Vienkārša un ērta shēma propellera pulksteņa salikšanai. Pulksteņa propelleris Ir pienācis laiks sākt

Atcerieties tos? Pirms kāda laika viņi iekaroja internetu. Izrādās, ka tas ir diezgan izplatīts. Skatiet, kā jūs varat tos pagatavot pats...

Šīs smieklīgās elektrooptiskās ierīces skatīties radīt ilūziju, ka skaitļi karājas gaisā.

Noteiktos laika punktos tiek izgaismota strauji rotējoša septiņu gaismas diožu sloksne, kas rada optisku efektu, ka jūsu acu priekšā atrodas diskrēts tablo ar septiņiem reiz trīsdesmit punktiem. Kā viņi strādā pulksteņa propelleris?

Uz motora vārpstas ir uzstādīta neliela shēmas plate, uz kuras vertikāli ir samontēts elektroniskais pildījums un septiņas gaismas diodes. Ātri griežoties, jebkuru punktveida gaismas avotu cilvēks uztver kā nepārtrauktu gaismas joslu. Mikroprocesors saskaņā ar ieprogrammēto programmu modulē (ieslēdz un izslēdz) ​​katras gaismas diodes apgaismojumu laicīgi tā, lai būtu efekts, ka tiek parādīti skaitļi, kas šķietami karājas gaisā, jo pati tāfele mirgo tik ātri, ka acs nespēj izsekot tās kustībai . Līdzīgs efekts tiek izmantots, piemēram, katodstaru lampā, kur noteiktos brīžos tiek pievadīts signāls nepārtraukti skenējošam elektronu stara ekrānam.

Lai lejupielādētu oriģinālo attēlu no pulksteņa propellera shēmas autora

Dizains:

Pulkstenis ir samontēts uz nelielas shēmas plates. Šī plate ar komponentiem un gaismas diodēm griežas uz motora vārpstas. Rodas jautājums, kā piegādāt enerģiju valdei? Šīs problēmas risināšanai ir apsvērtas dažādas iespējas. Pirmkārt, var izmantot divus motorus: vienu galveno, kas rotē ķēdi, un otru, kas atrodas uz tā vārpstas un darbojas ģeneratora režīmā. Varat arī izmantot rotējošu transformatoru vai slīdēšanas gredzenus. Tomēr ērtāks veids ir noņemt spriegumu no galvenā motora rotora tinumiem. Lai to izdarītu, dzinējs ir nedaudz jāuzlabo: noņemiet gultni no vienas vārpstas puses, atstājot brīvu caurumu, caur kuru varat izlaist vadus.

Motora iekšpusē ir trīs tinumi, caur kuriem plūst maiņstrāva, kas fāzē ir nobīdīta par 120 °. Līdz šo tinumu galiem ir jāpielodē vadi, kas pēc tam tiek savienoti ar trīsfāzu taisngriezi uz plates, lai atkal iegūtu līdzstrāvu. Šīs metodes priekšrocības ietver to, ka tajā pašā laikā ir iespējams kontrolēt motora vārpstas stāvokli, ja viena fāze ir pievienota mikrokontrollera mērīšanas ieejai.

Elektromotora uzlabošana:

Paņemiet neizmantotu rotācijas galvas motoru no Sharp vai Samsung VCR. Šajā projektā izmantotais motors ir apzīmēts ar JPA1B01, bet saskaņā ar datu lapu tas saucas RMOTV1007GEZZ. Uzmanīgi noņemiet birstes (caur mazajiem caurumiem korpusā). Lūdzu, ņemiet vērā, ka rotors vienā galā ir nostiprināts lodīšu gultnī, bet otrs gals balstās pret pārsegu ar slīdgultni, kas ir jānoņem. Līmējiet vai pielodējiet to uz lodīšu gultņa ass (otras puses), lai nostiprinātu vārpstu. Noregulējiet ass augstumu, turot to skrūvspīlēs un viegli piesitot tai. Pielodējiet trīs vadus pie trim motora rotora montāžas paliktņiem. Līmējiet nelielu vītņotu buksi pie ass tajā pusē, kur tā iziet no cauruma, nostipriniet zem tā vadītājus un salieciet motoru. Lai nodrošinātu lielāku konstrukcijas stabilitāti, varat pielīmēt šo motoru video galvas blokam.

