Light Flicker Detector: 3 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Palagi akong nabighani sa katotohanang sumasabay sa atin ang electronics. Nasa kahit saan lamang ito. Kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa magaan na mga mapagkukunan (Hindi ang mga natural na tulad ng mga bituin), kailangan nating isaalang-alang ang maraming mga parameter: Liwanag, kulay at, kung sakaling ito ay ang display na PC na pinag-uusapan natin, kalidad ng larawan.

Ang visual na pang-unawa ng ilaw o ningning ng elektronikong mapagkukunan ng ilaw ay maaaring makontrol sa iba't ibang mga paraan kapag ang pinakatanyag ay sa pamamagitan ng Pulse Width Modulation (PWM) - I-on at i-off ang aparato nang napakabilis kaya't ang mga palipat ay tila "hindi nakikita" para sa mata ng tao. Ngunit, tulad ng paglitaw nito, hindi ito masyadong mabuti para sa mga mata ng tao para sa pangmatagalang paggamit.

Kapag kinuha namin halimbawa, ang isang laptop na display at binawasan ang ningning nito - maaaring mukhang mas madidilim, ngunit maraming pagbabago sa nangyayari sa screen - kumikislap. (Higit pang mga halimbawa dito ay matatagpuan dito)

Laking inspirasyon ko sa isang Ideya ng video sa YouTube na ito, ang paliwanag at pagiging simple nito ay kakila-kilabot lamang. Sa pamamagitan ng paglakip ng mga simpleng aparatong off-shelf, may potensyal na bumuo ng isang ganap na portable na flickering na aparato ng pagtuklas.

Ang aparato na itatayo namin ay isang light source na kumikislap na detector, na gumagamit ng maliit na solar baterya bilang isang mapagkukunan ng ilaw, at binubuo ng mga sumusunod na bloke:

1. Maliit na solar panel
2. Pinagsamang audio amplifier
3. Tagapagsalita
4. Jack para sa koneksyon ng headphones, kung nais naming subukan na may higit na pagiging sensitibo
5. Rechargeable Li-Ion na baterya bilang mapagkukunan ng kuryente
6. Konektor ng USB Type-C para sa koneksyon ng singilin
7. Tagapahiwatig ng LED LED

Mga gamit

Mga Elektronikong Bahagi

• Pinagsamang Audio Power Amplifier
• 8 Ohm Tagapagsalita
• 3.7V 850mAh Li-Ion na baterya
• 3.5mm Audio Jack
• Mini Pollycrystalline Solar Battery
• TP4056 - Li-Ion Charging Board
• RGB LED (TH package)
• 2 x 330 Ohm Resistors (TH package)

Mga Bahaging Mekanikal

• Potentiometer knob
• 3D-Naka-print na enclosure (Maaaring gamitin ang Opsyonal, kahon ng proyekto na off-shelf)
• 4 x 5mm diameter na mga tornilyo

Mga Instrumento

• Panghinang
• Mainit na glue GUN
• Phillips distornilyador
• Single core wire
• 3D Printer (Opsyonal)
• Plier
• Mga Tweezer
• Pamutol

Hakbang 1: Teorya ng Pagpapatakbo

Tulad ng nabanggit sa pagpapakilala, ang pagkutitap na dulot ng PWM. Ayon sa wikipedia, ang mata ng tao ay maaaring abutin ng hanggang sa 12 mga frame bawat segundo. Kung ang rate ng frame ay lumampas sa numerong iyon, ito ay isinasaalang-alang bilang paggalaw para sa paningin ng tao. Samakatuwid, kung mayroong isang mabilis na pagbabago ng bagay na sinusunod, nakikita natin ang average na kasidhian sa halip na pagkakasunud-sunod ng magkakahiwalay na mga frame. Mayroong pangunahing nilalaman ng ideya para sa PWM sa mga circuit ng kontrol ng ilaw: Dahil sa average na intensity ng mas mataas na rate ng frame ay mas nakikita natin kaysa sa 12fps (Muli, ayon sa wikipedia), madali nating maaayos ang liwanag (Duty Cycle) ng light source powering via pagbabago ng mga tagal ng oras, kapag ang ilaw ay nakabukas o naka-off (Higit pa sa PWM), kung saan ang dalas ng paglipat ay pare-pareho at higit na malaki sa 12Hz.

Inilalarawan ng proyektong ito ang isang aparato, na ang dami ng tunog at dalas ay proporsyonal sa kumikislap na ingay na dulot ng PWM.

