"शार्लोट्स वेब" स्टाइल एलईडी फिलामेंट क्लॉक: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

जब से मैंने पहली बार एलईडी फिलामेंट लाइट-बल्ब देखे हैं, मैं सोच रहा हूं कि फिलामेंट्स किसी चीज के लिए अच्छे होने चाहिए, लेकिन स्थानीय इलेक्ट्रॉनिक्स पार्ट शॉप की क्लोज-डाउन बिक्री तक मुझे कुछ बल्ब खरीदने के इरादे से कुछ बल्ब खरीदने में लग गए। उन्हें और देखें कि मैं फिलामेंट्स के साथ क्या कर सकता हूं।

यह तय करने में देर नहीं लगी कि वे एक दिलचस्प घड़ी बनाएंगे, और यह कि केवल उनके बिजली के तारों द्वारा निलंबित हवा में खंडों को तैरने में बहुत मज़ा आएगा।

इसे बनाने के दौरान मैंने महसूस किया कि यह अजीब तरह से "चार्लोट्स वेब" पुस्तक से लिखने के साथ कोबवे की याद दिलाता है।

ध्यान रखें कि इस डिवाइस में बेयर मेटल फ्रेम पर 80V है। लेकिन एक अलग डीसी-टू-डीसी कनवर्टर और बिजली की आपूर्ति का उपयोग करने का मतलब है कि फ्रेम को छूना और झटका नहीं लगना संभव है। या कम से कम मैंने नहीं किया।

चरण 1: आवश्यक भाग

मेरे प्रयोगों से पता चला कि एल ई डी को प्रकाश करने के लिए लगभग 55 वोल्ट की आवश्यकता होती है, और लगभग 100V के आसपास पूरी शक्ति के साथ चमकते हैं। उपयोग में वे 230V / 240V बाजारों के लिए श्रृंखला-जोड़े में व्यवस्थित होते हैं और 110V बाजारों के लिए शुद्ध समानांतर होते हैं। लैंप-कैप में किसी प्रकार का नियंत्रक होता है, लेकिन मैंने इसे फिर से उपयोग करने की कोशिश नहीं करने का फैसला किया क्योंकि मैं चाहता था कि फिलामेंट्स बहुत कम चमकें। पूरी तरह से चमकीली एलईडी घड़ी पढ़ने में तकलीफदेह होगी। एक 7-सेगमेंट डिस्प्ले घड़ी को 27 नियंत्रण लाइनों की आवश्यकता होती है और शुरू में मेरा इरादा एक Arduino Mega का उपयोग करने का था। हालांकि जब एक असंबंधित आईआरसी चैनल पर एक माइक्रोकंट्रोलर के साथ एल ई डी के माध्यम से 100V (या तो) वर्तमान के नियंत्रण पर चर्चा करते समय मुझे वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले के लिए डीएस 8880 ड्राइवर चिप्स के अस्तित्व के बारे में बताया गया था। ये हाथ में काम के लिए एकदम सही हैं क्योंकि वे प्रति अंक 4 बिट बीसीडी इनपुट डेटा लेते हैं और 1.5mA तक के बिल्ट-इन और वेरिएबल करंट कंट्रोल के साथ 7 सेगमेंट ड्राइव सिग्नल में कनवर्ट करते हैं। परीक्षण से पता चला कि 1.5mA इस एप्लिकेशन के लिए आदर्श था। 7 बिट्स से 4 बिट प्रति अंक तक की गिरावट का मतलब यह भी था कि मैं नियंत्रण के लिए एक Arduino नैनो या Uno का उपयोग कर सकता था क्योंकि केवल 13 नियंत्रण लाइनों की आवश्यकता होती है। (2 x 4 बिट 0-9 चैनल, 1 x 3-बिट 0-7 चैनल और 1 x 2-बिट 0-3 चैनल)

