Пропелерен часовник на Atmega8. POV - часовник с витло Направи си сам часовник с витло на диаграми pic16f628a

Здравейте всички! Бих искал да предложа на вашето внимание прост часовник с витло, който сглобих на контролера Atmega8. Те са направени от лесно достъпни части и са лесни за копиране и производство. Единственото нещо е, че ви трябва програмист, който да флашне контролера на часовника и контролния панел.

За основата на часовника е използван обикновен 120 мм вентилатор (охладител). Можете да използвате всякакви вентилатори за този часовник, както по посока на часовниковата стрелка, така и обратно на часовниковата стрелка, защото докато сглобявах този часовник, модифицирах малко програмата и превключих програмно показването на символи от дистанционното управление.
Схемата на самия часовник е доста проста и е сглобена на микроконтролер Atmega8, за синхронизиране на работата му се използва часовников кварц с честота 32768 Hz.
Часовникът се захранва от приемна намотка, енергията към която се предава от генератор с предавателна намотка. И двете бобини съставляват въздушен трансформатор.

Нямаше особени проблеми с веригата и дизайна на генератора, тъй като беше използван генератор от плазмена топка.

Генераторът е сглобен на общата микросхема TL494 и ви позволява да променяте ширината и честотата на изходните импулси в широк диапазон.
Дори и с празнина от сантиметър между намотките, напрежението е напълно достатъчно, за да стартира часовника. Само имайте предвид, че колкото по-голяма е разликата между намотките, толкова по-голяма е ширината на импулса и съответно потреблението на ток от източника се увеличава.

Когато включите генератора за първи път, задайте ширината на импулса (коефициент на запълване) на минимум (копчето на регулатора е в горна позиция според диаграмата, т.е. крак 4 се изтегля през резистор R7 към крак 14, 15 , 2 от TL-494). Въртим честотата на генератора, докато скърцането изчезне, това е приблизително 18-20 KHz (настройка на ухо) и ако има нещо за измерване на честотата, тогава го коригираме съответно в тези граници.
Генераторната платка съдържа и допълнителен регулатор на напрежението на LM317, предназначен да регулира скоростта на вентилатора.
Няма го на диаграмата, не съм го нарисувал
. Гледайте демонстрационен видеоклип на часовника в действие.

Видео.

Самата часовникова платка е прикрепена към основата на вентилатора. Закрепих го с двойнозалепваща лента.

След това леко модифицирах веригата на часовника от фоторезистор към инфрачервен фотодиод (снимката по-долу).
Вместо обикновен светодиод в предавателя, сега имам инфрачервен.
Резисторът беше настроен на 100k вместо на 2k.

Критичните моменти при производството на часовник са изработването на въздушен трансформатор и центрирането (или по-скоро балансирането) на платката на часовника върху основата на вентилатора.

Приемайте по-сериозно тези моменти.

Въздушен трансформатор.

Базиран е на обикновен 120 мм охладител с бронзови втулки. Платката на часовника е залепена за основата с двойно тиксо.
Отхапваме остриетата от охладителя и ги шлайфаме и изравняваме с пила и шкурка. Намотките са изработени върху рамка от кабелен канал. Не съм измислил този дизайн, просто взех тази идея от интернет. За навиване на трансформатора е направена основа от кабелен канал. На всеки 5 mm правим разрез отстрани на канала и внимателно го навиваме в кръг; изберете диаметъра така, че да пасне плътно върху пластмасовата основа на вентилатора.

След това навиваме 100 оборота емайлиран проводник с диаметър 0,25 върху дорника от кабелния канал.
Консумацията на ток на сглобения трансформатор се оказа 200 mA (това е с доста забележима празнина между намотките).
Като цяло, заедно с двигателя на вентилатора, консумацията на ток е около 0.4-0.5A.
Правим същото за първичната (предаващата) намотка, но се опитваме да направим минимална празнина между намотките. Предавателната намотка също съдържа 100 навивки от 0,3 проводник (или 0,25).
В диаграмата имам малко по-различни данни за намотките за тези бобини.

Такса часове.

Лентата със светодиоди е изработена от фибростъкло. В него се пробива дупка, в която се вкарва парче тръба от телескопична антена и се запоява към платката (тръбата на антената трябва да бъде почистена от лъскавото покритие). Можете да използвате всяка подходяща тръба или да прикрепите дъската по друг начин, например с помощта на винт с гайки.
Свързах платката със светодиоди към платката на часовника с обикновен емайлиран (намотаващ) проводник; той е по-твърд от монтажния проводник и не се протрива при въртене.

