Фарадей көңілді: батареясыз электронды сүйектер: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:28

Бұлшықетпен жұмыс жасайтын электронды құрылғыларға қызығушылық көп болды, бұл көбінесе аккумуляторсыз жарық шам деп аталатын Perpetual TorchPerpetual Torch табысының арқасында. Аккумуляторсыз аккумулятор шамы светодиодты қуаттандыратын кернеу генераторынан, кернеу генераторы шығаратын кернеуді және тиімділігі жоғары ақ жарықдиодты сақтауға арналған электронды схемадан тұрады. Бұлшықетпен жұмыс істейтін кернеу генераторы Фарадей заңына негізделген, цилиндрлік магниттері бар түтіктен тұрады. Түтік магнит сымының орамасымен оралған. Түтік шайқалған кезде магниттер түтіктің ұзындығын алға -артқа айналдырады, осылайша катушка мен катушка арқылы магнит ағыны өзгереді, сондықтан айнымалы ток кернеуі пайда болады. Біз бұған кейінірек нұсқаулықта ораламыз. Бұл нұсқаулық сізге электронды, соққысыз сүйектерді қалай жасау керектігін көрсетеді. Құрылған қондырғының фотосуреті төменде көрсетілген, бірақ алдымен кейбір фон -

1 -қадам: Электрондық сүйек

Дәстүрлі сүйектердің орнына электронды сүйекті қолдану жақсы және керемет. Әдетте мұндай сүйектер электронды схема мен жарықдиодты дисплейден тұрады. Жарықдиодты дисплей жеті сегментті дисплей болуы мүмкін, ол төменде көрсетілгендей 1 -ден 6 -ға дейінгі сандарды көрсете алады немесе дәстүрлі сүйектер үлгісін қайталау үшін, ол екінші суретте көрсетілгендей орналастырылған 7 светодиодтан тұруы мүмкін. Сүйек конструкцияларының екеуінде де коммутатор бар, оны пайдаланушы «сүйекті айналдырғысы келсе» (немесе «матаны айналдыруды» қаласа) басуы керек. Коммутатор микроконтроллерде бағдарламаланған кездейсоқ сандар генераторын іске қосады, содан кейін кездейсоқ сан жеті сегментті дисплейде немесе жарықдиодты дисплейде көрсетіледі. Егер пайдаланушы жаңа нөмір алғысы келсе, қосқышты қайтадан басу керек.

2 -қадам: Сүйектерге арналған қуат көзі

Алдыңғы қадамда көрсетілген конструкциялардың екеуі де қабырға сүйегінен, қолайлы түзеткіштен, тегістейтін конденсатордан және +5В сәйкес келетін реттегіштен алынатын қолайлы қуат көзіне мұқтаж. Егер пайдаланушы сүйектердің тасымалдануын қаласа, онда қабырғадағы трансформаторды сәйкес батареямен ауыстыру керек, айталық 9В батарея. Батареяның басқа нұсқалары бар, мысалы, тек AA немесе AAA батареясынан сүйектерді басқару үшін, қалыпты сызықтық реттегіш жұмыс істемейді. Сүйекпен жұмыс жасау үшін +5В алу үшін DC-DC түрлендіргішінің сәйкес келетін түрлендіргішін қолдану қажет. Суретте қабырғадағы 9В батареядан сүйек жұмысына жарамды +5В қуат көзі көрсетілген, ал басқа суретте TPS61070 күшейткіш DC-DC түрлендіргіші арқылы 1,5В АА немесе ААА типті батареядан +5В қуат көзінің схемасы көрсетілген.