Elektronisko komponentu montāža:

Pulksteņa sastāvdaļas ir pielodētas pie shēmas plates ar pārklātiem caurumiem. Izejas ir savienotas ar vadītājiem. Zem 16C84 mikroprocesora ir jāuzstāda 18 kontaktu ligzda, jo tā ir ieprogrammēta atsevišķā programmētājā. Zem septiņiem slodzes rezistoriem R1B.R1H ir ērti izmantot atbilstošu DIP rezistoru matricu, kas ļaus eksperimentēt ar gaismas diožu spilgtumu. Var izmantot arī diskrētos 120 omu rezistorus. Tie darbojas labi, lai gan pie 16C84 pārsprieguma strāvas robežas. Iepriekš padomājiet, kā līdzsvarosiet šo dēli, lai uz tā būtu vieta. Jūs varat aizstāt komponentus ar citiem ar līdzīgām īpašībām. Autors ķēdē izmantoja 47 000 uF ultrakapacitatīvo uzglabāšanas kondensatoru, lai pēc dzinēja jaudas izslēgšanas korekcijas un laika iestatīšanas laikā pulkstenis netiktu atiestatīts. Tā vietā varat izmantot 0,47 uF jonistoru. Atcerieties tikai to, ka gaismas diodes ir jādarbina, to apejot. Keramikas rezonators ir jāizmanto tikai 4 MHz frekvencei, jo no tā ir atkarīga pulksteņa precizitāte (vai, ja tiek izmantots citas frekvences rezonators, programma ir attiecīgi jāmaina).

Programmēšana 16S84

Lai programmētu mikrokontrolleri 16C84, varat izmantot jebkuru šim nolūkam pieejamo programmētāju. Vietne satur bināro programmaparatūras failu (lejupielādēt). Var atrast montāžas valodas pirmkodu. Programmējot noteikti iestatiet šādas opcijas: wathdog taimeris (WDT) - OFF, rezonators. parasts XT kristāls.

Galīgā montāža un laiks:

Piestipriniet dēli ar detaļām un gaismas diodēm uz motora vārpstas. Lodējiet trīs strāvas vadus. Pieslēdziet motoram spriegumu. Nominālais spriegums ir 6,2 V, bet to var mainīt no 5 V līdz 7,5 V. Jāņem tikai vērā, ka taisngriežu diožu krituma dēļ 5 V spriegums uz plates atbilst motora barošanas spriegumam 6,2 V. Pēc sprieguma pieslēgšanas pulkstenim jārāda 12:00. Ja tas tā nav, iespējams, fakts ir tāds, ka uzglabāšanas kondensators nav pilnībā izlādējies. Izslēdziet strāvu un īslaicīgi saīsiniet 4. un 5. tapas, lai atiestatītu mikrokontrolleri. Pēc tam jūs varat atkal ieslēgt strāvu, pārliecināties, vai pulkstenis darbojas, izslēgt strāvu un iestatīt precīzu laiku, izmantojot pogas "Stundas", "Desmitiem minūšu", "Minūtes". Ja skaitļi tiek parādīti atpakaļgaitā, mainiet motora sprieguma polaritāti. Varat eksperimentēt ar dēļa balansēšanu, putu ievietošanu zem motora pamatnes, lai samazinātu vibrāciju utt.

Ar diagrammām. un jūs saņemat kaut ko līdzīgu šim:

Šeit ir vēl viena iespēja.

Internetā var atrast daudz neparastu elektronisku projektu, kas neliek mieru zinātkārajam prātam.
Un, lai gan “propellera pulkstenis” ir tālu no jaunumiem lielajā tīmeklī, es, vienā jaukā brīdī paklupis uz pulksteņa ķēdes ar stroboskopisku efektu, nevarēju paiet garām.

Mazliet teorijas

Ierīces galvenā ideja ir uz ātri rotējošas pamatnes uzstādītas gaismas diožu grupas mikrokontrollera vadība.

