Twinkle_night_lights: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este proyecto es un contador automático activado por luz que cobra vida después del anochecer y enciende los LED en una secuencia binaria. Como los LED están conectados libremente, se pueden colocar en cualquier orden para resaltar el elemento al que están conectados.

El circuito tiene un diseño de PCB que se creó en EagleCAD y se fabricó como OSHpark, aunque el circuito podría haberse construido en Veroboard con componentes de orificio pasante.

Luego, el circuito se utilizará para iluminar un objeto impreso en 3D.

Suministros

EagleCAD

PCB o Veroboard para montar componentes de orificio pasante.

BlocksCAD

impresora 3d

Filamento translúcido

Paso 1: descripción del circuito

El circuito consta de un oscilador fabricado con un temporizador ICM7555 configurado en el modo Astable. La frecuencia de oscilación se puede ajustar usando la resistencia variable de 500k dando un rango de frecuencia de 1.5Hz a 220Hz, esto controla qué tan rápido cambia la secuencia del contador.

El control de la luz del circuito se logra usando un LDR junto con la resistencia variable de 50k para ajustar la sensibilidad. Esta red de divisores de potencial está conectada al pin 4 (reinicio) del temporizador y desactiva el funcionamiento del temporizador cuando el voltaje en este punto es <0,7 V.

Cuando el LDR se expone a luz brillante, su resistencia cae a ~ 170R y en ausencia de luz 1.3MR

Por lo tanto, con luz brillante, el voltaje de reinicio es 4.8V y el temporizador está habilitado.

La salida del oscilador se alimenta a un CD4024 (contador de ondulación de siete etapas), donde cada salida está conectada a un LED. Se recomiendan los LED de bajo voltaje y alta eficiencia, lo que hace que el ROJO sea el color más adecuado, aunque se pueden usar otros colores, tienden a ser menos eficientes.

La corriente de salida del CD4024 en modo fuente es del orden de 5 mA a 5 V, la salida se sujetará al voltaje del LED y la corriente será significativamente menor que la nominal, lo que anula la necesidad de una resistencia en serie con el LED. Esto reduce el número de componentes y simplifica el circuito.

Cuando el contador se detiene por la ausencia de pulsos de reloj del temporizador, la salida del contador permanecerá en cualquier conteo que estuviera presente en ese momento, esto podría ser con o sin un valor de conteo.

Para garantizar que la salida del contador sea siempre cero cuando el temporizador se detiene, se aplica un reinicio dinámico.

Por lo tanto, cuando el temporizador está habilitado en ausencia de luz, el contador está habilitado y cuando el temporizador está deshabilitado en presencia de luz, el contador se reinicia.

Este reinicio del contador es proporcionado por un duplicador de voltaje de la bomba de carga que también está conectado a la salida del temporizador.

Un pull up resistivo está conectado al pin de reinicio del contador y también a la salida de la bomba de carga, cuando el temporizador está desactivado, el contador se reinicia mediante esta resistencia de pull up.

Una vez que el temporizador enciende la bomba de carga, aumenta a ~ 3V, lo que enciende el FET del canal N, bajando el pin de reinicio y habilitando el contador. Cuando el contador se detiene, el FET se apaga y la línea de reinicio se eleva a VCC a través de la resistencia de extracción, lo que reinicia las salidas del contador a nivel bajo.

Paso 2: Montaje de PCB

La mayoría de los componentes de la PCB eran SMD con resistencias y condensadores de tipo 1206.

Los circuitos integrados se montaron primero, ya que estarían rodeados de componentes y esto dificultaría el acceso a los pines para soldar.

Luego las resistencias, condensadores, diodos, transistores y finalmente conectores.

Al igual que con cualquier cosa, unas pocas comprobaciones sencillas para asegurarse de que no haya puentes de soldadura o circuitos abiertos antes de una prueba de encendido para verificar que el temporizador y el contador funcionan.

El ensamblaje adicional continuaría con los LED una vez que tuviéramos un objeto para conectarlos también.

Ahora que tenemos nuestro circuito de iluminación, necesitamos algo para iluminar.

Paso 3: selección de objetos

Con eso en mente, se decidió una luz de acento nocturna en el jardín y, al mismo tiempo, se llevó a cabo una encuesta de paja y ganó la mariposa.

Por las siguientes razones:

1: Algo que crearía un diseño LED simétrico.

2: Encaja con la ubicación.

3: Su forma se adapta al PCB sin distraer la atención del objeto.

4: El objeto se puede imprimir en 3D.

Paso 4: Diseño de objetos

Usando BlocksCAD diseñé una forma básica de mariposa.

La forma constaba de cabeza, abdomen, tórax y 2 pares de alas.

El cabezal se usaría para montar el LDR y las alas albergarían 8 LED (2 por ala), aunque en la versión final debido a que el contador solo tiene 7 salidas y para mantener la simetría solo se usarían 6 salidas.

Para soportar los LED, que serían del tipo con plomo de 5 mm, se incluirían soportes en las alas.

Para sujetar el PCB se incluyeron 2 orificios en las 2 alas delanteras para tornillos M2.

Una vez que el diseño estuvo completo, solo hubo que imprimirlo.

En este sentido, la selección del filamento fue importante, ya que tenía que ser translúcido para mostrar los LED montados en la parte posterior de las alas, de modo que fueran visibles desde el frente.

Paso 5: Ensamblaje final

Los LED impresos en forma de mariposa se colocan en los soportes y se conectan cables lo suficientemente largos para llegar a la PCB.

La PCB se atornilla en su lugar y los cables de los LED se sueldan a la PCB, luego el LDR que se alimenta a través de los 2 orificios en la cabeza se suelda en su lugar en la placa.

Todo lo que quedaba eran las pruebas finales para ajustar la frecuencia para una visualización óptima y la sensibilidad a la luz para determinar cuándo se enciende la pantalla.

Ahora atenúe las luces y mire el espectáculo.