Mini Polycrystalline Panel

Pangunahing layunin ng mga aparatong ito ay upang ibahin ang lakas na nagmula sa light source patungo sa elektrisidad na kuryente, na madaling maani. Isa sa mga pangunahing katangian ng baterya na ito, na kung ang ilaw na mapagkukunan ay hindi nagbibigay ng matatag na pare-pareho ang intensidad at mga pagbabago sa paglipas ng panahon, magkakaroon ng parehong mga pagbabago sa output boltahe ng panel na ito. Kaya, iyon ang matutukoy natin - ang mga pagbabago ng tindi sa paglipas ng panahon

Audio Amplifier

Ang output na ginawa mula sa solar panel ay proporsyonal sa average na antas ng intensity (DC) na may mga karagdagang pagbabago sa intensity sa paglipas ng panahon (AC). Kami ay interesado sa pagtuklas lamang ng alternating boltahe, at ang pinakamadaling paraan upang makamit ito - ikonekta ang audio system. Ang audio amplifier na ginamit sa disenyo na ito ay solong-supply ng PCB, na may mga DC-block capacitor sa bawat panig, parehong input at output. Kaya, ang output ng solar panel ay konektado nang direkta sa audio amplifier. Ginamit ang amp sa disenyo na ito ay mayroon nang potensyomiter na may switch na ON / OFF na built-in, sa gayon mayroong kumpletong kontrol sa lakas ng aparato at dami ng nagsasalita.

Pamamahala sa Baterya ng Li-Ion

Ang TP4056 Li-Ion baterya ng charger circuit ay idinagdag sa proyektong ito upang gawing portable at rechargeable ang aparato. Ang konektor ng USB-C ay gumaganap bilang pag-input para sa charger, at ang baterya na ginamit ay isang 850mAh, 3.7V, sapat na iyon para sa mga hangaring kailanganin naming ituloy sa aparatong ito. Ang boltahe ng baterya ay kumikilos bilang pangunahing supply ng kuryente para sa audio amplifier, kaya para sa isang buong aparato.

Speaker bilang System Output

Ang tagapagsalita ay may pangunahing papel sa aparato. Pumili ako ng medyo maliit na sukat, na may matatag na pagkakabit sa enclosure, kaya't makakarinig din ako ng mas mababang mga frequency. Tulad ng nabanggit kanina, ang dalas at dami ng nagsasalita ay maaaring tukuyin tulad ng sumusunod:

f (Speaker) = f (AC mula sa Solar Panel) [Hz]

P (Speaker) = K * I (Intensity rurok-sa-rurok ng AC signal mula sa Solar panel) [W]

K - Ay isang dami ng koepisyent

Audio Jack

3.5mm Jack ay ginagamit sa kaso na nais naming ikonekta ang mga headphone. Sa aparatong ito, ang jack ay may koneksyon ng detection pin, na naalis sa pagkakakonekta mula sa signal pin, kapag naka-plug in ang audio plug. Ito ay dinisenyo sa ganitong paraan upang magbigay ng output sa isang solong landas sa oras na iyon - Speaker O mga headphone.

RGB LED

Narito ang LED sa isang dobleng tungkulin - nag-iilaw ito kapag ang aparato ay sisingilin o ang aparato ay pinapagana.

Hakbang 2: Enclosure - Disenyo at Pagpi-print

Ang 3D Printer ay isang mahusay na tool para sa ipinasadyang mga enclosure at kaso. Ang enclosure para sa proyektong ito ay may isang napaka-pangunahing istraktura na may ilang mga karaniwang tampok. Palawakin natin ito nang sunud-sunod:

Paghahanda at FreeCAD

Ang enclosure ay idinisenyo sa FreeCAD (Ang file ng proyekto ay magagamit para sa pag-download sa ilalim ng hakbang na ito), kung saan ang katawan ng aparato ay unang itinayo, at isang solidong takip ay itinayo bilang isang magkakahiwalay na bahagi na may kaugnayan sa katawan. Matapos ang aparato ay dinisenyo, kailangang i-export ito bilang magkakahiwalay na katawan at takip.

Ang mini solar panel ay naka-mount sa takip na may nakapirming laki ng laki, kung saan ang rehiyon na ginupit ay nakatuon para sa mga wire. Magagamit ang interface ng gumagamit sa magkabilang panig: cutout ng USB at LED | Jack | Potenometrong mga butas. Ang tagapagsalita ay may sariling lugar na nakatuon, na kung saan ay hanay ng mga butas sa ilalim ng katawan. Ang baterya ay katabi ng nagsasalita, mayroong isang lugar para sa bawat isa sa mga bahagi, sa gayon hindi namin kakailanganing mabigo habang pinagsama-sama ang aparato.

