ดวงตา LED ซีดจางเหมือนผี: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น Arduino เพื่อทำให้ LED จางลงอาจไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป บางครั้ง คุณต้องการวงจรที่เรียบง่ายและใช้พลังงานต่ำซึ่งสามารถฝังลงในอุปกรณ์ประกอบฉากได้โดยตรงในขณะที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ครั้งละหลายสัปดาห์

หลังจากทดสอบต้นแบบประมาณโหล ฉันได้พัฒนาวงจรนี้ซึ่งทำงานได้ดีมาก และง่ายต่อการใช้งาน ปรับแต่ง และฝังภายในเกือบทุกอย่าง วงจรนี้จะทำงานโดยใช้ไฟเพียง 3.5 โวลต์ ทำให้เหมาะสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, USB 5V, เซลล์ปุ่ม หรือชุดแบตเตอรี่ AA ขนาดเล็ก

การใช้ส่วนประกอบมาตรฐานทั้งหมดที่คุณอาจมีอยู่แล้วในการจัดหาเป็นโบนัสเพิ่มเติม

มาเริ่มกันเลย.

เสบียง

เหล่านี้เป็นวัสดุมาตรฐานที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้

• 555 ตัวจับเวลา IC (ไบโพลาร์หรือ CMOS)
• ตัวต้านทาน (100k, 45k, 10k, 1k และ 220)
• ตัวเก็บประจุ (1000 หรือ 1200uF, 100uF และ 0.1uF [อุปกรณ์เสริม])
• ไฟ LED (5 มม. หรือ 3 มม.)
• ไดโอด (อะไรก็ได้ฉันใช้ 1N4007)
• ทรานซิสเตอร์ NPN (อะไรก็ได้ที่ฉันใช้ 2N2222)
• ก้อนแบตเตอรี่อย่างน้อย 3.5V (ฉันใช้ลิเธียมไอออน 18650)
• เขียงหั่นขนม
• สายไฟ

ในการสร้างวิธีแก้ปัญหาแบบถาวร ให้บัดกรีวงจรเข้ากับชิ้นส่วนของบอร์ดที่สมบูรณ์แบบโดยใช้:

• หัวแร้ง
• ประสาน (นี่คือตัวประสานที่ฉันชอบ)
• บอร์ด Perf (ฉันใช้ 4 ซม. x 6 ซม.)

ขั้นตอนที่ 1: วงจร

วงจรประกอบด้วยสองส่วนหลัก - วงจร "555 timer" และวงจร "LED fade"

ก่อนอื่นวงจรจับเวลา 555:

นี่คือวงจรจับเวลามาตรฐาน 555 ที่ใช้ตัวแบ่งตัวต้านทาน 45k และ 100k พร้อมกับตัวเก็บประจุ 100uF เพื่อสร้างรอบ 3-4 วินาทีโดยมีรอบการทำงาน 50% รอบการทำงาน 50% มีความสำคัญในการสร้างเวลาเฟดอินและเฟดเอาต์ที่ดี

อย่างไรก็ตาม คุณสามารถปรับให้เข้ากับสิ่งที่คุณต้องการได้ ตัวอย่างเช่น คุณต้องการกะพริบช้ามากซึ่งอาจใช้เวลาถึงหนึ่งนาทีจึงจะเสร็จ

ประการที่สอง วงจรเฟดอินและเฟดออก:

การใช้ทรานซิสเตอร์ NPN (2N2222 ทำงานได้ดี) ช่วยให้เราสามารถเรียกใช้ LED ได้มากเท่าที่กำลังของเราสามารถจัดการได้ ตัวจับเวลา 555 มีกระแสเอาต์พุตจำกัดที่ขา 3 และควรขับ LED ของคุณผ่านทรานซิสเตอร์

ในส่วนนี้ของวงจร เราใช้ตัวต้านทาน 10k เพื่อชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุปริมาณมากอย่างช้าๆ - 1,000uF หรือ 1200uF จะทำงาน เมื่อพินเอาต์พุต 555 สูง ตัวเก็บประจุจะค่อยๆ ชาร์จและเปิดทรานซิสเตอร์อย่างช้าๆ ซึ่งจะเปิดไฟ LED เมื่อขาเอาท์พุต 555 ต่ำและจมกระแสผ่านตัวจับเวลา 555 ตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุอย่างช้าๆ ทำให้ไฟ LED ค่อยๆ จางหายไป