3 -қадам: Бос қуат: бұлшықеттеріңізді қолданыңыз …

Бұл қадам бұлшықетпен жұмыс істейтін кернеу генераторын сипаттайды. Генератор ұзындығы 6 дюймдік және сыртқы диаметрі 15 мм Perspex түтігінен тұрады. Ішкі диаметрі 12 мм. Түтіктің сыртқы бетінде тереңдігі шамамен 1 мм және ұзындығы 2 дюйм болатын ойық өңделеді. Бұл ойық шамамен 1500 бұрылыспен 30 SWG магнит сымымен оралған. Түтікке сирек кездесетін цилиндрлік үш магнит жиынтығы орналастырылған. Магниттердің диаметрі 10 мм, ұзындығы 10 мм. Магниттерді түтікке енгізгеннен кейін, түтіктің ұштары жалаңаш ПХД материалының дөңгелек бөліктерімен тығыздалады және екі бөліктен тұратын эпоксидпен және ішіне амортизаторлармен жабыстырылады (мен IC қаптамасының көбігін қолдандым). Мұндай түтікті McMaster (mcmaster.com) сайтынан алуға болады, оның нөмірі: 8532K15. Магниттерді amazingmagnets.com сайтынан сатып алуға болады. # D375D бөлігі.

4 -қадам: кернеу генераторының өнімділігі

Бұлшықеттің кернеу генераторы қаншалықты жақсы жұмыс істейді? Міне осциллографтың скриншоттары. Жұмсақ тербелістер кезінде генератор шыңға дейін шамамен 15 В құрайды. Қысқа тұйықталу тогы шамамен 680 мА құрайды. Бұл жоба үшін жеткілікті.

5 -қадам: Схемалық сызық

Бұл қадам сүйектердің схемасын көрсетеді. Ол Faraday генераторы шығаратын және 4700uF/25V электролиттік конденсатормен сүзілген айнымалы ток кернеуін түзету үшін түзеткіш диод көпір тізбегінен тұрады. Конденсатордың кернеуі 5В шығыс кернеуімен LDO, LP-2950 көмегімен реттеледі, ол микроконтроллер мен светодиодтардан тұратын тізбектің қалған бөлігіне кернеуді беру үшін қолданылады. Мен мөлдір қаптамада «сүйек» түрінде орналастырылған жоғары тиімділігі 3 мм көк көк жарықдиодты 7 қолдандым. Жарық диодтары ATTiny13 8-істікшелі AVR микроконтроллерімен басқарылады. Фарадей генераторынан шығатын кернеу импульсті шығыс болып табылады. Бұл импульсті шығыс резистор (1,2КОм) мен зенер диодының (4,7В) көмегімен шартталған. Шартты кернеудің импульстарын микроконтроллер түтіктің шайқалып тұрғанын анықтау үшін сезеді. Түтік шайқалғанша, микроконтроллер күтеді. Пайдаланушы түтікті сілкіндіруді тоқтатқаннан кейін, микроконтроллер еркін жұмыс режимінде жұмыс істейтін ішкі 8-разрядты қолдана отырып, кездейсоқ санды шығарады және кездейсоқ санды 1-ден 6-ға дейін шығыс светодиодында шығарады. Микроконтроллер қайтадан пайдаланушының түтікті қайтадан шайқауын күтеді. Светодиодтар кездейсоқ санды көрсеткеннен кейін, конденсатордағы заряд шамы шамамен 10 секунд жарықдиодты жарықтандыруға жеткілікті. Жаңа кездейсоқ сан алу үшін пайдаланушы түтікті бірнеше рет сілкіп тастауы керек.

6 -қадам: Микроконтроллерді бағдарламалау

Tiny13 микроконтроллері 128 кГц жиілік сигналын шығаруға арналған ішкі RC осцилляторымен жұмыс істейді. Бұл Tiny13 іштей шығара алатын ең төменгі сағаттық сигнал және микроконтроллер тұтынатын токты азайту үшін таңдалады. Контроллер AVRGCC компиляторының көмегімен С тілінде бағдарламаланған және ағымдық диаграмма осында көрсетілген. Мен Tiny бағдарламалау үшін STK500 қолдандым, бірақ егер сіз AVR Dragon бағдарламашысын қаласаңыз, осы нұсқаулыққа жүгіне аласыз: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- 8-биттік-AVR-Pr/