Paghiwa at Ultimaker Cura

Dahil mayroon kaming mga STL file, maaari kaming magpatuloy sa proseso ng pag-convert ng G-Code. Mayroong maraming mga pamamaraan na ginagawa ito, iiwan ko lamang dito ang pangunahing mga parameter para sa pag-print:

• Software: Ultimaker Cura 4.4
• Taas ng layer: 0.18mm
• Kapal ng pader: 1.2mm
• Bilang ng mga layer sa itaas / ilalim: 3
• Mag-infill: 20%
• Nguso ng gripo: 0.4mm, 215 * C
• Kama: Salamin, 60 * C
• Suporta: Oo, 15%

Hakbang 3: Paghihinang at Pagtitipon

Paghihinang

Habang ang 3D Printer ay abala sa pag-print ng aming enclosure, takpan natin ang proseso ng paghihinang. Tulad ng nakikita mo sa mga eskematiko, pinasimple ito sa isang walang bayad na minimum - iyon ang dahilan na ang lahat ng mga bahagi na ikakabit namin nang kabuuan ay magagamit bilang independiyenteng mga integrated block. Kaya, ang pagkakasunud-sunod ay:

1. Ang paghihinang ng mga terminal ng baterya ng Li-Ion sa TP4056 BAT + at BAT- Pins
2. Ang paghihinang VO + at VO- ng TP4056 sa VCC at GND na mga terminal ng audio amplifier
3. Ang paghihinang na "+" terminal ng maliit na solar panel sa VIN (alinman sa L o R) ng audio amplifier, at "-" sa audio amp's ground
4. Ang paglakip ng Bi-color o RGB LED sa dalawang resistor na 220R na may wastong pagkakahiwalay
5. Ang panghinang na unang LED anode sa switch terminal ng audio amplifier (Ang koneksyon ay dapat gawin sa terminal ng switch). Sinusuri ang aling terminal ng switch sa ilalim na bahagi ng PCB na konektado sa VCC ay masidhing inirerekomenda - Ang isa na hindi ay ang aming pagpipilian
6. Ang pangalawang LED anode ay dapat na solder sa anode ng alinman sa dalawang SMD LEDS - mayroon silang karaniwang koneksyon sa anode
7. Ang paghihinang ng mga LED cathode sa GROUND ng audio amplifier
8. Ang mga terminal ng solder speaker sa output ng audio amplifier (Tiyaking napili mo ang parehong channel sa input, KALIWA o KANAN)
9. Upang mapilit ang speaker na patayin ang estado, maghinang 3.5mm stereo jack terminals na pumipigil sa kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng speaker.
10. Upang makagawa ang mga headphone ng tunog sa bawat panig - L at R, paikliin ang mga terminal na inilarawan sa nakaraang hakbang nang magkakasama.

Assembly

Matapos mai-print ang enclosure, inirerekumenda na tipunin ang bahagyang bahagi hinggil sa taas ng bahagi:

1. Paggawa ng isang frame mula sa mainit na pandikit ayon sa takip sa panloob na perimeter, at paglalagay doon ng solar panel
2. Ang paglakip ng potensyomiter na may isang kulay ng nuwes at isang washer sa kabaligtaran
3. Gluing speaker na may mainit na pandikit
4. Pagdidikit ng baterya na may mainit na pandikit
5. Gluing 3.5mm jack na may mainit na pandikit
6. Pagdidikit ng baterya gamit ang… mainit na pandikit
7. Gluing TP4056 na may USB na tumuturo sa labas ng nakalaang rehiyon ng ginupit na may mainit na pandikit
8. Paglalagay ng isang hawakan ng pin sa isang potensyomiter
9. Ang pangkabit na takip at katawan na may apat na turnilyo

Pagsubok

Ang aming aparato ay nakatakda at handa nang umalis! Upang ma-check nang maayos ang aparato, kailangang makahanap ng ilaw na mapagkukunan na maaaring magbigay ng kahalili na kasidhian. Inirerekumenda ko ang paggamit ng IR remote control, dahil nagbibigay ito ng alternating intensity na ang dalas ay inilalagay sa rehiyon ng bandwidth ng pandinig ng tao [20Hz: 20KHz].

Huwag kalimutang subukan ang lahat ng iyong mapagkukunan ng ilaw sa bahay.

Salamat sa pagbabasa!:)