Pamatujete si je? Před časem dobyli internet. Ukazuje se, že je to docela běžné. Podívejte se, jak si je můžete vyrobit sami...
Tyto legrační elektrooptické hodinky vytvořit iluzi, že čísla visí přímo ve vzduchu.
Rychle se otáčející pásek sedmi LED se v určitých okamžicích osvětlí, z čehož je optický efekt, že před vašima očima je diskrétní výsledková tabule o rozměrech sedm krát třicet bodů. Jak fungují hodinová vrtule?
Na hřídeli motoru je namontována malá obvodová deska, na které je svisle namontována elektronická náplň a sedm LED diod. Při rychlé rotaci je jakýkoli bodový zdroj světla člověkem vnímán jako souvislý pás světla. Mikroprocesor v souladu s naprogramovaným programem moduluje (zapíná a vypíná) osvětlení každé LED v čase tak, že dochází k efektu zobrazování čísel, které jako by byly zavěšeny ve vzduchu, protože samotná deska bliká tak rychle, že oko není schopno sledovat jeho pohyb. Podobný efekt se využívá například u katodové trubice, kde je v určitých okamžicích přiveden signál na stínítko s kontinuálně skenujícím elektronovým paprskem.
Ke stažení originálního obrázku od autora schématu hodiny-vrtule
Design:
Hodiny jsou sestaveny na malé desce plošných spojů. Tato deska se součástkami a LED se otáčí na hřídeli motoru. Nabízí se otázka, jak desce dodat energii? K vyřešení tohoto problému byly zvažovány různé možnosti. Za prvé lze použít dva motory: jeden hlavní, otáčí obvodem, a druhý, umístěný na jeho hřídeli, pracující v režimu generátoru. Můžete také použít rotační transformátor nebo sběrací kroužky. Pohodlnějším způsobem je však odstranění napětí z vinutí rotoru hlavního motoru. Chcete-li to provést, musíte motor podrobit malému vylepšení: vyjměte ložisko z jedné strany hřídele a ponechte volný otvor, kterým můžete protáhnout dráty.
Uvnitř motoru jsou tři vinutí, kterými protéká střídavý proud, fázově posunutý o 120°. Ke koncům těchto vinutí je třeba připájet vodiče, které se pak připojí k třífázovému usměrňovači na desce, aby znovu získaly stejnosměrný proud. Mezi výhody této metody patří, že zároveň je možné řídit polohu hřídele motoru, pokud je na měřicí vstup mikrokontroléru připojena jedna fáze.
Vylepšení elektromotoru:
Vezměte nepoužitý motor s rotační hlavou z videorekordéru Sharp nebo Samsung. Motor použitý v tomto projektu má označení JPA1B01, ale podle katalogového listu se nazývá RMOTV1007GEZZ. Opatrně vyjměte kartáče (malými otvory v pouzdře). Vezměte prosím na vědomí, že rotor je na jednom konci upevněn v kuličkovém ložisku a na druhém konci se opírá o kryt s kluzným ložiskem, který je nutné odstranit. Přilepte nebo připájejte na osu kuličkového ložiska (na druhé straně), abyste vyztužili hřídel. Upravte výšku nápravy tak, že ji uchopíte do svěráku a lehce na ni poklepete. Připájejte tři vodiče ke třem montážním podložkám na rotoru motoru. Na osu na straně, kde vychází z otvoru, přilepte malou závitovou průchodku, pod ní připevněte vodiče a sestavte motor. Pro větší strukturální stabilitu můžete tento motor přilepit k videohlavní jednotce.
Montáž elektronických součástek:
Komponenty hodin jsou připájeny k desce plošných spojů s pokovenými otvory. Výstupy jsou propojeny vodiči. Pod mikroprocesorem 16C84 musí být instalována 18pinová patice, protože se programuje v samostatném programátoru. Pod sedmi zatěžovacími odpory R1B.R1H je vhodné použít příslušnou matici DIP odporů, která vám umožní experimentovat s jasem LED. Lze použít i diskrétní odpory 120 ohmů. Fungují dobře, i když na limitu rázového proudu 16C84. Předem si promyslete, jak tuto desku vyvážíte, aby na ni bylo místo. Komponenty můžete nahradit jinými s podobnými vlastnostmi. Autor použil v obvodu ultrakapacitní akumulační kondenzátor 47 000 uF, aby nedocházelo k přenastavení hodin po vypnutí výkonu motoru při korekci a nastavování času. Místo toho můžete použít ionistor 0,47 uF. Pamatujte pouze na to, že LED diody musí být napájeny tak, že ji obejdou. Keramický rezonátor by měl být používán pouze pro frekvenci 4 MHz, protože na něm závisí přesnost hodin (nebo je-li použit rezonátor pro jinou frekvenci, je nutné odpovídajícím způsobem upravit program).
