

Le contrôle de la lumière du circuit s'effectue à l'aide d'un LDR associé à la résistance variable de 50 k pour le réglage de la sensibilité. Ce réseau diviseur de potentiel est connecté à la broche 4 (reset) de la minuterie et désactive le fonctionnement de la minuterie lorsque la tension à ce point est <0,7V.

Lorsque le LDR est exposé à une lumière vive, sa résistance chute à ~ 170R et en l'absence de lumière 1,3MR

Par conséquent, en pleine lumière, la tension de réinitialisation est de 4,8 V et la minuterie est activée.

La sortie de l'oscillateur est alimentée à un CD4024 (compteur d'ondulation à sept étages), où chaque sortie est connectée à une LED. Les LED basse tension haute efficacité sont recommandées, faisant du ROUGE la couleur la plus appropriée, bien que d'autres couleurs puissent être utilisées, elles ont tendance à être moins efficaces.

Le courant de sortie du CD4024 en mode source est de l'ordre de 5mA à 5V, la sortie sera bloquée à la tension LED et le courant sera nettement inférieur à la valeur nominale, éliminant ainsi le besoin d'une résistance en série avec la LED. Cela réduit le nombre de composants et simplifie le circuit.

Lorsque le compteur est arrêté par l'absence d'impulsions d'horloge de la minuterie, la sortie du compteur restera dans le compte qui était présent à ce moment-là, cela pourrait être avec ou sans valeur de compte.

Afin de garantir que la sortie du compteur est toujours à zéro lorsque le temporisateur s'arrête, une réinitialisation dynamique est appliquée.

Par conséquent, lorsque la minuterie est activée en l'absence de lumière, le compteur est activé et lorsque la minuterie est désactivée en présence de lumière, le compteur est réinitialisé.

Cette remise à zéro du compteur est assurée par un doubleur de tension de pompe de charge qui est également connecté à la sortie du temporisateur.

Un pull up résistif est connecté à la broche de réinitialisation du compteur et également à la sortie de la pompe de charge, lorsque la minuterie est désactivée, le compteur est réinitialisé par cette résistance de pull up.

Une fois que la minuterie démarre la pompe de charge, monte jusqu'à ~ 3V, ce qui active le FET du canal N, tirant la broche de réinitialisation vers le bas et activant le compteur. Lorsque le compteur s'arrête, le FET s'éteint et la ligne de réinitialisation est tirée vers VCC via la résistance de rappel, réinitialisant les sorties du compteur à un niveau bas.

Étape 2: Assemblage de PCB

La majorité des composants du PCB étaient des CMS avec des résistances et des condensateurs de 1206 types.

Les circuits intégrés ont été montés en premier car ils seraient entourés de composants, ce qui rendrait plus difficile l'accès aux broches pour la soudure.

Puis les résistances, condensateurs, diodes, transistors et enfin les connecteurs.

Comme pour tout, quelques vérifications simples pour s'assurer qu'il n'y a pas de ponts de soudure ou de circuits ouverts avant un test de mise sous tension pour vérifier que la minuterie et le compteur fonctionnent tous les deux.

L'assemblage se poursuivrait avec les LED une fois que nous aurons un objet pour les connecter également.

Maintenant que nous avons notre circuit d'éclairage, nous avons besoin de quelque chose à éclairer.

Étape 3: Sélection d'objets

Dans cet esprit, une lumière d'accentuation de nuit de jardin a été décidée et en même temps un sondage de paille a été mené et le papillon a gagné.

Pour les raisons suivantes:

1: Quelque chose qui créerait une disposition LED symétrique.

2: Il s'adapte à l'emplacement.

3: Sa forme s'adapterait au PCB sans distraire l'objet.

4: L'objet pourrait être imprimé en 3D.

Étape 4: Conception d'objets

En utilisant BlocksCAD, j'ai conçu une forme de papillon de base.

La forme consistait en une tête, un abdomen, un thorax et 2 paires d'ailes.

La tête serait utilisée pour monter le LDR et les ailes contiendraient 8 LED (2 par aile), bien que dans la version finale en raison du compteur n'ayant que 7 sorties et pour maintenir la symétrie, seules 6 sorties seraient utilisées.

Pour prendre en charge les LED qui seraient des types à plomb de 5 mm, des supports seraient inclus sur les ailes.

Afin de maintenir le PCB, 2 trous ont été inclus dans les 2 ailes antérieures pour les vis M2.

Une fois le design terminé, il suffisait de l'imprimer.

À cet égard, le choix du filament était important dans la mesure où il devait être translucide pour montrer les LED montées à l'arrière des ailes, de sorte qu'elles soient visibles de l'avant.

Étape 5: Assemblage final

Papillon imprimé les LED sont montés sur les supports et les fils assez longs pour atteindre le PCB sont attachés.

Le PCB est vissé en place et les fils des LED soudés au PCB puis le LDR qui passe par les 2 trous de la tête sont soudés en place sur la carte.

Il ne restait plus qu'aux tests finaux pour ajuster la fréquence pour un affichage optimal et la sensibilité à la lumière pour déterminer quand l'affichage s'est allumé.

Baissez maintenant les lumières et regardez le spectacle.