Occhi LED che sbiadiscono spettrali: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Usare un microcontrollore, come un Arduino, per sfumare un LED non è sempre l'opzione migliore. A volte, si desidera un circuito semplice ea bassa potenza che può essere incorporato direttamente in un'elica mentre si utilizza una batteria per settimane alla volta.

Dopo aver testato una dozzina di prototipi, ho sviluppato questo circuito che funziona molto bene ed è semplice da implementare, modificare e incorporare all'interno di quasi tutto. Questo circuito funziona con un minimo di 3,5 volt, il che lo rende ideale per una batteria agli ioni di litio, USB da 5 V, una cella a bottone o un piccolo pacco batteria AA.

L'utilizzo di tutti i componenti standard che probabilmente hai già nella tua scorta è un ulteriore vantaggio.

Iniziamo.

Forniture

Queste sono le forniture standard necessarie per questo progetto

• 555 timer IC (un bipolare o CMOS)
• Resistori (100k, 45k, 10k, 1k e 220)
• Condensatori (1000 o 1200uF, 100uF e 0.1uF [opzionale])
• LED (5 mm o 3 mm)
• Diodo (qualsiasi va bene, ho usato un 1N4007)
• Transistor NPN (qualsiasi funzionerà, ho usato un 2N2222)
• Un pacco batteria di almeno 3,5 V (ho usato un 18650 agli ioni di litio)
• tagliere
• fili

Per costruire una soluzione permanente, saldare il circuito in un pezzo di scheda perforata utilizzando:

• Saldatore
• Saldatura (questa è la mia saldatura preferita)
• Tavola Perf (ho usato 4 cm x 6 cm)

Passaggio 1: il circuito

Il circuito è composto da due parti principali: un circuito "555 timer" e un circuito "LED fade".

Innanzitutto, il circuito del timer 555:

Questo è un circuito timer standard 555 che utilizza un divisore di resistenza da 45k e 100k insieme a un condensatore da 100uF per generare un ciclo di 3-4 secondi con un ciclo di lavoro del 50%. Il ciclo di lavoro del 50% è importante per produrre un buon tempo di dissolvenza in entrata e in uscita.

Tuttavia, puoi regolarlo in modo che corrisponda a ciò che desideri. Ad esempio, hai fatto desiderare un battito di ciglia estremamente lento che potrebbe richiedere fino a un minuto per essere completato.

In secondo luogo, il circuito di fade-in e fade-out:

L'utilizzo di un transistor NPN (2N2222 funziona alla grande) ci consente di far funzionare tanti LED quanti ne può gestire la nostra potenza. Un timer 555 ha una corrente di uscita limitata al pin 3 ed è una buona idea guidare i LED attraverso un transistor.

In questa parte del circuito, stiamo usando un resistore da 10k per caricare e scaricare lentamente un condensatore di grande volume: funzioneranno 1000uF o 1200uF. Quando il pin di uscita 555 è alto, il condensatore si carica lentamente e accende lentamente il transistor che accenderà i LED. Una volta che il pin di uscita 555 si abbassa e assorbe la corrente attraverso il timer 555, il condensatore inizierà a scaricarsi lentamente causando la lenta dissolvenza dei LED.

Sebbene sia un design di circuito semplice, è molto fluido ed efficace.

Terzo, la fotoresistenza per accendere il circuito di notte (opzionale)

Questa parte è completamente opzionale, ma se vuoi che il tuo circuito si accenda di notte e si spenga durante il giorno per risparmiare energia, aggiungilo al tuo progetto finale.

Utilizzare il POT per regolare la soglia di luce per la luce on/off necessaria per accendere il circuito.

Quarto, il potere (opzionale)

La mia versione finale includerà un circuito stampato (PCB). E, con il PCB, avrò più opzioni per alimentare il circuito, incluso un connettore a vite per una batteria e un jack mini o mico-USB. È sempre una buona idea pensare a tutti i modi in cui potresti usare il circuito finale quando costruisci un PCB.

Progettare una scheda PCB finale può essere molto divertente e rende la costruzione di una dozzina di questi circuiti un gioco da ragazzi.

