Ligte flikkerdetektor: 3 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek was nog altyd gefassineer deur die feit dat elektronika ons vergesel. Dit is net oral. As ons oor ligbronne praat (nie die natuurlike soos sterre nie), moet ons verskeie parameters in ag neem: Helderheid, kleur en, in die geval van die rekenaarskerm waarvan ons praat, beeldkwaliteit.

Die visuele waarneming van lig of helderheid van elektroniese ligbronne kan op verskillende maniere beheer word, as die gewildste is via Pulse Width Modulation (PWM) - skakel die toestel eenvoudig aan en af sodat die oorgange 'onsigbaar' vir die menslike oog lyk. Maar soos dit blyk, is dit nie te goed vir menslike oë vir langdurige gebruik nie.

As ons byvoorbeeld 'n skootrekenaarskerm gebruik en die helderheid verminder - dit lyk dalk donkerder, maar daar is baie veranderinge op die skerm - wat flikker. (Meer voorbeelde hieroor kan hier gevind word)

Ek was baie geïnspireer deur 'n idee van hierdie YouTube -video, die verduideliking en eenvoud daarvan is net wonderlik. Deur eenvoudige toestelle op die rak aan te sluit, kan u 'n heeltemal draagbare flikkerende opsporingstoestel bou.

Die toestel wat ons op die punt staan om te bou, is 'n flitsende detektor met 'n ligbron, wat 'n klein sonbattery as ligbron gebruik en bestaan uit die volgende blokke:

1. Klein sonpaneel
2. Geïntegreerde klankversterker
3. Spreker
4. Jack vir koptelefoonaansluiting, as ons met groter sensitiwiteit wil toets
5. Herlaaibare Li-Ion battery as kragbron
6. USB Type-C-aansluiting vir laaikonneksie
7. Krag LED -aanwyser

Voorrade

Elektroniese komponente

• Geïntegreerde klankversterker
• 8 Ohm luidspreker
• 3.7V 850mAh Li-Ion battery
• 3,5 mm klankaansluiting
• Mini polikristallyne sonbattery
• TP4056 - Li -Ion laaibord
• RGB LED (TH pakket)

• 2 x 330 Ohm weerstande (TH pakket)

Meganiese komponente

• Potensiometer knop
• 3D-gedrukte omhulsel (opsionele, afgesonderde projekkas kan gebruik word)
• 4 x 5 mm deursnee skroewe

Instrumente

• Soldeerbout
• Warm gom geweer
• Phillips skroewedraaier
• Enkelkerndraad
• 3D -drukker (opsioneel)
• Tang
• Pincet
• Snyer

Stap 1: Teorie van werking

Soos in die inleiding genoem is, het die flikkering veroorsaak deur PWM. Volgens Wikipedia kan die menslike oog tot 12 rame per sekonde vang. As die raamkoers die getal oorskry, word dit beskou as 'n beweging vir menslike visie. As daar dus 'n vinnige verandering van voorwerp waargeneem word, sien ons die gemiddelde intensiteit daarvan in plaas van die volgorde van geskeide rame. Daar is 'n kern van die idee vir PWM in helderheidsbeheerkringe: Omdat ons slegs die gemiddelde intensiteit van 'n hoër raamtempo as 12fps kan sien (weereens, volgens wikipedia), kan ons die helderheid (Duty Cycle) van ligbron wat via veranderende tydperke, wanneer lig aan of af is (meer oor PWM), waar die skakelfrekwensie konstant is en veel groter is as 12Hz.

Hierdie projek beskryf 'n toestel waarvan die klankvolume en frekwensie eweredig is aan flikkerende geraas wat deur PWM veroorsaak word.

Mini polikristallyne paneel

Die hoofdoel van hierdie toestelle is om krag wat van die ligbron afkomstig is, om te skakel na elektriese krag wat maklik geoes kan word. Een van die belangrikste eienskappe van hierdie battery, is dat as die ligbron nie 'n stabiele konstante intensiteit bied nie en mettertyd verander, dieselfde veranderinge op die uitgangsspanning van hierdie paneel sal plaasvind. So, dit is wat ons gaan opspoor - die veranderinge in intensiteit oor tyd

Klankversterker

Uitset wat van die sonpaneel vervaardig word, is eweredig aan die gemiddelde intensiteitsvlak (GS) met addisionele veranderinge in intensiteit oor tyd (AC). Ons is geïnteresseerd in die opsporing van slegs wisselspanning, en die maklikste manier om dit te bereik - sluit die klankstelsel aan. Die klankversterker wat in hierdie ontwerp gebruik is, is 'n enkelpaneel, met DC-blokkeer-kondensators aan elke kant, beide ingang en uitset. Die uitset van die sonpaneel word dus direk aan die klankversterker gekoppel. Versterkers wat in hierdie ontwerp gebruik word, het reeds 'n potensiometer met 'n ingeboude AAN/UIT-skakelaar, dus is daar volledige beheer oor die krag van die toestel en die volume van die luidspreker.

Li-Ion battery bestuur

TP4056 Li-Ion-batterylaaikring is by hierdie projek gevoeg om die toestel draagbaar en herlaaibaar te maak. Die USB-C-aansluiting dien as ingang vir die laaier, en die gebruikte battery is 'n 3,7V 850mAh, voldoende vir die doeleindes wat ons met hierdie toestel moet volg. Die batteryspanning dien as hoofvoedingstelsel vir die klankversterker, dus vir 'n hele toestel.