Kods nosaka cilpu, kas atkārtojas no ārēja pārtraukuma. Pieņemsim, ka kopējais pārraides garums ir 15 ms. Šajā laika periodā katra gaismas diode iedegas n reižu skaitu. Pie zema rotācijas ātruma cilvēka acs uztvers tikai vienu visu gaismas diožu iekļaušanu vienlaikus. Bet ir vērts palielināt rotācijas biežumu, un nelieli kopējā iepakojuma intervāli sāks stiept gar X asi, un acs jau sāks uztvert atbildes, kas nav vienlaicīgas. Tas turpināsies līdz noteiktai ierobežojošai griešanās frekvencei, pie kuras 15 ms intervāls tiks paplašināts līdz noteiktam garumam pa X asi, pie kura jau būs skaidri atšķirami mirgošanas intervāli kopējā iepakojumā un tiks uzzīmēti skaitļi, kas papildinās kopējo attēlu. Turpmāka griešanās ātruma palielināšana izraisīs kopējo impulsu uzliesmojumu, un skaitļi kļūs nenolasāmi.

Plāksne tika pārveidota SMD komponentiem, jo ​​jo mazāks ir plāksnes svars, jo mazāka ir ventilatora slodze.

Rotējošā daļa sastāv no galvenās plates un indikācijas paneļa, uz kuras ir uzstādītas gaismas diodes.

Es izmantoju SS12 Schottky diodes kā taisngriežu diodes. Zem mikrokontrollera pielodēju 18 kontaktu ligzdu, jo bija nepieciešams “dīkstāves palaišana”.

Rokas garums ir regulējams pēc garšas, ņemot vērā ērtu gaismas daļas novērošanu. Manuprāt, 90-110 grādu slaucīšana ir optimāla. Skenēšanas opcija, kas ir mazāka par 90 grādiem, apvienos skaitļus, un vairāk nekā 110 grādi izstieps attēla diametru pārāk daudz.

Sākotnēji izvēlējos plecu garumu 65 mm, taču pieredze bija neveiksmīga un gatavo dēli nozāģēju līdz 45 mm.

Tāfele ar gaismas diodēm izskatās šādi.

Tam ir 7 galvenās gaismas diodes un 2 fona apgaismojuma LED. Visas gaismas diodes ir 5 mm diametrā.

Abu plātņu savienojumi tiek veikti, pielodējot savienojuma paliktņus. Izgravēju dēļus, veicu uzstādīšanu, savienoju. Tagad jums tie jāuzliek uz ventilatora rotora.
Lai to izdarītu, es izurbu 3 caurumus ar 120 grādu izkliedi.

Tajās ievietoju skrūves ar iegremdētu galvu ar diametru 3 mm un garumu 20 mm. Piefiksēju uz uzgriežņiem un piefiksēju uz tiem dēļus.

Sekundārā tinuma galus pielodēja pie dēļa. Displeja dēļa pretējā pusē es ievietoju kompensējošu pretsvaru, lai samazinātu sitienu rotācijas laikā.

Ir pienācis laiks darboties tukšgaitā bez mikrokontrollera. Noliku rotoru ar dēļiem savā vietā uz ventilatora un pieliku strāvu RF ģeneratoram, ventilators joprojām nekustas. Iedegas fona apgaismojuma gaismas diodes. Es pārbaudīju spriegumu pie ieejas, tas nokrita līdz 10 voltiem, tas ir normāli. Atliek uzstādīt sinhronizējošu optronu, kas sastāv no infrasarkanās fotodiodes un infrasarkanās gaismas diodes. Es pielīmēju IR LED pie ventilatora pamatnes un baroju to no galvenā +12 V barošanas avota caur 470 omu rezistoru. Uz tāfeles pielodēju parastu IR fotodiodi.
Es uzstādīju optronu tā, lai rotācijas laikā fotodiode lidotu pāri LED pēc iespējas tuvāk.

Es ieprogrammēju.
Es uzstādīju kontrolieri ligzdā, nostiprināju rotoru ar fiksācijas gredzenu.

Ir pienācis laiks palaist!

