Charge of the Light Array: 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Dette er en række af de tomme hundefoddåser, hver med et enkelt LED -lys indeni og en farvet linse på åbningen. Lysdioderne styres af bevægelsesdetektorer, der udløses af interaktion fra seeren. Ved at bruge lysdioder som lyskilde til hver dåse er strømkravene lave. Kredsløbet bruger en lille mængde komponenter til at drive lysdioderne, og denne instruktive vil i detaljer beskrive, hvordan den bruger bevægelsesdetektorer, transistorer, modstande og lysdioder til at skabe det interaktive lysshow. Jeg er nybegynder inden for elektronik og har først for nylig skabte mit første kredsløbsdesign og byggede dette projekt med succes. Enhver, der er interesseret i elektronik, kunne let nå mit ekspertiseniveau som en vellykket nybegynder ved at læse og gøre, min smule visdom er, at hvis du har råd til bedre værktøjer, er det vejen frem. Som kunstner gør jeg det virkelig ikke ønsker at promovere en butik eller et produkt frem for en anden, men mit samfund har ikke det bedste udvalg af butikker, hvor jeg kan finde gode elektroniske komponenter, så jeg angiver Radio Shack som bare "Shack", erstat med din yndlingsbutik eller leverandør. Komponenter: 64 dåser til hundefoder (vasket) 32 grønne 10 mm Super lyse lysdioder (www.evilmadscientist.com) 32 blå 10 mm Super lyse lysdioder (www.evilmadscientist.com) 50 'tilslutningstråd (elektronisk forsyning, gætter da jeg ikke tællede brug) 10 cedertræspaneler (isenkræmmer) 2 vinkelstænger i aluminium (isenkræmmer) 2 aluminiumstænger 1/16 tommer tykke (isenkræmmer) 8 1/4 w 1K modstande (hytte) 8 PNP-transistorer (hytte) 8 DP-001 bevægelsesdetektorer (www.glolab.com) 8 Fresnel -objektiver (www.glolab.com) 5 'varmekrympeslange (til en professionel endeprod. uct, koordinerede farver er seje) 1 9V 800ma strømforsyning (Shack) 1 switch (Shack) 1 runde PCB (Shack) 31 messing #8 skruer (Hardware butik) 31 messing #8 møtrikker (Hardware butik) 31 messing #8 skiver (Isenkræmmer) 32 glaslinser (Original idé var til papir, vellum og glimmer eller en hvilken som helst form en silhuetmaskering) 1 Forlængerledning Værktøjer: Varm limpistol (bedre end gaffatape) Wirestrippere (stol ikke på tænder, værktøjet på billedet her er det bedste værktøj til jobbet) loddejern (snyd ikke dig selv her, jeg blev bedre med et bedre strygejern) loddemiddel (flux) Varmepistol (kun nødvendigt, hvis du varmeskrumper dine trådsoldere) hjælpende hænder (valgfrit men meget foreslået) forstørrelsesglas (valgfrit) Brødbræt (valgfrit, men nødvendigt værktøj til alle, der er seriøse omkring design af elektroniske kredsløb) 1 39K modstand (følsomhedsprogrammering DP-001) 1 2,7K modstand (opholdsprogrammering DP-001) 1 bor1 multi-size bor (et must over en standardbor) 1 skruetrækker 1 hammer (valgfri, ved at knuse en tå fjernes kedsomheden og ted omfang af lodning 64 lysdioder med 128 ledninger) 1 tykkelse eller skala 1 trælim 2 lange skrueklemmer Elektriske noter: Vcc = kilde positiv Vdd = FET positiv, strømforsyningen giver positiv til detektoren, NFET-transistoren på DP-001 udsender en positiv værdi på terminalen kalder vi dette VddVss = kilde negativ. Som kunstner, der hovedsageligt arbejder med olier og for nylig i mere højteknologiske stykker, har jeg også ønsket at indarbejde lidt grønt i mit arbejde. Jeg har to pugs, og de synes at kunne lide at spise hver dag, hvilket fører til spild fra madbeholdere, så jeg begyndte at gemme dåserne til et fremtidigt projekt, jeg vidste, at jeg ville finde på, når jeg havde en større samling. En anden kunstnerven, der arbejder i smeltet glas, nævnte, at der var et dømt show, der havde "samarbejde" som tema, og vi besluttede at arbejde på et kunstværk sammen. Det var en perfekt mulighed for at bruge de hundefoddåser, der tog bolig i min garage. Med så mange dåser var det tydeligt, at stykket skulle have form af en slags array, der lyste op af seerens bevægelse. Vi mødtes på en lokal kaffebar, og jeg lagde min plan, værkets navn kom lige så naturligt som naturen selv, en række lys ved hjælp af en elektrisk ladning. Her er en hurtig beskrivelse af arbejdet og processen med at skabe dette kunstværk.