मैंने Arduino को दिन का समय जानने के लिए MSF 60kHz रेडियो सिग्नल का उपयोग करने का निर्णय लिया। मैंने इसे पहले कुछ सफलता के साथ ऑफ-द-शेल्फ रिसीवर मॉड्यूल का उपयोग करके उपयोग किया है, जिनमें से एक को मुझे हाथ में लेना था। हालाँकि ये वर्तमान में खोजना कठिन लगता है, इसलिए वाईफाई मॉड्यूल का उपयोग करना आसान हो सकता है यदि किसी को इस घड़ी का अपना संस्करण बनाने का मन हो।

परीक्षण के दौरान मैंने पाया कि Arduino Nanos मैं सभी को एक खराब घड़ी का आधार लग रहा था, मैंने घंटों उनके सिंक होने की प्रतीक्षा में बिताया, फिर हताशा में एक पुराने ड्यूमिलानोव में प्लगिंग करने की कोशिश की, और वह पहले मिनट में सिंक हो गया, और इस्तेमाल हो गया।

फिलामेंट्स को चलाने के लिए आवश्यक 80V बनाने के लिए मैंने DC से DC कनवर्टर का उपयोग किया। कई उपलब्ध हैं जो 12V से काम करते हैं। Arduino को 12V द्वारा संचालित किया जा सकता है और उसी से तर्क से एक आसान 5V आपूर्ति बनाता है। लेकिन मैं इस तथ्य को भूल गया और एक महंगा 5V इनपुट खरीदा। यह अभी भी एक अच्छा विकल्प हो सकता है, इसका मतलब है कि प्रोग्रामिंग के दौरान घड़ी यूएसबी से भी चलेगी, और महंगा कनवर्टर हा 5kV पृथक आउटपुट। (जिसका अर्थ है कि 80V फ्रेम तैरता है, सदमे के जोखिम को बहुत कम करता है)

ईबे पर एलईडी उपलब्ध हैं, उन्हें काटने के लिए बल्बों को तोड़ना जरूरी नहीं है।

खरीदारी की सूची:

सेल्फ फ्लक्सिंग कॉपर वायर। 34 एसडब्ल्यूजी (31 एडब्ल्यूजी / 0.22 मिमी) काम करता है।

अरुडिनो

4 x DS8880 VFD ड्राइवर

कम से कम 28 एलईडी फिलामेंट्स (लेकिन वे आसानी से टूट जाते हैं, इसलिए कम से कम 25% स्पेयर प्राप्त करें)

डीसी-टू-डीसी कनवर्टर

47μF 5V संधारित्र

4.7nF 100V संधारित्र

फ़्रेम सामग्री (मैंने 3 मिमी x 3 मिमी x 0.5 यू-सेक्शन पीतल का उपयोग किया)

किसी प्रकार का आधार

साइनोएक्रिलेट चिपकने वाला

डीसी इनपुट सॉकेट (या पैनल-माउंटेड यूएसबी)

60kHz (या समान) रिसीवर मॉड्यूल और एंटीना।

7-पिन पुरुष हेडर हाउसिंग (और मिलान करने वाले क्रिंप टर्मिनल)

चरण 2: फ़्रेम सामग्री को ड्रिल करें

फ्रेम 3 मिमी पीतल यू-सेक्शन (दीवार मोटाई 0.5 मिमी) की 1 मीटर लंबाई से बना है और इससे हल्का कुछ भी सुझाव नहीं देगा।

एल ई डी को लो-साइड स्विच द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसका मतलब है कि प्रत्येक एलईडी एनोड पर 80V पर एक प्रवाहकीय फ्रेम से जुड़ा है और फिर एक अछूता तार फ्रेम के माध्यम से नियंत्रण आईसी तक जाता है।

