프로펠러 시계를 조립하는 간단하고 편리한 구성입니다. 시계 프로펠러 이제 시작할 시간이에요

그거 기억나? 얼마 전 그들은 인터넷을 정복했습니다. 꽤 흔한 일이라는 것이 밝혀졌습니다. 어떻게 직접 만들 수 있는지 살펴보세요...

이 재미있는 전기 광학 보다숫자가 공중에 떠 있는 듯한 착각을 불러일으킵니다.

7개의 LED로 구성된 빠르게 회전하는 스트립이 특정 시점에 빛을 발하며, 이로 인해 눈 앞에 7 x 30 도트 크기의 개별 점수판이 있는 것과 같은 광학 효과가 있습니다. 어떻게 작동하나요? 시계 프로펠러?

모터 샤프트에는 작은 회로 기판이 장착되어 있으며, 여기에 전자 충진재와 7개의 LED가 수직으로 조립되어 있습니다. 빠르게 회전할 때 모든 점광원은 사람이 연속적인 빛의 띠로 인식합니다. 마이크로프로세서는 프로그래밍된 프로그램에 따라 각 LED의 조명을 시간에 맞춰 조절(켜고 끄기)하여 보드 자체가 너무 빨리 깜박이기 때문에 공중에 떠 있는 것처럼 보이는 숫자를 표시하는 효과가 있습니다. 눈은 움직임을 추적할 수 없습니다. 예를 들어 음극선관에서도 비슷한 효과가 사용되는데, 특정 순간에 신호가 연속적으로 주사되는 전자빔 스크린에 적용됩니다.

시계 프로펠러 구성표 작성자로부터 원본 이미지를 다운로드하려면

설계:

시계는 작은 회로 기판에 조립됩니다. 부품과 LED가 포함된 이 보드는 모터 샤프트에서 회전합니다. 보드에 에너지를 공급하는 방법에 대한 질문이 발생합니까? 이 문제를 해결하기 위해 다양한 옵션이 고려되었습니다. 첫째, 두 개의 모터를 사용할 수 있습니다. 하나는 회로를 회전시키는 메인 모터이고 다른 하나는 샤프트에 위치하여 발전기 모드에서 작동하는 모터입니다. 회전 변압기나 슬립 링을 사용할 수도 있습니다. 그러나 더 편리한 방법은 메인 모터의 회전자 권선에서 전압을 제거하는 것입니다. 이렇게 하려면 엔진을 약간 개선해야 합니다. 샤프트의 한쪽에서 베어링을 제거하고 와이어를 통과할 수 있는 구멍을 남겨 둡니다.

모터 내부에는 교류 전류가 흐르는 3개의 권선이 있으며, 위상이 120°만큼 이동됩니다. 이 권선의 끝 부분에는 와이어를 납땜한 다음 보드의 3상 정류기에 연결하여 다시 직류를 공급해야 합니다. 이 방법의 장점은 한 단계가 마이크로컨트롤러의 측정 입력에 연결된 경우 동시에 모터 샤프트의 위치를 제어할 수 있다는 사실입니다.

전기 모터 개선:

샤프나 삼성 VCR에서 사용하지 않는 회전 헤드 모터를 가져옵니다. 이 프로젝트에 사용된 모터는 JPA1B01로 표시되어 있지만 데이터 시트에 따르면 RMOTV1007GEZZ라고 합니다. (하우징의 작은 구멍을 통해) 브러시를 조심스럽게 제거합니다. 로터의 한쪽 끝은 볼 베어링에 고정되어 있고 다른 쪽 끝은 제거해야 하는 일반 베어링이 있는 커버에 고정되어 있습니다. 샤프트를 강화하기 위해 볼 베어링 액슬 상단(다른 쪽)에 접착제를 바르거나 납땜합니다. 바이스로 축을 잡고 가볍게 두드려 축의 높이를 조정합니다. 3개의 와이어를 모터 로터의 3개 장착 패드에 납땜합니다. 구멍에서 나오는 쪽의 축에 작은 나사형 부싱을 붙이고 그 아래에 도체를 고정한 다음 모터를 조립합니다. 구조적 안정성을 높이기 위해 이 모터를 비디오 헤드 유닛에 붙일 수 있습니다.