Programování 16S84
K programování mikrokontroléru 16C84 můžete použít jakýkoli dostupný programátor. Stránka obsahuje binární soubor firmwaru (ke stažení). Zdrojový kód assembleru lze nalézt. Při programování nezapomeňte nastavit následující možnosti: wathdog timer (WDT) - OFF, rezonátor. normální XT-krystal.
Konečná montáž a načasování:
Upevněte desku pomocí dílů a LED na hřídel motoru. Připájejte tři napájecí vodiče. Přiveďte napětí k motoru. Jmenovité napětí je 6,2 V, ale můžete ho měnit mezi 5 V a 7,5 V. Jen je potřeba počítat s tím, že kvůli poklesu usměrňovacích diod odpovídá napětí 5 V na desce napájecímu napětí motoru o 6,2 V. Po přivedení napětí by měly hodiny ukazovat 12:00. Pokud tomu tak není, pak je možná skutečnost, že se akumulační kondenzátor zcela nevybil. Vypněte napájení a krátce spojte kolíky 4 a 5, abyste resetovali mikrokontrolér. Poté můžete znovu zapnout napájení, ujistit se, že hodiny fungují, vypnout napájení a nastavit přesný čas pomocí tlačítek "Hours", "Deset of minutes", "Minutes". Pokud jsou čísla zobrazena obráceně, otočte polaritu napětí na motoru. Můžete experimentovat s vyvážením desky, vložením pěny pod základnu motoru pro snížení vibrací atd.
S diagramy. a dostanete něco takového:
Zde je další možnost.
Neobvyklé dynamické LED hodiny na motoru z pevného disku.
Schéma zařízení:
Když dáme stranou všechny pochybnosti, můžeme začít...
K výrobě vrtulových hodin potřebujeme:
* 2 listy skelného vlákna, jeden je oboustranný (45 x 120 mm) a druhý je jednostranný (35 x 60 mm).
* Železo a chlorid železitý (pro leptací desky).
* Motor z jednotky HDD.
* Páječka s tenkým hrotem, minivrtačka.
Pro hodinky:
* Ovladač LED MBI5170CD (SOP16, 8 bitů) - 4 kusy.
* Hodiny reálného času DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1 kus.
* Mikrokontrolér ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) - 1 kus.
* Quartz rezonátory 16MHz - 1 kus.
* Quartz rezonátory 32kHz - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 100nF (0603 SMD) - 6 ks.
* Ker. kondenzátor 22pF (0603 SMD) - 2 kusy.
* Ker. kondenzátor 10mF*10v (0603 SMD) - 2 kusy.
* Rezistor 10kOm (0603 SMD) - 5 ks.
* Rezistor 200Om (0603 SMD) - 1 kus.
* Rezistor 270Om (0603 SMD) - 1 kus.
* Rezistor 2kOm (0603 SMD) - 4 kusy.
* Baterie hodinek a držák na ni
* IR LED
* IR tranzistor
* LED (0850) 33 kusů (jedna z nich (poslední) může mít jinou barvu)
Pro řidiče motoru:
* Ovladač motoru TDA5140A - 1 kus.
* Lineární stabilizátor 78M05CDT - 1 kus.
* Kondenzátor 100 mF polární (0603 SMD) - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 100 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* Kondenzátor 10 mF polární (0603 SMD) - 2 kusy.
* Ker. kondenzátor 10 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 220 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* 20 nF - 2 kusy.
* Rezistor 10 kOm (0603 SMD) - 1 kus.
1) Nejprve musíme vyrobit 2 desky.
2) Sháníme starý nepotřebný pevný disk na vyjmutí motoru z něj, u některých pevných disků není motor připevněn šrouby, ale je zalisován do pouzdra, na to dejte pozor při výběru pevného disku, jinak budete musím to vystřihnout :)
Ahoj všichni! Chci vás upozornit na jednoduché vrtulové hodiny, které jsem sestavil na ovladač Atmega8. Jsou vyrobeny z cenově dostupných dílů a lze je snadno replikovat a vyrobit. Jediná věc je, že potřebujete programátor na flashování ovladače hodin a ovládacího panelu.