तारों के लिए फ्रेम को ड्रिल करने की आवश्यकता है। मैंने 10 मिमी की एक नियमित पिच पर छेद ड्रिल करने का फैसला किया और रिक्ति को सेट करने के लिए एक छोटा गाइड-जिग बनाया। तल में एक खांचा मौजूदा छेद पर फ्रेम चैनल और एक पिन (फोटो में एलन कुंजी) अनुक्रमित रखता है और चुने हुए अंतराल पर दो और ड्रिल करने की अनुमति देता है।

ड्रिलिंग जिग भी झुकने वाले जिग के रूप में दोगुना हो जाता है। झुकने के दौरान यू-चैनल को फैलने से रोकने के लिए इसमें एक खांचा होता है।

मैंने 1 मिमी छेद का उपयोग किया, लेकिन छोटे शायद बेहतर होते, जिससे ग्लूइंग आसान हो जाता।

चरण 3: फ़्रेम को मोड़ें

मैंने बाहरी फ्रेम और एलईडी पोजिशनिंग के लिए एक टेम्प्लेट प्रिंट किया। यह कार्यक्षेत्र पर टेप किया गया था और फिर मैंने ध्यान से पीतल के फ्रेम को मिलान करने के लिए हाथ से झुका दिया।

यू के खुले हिस्से से बाहर की ओर झुकना आसान था, लेकिन चैनल को तोड़े बिना अंदर की ओर झुकना तब तक असंभव था जब तक कि मैंने सामग्री को ब्लोटरच से हटा नहीं दिया। एनीलिंग के बाद इसे थोड़ा सीधा करने की आवश्यकता होती है, इसलिए केवल उन बिट्स को एनील करना सबसे अच्छा है जिनकी वास्तव में आवश्यकता है। ब्लो-टॉर्च से तब तक गर्म करें जब तक कि यह नीरस और गर्म न हो जाए। बहुत दूर जाकर इसे पिघलाना अनुपयोगी होगा।

एक बार फ्रेम को आकार देने के लिए टेम्प्लेट पर टैप किया गया था।

टेम्पलेट यहां पीडीएफ के रूप में पाया जा सकता है। यदि 1:1 पैमाने पर मुद्रित किया जाता है (ए3 पेपर पर फिट बैठता है) तो सामग्री की लंबाई के अनुरूप परिधि बिल्कुल 1 मीटर है।

चरण 4: एल ई डी में तार।

पहले यह पता करें कि एलईडी का कौन सा सिरा एनोड है (सकारात्मक वोल्टेज से जुड़ता है)। मेरे एल ई डी पर यह प्लास्टिक कोटिंग के अंत के पास एक छोटे से छेद द्वारा चिह्नित किया गया था।

इन सभी छोरों को तारों को टांका लगाने की आवश्यकता होती है जो फ्रेम में टांके लगाए जाते हैं। मैं अपने वायरिंग पैटर्न से पूरी तरह खुश नहीं हूं, इसलिए मैं कोई सुझाव देने से परहेज करने जा रहा हूं। अपने चुने हुए छेद के माध्यम से तारों को दबाएं, कुछ हद तक कस लें और जगह में मिलाप करें। फिर अतिरिक्त काट लें। मैंने अपने वेरोपेन को तार के लिए एक डिस्पेंसर और धारक के रूप में इस्तेमाल किया, आंशिक रूप से क्योंकि यह सही प्रकार का इन्सुलेशन था (वह प्रकार जिसे बिना स्ट्रिपिंग के मिलाप किया जा सकता है, जिसे "सेल्फ-फ्लक्सिंग" के रूप में जाना जाता है)

फिर आप अंकों का निर्माण शुरू कर सकते हैं, स्विच (कैथोड) तारों को साइनोएक्रिलेट चिपकने के साथ उस बिंदु पर सुरक्षित कर सकते हैं जहां वे फ्रेम में छेद से गुजरते हैं। सुनिश्चित करें कि आप फ्रेम के चारों ओर और आधार / नियंत्रण बॉक्स में लूप करने के लिए बहुत अधिक लंबाई छोड़ते हैं।

