Preprost in priročen diagram sestavljanja ure s propelerjem. Propelerska ura Čas je za začetek

Se spomnite teh? Pred časom so osvojili internet. Izkazalo se je, da je to precej običajna stvar. Poglejte, kako jih lahko naredite sami...

Ti smešni elektro-optični gledati ustvarite iluzijo, da številke visijo v zraku.

Hitro vrteči se trak sedmih LED diod se v določenih časovnih točkah osvetli, kar ustvari optični učinek, kot da je pred vašimi očmi diskreten zaslon velikosti sedem krat trideset pik. Kako delujejo? propelerska ura?

Na gredi elektromotorja je nameščeno majhno vezje, na katerem je sestavljeno elektronsko polnilo in sedem navpično razporejenih LED. S hitrim vrtenjem vsak točkovni vir svetlobe oseba zazna kot neprekinjen trak svetlobe. Mikroprocesor v skladu z vgrajenim programom pravočasno modulira (vklopi in izklopi) osvetlitev ozadja vsake LED diode, tako da se pojavi učinek prikaza številk, ki so kot da visijo v zraku, saj sama plošča utripa tako hitro, da oko ne more slediti njegovemu gibanju. Podoben učinek se uporablja na primer pri katodni cevi, kjer se v določenih trenutkih z elektronskim žarkom pošlje signal neprekinjeno skenirajočemu zaslonu.

Za prenos izvirne slike od avtorja diagrama "ura-propeler".

Oblikovanje:

Ura je sestavljena na majhnem vezju. Ta plošča s komponentami in LED diodami se vrti na gredi električnega motorja. Postavlja se vprašanje, kako napajati ploščo z energijo? Za rešitev tega problema so bile preučene različne možnosti. Prvič, lahko uporabite dva motorja: enega glavnega, ki vrti vezje, in drugega, ki se nahaja na njegovi gredi in deluje kot generator. Uporabite lahko tudi rotacijski transformator ali drsne obroče. Vendar je bolj priročen način odstranitev napetosti iz navitij rotorja glavnega motorja. Če želite to narediti, morate motor podrediti majhni spremembi: odstranite ležaj na eni strani gredi in pustite prosto luknjo, skozi katero lahko napeljete žice.

V notranjosti motorja so tri navitja, skozi katera teče izmenični tok, zamaknjen v fazi za 120°. Na konce teh navitij je treba spajkati žice, ki jih nato povežemo s trifaznim usmernikom na plošči, da ponovno dobimo enosmerni tok. Prednosti te metode so tudi dejstvo, da je hkrati možno kontrolirati položaj gredi elektromotorja, če je ena faza priključena na merilni vhod mikrokontrolerja.

Izpopolnitev elektromotorja:

Vzemite neželen motor vrtljive glave iz videorekorderja Sharp ali Samsung. Motor, uporabljen v tem projektu, ima oznako JPA1B01, vendar se po specifikaciji imenuje RMOTV1007GEZZ. Previdno odstranite ščetke (skozi majhne luknje v ohišju). Upoštevajte, da je rotor na enem koncu pritrjen na kroglični ležaj, drugi konec pa se naslanja na pokrov z drsnim ležajem, ki ga je treba odstraniti. Prilepite ali spajkajte na vrhu osi s krogličnim ležajem (na drugi strani), da okrepite gred. Nastavite višino osi tako, da jo držite v primežu in rahlo udarite. Spajkajte tri žice na tri pritrdilne ploščice na rotorju motorja. Na os na strani, kjer prihaja iz luknje, prilepite majhno navojno pušo, pritrdite vodnike pod njo in sestavite motor. Za večjo strukturno stabilnost lahko ta motor prilepite na video glavno enoto.

Montaža elektronskih komponent:

Komponente ure so prispajkane na vezje s prevlečenimi luknjami. Sponke so povezane z vodniki. Za mikroprocesor 16C84 je treba namestiti 18-polno vtičnico, ker je programiran v ločenem programatorju. Za sedem obremenitvenih uporov R1B.R1H je priročno uporabiti ustrezno matriko uporov v DIP izvedbi, ki vam bo omogočila eksperimentiranje s svetlostjo LED. Uporabite lahko tudi diskretne upore z uporom 120 Ohmov. Delujejo dobro, čeprav pri meji impulznega toka 16C84. Vnaprej razmislite, kako boste uravnotežili to ploščo, da bo zanjo dovolj prostora. Komponente lahko zamenjate z drugimi s podobnimi lastnostmi. Avtor je v vezju uporabil visoko zmogljiv kondenzator za shranjevanje 47.000 μF, tako da se odčitki ure po izklopu moči motorja med korekcijo in nastavitvijo časa niso ponastavili. Namesto tega lahko uporabite 0,47 µF ionistor. Ne pozabite le, da morajo biti LED diode napajane mimo. Keramični resonator uporabljajte le pri frekvenci 4 MHz, saj je od tega odvisna točnost ure (oz. pri uporabi resonatorja na drugi frekvenci morate ustrezno spremeniti program).

Programiranje 16С84

Za programiranje mikrokrmilnika 16C84 lahko uporabite kateri koli programator, ki je na voljo za to. Spletno mesto vsebuje binarno datoteko vdelane programske opreme (prenos). Izvorno kodo v zbirnem jeziku lahko najdete. Pri programiranju ne pozabite nastaviti naslednjih možnosti: wathdog timer (WDT) - OFF, resonator. običajni kristal XT.

Končna montaža in čas:

Ploščo z deli in LED diodami pritrdite na gred motorja. Spajkajte tri napajalne kable. Priključite napetost na motor. Nazivna napetost je 6,2 V, vendar jo lahko spreminjate v območju od 5 V do 7,5 V. Upoštevajte le, da zaradi padca na usmerniških diodah 5 V na plošči ustreza 6,2 V napajalni napetosti motorja. Po priključitvi napetosti mora ura pokazati 12:00. Če temu ni tako, potem je morda težava v tem, da se pomnilniški kondenzator ni popolnoma izpraznil. Izklopite napajanje in na kratko povežite nožici 4 in 5 skupaj, da ponastavite mikrokrmilnik. Po tem lahko znova vklopite napajanje, se prepričate, da ura deluje, izklopite napajanje in nastavite točen čas z gumbi "Ure", "Deset minut", "Minute". Če so številke prikazane nazaj, obrnite polariteto napetosti na motorju. Lahko eksperimentirate z uravnoteženjem deske, namestitvijo pene pod osnovo motorja za zmanjšanje vibracij itd.

Z diagrami. in dobiš nekaj takega:

Tukaj je še ena možnost.

Na internetu je mogoče najti veliko nenavadnih elektronskih projektov, ki radovednemu umu ne dajo miru.
In čeprav »propelerska ura« še zdaleč ni novost na velikem spletu, ko sem nekega dne naletel na diagram ure s stroboskopskim učinkom, nisem mogel mimo nje.

Malo teorije

Glavna ideja naprave je mikrokontrolersko krmiljenje skupine LED, nameščenih na hitro vrteči se podlagi.

Koda določa zanko, ki se ponavlja iz zunanje prekinitve. Recimo, da je dolžina celotnega izbruha 15 ms. V tem času vsaka LED zasveti n-krat. Pri nizkih hitrostih vrtenja bo človeško oko zaznalo le enkraten vklop vseh LED naenkrat. Toda takoj, ko se hitrost vrtenja poveča, se bodo majhni intervali celotnega izbruha začeli raztezati vzdolž osi X in oko bo začelo zaznavati nehkratno proženje. To se bo nadaljevalo do določene mejne hitrosti vrtenja, pri kateri se bo interval 15 ms zavrtel na določeno dolžino vzdolž osi X, pri kateri bodo jasno vidni utripajoči intervali znotraj celotnega izbruha in bodo izžrebane številke, ki bodo dodale do celotne slike. Nadaljnje povečanje hitrosti vrtenja bo povzročilo raztezanje celotnega paketa impulzov in številke bodo postale neberljive.

Plošča je bila predelana za SMD komponente, saj lažja kot je plošča, manjša je obremenitev ventilatorja.

Vrtljivi del je sestavljen iz glavne plošče in indikacijske plošče, na kateri so nameščene LED diode.

Kot usmerniške diode sem uporabil SS12 Schottky diode. Pod mikrokrmilnik sem spajkal 18-polno vtičnico, saj je bil potreben "zagon v prostem teku".

Dolžino kraka lahko prilagodite po okusu, upoštevajoč udobno gledanje svetlečega dela. Po mojem mnenju je skeniranje 90-110 stopinj optimalno. Možnost skeniranja manj kot 90 stopinj bo zmotila številke, več kot 110 stopinj pa bo sliko preveč raztegnilo v premeru.