За да балансираме цялата платка, от другата страна залепваме винт с диаметър 3-4 мм с горещо лепило, като завиваме различни гайки на винта от другата страна - постигаме минимални вибрации.
За да проверим функционалността на часовниковата платка, съединяваме накъсо фоторезистора с отвертка или пинсети, светодиодите трябва да мигат.
Часовникът започва да работи, когато 5V (логическа единица) се появи на 5-то краче на atmega. Тоест, когато фоторезисторът свети, трябва да има 5V на 5-то краче,
Когато фоторезисторът не свети, трябва да има логическа 0 (около 0V) на 5-то краче на atmega, за това избираме резистор към земята от 5-то краче. Диаграмата показва 2 kOhm, имам 2,5 Kohm.
В долната част на основата на вентилатора залепваме светодиод, така че при всяко завъртане на двигателя на вентилатора фоторезисторът да преминава възможно най-близо до източника на светлина (LED).

Дистанционно.

Контролният панел е предназначен да контролира работата на часовника, да превключва режимите на дисплея (промяна на посоката на въртене на вентилатора) и да настройва времето на часовника.

Веригата за дистанционно управление е сглобена на микроконтролер ATTINY2313. Платката съдържа самия MK със сноп и шест бутона, предназначени за управление на часовника.

Не сглобих корпуса на дистанционното управление, така че само снимка на самата платка.

Информация за предназначението на бутоните на дистанционното управление;
H+ и H- настройки на часовника
Настройка на M+ и M- минути
R/L промяна на посоката (за винтове, въртящи се по и обратно на часовниковата стрелка)
промяна на шрифта шрифт (тънък, удебелен и надпис на уебсайт)
Когато пишете сайт, използвайте бутоните H+ и H -, за да регулирате ширината на надписа.

Прикаченият архив съдържа всички необходими файлове за сглобяване на часовника;

Архив за статията

Ако имате някакви въпроси относно дизайна на часовника, задайте ги във форума, ще се опитам да помогна и да отговоря на вашите въпроси, доколкото е възможно.

Необичаен динамичен LED часовник, задвижван от мотор от твърд диск.

Схема на устройството:

Е, когато всички съмнения бъдат загърбени, можем да започнем...

За да направим часовник с перка ще ни трябва:

* 2 листа фибростъкло, като единият е двустранен (45*120мм), а вторият е едностранен (35*60мм).
* Желязо и железен хлорид (за дъски за ецване).
* Мотор от HDD устройство.
* Поялник с тънък накрайник, мини бормашина.

За часовници:

* LED драйвер MBI5170CD(SOP16, 8 bit) - 4 бр.
* Часовник за реално време DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - 1 бр.
* Микроконтролер ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) - 1 бр.
* Кварцови резонатори 16MHz - 1 бр.
* Кварцови резонатори 32kHz - 1 бр.

* Кер. кондензатор 100nF (0603 SMD) - 6 бр.
* Кер. кондензатор 22pF (0603 SMD) - 2 бр.
* Кер. кондензатор 10mF*10v (0603 SMD) - 2 бр.
* Резистор 10kOm (0603 SMD) - 5 бр.
* Резистор 200Om (0603 SMD) - 1 бр.
* Резистор 270Om (0603 SMD) - 1 бр.
* 2kOm резистор (0603 SMD) - 4 бр.
* Батерия за часовник и стойка за нея
* IR LED
* IR транзистор
* Светодиоди (0850) 33 броя (един от тях (последният) може да е с различен цвят)

За водача на мотора:

* Мотор драйвер TDA5140A - 1 бр.
* Линеен стабилизатор 78M05CDT - 1 бр.
* Кондензатор 100 mF полярен (0603 SMD) - 1 бр.
* Кер. кондензатор 100 nF (0603 SMD) - 1 бр.
* Кондензатор 10 mF полярен (0603 SMD) - 2 бр.
* Кер. кондензатор 10 nF (0603 SMD) - 1 бр.
* Кер. кондензатор 220 nF (0603 SMD) - 1 бр.
* 20 nF - 2 бр.
* Резистор 10 kOm (0603 SMD) - 1 бр.

1) Първо трябва да направим 2 дъски.

2) Търсим стар ненужен твърд диск, за да извадим мотора от него, при някои хард дискове моторът не е закрепен с болтове, а е притиснат в корпуса, обърнете внимание на това при избора на твърд диск, в противен случай ще трябва да го изрежа :)

Този проект за витлов часовник използва така наречения POV ( Ппостоянство О f V ision)-ефект или казано на руски: ефект на постоянство. Ефектът се основава на способността на мозъка и очите ни да комбинират бързо променящи се (движещи се или трептящи) картини в едно изображение. Например кинематографичният ефект се основава на това.

В YouTube има много различни видеоклипове с POV ефекти, но сред тях има малко информация за това как да направите такива устройства със собствените си ръце. В проекта по-долу ще се опитам да опиша процеса на създаване на POV устройство.