แม้ว่าจะเป็นการออกแบบวงจรที่เรียบง่าย แต่ก็ราบรื่นและมีประสิทธิภาพมาก

ประการที่สาม photoresistor เพื่อเปิดวงจรในเวลากลางคืน (อุปกรณ์เสริม)

ส่วนนี้เป็นทางเลือกอย่างสมบูรณ์ แต่ถ้าคุณต้องการให้วงจรของคุณเปิดในเวลากลางคืนและปิดในระหว่างวันเพื่อประหยัดพลังงาน ให้เพิ่มส่วนนี้ในการออกแบบขั้นสุดท้ายของคุณ

ใช้หม้อเพื่อปรับเกณฑ์แสงสำหรับไฟเปิด/ปิดที่จำเป็นในการเปิดวงจร

ประการที่สี่กำลัง (ไม่จำเป็น)

รุ่นสุดท้ายของฉันจะมีแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และด้วย PCB ฉันจะมีตัวเลือกมากมายในการจ่ายไฟให้กับวงจร รวมถึงการต่อด้วยสกรูสำหรับแบตเตอรี่และแจ็ค mini หรือ micro-USB เป็นความคิดที่ดีเสมอที่จะคิดถึงทุกวิธีที่คุณสามารถใช้วงจรสุดท้ายในการสร้าง PCB

การออกแบบแผงวงจร PCB ขั้นสุดท้ายอาจเป็นเรื่องที่สนุกมาก และทำให้การสร้างวงจรเหล่านี้เป็นเรื่องง่าย

ขั้นตอนที่ 2: เวอร์ชัน Breadboard

สร้างเวอร์ชันเขียงหั่นขนมเสมอก่อนที่คุณจะทำการบัดกรีเวอร์ชันสุดท้ายบนบอร์ดที่สมบูรณ์แบบ ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถปรับตัวแบ่งตัวต้านทานของตัวจับเวลา 555 ตัว ตัวเก็บประจุเวลาสองตัว และตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าอินพุตของคุณได้อย่างง่ายดายเพื่อให้แน่ใจว่าเวลานั้นเหมาะสมกับโครงการของคุณ

ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการเรียกใช้วงจรนี้จากแหล่งจ่ายไฟ 9V หรือ 12V คุณจะพบว่าตัวเก็บประจุชาร์จเร็วเกินไปและไฟ LED จะวนเร็วเกินไป ปรับวงจรโดยการเพิ่มค่าตัวต้านทานเพื่อชดเชย

ทางเลือกหนึ่งในการเร่งขั้นตอนการทดสอบของคุณคือการใช้โพเทนชิออมิเตอร์ระหว่างพิน 8, 7 และ 6 ของตัวจับเวลา 555 ซึ่งจะทำให้คุณสามารถโทรเข้าเวลาเปิด-ปิดที่ต้องการได้อย่างรวดเร็ว ใช้โพเทนชิออมิเตอร์ 200k ถ้าคุณมี มิฉะนั้น 100k หรือ 500k ก็ใช้ได้

เมื่อคุณพบจังหวะเวลาที่เหมาะสมแล้ว ให้ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อวัดความต้านทานระหว่างพิน 8 และ 7 และ 7 & 6 หาตัวต้านทานที่ใกล้เคียงที่สุดกับการวัดทั้งสองนั้นและทดสอบพวกมันในเขียงหั่นขนมก่อนดำเนินการต่อไป

ในกรณีของฉัน ฉันทำการปรับเปลี่ยนหลายอย่างก่อนที่จะใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า 47k & 100k ในการออกแบบขั้นสุดท้ายของฉัน

หมายเหตุ: หากคุณหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง คุณจะทำให้เกิดความต้านทานเป็นศูนย์ (ไฟฟ้าลัดวงจร) บนพิน 7 หรือ 6 อย่าลืมคำนึงถึงสิ่งนี้ขณะทำการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 3: บอร์ดต้นแบบ