전자 부품 장착:

시계 부품은 도금된 구멍이 있는 회로 기판에 납땜됩니다. 출력은 도체로 연결됩니다. 18핀 소켓은 별도의 프로그래머에서 프로그래밍되므로 16C84 마이크로프로세서 아래에 설치해야 합니다. 7개의 부하 저항기 R1B.R1H 아래에서는 LED의 밝기를 실험할 수 있는 적절한 DIP 저항기 매트릭스를 사용하는 것이 편리합니다. 개별 120Ω 저항기를 사용할 수도 있습니다. 16C84 서지 전류 제한에도 불구하고 잘 작동합니다. 이 보드에 공간이 있도록 이 보드의 균형을 어떻게 맞출 것인지 미리 생각해 보십시오. 유사한 특성을 가진 다른 구성요소로 구성요소를 교체할 수 있습니다. 저자는 수정 및 시간 설정 중에 엔진 전원이 꺼진 후에도 시계가 재설정되지 않도록 회로에 47,000uF 초용량 저장 커패시터를 사용했습니다. 대신 0.47uF 이오니스터를 사용할 수 있습니다. LED는 이를 우회하여 전원을 공급받아야 한다는 점만 기억하세요. 세라믹 공진기는 4MHz의 주파수에만 사용해야 합니다. 왜냐하면 클록의 정확도가 세라믹 공진기에 달려 있기 때문입니다(또는 다른 주파수용 공진기를 사용하는 경우 그에 따라 프로그램을 수정해야 합니다).

프로그래밍 16S84

16C84 마이크로컨트롤러를 프로그래밍하려면 이에 사용 가능한 모든 프로그래머를 사용할 수 있습니다. 사이트에는 바이너리 펌웨어 파일(다운로드)이 포함되어 있습니다. 어셈블리 언어 소스 코드를 찾을 수 있습니다. 프로그래밍할 때 다음 옵션을 설정해야 합니다: wathdog 타이머(WDT) - OFF, 공진기. 일반 XT-크리스탈.

최종 조립 및 타이밍:

모터 샤프트에 부품과 LED로 보드를 고정합니다. 세 개의 전원선을 납땜합니다. 모터에 전압을 가합니다. 공칭 전압은 6.2V이지만 5V에서 7.5V 사이에서 변경할 수 있습니다. 정류기 다이오드의 강하로 인해 보드의 5V 전압이 모터 공급 전압에 해당한다는 점만 고려하면 됩니다. 6.2V. 전압을 적용한 후 시계는 12:00를 표시해야 합니다. 그렇지 않은 경우 아마도 저장 커패시터가 완전히 방전되지 않은 것일 수 있습니다. 전원을 끄고 핀 4와 5를 짧게 단락시켜 마이크로컨트롤러를 재설정합니다. 그런 다음 전원을 다시 켜고 시계가 작동하는지 확인한 다음 전원을 끄고 "시간", "수십 분", "분" 버튼을 사용하여 정확한 시간을 설정할 수 있습니다. 숫자가 거꾸로 표시되는 경우 모터의 전압 극성을 반대로 바꾸십시오. 보드 균형을 맞추고, 모터 베이스 아래에 폼을 넣어 진동을 줄이는 등의 실험을 할 수 있습니다.

다이어그램으로. 그리고 당신은 다음과 같은 것을 얻습니다 :

또 다른 옵션이 있습니다.

호기심 많은 마음을 쉬게하지 않는 많은 이상한 전자 프로젝트를 인터넷에서 찾을 수 있습니다.
그리고 "프로펠러 시계"는 빅 웹의 참신함과는 거리가 멀지만, 좋은 순간에 스트로보 효과가 있는 시계 회로를 우연히 발견한 나는 지나갈 수 없었습니다.