Цели и задачи на проекта

Целта на този проект е да се създаде часовник с витло с помощта на един цвят, като се използва POV ефектът за създаване на оптична илюзия. Устройството трябва да показва изображението (по-точно част от него в определена точка) по целия кръг от 0° до 360° с точност до 1°. IR предавател, свързан с IR приемник, образува нулева точка за проследяване на местоположението на перката.

Нашето POV устройство използва два източника на захранване: единият е разположен на платката на витлото, а вторият управлява двигателя, който върти витлото. Принципът на работа на POV ще бъде следният: започнете от нулевата точка, след което всеки 1° ще светва в зависимост от местоположението на перката в 360° кръг.

Използвани радиоелементи

PIC18F252 - микроконтролер. Основният елемент на нашето устройство.

74LS373 (домашен аналог 555IR22) - регистър на ключалката за управление на светодиоди.

Вентилатор за компютър (3800 оборота в минута) - избрах вентилатор с вграден контролер за скорост и мощност. Ефектът POV изисква вентилатор със скорост на въртене поне 3600 rpm.

Инфрачервен светодиод и фототранзистор - чифт от тези елементи е предназначен за проследяване на нулевата точка. Когато витлото пресече нулевата точка, в микроконтролера се задейства прекъсване, което кара програмата за визуализация да започне от 0°.

Освен това проектът използва:
7805 +5V преобразувател
47uF кондензатор
40 MHz кварц
2x 330 резистора
16x зелени светодиода
IR диод
Фототранзистор
Дъска за хляб
Свързващи проводници
9V държач за батерия
PICkit2 програмист

POV електрическа схема

Схемата на устройството не е сложна и съдържа три основни компонента: конвертор 7805 в захранването, микроконтролер PIC18F252 и регистър 74LS373 за управление на светодиодите и IR диод и фототранзистор за проследяване на нулевата точка.

Накратко за основните модули на устройството:

Захранване
Получаваме стандартен +5V за захранване на микроконтролера през преобразувателя LM7805 (корпус T220). Изходният кондензатор служи за филтриране на пренапрежения на напрежението.

LED управление
PIC18F252 използва 8-битова шина за данни с 2 контролни линии 74LS373, които включват или изключват светодиодите в зависимост от входящите данни. С този дизайн на веригата само една микросхема 74LS373 може да се управлява едновременно, така че светодиодите не светят със 100% синхронизация.

Проследяване на нулева точка
Синхронизирането на изображението се извършва с помощта на нулева точка, която се проследява с помощта на IR диод и фототранзистор. Когато светлината от диода удари транзистора, той се отваря и +5V от колектора преминава към +0V на емитера. PIC контролерът открива затихването на сигнала и изпълнява програма за връщане на нула.

Относно чипа 74LS373

Чипът 74LS373 (домашен аналог на 555IR22) е регистър с ключалка с три изходни състояния, съдържащ 8 D-тригера. PDF лист с данни.

Използвах този чип като LED драйвер. Изходът m/s включва или изключва съответните светодиоди. Всеки m/s има два контролни входа: LE (разрешаване на заключването) и OE (разрешаване на изхода). По-долу ще опиша накратко как да използваме тези входове в нашия проект.

Разрешаване на изход (OE)- свързва / изключва изхода на микросхемата. Входът е обърнат. Ако входът е 1, тогава изходът има състояние на високо съпротивление, ако входът е 0, тогава данните се прехвърлят от вход към изход (вижте таблицата на истината в листа с данни).

Разрешаване на ключалката (LE)- вход, в зависимост от състоянието на който m/s ще запише текущото състояние на изходите, или ще зададе ново състояние на изходите, в зависимост от данните на входа. Ако LE входът е активен (логическа 1 на входа), тогава данните се прехвърлят свободно от вход към изход. Ако входът е 0, тогава не се предават данни и изходното състояние зависи от предишната стойност на входовете.

Изчисляване на POV времена

За да покажем съответните данни на определена POV позиция, трябва много точно да изчислим всички времена и закъснения. За щастие PIC има вграден таймер, който ще използваме.

Скорост на вентилатора = 3800 об./мин
Нека намерим честотата на въртене в секунда 3800/60 = 63,3333 rpm.
1 пълен кръг = 1/63,3333 = 0,015789 секунди
1° завъртане = 0,015789/360 = 0,000043859 секунди
Честота на изпълнение на инструкциите 40 MHz/4 = 10 MHz
Инструкции за 1° завъртане = 43,86 µs/10000000 = 438,6
Това са 438 инструкции за всеки 1° въртене.

Че. Като знаем скоростта на вентилатора, можем да намерим времето за завъртане с 1°. Получихме стойност от 43,86 µs, това ще бъде интервалът за извикване на прекъсването на микроконтролера, според който ще се актуализира състоянието на светодиодите. За да получим пълна картина, ще трябва да покажем неговото LED състояние за всеки от 360 градуса.