Sprva sem izbral ramensko dolžino 65 mm, vendar je bila izkušnja neuspešna in sem končano ploščo odžagal na 45 mm.

LED plošča izgleda takole:

Ima 7 glavnih LED in 2 LED za osvetlitev ozadja. Vse LED diode so premera 5 mm.

Povezave med dvema ploščama so narejene s spajkanjem povezovalnih ploščic. Plošče sem jedkal, izvedel montažo in povezal. Zdaj jih morate namestiti na rotor ventilatorja.
Da bi to naredil, sem izvrtal 3 luknje s širino 120 stopinj.

Vanje sem vtaknil ugrezne vijake premera 3 mm in dolžine 20 mm. Zavaroval sem ga z maticami in nanje pritrdil deske.

Konci sekundarnega navitja so bili spajkani na ploščo. Na nasprotno stran prikazovalne plošče sem namestil kompenzacijsko protiutež za zmanjšanje udarcev med vrtenjem.

Prišel je čas za prosti tek brez mikrokontrolerja. Rotor s tiskanimi vezji sem namestil na svoje mesto na ventilator in napajal VF generator, ventilator je še vedno negiben. Prižgale so se LED diode za osvetlitev ozadja. Preveril sem vhodno napetost, padla je na 10 voltov, to je normalno. Še vedno je treba namestiti sinhronizacijski optični sklopnik, sestavljen iz infrardeče fotodiode in infrardeče LED. IR LED je bila prilepljena na dno ventilatorja in napajana iz glavnega +12 V napajalnika preko 470 Ohm upora. Na ploščo je prispajkana običajna IR fotodioda.
Optocoupler sem namestil tako, da bi fotodioda pri vrtenju letela čez LED čim bližje.

Programiral sem ga.
Krmilnik sem namestil v vtičnico in rotor pritrdil z zadrževalnim obročem.

Čas je za začetek!

Prva vključitev me je razveselila in razžalostila hkrati. Vezje je delovalo, LED-diode so pokazale čas 12:00, kot bi morale, vendar je bila slika zamegljena vzdolž osi X. Začel sem "debrifing", posledično sem prišel do zaključka, da je treba zamenjajte fotodiodo. Izkazalo se je, da je razpon odzivnega območja zunanje prekinitve MK prevelik.

Odločil sem se za vgradnjo fotodiode z ožjim vzorcem sevanja, LED diodo pa sem prelepil s črnim lepilnim trakom.

Območje sprožitve se je zmanjšalo 2-3 krat, poznejša aktivacija pa je bila prijetna: zamegljenost je popolnoma izginila.

Naj še enkrat opozorim, da ventilatorji z nizko porabo ne bodo pospešili te zasnove do zahtevane hitrosti vrtenja in slika bo utripala pred vašimi očmi. Projekt sem predelal trikrat in samo različico na ventilatorju s parametri 0,4 A; 4,8 W; 3200 vrt/min je delalo dobro.

Očitna pomanjkljivost zasnove je pomanjkanje rezervnega napajanja krmilnika. Da, da, čas se ponastavi vsakič, ko odstranite glavno napajanje +12 V.

In tako, za izdelavo propelerja ure potrebujemo naslednje dele:
Za ure:

* LED gonilnik MBI5170CD(SOP16, 8 bit) - 4 kosi.
* Ura realnega časa DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1 kos.
* Mikrokrmilnik ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) - 1 kos.
* Kvarčni resonatorji 16MHz - 1 kos.
* Kvarčni resonatorji 32kHz - 1 kos.

* 100nF upor (0603 SMD) - 6 kosov.
* Ker. kondenzator 22pF (0603 SMD) - 2 kosa.
* Ker. kondenzator 10mF*10v (0603 SMD) - 2 kosa.
* 10kOm upor (0603 SMD) - 5 kosov.
* Upor 200Om (0603 SMD) - 1 kos.
* Upor 270Om (0603 SMD) - 1 kos.
* 2kOm upor (0603 SMD) - 4 kosi.
* Potrebujete še: baterijo za uro, nosilec zanjo, IR LED, IR tranzistor, LED diode (0850) 33 kosov (ena (zunanja) je lahko druge barve)

Za voznika motorja:

* Gonilnik motorja TDA5140A - 1 kos.
* Linearni stabilizator 78M05CDT - 1 kos.
* Ker. kondenzator 100 mF polarni (0603 SMD) - 1 kos.
* Ker. kondenzator 100 nF (0603 SMD) - 1 kos.
* Ker. kondenzator 10 mF polarni (0603 SMD) - 2 kosa.
* Ker. kondenzator 10 nF (0603 SMD) - 1 kos.
* Ker. kondenzator 220 nF (0603 SMD) - 1 kos.
* 20 tA - 2 kosa.
* Upor 10 kOm (0603 SMD) - 1 kos.