7 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етуді басқару

/*Электрондық батарея Less Dice*//*Dhananjay Gadre*//*20 қыркүйек 2007*//*Tiny13 процессоры @ 128KHz ішкі RC осцилляторы*//*7 светодиод келесі түрде қосыладыLED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4 Катушкадан импульстік кіріс PB0*/ #құрамында #include #include #includeconst char charcode PROGMEM = {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfeigned); char temp = 0; int count = 0; DDRB = 0xfe; /*PB0 - бұл кіріс*/TCCR0B = 2; /*8 -ге бөлу*/TCCR0A = 0; TCNT0 = 0; PORTB = 254; /*барлық светодиодтарды өшіру*/while (1) {/*импульстің жоғары болуын күтіңіз*/while ((PINB & 0x01) == 0); _кідіріссіз ілініс_2 (50); /*импульс төмендегенше күтіңіз*/ while ((PINB & 0x01) == 0x01); _кідіріссіз ілініс_2 (50); санау = 5000; while ((count> 0) && ((PINB & 0x01) == 0)) {count--; } if (count == 0) /* импульс жоқ, сондықтан кездейсоқ санды көрсетіңіз* / {PORTB = 0xfe; /*барлық жарықдиодты сөндіру*/ _delay_loop_2 (10000); температура = TCNT0; temp = temp%6; temp = pgm_read_byte (& ledcode [temp]); PORTB = температура; }}}

8 -қадам: схеманы жинау

Міне, электронды сүйектерді құрастыру кезеңдерінің суреттері. Электронды схема перспективті түтікке түсу үшін жеткілікті тар перформат тақтасына жиналған. Электрондық схеманы қоршау үшін кернеу генераторы үшін қолданылатын перспективті түтік қолданылады.

9 -қадам: Жинау аяқталды

Фарадей кернеу генераторы мен электронды сүйектер тізбегі енді механикалық және электрлік қосқыш болып табылады. Кернеу генераторы түтігінің шығыс терминалдары электронды сүйек контурының 2 істікшелі кіріс коннекторына қосылады. Екі түтік те кабельдік галстукпен байланған және қосымша қауіпсіздік үшін 2 бөлікті эпоксидпен жабыстырылған. Мен AralditeAraldite қолдандым.

10 -қадам: батареясыз электронды сүйектерді қолдану

Жинау аяқталғаннан кейін және екі түтік бекітілгеннен кейін, сүйектер пайдалануға дайын болады. Оны бірнеше рет шайқаңыз, кездейсоқ сан пайда болады. Оны қайтадан шайқаңыз және басқа кездейсоқ пайда болады. Сүйектердің бейнесі мына жерде, сонымен қатар осы нұсқаулықтағы бейнеде орналастырылған:

11 -қадам: Сілтемелер мен дизайн файлдары

Бұл жоба менің бұрын жарияланған мақалаларыма негізделген. атап айтқанда:

1. «Портативті қосымшаларға арналған энергия генераторы», жертөле, қазан, 2006 ж. 2. «Кинетикалық қашықтан басқару құралы», Жасалуы: 2007 ж. Қараша, 12 -шығарылым. С осының бастапқы коды файлы осында бар. Жоба алғаш рет прототиптелгендіктен мен бүркіт көмегімен ПХД жасадым. Міне, қазір қалай көрінеді. Eagle схемасы мен тақта файлдары осында. Назар аударыңыз, прототиппен салыстырғанда соңғы ПХД компоненттері сәл өзгеше орналасады. Жаңарту (15 қыркүйек 2008 ж.): БОМ файлы қосылды

12 -қадам: Мен саған көбірек керек екенін білемін

Бір дисплейі бар электронды сүйек? Бірақ мен сіз айтатын екі сүйек қажет көптеген ойындар ойнаймын. Жарайды, мен сенің мұны қалайтыныңды білемін. Міне, мен салуға тырыстым. Менде бұл жаңа нұсқаға арналған ПХД дайын, тек кодты толтыру және тақтаны тексеру үшін бос уақытты күтемін. Мен жобаны аяқтағаннан кейін осында жариялаймын … Осы уақытқа дейін жалғыз сүйектерді тамашалаңыз.