약간의 이론

이 장치의 주요 아이디어는 빠르게 회전하는 베이스에 장착된 LED 그룹을 마이크로컨트롤러로 제어하는 것입니다.

코드는 외부 인터럽트에서 반복되는 루프를 정의합니다. 총 버스트의 길이가 15ms라고 가정해 보겠습니다. 이 시간 동안 각 LED는 n번씩 켜집니다. 낮은 회전 속도에서 인간의 눈은 한 번에 모든 LED 중 단 하나의 포함만을 포착합니다. 그러나 회전 빈도를 높이는 것이 가치가 있으며 공통 팩의 작은 간격이 X 축을 따라 늘어나기 시작하고 눈은 이미 비동시적인 반응을 포착하기 시작합니다. 이는 특정 제한 회전 빈도까지 계속됩니다. 이 주파수에서는 15ms 간격이 X축을 따라 특정 길이로 확장됩니다. 이때 공통 팩 내의 깜박임 간격이 이미 명확하게 구분되고 숫자가 그려집니다. 전체 그림에 추가됩니다. 회전 속도가 더 증가하면 총 펄스 버스트가 늘어나고 숫자를 읽을 수 없게 됩니다.

보드의 무게가 가벼울수록 팬에 가해지는 부하가 낮아지기 때문에 보드는 SMD 부품용으로 재설계되었습니다.

회전부는 메인보드와 LED가 장착된 표시보드로 구성됩니다.

정류기 다이오드로는 SS12 쇼트키 다이오드를 사용했습니다. "유휴 시작"이 필요했기 때문에 마이크로 컨트롤러 아래에 18핀 소켓을 납땜했습니다.

팔의 길이는 발광 부분의 편안한 관찰을 고려하여 취향에 맞게 조정할 수 있습니다. 제 생각에는 90~110도 스윕이 최적입니다. 90도 미만의 스캔 옵션은 숫자를 하나로 모으고 110도를 초과하면 이미지 직경이 너무 많이 늘어납니다.

처음에는 어깨 길이를 65mm로 선택했지만, 경험이 실패하고 완성된 보드를 45mm로 잘라냈습니다.

LED가 있는 보드는 이렇게 생겼습니다.

7개의 메인 LED와 2개의 백라이트 LED가 있습니다. 모든 LED의 직경은 5mm입니다.

두 보드의 연결은 연결 패드를 납땜하여 이루어집니다. 나는 보드를 에칭하고 설치를 수행하고 연결했습니다. 이제 팬 로터에 올려야 합니다.
이를 위해 120도 각도로 3개의 구멍을 뚫었습니다.

직경 3mm, 길이 20mm의 접시머리 나사를 삽입했습니다. 나는 그것을 너트에 고정하고 그 위에 보드를 고정했습니다.

2차 권선의 끝을 보드에 납땜했습니다. 표시판 반대쪽에는 회전시 부딪힘을 줄이기 위해 보상 평형추를 설치하였습니다.

마이크로컨트롤러 없이 유휴 상태로 작동할 때가 왔습니다. 보드가 있는 로터를 팬의 해당 위치에 놓고 RF 발생기에 전원을 공급했지만 팬은 여전히 움직이지 않습니다. 백라이트 LED가 켜집니다. 입력 전압을 확인했는데 10V로 떨어졌는데 이는 정상입니다. 적외선 포토다이오드와 적외선 LED로 구성된 동기화 광커플러를 설치하는 일이 남아 있습니다. IR LED를 팬 바닥에 붙이고 470Ω 저항을 통해 주 +12V 전원 공급 장치에서 전원을 공급했습니다. 보드에 일반 IR 포토다이오드를 납땜했습니다.
회전하는 동안 포토다이오드가 LED 위로 최대한 가깝게 날아가도록 옵토커플러를 설치했습니다.