गोल कोनों को पाने के लिए आप एक दूसरे से तारों का समर्थन कर सकते हैं और अंकों के सामने से गुजरने वाले तारों से बच सकते हैं। अगर वे बिजली के तार हैं तो उन्हें मिलाएं, अगर स्विच तार हैं तो उन्हें गोंद दें। अंकों के कोने ऐसे दिखते हैं जैसे तारों को छूना चाहिए, लेकिन जब आवश्यक हो तो उन्हें एक दूसरे से अलग रखना आसान होता है।

चरण 5: आधार और फ़्रेम-पैर बनाएं

मैंने अपने सीएनसी खराद पर फ्रेम के लिए एक ओक बेस, और मशीनीकृत पीतल के पैर बनाए। लेकिन किसी भी प्रकार का बॉक्स काम करेगा, और फ्रेम के लिए 3 डी-मुद्रित पैर ठीक काम करेंगे, मुझे यकीन है।

केंद्र फ्रेम छेद से ऑफसेट किए गए टैप किए गए छेद में पैरों को M5 स्क्रू के साथ नीचे रखा जाता है। स्क्रू बेस में मशीनीकृत स्लॉट्स में फिट होते हैं। तार एक ही स्लॉट से होकर गुजरते हैं। स्लॉट तारों में तनाव (कुछ हद तक) सेट करने के लिए पैरों की दूरी को समायोजित करने की अनुमति देते हैं।

स्क्रू में से एक में अतिरिक्त रूप से पीतल के फ्रेम को +80V बिजली की आपूर्ति करने के लिए एक सुराख़ और तार होता है।

एंटीना ब्रैकेट और पीसीबी माउंट के लिए एसटीएल फाइलें मेरे जीथब पर हैं।

चरण 6: नियंत्रण पीसीबी बनाएं और परीक्षण करें

नियंत्रण पीसीबी बनाने का साधन पिछले निर्देश में शामिल है।

मैंने योजनाबद्ध तरीके से काम नहीं किया, जैसे-जैसे मैं आगे बढ़ा, मैंने इसे बनाया। हालाँकि मैंने इस तथ्य के बाद एक योजनाबद्ध बनाया है।

पीडीएफ प्रारूप या KiCAD

इस योजनाबद्ध में कुछ त्रुटियों की कमी हो सकती है जिन्हें Arduino स्केच ने गोल कोडित किया है, और अतिरिक्त त्रुटियां हो सकती हैं जिनमें वास्तविक घड़ी का अभाव है।

ध्यान में रखने वाली महत्वपूर्ण बात यह है कि DC-DC कनवर्टर को Arduino के V-in पिन से जोड़ा जाना चाहिए और तर्क शक्ति और रेडियो रिसीवर को विनियमित 5V से जोड़ा जाना चाहिए। इसका मतलब है कि Arduino और कनवर्टर किसी भी PSU से 12V तक चल सकते हैं और तर्क अभी भी केवल विनियमित 5V देखता है।

चरण 7: अंकों को आधार पर माउंट करें और सभी तारों को छाँटें।

तारों को अस्थायी रूप से चैनल में टेप के छोटे-छोटे टुकड़ों के साथ रखा जाता है जिससे कई स्ट्रैंड्स को आधार में ले जाया जा सकता है। मैंने यह पता लगाने के लिए एक समायोज्य स्टेप-अप कनवर्टर का उपयोग किया कि कौन सा तार कौन सा था। मैंने पहले इसे एक वोल्टेज पर सेट किया, जो सिर्फ एक ढीले एलईडी फिलामेंट को रोशन करेगा और फिर एक फ्रेम होल के माध्यम से सकारात्मक आउटपुट को पोक करेगा। फिर एनामेल्ड कॉपर वायर एंड के कटे हुए सिरे को कन्वर्टर से नेगेटिव सप्लाई वायर से छूकर मैं देख सकता था कि प्रत्येक सेगमेंट किस सेगमेंट से मेल खाता है। मैंने फिर तार को एक पिन में समेट दिया और एक कनेक्टर में पार्ट-वे में स्लॉट किया।