Pirmā iekļaušana un gandarījums un apbēdinājums vienlaikus. Shēma darbojās, gaismas diodes rādīja laiku 12:00, kā vajadzētu, bet attēls bija izplūdis pa X asi.. Sāku “izskatīšanu”, kā rezultātā nonācu pie secinājuma, ka jāmaina fotodiode. Operācijas zonas izplatība no MK ārējā pārtraukuma izrādījās pārāk liela.

Nolēmu likt fotodiodi ar šaurāku starojuma zīmējumu, kā arī pielīmēju LED ar melnu elektrisko lenti.

Atbildes laukums samazinājās 2–3 reizes, un sekojošā iekļaušana iepriecināja: izplūšana pilnībā pazuda.

Vēlreiz atzīmēju, ka mazjaudas ventilatori nepaātrinās šo dizainu līdz vajadzīgajam ātrumam, un attēls mirgos jūsu acīs. Es pārtaisīju projektu trīs reizes, un tikai ventilatora opcija ar parametriem 0,4 A; 4,8 W; 3200 apgr./min strādāja lieliski.

Acīmredzams dizaina trūkums ir regulatora rezerves akumulatora trūkums. Jā, jā, laiks tiks atiestatīts ikreiz, kad tiks atvienota galvenā + 12V jauda.

Tātad Propeller pulksteņu ražošanai mums ir nepieciešamas šādas daļas:
Pulkstenim:

* Draiveris LED MBI5170CD(SOP16, 8 bit) - 4 gab.
* Reālā laika pulkstenis DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1 gab.
* Mikrokontrolleris ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) - 1 gab.
* Kvarca rezonatori 16MHz - 1 gab.
* Kvarca rezonatori 32kHz - 1 gab.

* Rezistors 100nF (0603 SMD) - 6 gab.
* Ker. kondensators 22pF (0603 SMD) - 2 gab.
* Ker. kondensators 10mF * 10v (0603 SMD) - 2 gab.
* Rezistors 10kOm (0603 SMD) - 5 gab.
* Rezistors 200Om (0603 SMD) - 1 gab.
* Rezistors 270Om (0603 SMD) - 1 gab.
* Rezistors 2kOm (0603 SMD) - 4 gab.
* Vēl nepieciešams: pulksteņa baterija, turētājs tam, IR LED, IR tranzistors, LED (0850) 33 gab (viens no tiem (pēdējais) var būt citā krāsā)

Motora vadītājam:

* TDA5140A motora draiveris - 1 gab.
* Lineārais stabilizators 78M05CDT - 1 gab.
* Ker. kondensators 100 mF polārais (0603 SMD) - 1 gab.
* Ker. kondensators 100 nF (0603 SMD) - 1 gab.
* Ker. kondensators 10 mF polārais (0603 SMD) - 2 gab.
* Ker. kondensators 10 nF (0603 SMD) - 1 gab.
* Ker. kondensators 220 nF (0603 SMD) - 1 gab.
* 20 ta - 2 gab.
* Rezistors 10 kOm (0603 SMD) - 1 gab.

Sveiki visiem! Es vēlos vērst jūsu uzmanību uz vienkāršu propellera pulksteni, ko es samontēju uz Atmega8 kontroliera. Tie ir izgatavoti no pieņemamām detaļām, un tos ir viegli pavairot un izgatavot. Vienīgais ir tas, ka jums ir nepieciešams programmētājs, lai mirgotu pulksteņa kontrolleri un vadības paneli.

Pulksteņa pamatā tika izmantots parasts 120 mm ventilators (dzesētājs). Šim pulkstenim var izmantot jebkādus ventilatorus gan ar griešanos pulksteņrādītāja virzienā, gan pretēji pulksteņrādītāja virzienam, jo, kamēr krāju šo pulksteni, nedaudz pārtaisīju programmu un programmiski pārslēdzu simbolu rādīšanu no pults.
Pati pulksteņa shēma ir diezgan vienkārša un ir samontēta uz Atmega8 mikrokontrollera, kura sinhronizēšanai tiek izmantots pulksteņa kvarcs ar frekvenci 32768 Hz.
Pulkstenis tiek darbināts no uztveršanas spoles, kurai enerģija tiek pārsūtīta no ģeneratora ar raidīšanas spoli. Abas šīs spoles veido gaisa transformatoru.