Pozdravljeni vsi skupaj! Rad bi vam predstavil preprosto propelersko uro, ki sem jo sestavil na krmilniku Atmega8. Narejeni so iz lahko dostopnih delov in jih je enostavno ponoviti in izdelati. Edina stvar je, da potrebujete programator za flash krmilnika ure in nadzorne plošče.

Za osnovo ure je bil uporabljen navaden 120 mm ventilator (hladilnik). Za to uro lahko uporabite poljubne pahljače, tako v smeri urinega kazalca kot v nasprotni smeri, saj sem med sestavljanjem te ure malo predelal program in programsko preklopil prikaz simbolov z daljinca.
Vezje same ure je precej preprosto in je sestavljeno na mikrokontrolerju Atmega8, za sinhronizacijo delovanja pa se uporablja kvarčna ura s frekvenco 32768 Hz.
Uro napaja sprejemna tuljava, na katero se energija prenaša iz generatorja z oddajno tuljavo. Obe tuljavi sestavljata zračni transformator.

Z vezjem in zasnovo generatorja ni bilo posebnih težav, saj je bil uporabljen generator iz plazemske krogle.

Generator je sestavljen na skupnem mikrovezju TL494 in vam omogoča spreminjanje širine in frekvence izhodnih impulzov v širokem razponu.
Tudi s centimetrsko vrzeljo med tuljavami je napetost povsem dovolj za zagon ure. Upoštevajte le, da večja kot je razdalja med tuljavami, večja mora biti širina impulza in s tem se poveča poraba toka iz vira.

Pri prvem vklopu generatorja nastavite širino impulza (delovni faktor) na minimum (gumb regulatorja je po shemi v zgornjem položaju, to pomeni, da se 4. krak potegne skozi upor R7 na 14, 15, 2. krak TL-494). Frekvenco generatorja obračamo, dokler škripanje ne izgine, to je približno 18-20 KHz (uglaševanje na uho), in če obstaja nekaj za merjenje frekvence, jo ustrezno prilagodimo v teh mejah.
Generatorska plošča vsebuje tudi dodatni regulator napetosti na LM317, namenjen uravnavanju hitrosti ventilatorja.
Ni ga na diagramu, nisem ga narisal
. Oglejte si predstavitveni video ure v akciji.

Video.

Sama plošča z uro je pritrjena na dno ventilatorja. Pritrdil sem ga z dvostranskim lepilnim trakom.

Nato sem nekoliko spremenil vezje ure iz fotoupora v infrardečo fotodiodo (slika spodaj).
Namesto navadne LED diode v oddajniku imam sedaj infrardečo.
Upor je bil nastavljen na 100k namesto na 2k.

Kritični momenti pri izdelavi ure so izdelava zračnega transformatorja in naravnavanje (oz. uravnoteženje) plošče ure na dnu ventilatorja.

Vzemite te trenutke bolj resno.

Zračni transformator.

Temeljil je na navadnem 120 mm hladilniku z bronastimi pušami. Plošča z uro je na podlago prilepljena z dvostranskim lepilnim trakom.
Od hladilnika odgriznemo rezila in jih obrusimo in poravnamo s pilo in brusnim papirjem. Tuljave so izdelane na okvirju iz kabelske kanalizacije. Nisem prišel do tega dizajna, to idejo sem samo vzel z interneta. Za navijanje transformatorja je osnova izdelana iz kabelskega kanala. Vsakih 5 mm naredimo rez na straneh kanala in ga previdno razvaljamo v krog; premer izberite tako, da se tesno prilega plastični podlagi ventilatorja.