나는 프로그래밍했다.
컨트롤러를 소켓에 설치하고 고정 링으로 로터를 고정했습니다.

이제 시작할 시간입니다!

처음 포함되어 기쁘기도 하고 동시에 속상하기도 했습니다. 회로가 작동하고 LED가 12시를 표시했지만 X 축을 따라 이미지가 흐릿했습니다. "디 브리핑"을 시작한 결과 교체가 필요하다는 결론에 도달했습니다. 포토다이오드. MK의 외부 간섭으로 인한 작전 영역의 확산이 너무 컸던 것으로 드러났다.

방사 패턴이 더 좁은 포토다이오드를 넣기로 결정하고 LED도 검정색 전기 테이프로 접착했습니다.

응답 영역이 2-3배 감소했고 후속 포함이 만족스러웠습니다. 흐림이 완전히 사라졌습니다.

저전력 팬은 이 디자인을 원하는 속도로 가속하지 못하며 사진이 눈에 깜박일 것이라는 점을 다시 한 번 언급합니다. 나는 프로젝트를 세 번 다시 만들었고 매개변수가 0.4A인 팬 옵션만 다시 작성했습니다. 4.8W; 3200rpm은 훌륭하게 작동했습니다.

디자인의 명백한 단점은 컨트롤러용 백업 배터리가 없다는 것입니다. 예, 예, 주 + 12V 전원이 제거될 때마다 시간이 재설정됩니다.

따라서 프로펠러 시계를 제조하려면 다음 부품이 필요합니다.
시계용:

* 드라이버 LED MBI5170CD(SOP16, 8비트) - 4개.
* 실시간 시계 DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1개.
* 마이크로컨트롤러 ATmega32-16AU(32K 플래시, TQFP44, 16MH) - 1개.
* 석영 공진기 16MHz - 1개.
* 석영 공진기 32kHz - 1개.

* 저항기 100nF (0603 SMD) - 6개.
* 커. 커패시터 22pF (0603 SMD) - 2개.
* 커. 커패시터 10mF * 10v (0603 SMD) - 2개.
* 저항기 10kOm(0603 SMD) - 5개.
* 저항기 200Om(0603 SMD) - 1개.
* 저항기 270Om(0603 SMD) - 1개.
* 저항기 2kOm(0603 SMD) - 4개.
* 추가 필요 사항: 시계 배터리, 홀더, IR LED, IR 트랜지스터, LED(0850) 33개(그 중 하나(마지막 것)는 색상이 다를 수 있음)

모터 드라이버의 경우:

* TDA5140A 모터 드라이버 - 1개.
* 선형 안정 장치 78M05CDT - 1개.
* 커. 커패시터 100mF 극성(0603 SMD) - 1개.
* 커. 커패시터 100nF (0603 SMD) - 1개.
* 커. 커패시터 10mF 극성(0603 SMD) - 2개.
* 커. 커패시터 10nF (0603 SMD) - 1개.
* 커. 커패시터 220nF (0603 SMD) - 1개.
* 20타 - 2개.
* 저항기 10kOm(0603 SMD) - 1개.

안녕하세요 여러분! Atmega8 컨트롤러에 제가 조립한 간단한 프로펠러 시계를 여러분의 관심을 끌고 싶습니다. 저렴한 부품으로 만들어졌으며 복제 및 제작이 쉽습니다. 유일한 것은 시계 컨트롤러와 제어판을 플래시하려면 프로그래머가 필요하다는 것입니다.

시계의 베이스에는 기존의 120mm 팬(쿨러)이 사용되었습니다. 시계 방향과 시계 반대 방향 회전으로 이 시계에 팬을 사용할 수 있습니다. 왜냐하면 제가 이 시계를 수집하는 동안 프로그램을 조금 다시 작성하고 프로그래밍 방식으로 리모콘의 기호 표시를 전환했기 때문입니다.
시계 자체의 회로는 매우 간단하며 Atmega8 마이크로 컨트롤러에 조립되어 동기화를 위해 32768Hz 주파수의 시계 석영이 사용됩니다.
시계는 수신 코일에 의해 전력이 공급되며, 에너지는 송신 코일이 있는 발전기에서 전달됩니다. 이 두 코일은 모두 공기 변압기를 구성합니다.

