LED hvězdné světlo: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Jedná se o okrasný, i když poněkud sezónní předmět, který má tvar hvězdy.

Chtěl jsem však něco jiného než obvyklou dvourozměrnou konstrukci.

V důsledku toho jsem vytvořil trojrozměrnou verzi pomocí tří desek plošných spojů.

Jeden pro základnu a dvě tvarované desky, které po uzamčení tvoří 3D hvězdu.

Tyto desky jsou předem tvarovány jako součást výroby, i když je k nastavení šířky štěrbiny pro optimální přizpůsobení zapotřebí obdélníkový jehlový pilník.

Spojení se vzájemně propojenými deskami, které tvoří hvězdu, jsou vytvořena podložkami, které jsou zarovnány s řídicí deskou a dalšími dvěma deskami tvořícími hvězdu.

Ty jsou spojeny pájecími spoji přemosťujícími 2 podložky svírající pravý úhel.

Z důvodu jednoduchosti jsem odmítl zásuvku jiného podobného uspořádání, protože připojení mělo být trvalé.

Desky se dvěma hvězdičkami mají LED diody na obou stranách, a proto jsou viditelné z více úhlů.

K dispozici jsou 3 LED diody (červená, zelená a oranžová) na každé straně 4 ramen pro celkem 24 LED diod

Aby se neubíralo na celkové podobě hotového předmětu a umožňovala viditelnost sítotisku krychlového tvaru, jsou LED diody montovány na povrch.

Návrh krychlové formy byl vytvořen přímo na desce plošných spojů ve fázi návrhu a nebyl importován z jiné aplikace.

Vzorec LED lze změnit nastavením šestihranného spínače.

Kromě toho lze měnit rychlost blikání nastavením potenciometru, který mění frekvenci oscilátoru.

Hvězda je napájena 3V CR2032, který je umístěn pod spodní částí řídicí desky, která je umístěna ve středu desky a je plochá, takže hvězda může volně stát na rovném povrchu.

Napájení lze také dodat externě z větší baterie (tj. 9V PP3), pomocí šroubových svorek nebo upraveného kabelu USB.

Toho je dosaženo vhodným umístěním odkazu na záhlaví, které vybírá zdroj energie.

V horní části každého ramene jsou otvory, které v případě potřeby umožňují zavěšení hvězdy.

Oboustranná deska plošných spojů byla navržena pomocí programu EagleCAD a vyrobena v parku OSH.

Zásoby

Množství ZAŘÍZENÍ

1 SPOJKA BATERIE-20 mm

3 0,1uF C-EUC1812K

1 1uF C-EUC1812K

1 10uF C-EUC1812K

6 1N4148 SMA-DO214AC

1 1N4004 DO41-10

3 CD4013D SO14

1 CD4070D SO14

2 CD4069D SO14

1 NA555D S08

12 LED POINTLED (3 x červená, 3 x zelená, 3 x žlutá)

12 220R R-EU_R1206

14 10K R-EU_R1206

2 2K2R R-EU_R1206

1 0R R-EU_R1206

1 500KR-TRIM 3314G

1 SWS001 SPST Momentary

1 BCD SPÍNAČ

2 šroubová svorka MPT2 2,54 mm

4 šroubová svorka MPT3 2,54 mm

Krok 1: Popis obvodu

Většina komponent je SMD, výjimkou jsou přepínače výběru vzorů, odpor pro ovládání frekvence časovače, externí napájecí konektor, propojka pro výběr napájení a dioda ochrany polarity napájení.

Obvod obsahuje oscilátor vyrobený z časovače 555 (8kolíkový SOIC), jehož frekvence se může lišit od několika hertzů do několika set hertzů. ~ 1,25 Hz až 220 Hz, i když skutečné hodnoty se budou lišit v závislosti na tolerancích součástí, ale nejsou kritické.

Výstup časovače se používá k taktování 3 dvojitých obracečů typu D (CD4013, 14pin SOIC), které jsou konfigurovány jako posuvný registr lineární zpětné vazby (LFSR) pomocí EXOR (CD4070), aby poskytovaly zpětnou vazbu.

Pravdivá tabulka CD4070. (Viz obrázek).

LH = přechod z nízkého na vysoký, HL = přechod z vysokého na nízký, X = mě to nezajímá, NC = beze změny.

Výstupy Q každého registru jsou přivedeny na vstupy D každé následující fáze.

První 4 registry mají vstupy R připojené k přepínači HEX, což jim umožňuje předem načíst vzor pro předběžnou inicializaci počáteční sekvence.

Vstupy S všech registrů jsou spojeny dohromady, aby bylo možné registry resetovat pomocí tlačítka reset.

Zbývající registry umožňují další náhodnost pomocí odkazů pro připojení výstupů Q nebo /Q k další fázi. Výchozí odkazy spojují výstup Q pátého registru se vstupem D šestých registrů a výstup šestého registru /Q s jedním ze vstupů EXOR, čímž se dokončí zpětnovazební smyčka.

Oba výstupy registrů jsou každý připojen k měniči (CD4069, 14 pin SOIC), ke každému z 12 výstupů jsou připojeny 2 diody LED.

Spotřeba energie závisí na napájecím napětí a specifickém vzoru.

Jsou však uvedeny pokyny pro aktuální spotřebu pro následující napětí.

3V = 3mA, kapacita CR2032 může být mezi 210-240mAH, což znamená, že baterie vydrží ~ 70-80 hodin.

5V = 11mA

9V = 38mA

Krok 2: Sestavení

Každá deska je sestavena samostatně.

Počínaje montáží všech desek SMD na ovládací desku vpředu, než sponou na baterie vzadu.

Následně jsou namontovány součásti průchozího otvoru.

Desky, které tvoří hvězdu, obsahují pouze diody LED a odpory, přičemž se doporučuje zkontrolovat orientaci polarizovaných komponent, aby se zabránilo přepracování nebo poškození.

Hvězdicové desky mají na obou koncích pájecí podložky pro připojení k řídicí desce, což znamená, že je lze namontovat oběma směry nahoru, pokud jsou správně orientovány do středové štěrbiny, která zasahuje do poloviny desky. Umožnění vzájemného drážkování dvou desek před připevněním k řídicí desce.

Krok 3: Odstraňování problémů

Problémy mohou nastat, a pokud ano, jak je lze řešit.

První věcí, kterou musíte udělat, je hledat zjevné.

IC na špatném místě, špatná orientace nebo kolíky nejsou připájeny nebo špatně pájeny, špatné vložení zásuvky nebo ohnutý kolík.

Součást ve špatné poloze, špatná hodnota, špatná orientace nebo špatné pájení.

Přemostění pájky, Napájecí napětí na špatných svorkách, napájecí kabely prohozeny, nesprávné napětí.

I deska plošných spojů může mít otevřenou nebo zkrácenou stopu (stopy).

Neříkejte si, že bez ověření to nemůže být konkrétní problém