Ar ģeneratora shēmu un dizainu īpašu problēmu nebija, jo tika izmantots plazmas lodītes ģenerators.

Ģenerators ir samontēts uz kopējas TL494 mikroshēmas un ļauj mainīt izejas impulsu platumu un frekvenci plašā diapazonā.
Pat ar centimetra atstarpi starp spolēm, spriegums ir pietiekams, lai iedarbinātu pulksteni. Jārēķinās tikai ar to, ka jo lielāka ir atstarpe starp spolēm, jo ​​lielāks impulsa platums ir jāpadara un attiecīgi palielinās arī strāvas patēriņš no avota.

Pirmo reizi ieslēdzot ģeneratoru, iestatiet impulsa platumu (darba ciklu) līdz minimumam (regulatora poga atrodas augšējā pozīcijā saskaņā ar diagrammu, tas ir, 4. kājiņa caur rezistoru R7 tiek izvilkta uz TL-494 14., 15., 2. posms). Mēs pagriežam ģeneratora frekvenci, līdz pazūd čīkstēšana, tas ir aptuveni 18-20 kHz (pēc auss), un, ja ir ar ko izmērīt frekvenci, tad mēs to attiecīgi noregulējam šajās robežās.
Ģeneratora panelī papildus ir samontēts LM317 sprieguma regulators, kas paredzēts ventilatora ātruma regulēšanai.
Tas nav diagrammā, es to nepabeidzu
. Noskatieties demonstrācijas video par pulksteņa darbību.

Video.

Pati pulksteņa dēlis ir piestiprināts pie ventilatora pamatnes. Es to nostiprināju ar abpusēju lenti.

Tad es nedaudz pārtaisīju pulksteņa ķēdi no fotorezistora uz infrasarkano fotodiodi (attēls zemāk).
Raidītājā vienkāršas gaismas diodes vietā man tagad ir infrasarkanais stars.
Rezistors 2k vietā liek 100k.

Atbildīgie momenti pulksteņu ražošanā ir gaisa transformatora izgatavošana un pulksteņa paneļa izlīdzināšana (vai drīzāk balansēšana) uz ventilatora pamatnes.

Uztveriet šos brīžus nopietni.

Gaisa transformators.

Par pamatu ņēmu parasto 120 mm dzesētāju ar bronzas buksēm. Pulksteņa dēlis ir pielīmēts pie pamatnes ar abpusēju līmlenti.
No dzesētāja nokožam asmeņus un slīpējam un izlīdzinām ar vīli, smilšpapīru. Spoles tiek izgatavotas uz rāmja no kabeļa kanāla. Es neizdomāju šādu dizainu, es vienkārši paņēmu šo ideju no interneta. Transformatora uztīšanai pamatne ir izgatavota no kabeļa kanāla. Ik pēc 5 mm veicam iegriezumu kanāla sānos un uzmanīgi salokām to aplī, izvēlieties diametru, lai tas cieši pieguļ ventilatora plastmasas pamatnei.

Tālāk uz serdeņa no kabeļa kanāla mēs uztinam 100 emaljētas stieples apgriezienus ar diametru 0,25.
Samontētā transformatora strāvas patēriņš, man sanāca 200 mA (tas ir ar diezgan ievērojamu atstarpi starp spolēm).
Kopumā kopā ar ventilatora motoru strāvas patēriņš tiek iegūts aptuveni 0,4-0,5 A.
Izgatavojam arī primāro (raidošo) spoli, bet cenšamies izveidot minimālo atstarpi starp spolēm. Raidīšanas spole satur arī 100 stieples apgriezienus 0,3 (varat izmantot to pašu 0,25).
Diagrammā man ir nedaudz atšķirīgi šo spoļu tinumu dati.

Stundas maksā.

Stienis ar gaismas diodēm ir izgatavots uz stiklplasta. Tajā tiek izurbts caurums, šajā caurumā tiek ievietots caurules gabals no teleskopiskās antenas un pielodēts pie tāfeles (antenas caurule ir jānotīra no spīdīgā pārklājuma). Varat izmantot jebkuru piemērotu cauruli vai piestiprināt dēli citā veidā, piemēram, izmantojot skrūvi ar uzgriežņiem.
Plāksni ar LED pieslēdzu pie pulksteņa tāfeles ar parastu emaljētu (tinumu) vadu, tas ir stingrāks, salīdzinot ar montāžas, un griežoties nedrupinās.