K základu hodin byl použit běžný 120mm ventilátor (chladič). U těchto hodinek můžete použít libovolné ventilátory, a to jak s otáčením ve směru, tak i proti směru hodinových ručiček, protože při sbírání těchto hodinek jsem si trochu předělal program a programově přepnul zobrazování symbolů z dálkového ovladače.
Obvod samotných hodinek je poměrně jednoduchý a je sestaven na mikrokontroléru Atmega8, pro jehož synchronizaci je použit hodinový quartz s frekvencí 32768 Hz.
Hodiny jsou napájeny přijímací cívkou, do které je přenášena energie z generátoru s vysílací cívkou. Obě tyto cívky tvoří vzduchový transformátor.
Se schématem a konstrukcí generátoru nebyly žádné zvláštní problémy, protože byl použit generátor z plazmové koule.
Generátor je sestaven na společném čipu TL494 a umožňuje měnit šířku a frekvenci výstupních impulsů v širokém rozsahu.
I s centimetrovou mezerou mezi cívkami stačí napětí ke spuštění hodin. Jen je třeba vzít v úvahu, že čím větší je mezera mezi cívkami, tím větší šířku impulsu je potřeba udělat a podle toho se zvyšuje i odběr proudu ze zdroje.
Při prvním zapnutí generátoru nastavte šířku impulsu (pracovní cyklus) na minimum (ovladač regulátoru je v horní poloze podle schématu, to znamená, že 4. větev přes rezistor R7 je vytažena do 14., 15., 2. úsek TL-494). Kmitočet generátoru kroutíme, dokud skřípání nezmizí, to je přibližně 18-20 kHz (podle ucha), a pokud je něco na měření frekvence, tak to v těchto mezích příslušně upravíme.
Na desce generátoru je dodatečně namontován regulátor napětí na LM317, určený k nastavení rychlosti ventilátoru.
Na nákresu to není, nedokončil jsem to
. Podívejte se na ukázkové video hodinek v akci.
Video.
Samotná deska s hodinami je připevněna k základně ventilátoru. Zajistil jsem to oboustrannou páskou.
Potom jsem trochu předělal obvod hodin z fotorezistoru na infračervenou fotodiodu (obrázek níže).
Ve vysílači mám nyní místo jednoduché LEDky infra.
Rezistor místo 2k dal 100k.
Odpovědnými momenty při výrobě hodin je výroba vzduchového transformátoru a vyrovnání (či spíše vyvážení) hodinové desky na základně ventilátoru.
Berte tyto okamžiky vážně.
Vzduchový transformátor.
Jako základ jsem vzal běžný chladič 120 mm s bronzovými průchodkami. Deska hodin je k podkladu přilepena oboustrannou páskou.
Okusujeme čepele z chladiče a brousíme a urovnáme pilníkem, brusným papírem. Cívky jsou vyrobeny na rámu z kabelového kanálu. Na takový design jsem nepřišel, jen jsem tento nápad převzal z internetu. Pro vinutí transformátoru je základna vyrobena z kabelového kanálu. Každých 5 mm uděláme po stranách žlábku zářez a opatrně jej složíme do kruhu, zvolíme průměr tak, aby těsně seděl na plastové základně vějíře.
Dále na trn z kabelového kanálu navineme 100 závitů smaltovaného drátu o průměru 0,25.
Spotřeba proudu sestaveného transformátoru mi vyšla 200 mA (to je s poměrně znatelnou mezerou mezi cívkami).
Obecně se společně s motorem ventilátoru získá proudová spotřeba v oblasti 0,4-0,5A.
Vyrábíme i primární (vysílací) cívku, ale snažíme se, aby mezi cívkami byla minimální mezera. Vysílací cívka také obsahuje 100 závitů drátu 0,3 (můžete použít stejných 0,25).
Ve schématu mám u těchto cívek trochu jiné údaje o vinutí.
Platit hodiny.
Lišta s LED je vyrobena na sklolaminátu. V něm se vyvrtá otvor, do tohoto otvoru se vloží kus trubičky z teleskopické antény a připáje se k desce (trubku antény je nutné očistit od lesklého povlaku). Můžete použít libovolnou vhodnou trubku, nebo desku připevnit jiným způsobem, například pomocí šroubu s maticemi.
Desku s LED jsem propojil s hodinovou deskou obyčejným smaltovaným (navíjecím) drátem, oproti montážnímu je tužší a při otáčení se netřepí.
Pro vyvážení celé desky přilepíme z druhé strany horkým lepidlem vrut o průměru 3-4mm, z druhé strany na šroub našroubujeme různé matice - dosáhneme minimálních vibrací.