Trin 1: Opbygning af rammen

Cederpladerne blev fundet i en lokal isenkræmmer og var designet til beklædningsskabe. Omkostningerne var billige $ 23 dollars for 12 planker; de var perfekte til projektet. De blev også valgt til farve og form med en ekstra fordel af den lille cederaroma.

Først blev plankernes overflade slebet og belagt med en flad Varithane for at forhindre dem i at tiltrække fedt og snavs ved håndtering og for at få cedertræets farve frem. Plankerne er 3,75 "brede og 48" lange, perfekte til at matricen kan passe inden for bredden og højden af plankerne, hvilket skaber perfekt afstand til en firkantet matrix. Hundefoderboksens diameter er 3 "og det var let at finde en hullesav i denne størrelse. Jeg målte plankernes midterlinje og derefter afstanden mellem midten af to planker side om side. Ved hjælp af denne måling placerede jeg hullerne langs den lodrette linje af plankerne for at skabe et firkantet udvalg af dåser. Dette gav mig lidt plads på toppen og bunden af stykket, for at balancere stykket vandret, blev der tilføjet to blanke planker, et på hver side af matrixen. Bor hullerne til dåserne ved hjælp af 3 "hulsaven, sand hullet og test dåsen i hullet for at teste åbningen. Lim panelerne sammen med en lille mængde trælim og klem sammen, lad tørre natten over. Jeg ville have enderne på dåserne til at være lige og bunden, så de kun ville stikke ud gennem panelets bagside med kun 1 ". Brug stakke af hullerne, der blev boret ud af plankerne for at udjævne det færdige panel med forsiden nedad så hver kan stikke 1 "gennem bagsiden. Ved hjælp af den varme limpistol blev der placeret en limperle omkring bunden af hver dåse, der fastgjorde dem til panelet. For at give stykket nok styrke, så panelerne ikke revner og skilles ved håndtering, blev plankerne også bundet sammen på toppen og bunden med en flad aluminiumstang og et stykke vinklet aluminium. Den flade stang kunne blive udeladt, men jeg ville have styrke og har været kendt for at overbygge fra tid til anden. Før først stangen og vinkelbeslaget med panelets kant, klem derefter et enkelt hul gennem den lodrette midterlinje på hver plank, en ovenpå og en på bunden. Bind dem sammen med messingskruerne, møtrikkerne og skiverne. For at tilføje styrke til denne applikation, en perle af varm lim ned langs længden af stængerne og plankerne. Jeg lagde også en lille varm limperle i bunden af hver møtrik for at holde dem på plads; rammen er klar. Forbered derefter dåserne. Det indre af dåserne var en grå farve, som absorberede lyset fra LED'en, for at få mere af lyset til at ramme linserne til at hoppe rundt, dette blev opnået ved at male indersiden af dåserne med markørmaling. Grunden til valget af valgt markørmaling var på grund af dens dyse, der er designet til at pege ned mod jorden, så dysen er lige, hvilket gør det let at male det indre af dåser. Jeg ville også have, at farverne skiftede noget, så jeg valgte en rød, grøn, blå, hvid og gul farve; på dette tidspunkt var udseende og farve ikke kendt for mig, da min ven havde travlt med at lave dem, mens jeg byggede stel og elektronik. For at bore hullerne i dåserne skabte et standardbor et gris, som var for svært at rydde og også gjorde hullet aflangt, når det blev nedgravet. Ved at bruge et trinbor er hullet rent, fordi dette bit vil fræse kanterne af hullet, mens det borer, hvilket gør et perfekt rundt hul i den rigtige størrelse til lysdioderne. Dernæst målte jeg diameteren på forretningsenden af DP-001, så jeg kunne bore huller i panelet, så de kunne kigge igennem; valgte en tilsvarende borestørrelse og lagde et cirkulært mønster til hullerne. Dette var for at bevare den konsekvente lighed med cirkler. Med alle dåser malet, boret og installeret i rammen, er det tid til at arbejde med elektronikken.