समेटने के बाद टर्मिनलों का संचालन नहीं होता है, उन्हें तामचीनी इन्सुलेशन के माध्यम से तोड़ने के लिए भी मिलाप करने की आवश्यकता होती है। टांका लगाने के बाद पिनों को पूरे घर में धकेल दिया गया।

चरण 8: Arduino फ्लैश करें

Arduino स्केच यहां पाया जा सकता है।

github.com/andypugh/LEDClock

दो रेखाचित्र हैं, एक घड़ी चलाने के लिए और एक जो केवल प्रत्येक चैनल पर 0 से 9 की संख्या के माध्यम से चलता है।

यह परीक्षण स्केच आपको यह पता लगाने की अनुमति देगा कि आउटपुट पिन में कौन से हेडर को स्वैप करने की आवश्यकता है, और यदि किसी बीसीडी डेटा लाइन को स्वैप करने की आवश्यकता है। (यदि आप स्केच को देखते हैं तो आप देखेंगे कि मुझे तारों की गड़बड़ी के कारण कुछ चैनलों को स्वैप करने की आवश्यकता थी, इन्हें सॉफ्टवेयर में ठीक करना आसान था)।

चरण 9: रेडियो सिंक के लिए निराशा में प्रतीक्षा करें

रेडियो घड़ी को पूरे एक मिनट का डेटा प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। Arduino स्केच आने वाले रेडियो डेटा को प्रतिध्वनित करने के लिए दसियों-घंटे के अंक के केंद्र बार को चमकता है, और मिनट दिखाते हैं कि कितने अनफ़ॉल्ट डेटा बिट्स आ गए हैं। यदि यह 60 हो जाता है तो अच्छा डेटा होता है और समय प्रदर्शित होता है।

पूर्ण प्रकटीकरण की भावना में, यह एक अनुकरण है। जब मैं अपने मैक के यूएसबी से संचालित होता हूं और जब कहीं अन-फोटोजेनिक स्थित होता है तो मैं इसे केवल सिंक करने के लिए प्रतीत होता हूं। वास्तविक डेटा के मामले में बाइनरी को एन्कोड करने के लिए एक सेकंड की दालें अलग-अलग लंबाई की होती हैं।

एक आलसी तत्व भी है (यह चमकता है, लेकिन दूसरों की तुलना में मंद है) एलईडी ही अच्छी है। मुझे ड्राइवर चिप की समस्या का डर है, लेकिन मैं पहले एनामेल्ड कॉपर को फिर से वायरिंग करने की कोशिश करूंगा। (वास्तव में मैं शायद सिर्फ एक अतिरिक्त तार चलाऊंगा)

चरण 10: समाप्त करना।

तारों को कुछ 1.5mm2 तार से अलग किए गए इन्सुलेशन की लंबाई के साथ चैनल में रखा जा सकता है। लेकिन सावधान रहें कि पतले तारों को नुकसान न पहुंचे।

अस्वीकरण: मैं यह दावा नहीं करता कि मैं घड़ी के लिए इन फिलामेंट्स का उपयोग करने का विचार करने वाला पहला व्यक्ति हूं, लेकिन मैं स्वतंत्र रूप से इस विचार के साथ आया था। उपयुक्त ड्राइवरों के लिए शोध करते समय मुझे यह पोस्ट 2015 से मिली जो एक ही फिलामेंट्स से बनी घड़ी दिखाती है (हालांकि वह लचीली लगती है, जो बहुत आसान होती)।

मैं उनके बिजली के तारों पर उन्हें अंतरिक्ष में लटकाने वाला पहला व्यक्ति हो सकता हूं, लेकिन मैं उस पर भी दांव लगाने की परवाह नहीं करूंगा।