Spooky Fading LED-Augen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Die Verwendung eines Mikrocontrollers wie eines Arduino zum Ausblenden einer LED ist nicht immer die beste Option. Manchmal möchten Sie eine einfache Schaltung mit geringem Stromverbrauch, die direkt in eine Stütze eingebettet werden kann, während sie wochenlang mit einer Batterie betrieben wird.

Nachdem ich etwa ein Dutzend Prototypen getestet hatte, habe ich diese Schaltung entwickelt, die extrem gut funktioniert und einfach zu implementieren, zu optimieren und in fast alles einzubetten ist. Dieser Stromkreis wird mit nur 3,5 Volt betrieben, was ihn ideal für eine Lithium-Ionen-Batterie, 5 V USB, eine Knopfzelle oder einen kleinen AA-Batteriesatz macht.

Die Verwendung aller Standardkomponenten, die Sie wahrscheinlich bereits in Ihrem gezogenen Vorrat haben, ist ein zusätzlicher Bonus.

Lass uns anfangen.

Lieferungen

Dies sind die Standardmaterialien, die für dieses Projekt benötigt werden

• 555 Timer-IC (entweder bipolar oder CMOS)
• Widerstände (100k, 45k, 10k, 1k und 220)
• Kondensatoren (1000 oder 1200uF, 100uF und 0,1uF [optional])
• LEDs (5 mm oder 3 mm)
• Diode (jeder wird tun, ich habe einen 1N4007)
• NPN-Transistor (jeder wird funktionieren, ich habe einen 2N2222)
• Ein Akku mit mindestens 3,5 V (ich habe einen 18650 Lithium-Ionen-Akku verwendet)
• Steckbrett
• Drähte

Um eine dauerhafte Lösung zu bauen, löten Sie die Schaltung in ein Stück Perfboard mit:

• Lötkolben
• Lot (das ist mein Lieblingslot)
• Perfboard (ich habe 4cm x 6cm verwendet)

Schritt 1: Die Schaltung

Die Schaltung besteht aus zwei Hauptteilen - einer "555-Timer" -Schaltung und einer "LED-Fade" -Schaltung.

Zuerst die 555-Timer-Schaltung:

Dies ist eine standardmäßige 555-Timer-Schaltung, die einen 45k- und 100k-Widerstandsteiler zusammen mit einem 100uF-Kondensator verwendet, um einen 3-4-Sekunden-Zyklus mit einem 50%-Tastverhältnis zu erzeugen. Der Arbeitszyklus von 50 % ist wichtig, um eine gute Ein- und Ausblendzeit zu erzielen.

Sie können dies jedoch nach Belieben anpassen. Sie haben beispielsweise ein extrem langsames Blinken gewünscht, das bis zu einer Minute dauern kann.

Zweitens die Ein- und Ausblendschaltung:

Die Verwendung eines NPN-Transistors (2N2222 funktioniert hervorragend) ermöglicht es uns, so viele LEDs zu betreiben, wie unsere Leistung bewältigen kann. Ein 555-Timer hat einen begrenzten Ausgangsstrom an Pin 3 und es ist eine gute Idee, Ihre LEDs durch einen Transistor zu treiben.

In diesem Teil der Schaltung verwenden wir einen 10k-Widerstand, um einen großvolumigen Kondensator langsam aufzuladen und zu entladen - entweder 1000uF oder 1200uF funktionieren. Wenn der 555-Ausgangspin hoch ist, lädt sich der Kondensator langsam auf und schaltet langsam den Transistor ein, der die LEDs einschaltet. Sobald der 555-Ausgangspin auf Low geht und Strom durch den 555-Timer zieht, beginnt sich der Kondensator langsam zu entladen, wodurch die LEDs langsam ausgeblendet werden.

Obwohl es sich um ein einfaches Schaltungsdesign handelt, ist es sehr glatt und effektiv.

Drittens, der Fotowiderstand, um den Stromkreis nachts einzuschalten (optional)

Dieser Teil ist völlig optional, aber wenn Sie möchten, dass sich Ihre Schaltung nachts ein- und tagsüber ein- und ausschaltet, um Strom zu sparen, fügen Sie dies Ihrem endgültigen Design hinzu.

Verwenden Sie den POT, um die Lichtschwelle für das Ein-/Aus-Licht einzustellen, das zum Einschalten des Stromkreises benötigt wird.

Viertens, die Macht (optional)

Meine endgültige Version enthält eine Leiterplatte (PCB). Und mit der Platine habe ich mehrere Möglichkeiten, die Schaltung mit Strom zu versorgen, einschließlich einer Schraubklemme für eine Batterie und einer Mini- oder Mico-USB-Buchse. Es ist immer eine gute Idee, über alle Möglichkeiten nachzudenken, wie Sie die Endschaltung beim Bau einer Leiterplatte verwenden können.

Das Entwerfen einer endgültigen Leiterplatte kann viel Spaß machen und macht den Bau eines Dutzends dieser Schaltungen zum Kinderspiel.

