چراغ LED: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

من و تیمم برای ساختن یک چراغ LED روشن اقدام کردیم. پس از مدت کوتاهی در جستجوی گوگل ، به ویدئویی از SparkFun Electronics برخوردم ، که در اینجا یافت می شود ، که در آن ما طراحی خود را بر اساس آن انجام دادیم. نور ما با یک الکترومغناطیس بالای نور حرکت می کند. ما این طرح را انتخاب کردیم زیرا فقط یک الکترومغناطیس برای بالا بردن LED نیاز دارد. برای دستیابی به انتقال قدرت بی سیم ، ما از یک سیم پیچ اولیه متصل به پایین الکترومغناطیس و یک سیم پیچ ثانویه به LED وصل شدیم. ماژول LED دارای LED سفید ، سیم پیچ ثانویه و آهنربای دائمی قوی است. من ساختار را طراحی کردم و تمام قطعات را به صورت سه بعدی چاپ کردم.

مرحله 1: طراحی ساختار

من از Solidworks برای طراحی سازه استفاده کردم. منظور از پایه قرار دادن برد مدار چاپی است. تونل هایی از طریق پایه ، پایه ها و قطعات بالا برای سیم کشی وجود دارد. ما زمان چاپ برد مدار را نداشتیم ، بنابراین برش برد مدار بلااستفاده ماند.

مرحله 2: سیم پیچ آهنربای الکتریکی

برای پیچاندن الکترومغناطیس ، از یک مته قدرت برای پیچاندن پیچ با واشر به عنوان مانع استفاده کردیم. ما بسیار آهسته پیش رفتیم تا مطمئن شویم سیم به خودی خود همپوشانی ندارد. انجام این کار به این ترتیب زمان زیادی طول کشید. من فکر می کنم اگر صرفه جویی زیادی در زمان داشته باشید و در هنگام سیم پیچ دقت بیشتری در برابر همپوشانی داشته باشید ، خوب خواهد بود. ما تخمین زده ایم که 1500 دور در الکترومغناطیس وجود دارد.

مرحله 3: منابع تغذیه

برای آزمایش ، از منبع تغذیه متغیر DC استفاده کردیم. بعد از اینکه همه چیز کار کرد ، از یک شارژر لپ تاپ قدیمی 19 ولت و تنظیم کننده ولتاژ 12 ولت برای تغذیه ریل 12 ولت استفاده کردم. من از رگولاتور 5 ولت از خروجی رگولاتور 12 ولت برای تغذیه ریل 5 ولت استفاده کردم. بسیار مهم است که همه زمین های خود را به یکدیگر متصل کنید. ما قبل از انجام این کار با مدارهای خود مشکل داشتیم. ما از خازن های منبع تغذیه 12 و 5 ولت برای کاهش هرگونه نویز در ریل های برق روی برد استفاده کردیم.

مرحله 4: مدار سرپایی

مدار ارتفاع سخت ترین قسمت این پروژه است. حرکت مغناطیسی با استفاده از سنسور اثر هال برای قضاوت فاصله از آهنربای دائمی تا الکترومغناطیس و یک مدار مقایسه ای برای روشن یا خاموش کردن مغناطیس الکترومغناطیسی انجام می شود. هنگامی که سنسور میدان مغناطیسی قوی تری دریافت می کند ، سنسور ولتاژ کمتری را خروجی می دهد. این ولتاژ با ولتاژ قابل تنظیم ناشی از پتانسیومتر مقایسه می شود. ما برای مقایسه دو ولتاژ از یک op-amp استفاده کردیم. خروجی آمپر یک mosfet کانال N را روشن یا خاموش می کند تا جریان از طریق آهنربای الکتریکی عبور کند. هنگامی که مغناطیسی دائمی (متصل به LED) بیش از حد به الکترومغناطیس نزدیک است ، جایی که تا الکترومغناطیس مکیده می شود ، الکترومغناطیس خاموش می شود ، و هنگامی که بسیار دور است ، جایی که ممکن است از نشت خارج شود ، الکترومغناطیس روشن. هنگامی که تعادل پیدا می شود ، آهنربای الکتریکی خیلی سریع روشن و خاموش می شود و آهن ربا را گرفته و رها می کند و اجازه می دهد تا از آن خارج شود. از پتانسیومتر می توان برای تنظیم مسافتی که آهنربا در حال حرکت است استفاده کرد.

در تصویر صفحه اسیلوسکوپ ، می توانید سیگنال خروجی سنسور اثر هال و خاموش و روشن شدن آهنربا را مشاهده کنید. با نزدیک شدن LED به سنسور ، خط زرد افزایش می یابد. وقتی آهنربا روی خط سبز است کم است. وقتی خاموش است خط سبز زیاد است.

بسته به محیط و آنچه که شما به عنوان مولد شکل موج استفاده می کنید ، ممکن است لازم باشد یک خازن کوچک از خروجی سنسور به زمین اضافه کنید. این باعث می شود بیشتر نویز مستقیما به زمین برود و سیگنال تمیز سنسور توسط op-amp استفاده شود.

مرحله 5: مدار برق بی سیم

برای کنترل انتقال قدرت بی سیم ، ما یک سیم پیچ اولیه 25 دور را با سیم مگنت 24 سنج دور نگهدارنده سنسور پیچیدیم. سپس یک سیم پیچ ثانویه با پیچاندن سیم آهنربای 32 درجه به دور یک لوله کاغذ برای 25 دور پیچیدیم. پس از پیچیدن ، سیم پیچ را از روی کاغذ جدا کرده و آن را به یک LED لحیم می کنیم. اطمینان حاصل کنید که مینای سیم مگنت را در محل لحیم کاری جدا کنید.

ما برای روشن و خاموش کردن MOSFET از ژنراتور موج مربعی با فرکانس 1 مگاهرتز استفاده کردیم که اجازه می دهد جریان از سیم پیچ اصلی از 0 تا 12 ولت در 1 مگاهرتز عبور کند. برای آزمایش ، از Analog Discovery برای تولید کننده عملکرد استفاده کردیم. نسخه نهایی از یک مدار ژنراتور موج مربع تایمر 555 برای تغییر MOSFET استفاده می کند. با این حال ، این مدار یک دسته سر و صدا ایجاد می کرد که با ریل های برق تداخل داشت. من یک جعبه با روکش فویل آلومینیومی ساختم که دارای جداکننده ای برای جدا کردن ژنراتور موج و مدار حرکت است. این امر میزان نویز را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

مرحله ششم: مونتاژ

من از Chroma Strand Labs ABS برای چاپ سه بعدی پایه و پاها استفاده کردم. هنگام چاپ پاها خیلی پیچ خورد ، بنابراین دوباره با Chroma Strand Labs PETg چاپ کردم. PETg بسیار کم پیچ خورد. همه قطعات بدون استفاده از چسب در کنار هم قرار می گیرند. ما مجبور شدیم چند شکاف در آن برش دهیم تا فاصله بیشتری برای سیم ها ایجاد شود. ممکن است مجبور شوید مناطقی را که با قطعات دیگر تماس دارند ماسه بزنید تا تناسب شل تری ایجاد شود.

ما در حال برنامه ریزی هستیم که یک برد مدار چاپ شده و قطعات را به آن لحیم کنیم تا همه داخل برش برد مدار قرار گیرد.