Pro kontrolu výkonu hodinové desky - zkracujeme fotorezistor šroubovákem, pinzetou, zatímco LED by měly blikat.
Hodiny začnou fungovat, když se na 5. noze atmega objeví 5V (logická jednotka). To znamená, že když je fotorezistor osvětlen, na 5. noze by mělo být 5V,
Když fotorezistor nesvítí, měla by být na 5. noze atmega logická 0 (asi 0V), k tomu volíme odpor k zemi z 5. nohy. Diagram je 2 kOhm, já mám 2,5 kOhm.
Dole na základnu ventilátoru nalepíme LED tak, aby s každou otáčkou motoru ventilátoru prošel fotorezistor co nejblíže světelnému zdroji (LED).
Dálkové ovládání.
Ovládací panel je určen k ovládání chodu hodin, přepínání režimů zobrazení indikací (změna směru otáčení ventilátoru), nastavení času hodin.
Obvod dálkového ovládání je sestaven na mikrokontroléru ATTINY2313. Na desce je samotný MK instalován s páskováním a šesti tlačítky určenými k ovládání hodin.
Pouzdro na dálkové ovládání jsem neskládal, takže pouze foto samotné desky.
Informace o účelu tlačítek dálkového ovládání;
Nastavení hodin H+ a H-
Nastavení M+ a M- minut
Změna směru R/L (pro šrouby ve směru a proti směru hodinových ručiček)
změna písma (tenké, tučné a nápisové webové stránky)
při označování webu tlačítky H + a H - upraví se šířka štítku.
Přiložený archiv obsahuje všechny potřebné soubory pro sestavení hodinek;
Archiv pro článek
Pokud máte nějaké dotazy ohledně designu hodinek, zeptejte se jich na fóru, pokusím se vám co nejvíce pomoci a odpovědět na vaše dotazy.
A tak pro výrobu hodinek Propeller potřebujeme následující díly:
Pro hodinky:
* Ovladač LED MBI5170CD (SOP16, 8 bitů) - 4 kusy.
* Hodiny reálného času DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1 kus.
* Mikrokontrolér ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) - 1 kus.
* Quartz rezonátory 16MHz - 1 kus.
* Quartz rezonátory 32kHz - 1 kus.
* Rezistor 100nF (0603 SMD) - 6 ks.
* Ker. kondenzátor 22pF (0603 SMD) - 2 kusy.
* Ker. kondenzátor 10mF*10v (0603 SMD) - 2 kusy.
* Rezistor 10kOm (0603 SMD) - 5 ks.
* Rezistor 200Om (0603 SMD) - 1 kus.
* Rezistor 270Om (0603 SMD) - 1 kus.
* Rezistor 2kOm (0603 SMD) - 4 kusy.
* Ještě potřeba: baterie do hodinek, držák na ni, IR LED, IR tranzistor, LED (0850) 33 kusů (jeden z nich (ten poslední) může mít jinou barvu)
Pro řidiče motoru:
* Ovladač motoru TDA5140A - 1 kus.
* Lineární stabilizátor 78M05CDT - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 100 mF polární (0603 SMD) - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 100 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 10 mF polární (0603 SMD) - 2 kusy.
* Ker. kondenzátor 10 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* Ker. kondenzátor 220 nF (0603 SMD) - 1 kus.
* 20 ta - 2 kusy.
* Rezistor 10 kOm (0603 SMD) - 1 kus.
Konečně si splnil svůj dávný sen – vyrobil vrtulové hodinky! Tento nápad jsem dostal před pár lety, když jsem viděl práci těchto hodinek na You Tube.
Realizace nápadu byla komplikovaná tím, že všechna schémata, a na internetu jich je opravdu hodně, jsou implementována na PIC řadičích a stále se mi to nepodařilo flashnout. Zkoušel jsem hromadu programátorů, ale buď jsem měl křivé ruce, nebo v té době stály hvězdy, ale všechny mé pokusy byly neúspěšné. A na mikrokontrolérech Atmel jsem nenašel žádné obvody, s jejichž programováním nemám problémy. Snažil jsem se povzbudit známé programátory, aby napsali program pro AVR, ale nenašel jsem odezvu v jejich duších. Možná by tato myšlenka zůstala pohřbena pod troskami zhroucené naděje, ale nedávno jsem začal prohlížet svou sbírku různých obvodů na discích, které jsem koupil na bleším trhu ...
malá aktualizace . Ukázalo se, že pro naše čtenáře je obtížné opakovat hodiny vyrobené výše. Proto byla vyrobena zjednodušená verze, bez použití strojů. Detailní