Passaggio 2: la versione breadboard

Crea sempre una versione breadboard prima di impegnarti a saldare una versione finale su una scheda perf. A questo punto, puoi facilmente regolare il divisore della resistenza del timer 555, i due condensatori di temporizzazione e anche controllare la tensione di ingresso per assicurarti che la temporizzazione sia appropriata per il tuo progetto.

Ad esempio, se desideri eseguire questo circuito da un alimentatore da 9 V o 12 V, scoprirai che i condensatori si caricano troppo rapidamente e i LED si accendono troppo velocemente. Regolare il circuito aumentando i valori del resistore per compensare.

Un'opzione per accelerare la fase di test sarebbe quella di utilizzare un potenziometro tra i pin 8, 7 e 6 del timer 555. Ciò ti consentirà di comporre rapidamente l'orario di accensione/spegnimento desiderato. Usa un potenziometro da 200k se ne hai uno, altrimenti funzionerebbe un 100k o 500k.

Una volta trovato il tempismo perfetto, usa il multimetro per misurare la resistenza tra i pin 8 e 7 e 7 e 6. Individua il resistore più vicino a queste due misurazioni e testali nella breadboard prima di procedere.

Nel mio caso, ho apportato molte modifiche prima di stabilirmi sul divisore di tensione 47k e 100k nel mio progetto finale.

NOTA: se si ruota il potenziometro completamente in entrambe le direzioni, si causerà una resistenza zero (un cortocircuito) sui pin 7 o 6. Assicurarsi di tenerlo a mente durante il test.

Passaggio 3: la scheda prototipo

Termino sempre i miei progetti con una scheda di saldatura, su un pezzo di scheda perforata (come mostrato qui) o con un circuito stampato (PCB). Avere una versione saldata renderà il progetto più robusto, meno probabile che si allenti e sembrerà più professionale quando viene mostrato ai tuoi amici.

Per questo progetto, ho usato un pezzo di tavola perforata di 4 cm x 6 cm per saldare il circuito finale. Come puoi vedere, ci sono molti fili che rendono confuso il design. Tuttavia, prima di impegnarmi a realizzare una dozzina di PCB, volevo assicurarmi che la versione finale si comportasse come previsto, cosa che ha fatto.

Utilizzare sempre un connettore o un terminale a vite quando si collegano i LED e la batteria. Essere in grado di staccare la scheda renderà molto più semplice il debug di eventuali problemi che si presentano. I connettori e i terminali prefabbricati sono molto economici e ti faranno risparmiare un enorme mal di testa in seguito.

Una volta completata, la tavola finale può essere fissata all'interno dell'elica con della colla a caldo o del nastro biadesivo.

NOTA: se l'elica a cui si aggiungono i LED è di plastica, è possibile utilizzare una punta di saldatore a caldo per fondere i fori per i LED. Fai i fori leggermente più piccoli dei LED per un adattamento stretto e ad attrito. Di solito è più facile inserire i LED dall'esterno piuttosto che provare a giocherellare con loro attraverso l'interno di un piccolo oggetto di scena, come mostra lei con il mio topo.

Passaggio 4: il prodotto finale

Ora puoi aggiungere LED a dissolvenza lenta a TUTTI i tuoi progetti.

A 4,2 V, questo circuito assorbe circa 6,5 mA utilizzando un timer bipolare 555 e 2 LED con resistori da 200 ohm. Il che lo rende ideale per funzionare con una singola batteria ricaricabile agli ioni di litio, come una 18650.

A 6,5 mA, se lo si esegue 24 ore al giorno, dovrebbe funzionare per circa 25-26 giorni prima che la batteria scenda al di sotto della tensione di interruzione. Per ottenere un'autonomia ancora più lunga, aggiungi il circuito opzionale che disattiva la dissolvenza durante il giorno o usa una resistenza più grande sui tuoi LED (aumenta la resistenza da 200 ohm a 470 ohm o addirittura 680 ohm).

Spero che questo progetto ti sia piaciuto. Se hai creato una versione, fai clic sul pulsante "I Made It" e lascia le tue foto e i video dei tuoi occhi sbiaditi.

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