발전기의 구성과 설계에는 플라즈마 볼의 발전기가 사용되었으므로 특별한 문제가 없었습니다.

발생기는 공통 TL494 칩에 조립되며 넓은 범위에 걸쳐 출력 펄스의 폭과 주파수를 변경할 수 있습니다.
코일 사이에 1cm의 간격이 있어도 전압은 시계를 시작하기에 충분합니다. 코일 사이의 간격이 클수록 펄스 폭도 커져야 하며 그에 따라 소스의 전류 소비도 증가한다는 점만 고려해야 합니다.

처음으로 발전기를 켤 때 펄스 폭(듀티 사이클)을 최소로 설정하십시오(다이어그램에 따라 조정기 손잡이가 위쪽 위치에 있습니다. 즉, 저항 R7을 통과하는 4번째 다리가 TL-494의 14, 15, 2번째 다리). 삐걱거리는 소리가 사라질 때까지 발생기의 주파수를 비틀는데, 이는 약 18-20KHz(귀로 조정)이며, 주파수를 측정할 것이 있으면 이 한계 내에서 그에 따라 조정합니다.
발전기 보드에는 팬 속도를 조정하도록 설계된 LM317의 전압 조정기가 추가로 조립됩니다.
도표에는 없고 제가 완성하지 못했어요
. 시계의 실제 작동 모습을 보여주는 데모 비디오를 시청하세요.

동영상.

시계판 자체가 팬 베이스에 부착되어 있습니다. 양면테이프로 고정했어요.

그런 다음 포토레지스터에서 적외선 포토다이오드로 시계 회로를 약간 다시 만들었습니다(아래 그림).
송신기에는 단순한 LED 대신 이제 적외선이 있습니다.
2k 대신 저항이 100k를 넣습니다.

시계 제조에서 중요한 순간은 공기 변압기를 제조하고 팬 바닥에 있는 시계 보드를 정렬(또는 균형 조정)하는 것입니다.

이 순간을 진지하게 받아들이십시오.

공기 변압기.

저는 청동 부싱을 기본으로 한 일반 120mm 쿨러를 사용했습니다. 시계판은 양면 테이프로 베이스에 접착되어 있습니다.
우리는 쿨러에서 칼날을 깨물고 줄, 사포로 갈아서 수평을 유지합니다. 코일은 케이블 채널의 프레임에 만들어집니다. 제가 그런 디자인을 생각해낸 건 아니고 그냥 인터넷에서 아이디어를 따온 거에요. 변압기를 권선하기 위해 베이스는 케이블 채널로 만들어집니다. 5mm마다 채널 측면을 절개하고 조심스럽게 원으로 접은 다음 팬의 플라스틱 바닥에 꼭 맞도록 직경을 선택합니다.

다음으로 케이블 채널의 맨드릴에 직경 0.25의 에나멜 와이어를 100바퀴 감습니다.
조립된 변압기의 전류 소비량은 200mA입니다(코일 사이에 눈에 띄는 간격이 있습니다).
일반적으로 팬 모터와 함께 소비 전류는 0.4-0.5A 정도입니다.
1차(송신) 코일도 만들지만 코일 사이의 간격을 최소화하려고 노력합니다. 송신 코일에는 100회 감은 와이어 0.3도 포함되어 있습니다(동일한 0.25를 사용할 수 있음).
다이어그램에는 이러한 코일에 대한 권선 데이터가 약간 다릅니다.

시간당 급여.