Nato na trn iz kabelskega kanala navijemo 100 ovojev emajlirane žice premera 0,25.
Izkazalo se je, da je trenutna poraba sestavljenega transformatorja 200 mA (to je z dokaj opazno režo med tuljavami).
Na splošno je skupaj z motorjem ventilatorja poraba toka okoli 0,4-0,5A.
Enako naredimo za primarno (oddajno) tuljavo, vendar se trudimo, da med tuljavami naredimo minimalen razmik. Oddajna tuljava vsebuje tudi 100 ovojev žice 0,3 (ali 0,25).
V diagramu imam nekoliko drugačne podatke o navijanju teh tuljav.

Prispevek za ure.

Trak z LED diodami je izdelan iz steklenih vlaken. V njej izvrtamo luknjo, v to luknjo vstavimo kos cevi iz teleskopske antene in prispajkamo na ploščo (antensko cev je treba očistiti sijočega premaza). Uporabite lahko katero koli primerno cev ali pritrdite ploščo na drug način, na primer z vijakom z maticami.
Ploščo z LED diodami sem na ploščo ure povezal z navadno emajlirano (navijalno) žico, je bolj toga kot montažna žica in se pri vrtenju ne strga.

Za uravnoteženje celotne plošče na drugi strani z vročim lepilom prilepimo vijak premera 3-4 mm, na drugi strani pa na vijak privijemo različne matice - dosežemo minimalne tresljaje.
Za preverjanje delovanja plošče ure z izvijačem ali pinceto na kratko sklenemo fotoupor, LED diode morajo utripati.
Ura začne delovati, ko se na 5. kraku atmege pojavi 5V (logična enota). Se pravi, ko je fotorezistor osvetljen, mora biti na 5. nogi 5 V,
Ko fotoupor ni osvetljen, mora biti na 5. kraku atmege logična 0 (približno 0 V), za to izberemo upor na maso iz 5. kraka. Diagram prikazuje 2 kOhm, dobil sem 2,5 Kohm.
Na spodnji del podnožja ventilatorja prilepimo LED diodo, tako da z vsakim obratom motorja ventilatorja preide fotoupor čim bližje viru svetlobe (LED).

Daljinec.

Nadzorna plošča je namenjena nadzoru delovanja ure, preklopu načinov prikaza (spreminjanje smeri vrtenja ventilatorja) in nastavitvi ure.

Vezje za daljinsko upravljanje je sestavljeno na mikrokrmilniku ATTINY2313. Plošča vsebuje sam MK s snopom in šestimi gumbi za nadzor ure.

Ohišja za daljinec nisem sestavil, zato samo slika same plošče.

Informacije o namenu gumbov daljinskega upravljalnika;
Nastavitve ure H+ in H-
Nastavitev minut M+ in M-
R/L sprememba smeri (za vijake, ki se vrtijo v smeri urnega kazalca in nasprotni smeri urnega kazalca)
pisava sprememba pisave (tanka, krepka in napis spletne strani)
Ko pišete spletno stran, uporabite gumba H+ in H - za prilagoditev širine napisa.

V priloženem arhivu so vse potrebne datoteke za sestavljanje ure;

Arhiv za članek

Če imate kakršna koli vprašanja o dizajnu ure, jih postavite na forumu, poskušal bom pomagati in odgovoriti na vaša vprašanja, kolikor je to mogoče.

Končno sem uresničil svoje dolgoletne sanje - naredil sem propelersko uro! To idejo sem dobil pred nekaj leti, ko sem na You Tubu videl to uro v akciji.
Izvedba ideje je bila zapletena zaradi dejstva, da so vsa vezja, na internetu jih je preprosto na tone, implementirana na krmilnike PIC in še vedno mi ga ni uspelo flashati. Poskusil sem s kopico programatorjev, pa ali imam krive roke, ali pa so se takrat zvezde poravnale, a vsi moji poskusi so bili neuspešni. Nisem pa našel nobenega vezja na mikrokontrolerjih Atmel, s programiranjem katerih nimam težav. Poznane programerje sem poskušal spodbuditi, da napišejo program za AVR, a v duši niso našli odziva. Mogoče bi ideja ostala pokopana pod ruševinami propadlega upanja, a pred kratkim sem začel brskati po svoji zbirki raznih vezij na diskih, ki sem jih kupil na bolšjem sejmu ...

Majhna posodobitev . Izkazalo se je, da je zgoraj narejene ure našim bralcem težko ponoviti. Zato je bila izdelana poenostavljena različica, brez uporabe strojev. Podrobno