Trin 2: Elektronisk design

Forstå, at jeg er en nybegynder inden for elektronisk design, hvis nogle af mine fortolkninger om komponentoperationer er forkerte, så send venligst en kommentar, så læseren kan finde klarhed. Også trådstripperværktøjet var det meget værdifulde værktøj på arbejdsbordet, det kan red dine tænder, hvis det er din vane, og kan redde din fornuft, når du fjerner hundredvis af ledninger; dette er et billigt værktøj, men et fantastisk værktøj. Inden vi tilføjer al elektronikken, er det bedre at oprette et design og derefter teste kredsløbets funktion. Aflodning er ikke vejen til fremskridt, og du kan spilde mange gode dele på den måde. Første forretningsorden er at beregne værdierne for komponenterne og definere kredsløbets strømkrav. Den første komponent er DP-001 bevægelsesdetektoren, der har et effektbehov fra 4v DC til minimum 15v DC, hvilket giver os et godt område at arbejde med. Kredsløbet kører 65 lysdioder, og hver LED er klassificeret til at trække 20mA af det nuværende maksimale. 65 x.020A = 1,3A (64 lysdioder i dåser og 1 til et strømlys), den nødvendige strøm til DP-001 er en lav 45 mikroampere eller.000045A x 8 = 00036A, hvilket er et meget lavt effektbehov. I valgte en 12v 800mA jævnstrømstransformator, og indså, at jeg ikke ville have alle lysdioderne på samme tid, og ingen vil nogensinde være tændt meget længe, dette har masser af strøm. Nu hvor vi ved, hvilken effekt der vil drive lysdioderne, skal vi beregne størrelsen på de begrænsende modstande, der forhindrer lysdioderne i at brænde ud, mens de holdes så lyse som muligt. Dette er en simpel opgave med at bruge Ohms lov til at bestemme, hvor meget modstand hver LED skal have for at holde sig kølig og lys. LED'ens specifikationer siger, at den maksimale strøm ikke må overstige.020A (20mA), du kan skubbe denne værdi for at gøre dem lysere, hvis "tændt" varigheden er kort nok. Beregn den nødvendige modstand, tag spændingen og divider den med den maksimale strømværdi. 12v DC /.020mA = 600 ohm. Jeg ønskede at få mest lys fra hver LED, så der blev valgt en 470 ohm modstand. Husk, at lysene ikke vil være tændt kontinuerligt, så faren for at brænde dem er lille, plus 470 er tæt på 600. For at kontrollere, hvor meget strøm der vil blive trukket gennem LED'en, hvis vi bruger en 470 ohm modstand, vi deler 12v med 470 ohm til.0255mA, en forskel på.0055mA, hvilket er ubetydeligt. DP-001 bevægelsesdetektorer kan kun synke 100ma strøm, så kører alle 64 Lysdioder fra et modul ville ikke fungere, plus de ville alle tænde på en gang, hvilket ville være mindre effektivt og lidt kedeligt. Hvis vi dividerer de 64 lysdioder med 8 og bruger 8 DP-001 detektorer, der hver driver 8 lysdioder for en samlet strøm på 160ma pr. Detektor, er det stadig for meget for DP-001, der har en maks. Synkeværdi på 100mA. 2N3906-specifikationen siger, at den kan synke fra 10 mikro-ampere til 100 milli-ampere, men jeg vil hellere risikere en transitor end bevægelsesdetekteringsmodulet. Hvordan vælger jeg en transistor, der fungerer i vores kredsløb: Der er to grundlæggende typer af switch -transistorer, som vi vil se på, en NPN- eller PNP -transitor. NPN- og PNP -betegnelsen beskriver deres porte og drift. Jeg valgte en PNP-modstand til generelle formål, 2N3906, den behøver ikke at aflede meget varme og er velegnet til dette projekt. Transistorer har tre stik kaldet basen, samleren og emitteren. De tændes af en spænding registreret på basen, som åbner porten og tillader mere strøm at strømme mellem kollektoren og emitteren. positiv spænding på 0,7v eller mere og slukker under denne værdi. PNP'en vendes forspændt og tændes, når basen registrerer en lav spænding under.07v og tænder over denne værdi. Lysdioderne tændes ved at bruge terminalen ud af DP-001 til at tænde transistoren, der tillader strøm at strømme gennem lysdioderne. DP-001 udsender en "høj" på udgangsterminalen og går "lav" mod negativ, når der registreres bevægelse. En hurtig note om PNP- og NPN -transistorer, jeg vil ikke komme ind på konstruktionen af disse komponenter, bare det faktum, at de opfører sig modsat, fordi de er forudindtaget modsat. NPN -transistoren leder strøm mellem kollektoren og emitteren, hvis der er en positiv spændingsværdiforskel mellem basen og emitteren, mens PNP vil lede strøm mellem kollektoren og emitteren, hvis basen registrerer en lavere spænding mellem basen og emitteren. Vi kan ikke bruge en NPN -transistor, fordi den skiftes, når der er en "høj" på basen i forhold til dens emitter. Husk, at DP-001 går "lavt", når der registreres bevægelse. Så jeg valgte at bruge PNP-transistorer, da de udløses af en "lav" på basen i forhold til emitteren, så strøm kan strømme gennem transistoren, når terminalen på DP-001 går "lav" med detektering af IR-bevægelse. Nedenstående kredsløb er et simpelt kredsløb, der viser, hvordan systemet vil fungere, for at tilføje yderligere 7 detektorer, modstande og lysdioder er alt, hvad vi skal gøre, at kopiere dette design otte gange. Her er noget af logikken, der gik ind i kredsløbet designet nedenfor, så at det fungerer som planlagt, og komponenterne ikke brænder op i en sky af blå røg. Vi har ikke brug for strøm for at strømme gennem terminaludgangen på DP-001 og gennem basen af 2N3906-transistoren, vi behøver kun at have en logisk skifte mellem "høj" og "lav", for at reducere strøm gennem basen af transitoren tilføj en 1k ohm modstand (r1) ved udgangen på DP-001-terminalen og basen af 2N3906-transistoren. Inden LED -anoden bindes til transistoren, placerer vi en strømbegrænsende modstand (r2) med en modstandsværdi på 470 ohm imellem de to komponenter. Når DP-001 ikke registrerer bevægelse, vil dens udgangsterminal være "høj" (Vdd), og denne høje værdi vil blive registreret ved bunden af vores transistor og blokere strømmen af strøm mellem kollektoren og emitteren. Når DP-001 registrerer bevægelse, vil udgangsterminalen gå "lav" (Vss), og transistoren vil tænde og tillade strøm at strømme mellem kollektoren og emitteren og tænde LED'en, og modstanden på 470 ohm begrænser varme, der forårsager strøm igennem lysdioden.