LED가 있는 바는 유리섬유로 만들어졌습니다. 구멍이 뚫려 있고 텔레스코픽 안테나의 튜브 조각이 이 구멍에 삽입되어 보드에 납땜됩니다(안테나 튜브는 반짝이는 코팅에서 청소해야 함). 적합한 튜브를 사용하거나 너트가 있는 나사를 사용하는 등 다른 방법으로 보드를 부착할 수 있습니다.
일반 에나멜 (권선) 와이어를 사용하여 LED가있는 보드를 시계 보드에 연결했는데 장착에 비해 더 단단하고 회전 중에 닳지 않습니다.

전체 보드의 균형을 맞추기 위해 반대쪽에 직경 3-4mm의 나사를 뜨거운 접착제로 붙이고 다른 쪽 나사에 다양한 너트를 조여 진동을 최소화합니다.
시계 보드의 성능을 확인하기 위해 LED가 깜박이는 동안 드라이버, 핀셋으로 포토 레지스터를 줄입니다.
atmega의 5번째 다리에 5V(논리 장치)가 나타나면 시계가 작동하기 시작합니다. 즉, 포토레지스터에 불이 들어오면 5번째 다리에 5V가 있어야 하고,
포토레지스터가 켜지지 않으면 atmega의 5번째 레그에 논리 0(약 0V)이 있어야 합니다. 이를 위해 5번째 레그에서 접지에 대한 저항기를 선택합니다. 다이어그램은 2kOhm이고 2.5kOhm을 얻었습니다.
하단의 팬 바닥에 LED를 접착하여 팬 모터가 회전할 때마다 포토레지스터가 광원(LED)에 최대한 가깝게 통과하도록 합니다.

리모콘.

제어판은 시계 작동을 제어하고 표시로 디스플레이 모드를 전환하고(팬 회전 방향 변경) 시계 시간을 설정하도록 설계되었습니다.

원격 제어 회로는 ATTINY2313 마이크로 컨트롤러에 조립됩니다. 보드에는 MK 자체에 스트랩과 시계를 제어하도록 설계된 6개의 버튼이 설치되어 있습니다.

리모컨용 케이스는 조립하지 않아서 보드 자체 사진만 올립니다.

리모콘 버튼의 목적에 관한 정보
H+ 및 H- 시계 설정
M+ 및 M- 분 설정
R/L 방향 변경(시계 방향 및 시계 반대 방향 나사의 경우)
글꼴 글꼴 변경(가늘게, 굵게 및 비문 웹사이트)
H + 및 H 버튼으로 사이트에 레이블을 지정할 때 레이블 너비가 조정됩니다.

첨부된 아카이브에는 시계 조립에 필요한 모든 파일이 포함되어 있습니다.

기사 보관

시계 디자인에 관해 궁금한 점이 있으시면 포럼에 질문해 주세요. 최대한 도움을 드리고 답변해 드리겠습니다.

마침내 그는 자신의 오랜 꿈을 실현했습니다. 그는 프로펠러 시계를 만들었습니다! 나는 몇 년 전 You Tube에서 이 시계의 작동을 보았을 때 이 아이디어에 불이 붙었습니다.
아이디어의 구현은 인터넷에 많은 구성표가 있고 PIC 컨트롤러에 구현되어 있지만 아직 플래시할 수 없다는 사실로 인해 복잡했습니다. 프로그래머 여러 명을 써봤지만 손이 비뚤어졌거나, 그 당시 별이 일어서거나 했으나 모두 실패했다. 그리고 Atmel 마이크로 컨트롤러에서 프로그래밍에 문제가 없는 회로를 찾지 못했습니다. 나는 친숙한 프로그래머들에게 AVR용 프로그램을 작성하도록 권유하려고 노력했지만 그들의 영혼에서는 응답을 찾지 못했습니다. 아마도 그 아이디어는 무너진 희망의 잔해 속에 묻혀 있었을지 모르지만, 최근에 나는 벼룩시장에서 구입한 디스크에 있는 다양한 회로 컬렉션을 살펴보기 시작했습니다.