Lai līdzsvarotu visu dēli, no otras puses ar karsto līmi pielīmējam skrūvi ar diametru 3-4 mm, otrā pusē uzskrūvējot dažādus uzgriežņus uz skrūves - panākam minimālu vibrāciju.
Lai pārbaudītu pulksteņa paneļa veiktspēju - mēs saīsinām fotorezistoru ar skrūvgriezi, pinceti, kamēr gaismas diodēm vajadzētu mirgot.
Pulkstenis sāk darboties, kad uz atmega 5. kājas parādās 5V (loģiskā vienība). Tas ir, kad fotorezistors ir izgaismots, piektajā kājā jābūt 5 V,
Kad fotorezistors nav izgaismots, atmega 5. kājā jābūt loģiskam 0 (apmēram 0 V), šim nolūkam mēs izvēlamies rezistoru pret zemi no 5. kājas. Diagramma ir 2 kOhm, es saņēmu 2,5 kOhm.
Apakšā, uz ventilatora pamatnes, pielīmējam LED tā, lai ar katru ventilatora motora apgriezienu fotorezistors nonāktu pēc iespējas tuvāk gaismas avotam (LED).

Tālvadība.

Vadības panelis ir paredzēts, lai kontrolētu pulksteņa darbību, pārslēgtu displeja režīmus pēc indikācijas (mainītu ventilatora griešanās virzienu), iestatītu pulksteņa laiku.

Tālvadības pults ķēde ir samontēta uz ATTINY2313 mikrokontrollera. Uz tāfeles pats MK ir uzstādīts ar siksnu un sešām pogām, kas paredzētas pulksteņa vadīšanai.

Tālvadības pults korpusu nesaliku, tāpēc tikai pašas tāfeles foto.

Informācija par tālvadības pults pogu mērķi;
H+ un H- pulksteņa iestatīšana
M+ un M- minūšu iestatījums
R/L virziena maiņa (skrūvēm pulksteņrādītāja virzienā un pretēji pulksteņrādītāja virzienam)
fonta fonta maiņa (plāns, treknrakstā un uzrakstu vietne)
marķējot vietni ar pogām H + un H - etiķetes platums tiek pielāgots.

Pievienotajā arhīvā ir visi nepieciešamie faili pulksteņa salikšanai;

Arhīvs rakstam

Ja jums ir kādi jautājumi par pulksteņa dizainu, uzdodiet tos forumā, es centīšos palīdzēt un pēc iespējas vairāk atbildēt uz jūsu jautājumiem.

Beidzot viņš īstenoja savu seno sapni – izgatavoja propelleru pulksteni! Man šī ideja aizdegās pirms dažiem gadiem, kad redzēju šī pulksteņa darbu vietnē You Tube.
Idejas realizāciju apgrūtināja tas, ka visas shēmas, un internetā tādu ir tikai ļoti daudz, ir realizētas uz PIC kontrolleriem, un man joprojām nav izdevies to uzzibināt. Mēģināju baru programmētāju, bet vai nu rokas bija šķības, vai zvaigznes tajā laikā stāvēja kājās, bet visi mēģinājumi bija nesekmīgi. Un es neatradu nevienu ķēdi uz Atmel mikrokontrolleriem, ar kuru programmēšanu man nav problēmu. Es mēģināju mudināt pazīstamos programmētājus rakstīt programmu AVR, bet neatradu viņu dvēselēs atbildi. Varbūt ideja būtu palikusi aprakta zem sabrukušās cerības drupām, taču nesen es sāku pārlūkot savu dažādu shēmu kolekciju uz diskiem, ko iegādājos krāmu tirgū ...

neliels atjauninājums . Iepriekš izgatavoto pulksteni mūsu lasītājiem bija grūti atkārtot. Tāpēc tika izveidota vienkāršota versija, neizmantojot mašīnas. Detalizēti