ฉันทำโปรเจ็กต์ของฉันให้เสร็จด้วยบอร์ดบัดกรีเสมอ ไม่ว่าจะบนแผ่นบอร์ดที่สมบูรณ์แบบ (ดังที่แสดงไว้ที่นี่) หรือด้วยแผงวงจรพิมพ์ (PCB) การมีเวอร์ชันที่บัดกรีแล้วจะทำให้โปรเจ็กต์แข็งแกร่งขึ้น มีโอกาสหลุดหลวมน้อยลง และดูเป็นมืออาชีพมากขึ้นเมื่อแสดงให้เพื่อนของคุณดู

สำหรับโครงการนี้ ฉันใช้แผ่น perf ขนาด 4 ซม. x 6 ซม. เพื่อประสานวงจรสุดท้าย อย่างที่คุณเห็น มีสายไฟจำนวนมากที่ทำให้การออกแบบสับสน อย่างไรก็ตาม ก่อนที่ฉันจะมุ่งมั่นที่จะสร้าง PCB ขึ้นมาหลายสิบตัว ฉันต้องการให้แน่ใจว่าเวอร์ชันสุดท้ายทำงานตามที่คาดไว้ ซึ่งมันก็เป็นอย่างนั้น

ใช้ขั้วต่อหรือขั้วต่อสกรูเสมอเมื่อติดไฟ LED และแบตเตอรี่ของคุณ ความสามารถในการถอดบอร์ดออกจะทำให้การดีบักปัญหาที่เกิดขึ้นง่ายขึ้นมาก ตัวเชื่อมต่อและเทอร์มินัลที่สร้างไว้ล่วงหน้ามีราคาถูกมากและจะช่วยให้คุณปวดหัวได้มากในภายหลัง

เมื่อเสร็จแล้ว สามารถติดแผ่นสุดท้ายด้านในของเสาด้วยกาวร้อนหรือเทปกาวสองหน้า

หมายเหตุ: หากเสาที่คุณเพิ่ม LED เป็นพลาสติก คุณสามารถใช้หัวแร้งบัดกรีร้อนเพื่อละลายรูสำหรับ LED ทำให้รูเล็กกว่า LED เล็กน้อยเพื่อให้กระชับพอดี โดยปกติแล้วจะง่ายกว่าที่จะใส่ไฟ LED จากภายนอกแทนที่จะพยายามเล่นกับพวกมันผ่านด้านในของเสาเล็ก ๆ ตามที่แสดงกับหนูของฉัน

ขั้นตอนที่ 4: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ตอนนี้คุณสามารถเพิ่มไฟ LED ที่ค่อยๆ ซีดจางลงในโปรเจ็กต์ทั้งหมดของคุณได้

ที่ 4.2V วงจรนี้ดึงประมาณ 6.5mA โดยใช้ตัวจับเวลาแบบไบโพลาร์ 555 และ LED 2 ดวงที่มีตัวต้านทาน 200 โอห์ม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟได้เพียงก้อนเดียว เช่น 18650

ที่ 6.5mA หากคุณใช้งาน 24 ชั่วโมงต่อวัน แบตเตอรี่ควรทำงานประมาณ 25 ถึง 26 วันก่อนที่แบตเตอรี่จะลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟตัด เพื่อให้ได้รันไทม์ที่ยาวนานขึ้น ให้เพิ่มวงจรเสริมที่จะปิดการซีดจางระหว่างวันหรือใช้ตัวต้านทานที่ใหญ่กว่าบน LED ของคุณ (เพิ่มตัวต้านทานจาก 200 โอห์มเป็น 470 โอห์ม หรือแม้แต่ 680 โอห์ม)

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้ หากคุณสร้างเวอร์ชัน โปรดคลิกปุ่ม "ฉันสร้างมัน" และทิ้งรูปภาพและวิดีโอของคุณไว้

ขั้นตอนที่ 5: สั่งซื้อ PCB ทันที

UPDATE: หลังจากเกิดความล่าช้าและการแก้ไขเล็กน้อย ตอนนี้ PCB พร้อมใช้งานบน Tindie ในราคาเพียงไม่กี่เหรียญเท่านั้น ดังนั้นสั่งได้มากเท่าที่คุณต้องการ

www.tindie.com/products/bluemonkeydev/spooky-fading-eyes-board/