Trin 3: Opbygning af kredsløbet

Jeg foreslår at investere i mindst et brødbræt i gennemsnitlig størrelse, det er det gode værktøj til et kredsløb. Først testede jeg det enkle design ved hjælp af DP-001, begrænsningsmodstande, switch-transistor og LED. Da dette fungerede som planlagt, byggede jeg koblingskredsløbet med alle otte transistorer og modstande og tilsluttede dem alle til en sidste test.

Det enkle kredsløb blev testet, da IR -bevægelse passerede foran detektoren, tændte LED'en. På dette tidspunkt var det tid til at lodde ledninger til alle lysdioderne og derefter koble alle detektorer med deres positive (røde), negative (sorte) og terminaludgang (grøn). For at spare plads på kredsløbskortet placerede jeg strømbegrænsningsmodstanden (r2) på linje med ledningen, der var bundet til kollektorsiden af transistoren. Billederne herunder viser "blomst" -kortet, læg mærke til de gule og røde linjer, hver har en strømbegrænsende modstand (r2) in-line og dækket med varmekrympning. Forbered nu de 64 lysdioder med alle deres positive og negative leads; det er her hammeren er praktisk til at lindre kedsomhed, vælg at smadre en tå, fordi du har brug for dine fingre for at afslutte arbejdet. Tilslutning af alle otte detektorer, transistorer, lysdioder, jeg tilsluttede dem på brødbrættet, med en bølge af hånden, otte lysdioder vinket til og derefter slukket. Det var tid til at koble det hele sammen. Da hver detektor driver otte lysdioder, skabte jeg et mønster af LED -grupper, og sørgede for at sprede de lysdioder, der ville lyse op af en hvilken som helst detektor. Bind alle de positive leads af en gruppe på 8 lysdioder sammen. Nu kan du tage de otte grupper af negative kundeemner og binde dem alle til fælles fodslag om strømforsyningen. Hver LED -gruppe blev klippet til transistorernes opsamler; positiv og jord blev bundet til kredsløbskortet. Transistorernes emitterside var direkte bundet til Vdd og kollektorsiden bundet til LED's anode gennem begrænsningsmodstanden, mens LED's katode var bundet til jorden. Kredsløbstesten fungerede; den næste del var at varme lim alle lysdioderne ind i deres dåser og opretholde en ordnet routing af ledninger. Kredsløbsblomsten blev bundet på bagsiden af arraypanelet til et metalbeslag med på bagsiden af panelets lynlåse. Dernæst knyttede jeg hver gruppe på 8 lysdioder positive ledninger til samleren af en transistor på blomsten. Lim derefter alle bevægelsesdetektorer ind i huller, der blev boret tidligere, og sørg for at bruge god ledningsstyring for at forhindre, at ledningerne ikke kommer væk fra dig. På forsiden af arraypanelet varmlimede jeg Fresnel -linserne foran hver detektor. Når først Fresnel -linserne var på plads, blev detektorernes følsomhed mærkbart øget. 12v DC strømforsyningens vægtransformator blev derefter monteret på bagsiden af panelet med den positive ledning bundet til kontakten og den anden ende bundet til kredsløbets positive forbindelse. Blomst- og bevægelsesdetektorens jordledninger var bundet til systemets fælles jord. Forlængerledningen blev fastlåst sikkert til transformatoren med slipsomviklinger for at forhindre, at enhver træk i ledningen frakobler strømmen. Kontakten blev monteret på panelets bagkant med varm lim. Jeg brugte nogle rørfremføringsstropper til at hænge dette stykke på væggen (første billede), de var midlertidige og blev valgt for at holde med lighederne mellem cirkler i det overordnede design. De er allerede blevet byttet D-ringe og dørstoppere til at stå panelet væk fra væggen. Dette stykke er meget sjovt at lege med, mens en seer bevæger sig rundt, mønstre af let dans med bevægelsen. I fremtiden vil jeg muligvis omslutte dette stykke ved at tilføje en mikro-controller og lade lysene lave lys, så der bliver kølige mønstre, når der ikke er bevægelse i et bestemt tidsrum.