Schritt 2: Die Breadboard-Version

Bauen Sie immer eine Steckbrettversion, bevor Sie sich dazu verpflichten, eine endgültige Version auf dem Perfboard zu löten. In dieser Phase können Sie den Widerstandsteiler des 555-Timers, die beiden Timing-Kondensatoren leicht einstellen und auch Ihre Eingangsspannung überprüfen, um sicherzustellen, dass das Timing für Ihr Projekt geeignet ist.

Wenn Sie diese Schaltung beispielsweise mit einem 9-V- oder 12-V-Netzteil betreiben möchten, werden Sie feststellen, dass sich die Kondensatoren zu schnell aufladen und die LEDs zu schnell kreisen. Passen Sie die Schaltung an, indem Sie die Widerstandswerte erhöhen, um dies zu kompensieren.

Eine Möglichkeit, Ihre Testphase zu beschleunigen, besteht darin, ein Potentiometer zwischen den Pins 8, 7 und 6 des 555-Timers zu verwenden. Auf diese Weise können Sie Ihr gewünschtes Ein-Aus-Timing schnell einwählen. Verwenden Sie ein 200k-Potentiometer, wenn Sie eines haben, sonst würden 100k oder 500k funktionieren.

Sobald Sie das perfekte Timing gefunden haben, messen Sie mit Ihrem Multimeter den Widerstand zwischen den Pins 8 & 7 und 7 & 6. Suchen Sie den Widerstand, der diesen beiden Messungen am nächsten ist, und testen Sie sie im Steckbrett, bevor Sie weitermachen.

In meinem Fall habe ich viele Anpassungen vorgenommen, bevor ich mich in meinem endgültigen Design auf den 47k- und 100k-Spannungsteiler festgelegt habe.

HINWEIS: Wenn Sie das Potentiometer ganz in beide Richtungen drehen, verursachen Sie an den Pins 7 oder 6 keinen Widerstand (einen Kurzschluss). Denken Sie daran, dies beim Testen zu berücksichtigen.

Schritt 3: Die Prototypenplatine

Ich beende meine Projekte immer mit einer Lötplatte, entweder auf einem Stück Perfboard (wie hier gezeigt) oder mit einer Leiterplatte (PCB). Eine gelötete Version macht das Projekt robuster, es ist weniger wahrscheinlich, dass es sich löst, und sieht professioneller aus, wenn es Ihren Freunden gezeigt wird.

Für dieses Projekt habe ich ein 4 cm x 6 cm großes Stück Perfboard verwendet, um den Endstromkreis zu löten. Wie Sie sehen können, gibt es viele Drähte, die das Design verwirrend machen. Bevor ich mich jedoch dazu verpflichte, ein Dutzend PCBs herstellen zu lassen, wollte ich sicherstellen, dass sich die endgültige Version wie erwartet verhält, was auch der Fall war.

Verwenden Sie beim Anschließen der LEDs und des Akkus immer einen Stecker oder eine Schraubklemme. In der Lage zu sein, das Board zu entfernen, macht es viel einfacher, auftretende Probleme zu beheben. Vorgefertigte Stecker und Klemmen sind sehr günstig und ersparen Ihnen später große Kopfschmerzen.

Nach der Fertigstellung kann das letzte Brett mit etwas Heißkleber oder doppelseitigem Klebeband innerhalb Ihrer Stütze befestigt werden.

HINWEIS: Wenn die Stütze, der Sie LEDs hinzufügen, aus Kunststoff ist, können Sie eine heiße Lötkolbenspitze verwenden, um Löcher für die LEDs zu schmelzen. Machen Sie die Löcher etwas kleiner als die LEDs für einen festen, reibschlüssigen Sitz. Es ist normalerweise einfacher, die LEDs von außen einzusetzen, als zu versuchen, mit ihnen durch das Innere einer kleinen Requisite zu fummeln, wie sie es mit meiner Ratte zeigt.

Schritt 4: Das Endprodukt

Jetzt können Sie ALLEN Ihren Projekten langsam verblassende LEDs hinzufügen.

Bei 4,2 V zieht diese Schaltung etwa 6,5 mA mit einem bipolaren 555-Timer und 2 LEDs mit 200-Ohm-Widerständen. Ideal für den Betrieb mit einem einzigen wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akku wie einem 18650.

Bei 6,5 mA, wenn Sie es 24 Stunden am Tag betreiben, sollte es ungefähr 25 bis 26 Tage laufen, bevor die Batterie unter die Abschaltspannung fällt. Um eine noch längere Laufzeit zu erzielen, fügen Sie die optionale Schaltung hinzu, die das Fading während des Tages abschaltet, oder verwenden Sie einen größeren Widerstand an Ihren LEDs (erhöhen Sie den Widerstand von 200 Ohm auf 470 Ohm oder sogar 680 Ohm).

Ich hoffe, Ihnen hat dieses Projekt gefallen. Wenn Sie eine Version erstellt haben, klicken Sie bitte auf die Schaltfläche "I Made It" und hinterlassen Sie Ihre Bilder und Videos von Ihren verblassenden Augen.

Schritt 5: Jetzt Leiterplatten bestellen

UPDATE: Nach einigen Verzögerungen und Überarbeitungen sind die PCBs JETZT für nur ein paar Dollar auf Tindie erhältlich. Bestellen Sie also so viele wie Sie möchten.

www.tindie.com/products/bluemonkeydev/spooky-fading-eyes-board/