Luidspreker as stelseluitset

Die luidspreker speel 'n belangrike rol in die toestel. Ek het 'n relatief klein een gekies, met 'n stewige bevestiging aan die omhulsel, sodat ek ook 'n laer frekwensie sou hoor. Soos reeds genoem, kan die frekwensie en volume van die luidspreker soos volg gedefinieer word:

f (luidspreker) = f (wisselstroom van sonpaneel) [Hz]

P (luidspreker) = K*I (intensiteit piek-tot-piek van wisselstroomsein vanaf sonpaneel) [W]

K - Is 'n volume koëffisiënt

Audio Jack

3.5 mm -aansluiting word gebruik as ons 'n koptelefoon wil koppel. In hierdie toestel het die aansluiting 'n verbindingsopsporingspen, wat van die seinpen losgemaak word wanneer die klankprop ingeprop word. Dit is op hierdie manier ontwerp om op dieselfde tyd 'n enkele pad te lewer - luidspreker OF koptelefoon.

RGB LED

Hier is LED 'n dubbele diens - dit brand as die toestel laai of die toestel aangeskakel word.

Stap 2: Omhulsel - Ontwerp en drukwerk

3D -drukker is 'n uitstekende hulpmiddel vir aangepaste omhulsels en kaste. Omhulsel vir hierdie projek het 'n baie basiese struktuur met 'n paar algemene kenmerke. Kom ons brei dit stap-vir-stap uit:

Voorbereiding en FreeCAD

Omhulsel is ontwerp in FreeCAD (die projeklêer kan onderaan hierdie stap afgelaai word), waar die liggaam van die toestel eers gebou is, en 'n soliede omhulsel as 'n aparte deel relatief tot die liggaam gevorm is. Nadat die toestel ontwerp is, moet dit as 'n aparte omhulsel en omhulsel uitgevoer word.

Die mini-sonpaneel is gemonteer op die omslag met 'n vaste grootte, waar die uitsnygebied vir drade toegewy is. Gebruikerskoppelvlak aan weerskante beskikbaar: USB -uitsny en LED | Jack | Potensiometergate. Die luidspreker het sy eie toegewyde gebied, wat 'n verskeidenheid gate aan die onderkant van die liggaam is. Die battery is langs die luidspreker; daar is 'n plek vir elkeen

Sny en Ultimaker Cura

Aangesien ons STL-lêers het, kan ons voortgaan met die omskakelingsproses van G-kode. Daar is baie metodes om dit te doen; ek sal net die belangrikste parameters vir druk hier los:

• Sagteware: Ultimaker Cura 4.4
• Laaghoogte: 0,18 mm
• Muurdikte: 1,2 mm
• Aantal bo-/onderlae: 3
• Vulling: 20%
• Spuitstuk: 0,4 mm, 215*C
• Bed: glas, 60*C
• Ondersteuning: Ja, 15%

Stap 3: Soldeer en monteer

Soldeer

Terwyl 3D -drukker besig is om ons omhulsel te druk, laat ons die soldeerproses dek. Soos u in die skemas kan sien, word dit tot 'n minimum beperk - dit is die rede waarom al die dele wat ons heeltemal gaan aanheg, as onafhanklike geïntegreerde blokke beskikbaar is. Wel, die volgorde is:

1. Soldeer Li-Ion battery terminale aan TP4056 BAT+ en BAT- penne
2. Soldeer VO+ en VO- van TP4056 aan VCC- en GND-terminale van klankversterker
3. Soldeer "+" aansluiting van klein sonpaneel aan VIN (óf L óf R) van klankversterker, en "-" aan klankversterker se grond
4. Bevestig tweekleurige of RGB LED aan twee 220R-weerstande met behoorlike isolasie
5. Soldeer eerste LED -anode na die skakelaaraansluiting van die klankversterker (die verbinding moet op die aansluitpunt van die skakelaar geskied). Dit word sterk aanbeveel om na te gaan watter skakelaar aan die onderkant van die PCB aan VCC gekoppel is - die een wat dit nie is nie, is ons opsie
6. Die tweede LED -anode moet aan 'n anode van twee SMD LED's gesoldeer word - hulle het 'n gemeenskaplike anodeverbinding
7. Soldeer LED -katodes aan die klankversterker se grond
8. Soldeer luidsprekerterminale na die uitvoer van die klankversterker (maak seker dat u dieselfde kanaal gekies het by invoer, LINKS of REGS)
9. Om die luidspreker te laat afskakel, soldeer 3,5 mm stereo -aansluitings wat die stroom deur die luidspreker verhoed.
10. Om die koptelefoon aan elke kant te laat klink - L en R, kort die terminale wat in die vorige stap beskryf is, saam.

Vergadering

Nadat die omhulsel gedruk is, word dit aanbeveel om gedeeltelik vir die deelhoogte te monteer:

1. Maak 'n raam van warm gom volgens die binnekant van die omslag en plaas die sonpaneel daar
2. Bevestig potensiometer met 'n moer en 'n wasser aan die teenoorgestelde kant
3. Plak luidspreker met warm gom
4. Plak battery met warm gom
5. Plak 3,5 mm -aansluiting met warm gom
6. Plak die battery vas met … warm gom
7. Plak TP4056 met USB wat met warm gom buite die toegewyde uitsnygebied wys
8. Sit 'n knop op 'n potensiometer
9. Bevestiging van omslag en liggaam met vier skroewe

Toets

Ons toestel is gereed en gereed om te begin! Om die toestel behoorlik te kontroleer, is dit nodig om 'n ligbron te vind wat 'n alternatiewe intensiteit kan bied. Ek beveel aan dat u IR -afstandsbediening gebruik, aangesien dit wisselende intensiteit bied waarvan die frekwensie in die bandbreedte van die menslike gehoor [20Hz: 20KHz] lê.

Moenie vergeet om al u ligbronne tuis te toets nie.

Dankie vir die lees!:)