Проследяване на нулева позиция

За да може нашият POV проект да бъде по-точен при показване на картината, използвах контрол на нулевата точка с помощта на IR LED и фототранзистор. След като точката 0° бъде премината, изображението се нулира и започва нов цикъл.

Видеото по-горе показва пример за проста схема, използваща IR светодиод. Когато IR светодиодът е включен, фототранзисторът открива радиацията и изключва червения светодиод. Същият принцип се използва в нашия проект за откриване на нулевата позиция.

Картината по-горе показва как проследяването на нулевата точка е внедрено в нашия POV проект. Всеки път, когато перката премине през инфрачервения светодиод, транзисторът се отваря, свързвайки +5V от колектора към масата на емитера. PIC микроконтролерът открива този преход на състоянието и т.н. определя нулевата точка.

Изработка на витлова платформа

На снимката по-долу съм събрал всички части, които ще ни трябват, за да направим POV. Не е показано само захранването на вентилатора и IR диода.

Първо трябва да прикрепим вентилатора към основата, за това използваме 4 болта и гайки.

За да направите това, пробийте четири дупки в основата и фиксирайте вентилатора в центъра на основата.

Прикрепяме малко парче шперплат с помощта на лепило или епоксидна смола към вентилатора.

Изрязваме лопатките на вентилатора и прикрепяме 9V държача на батерията.

Пробиваме четири дупки в дъската и я закрепваме към 4 шипа от шперплат. Опитваме се да поддържаме баланс.

Развиваме дъската и я правим правоъгълна. След това го прикрепяме отново.

Разположение на радиокомпонентите

При подреждане на части на дъската трябва да се поддържа баланс, за да няма дисбаланс при въртене. Опитайте се да поставите частите по-близо до центъра и равномерно; в бъдеще можете да прикрепите тежести към дъската за балансиране (аз направих точно това, прикрепих две монети).

На макетната платка използвах монтаж с обвиване на тел, така нареченият метод от старата школа. Използвах гнезда за микросхеми.

Като начало поставих всички гнезда и компоненти на стабилизатора.

Следващата стъпка е да поставите светодиодите в един ред от противоположната страна на платката.

След като всичко е инсталирано, завъртете или запоете всички щифтове според електрическата схема на POV

Първо свързах PIC микроконтролера и джапанките

След това свързах светодиодите към източника на захранване и управляващата верига.

Последната стъпка беше да прикрепите инфрачервения светодиод към основата.

IR светодиодът трябва да бъде фиксиран много здраво

И трябва да се постави срещу фототранзистора на платката.

Нашият POV проект е почти готов!

Остава само да качите фърмуера и да го тествате

Софтуер

Основните функции в програмата са:
-Прекъсване с висок приоритет RB0
-Прекъсване на Timer0 с нисък приоритет

Прекъсване с висок приоритет RB0

Задачата на тази функция за прекъсване с висок приоритет е да нулира timer0 и да започне да извежда към светодиода от самото начало. Когато се генерира POV ефект, той се показва много пъти в секунда. Променливата led_count се използва като брояч на прекъсвания на таймера, за да се знае кой изход е зададен за извеждане към светодиода за показване. INT0 също се нулира.

Прекъсване на Timer0 с нисък приоритет

Void InterruptHandlerHigh() ( if(INTCONbits.INT0IF) //проверка дали INT0 флагът за прекъсване е зададен ( led_count = 325; WriteTimer0(0xFFE0); INTCONbits.TMR0IF = 0; //Изчистване на TMR0 флаг INTCONbits.INT0IF = 0; ) INTCONbits. GIEH = 1; )

Когато бъде прекъсната от Timer0, променливата led_count се намалява. Условието if/else се използва за извеждане на часовникови данни/текст и т.н.

POV тестване

Стигнахме до финалния етап на нашия POV проект. Остава само да стартирате всичко и да се насладите на POV ефекта. В клипа по-долу можете да видите всички етапи на конструиране и тестване на витловия часовник.

Интервали от 1° могат лесно да бъдат обработени от 40 MHz MK. Че. Можете да показвате както графична информация, така и текст, мисля, че флаш паметта на микроконтролера е достатъчна за всякакви модели

В заключение, бих искал да кажа, че това е много прост POV проект, който можете да използвате като основа за всяка ваша подобрена POV. И тук има какво да се подобри: това може да бъде използването на RGB светодиоди за получаване на цветно изображение или използването на един източник на захранване за цялата система и т.н. Това витло работи само няколко часа с 9V батерия.

Изтегляне на източници

Оригинална статия на английски (превод на А. В. Колтиков за сайта)

Списък на радиоелементите

Това видео показва интересен часовник, наречен пропелер. Изработката им отне три вечери. Преди това нямаше добра диаграма на този часовник. Сега, когато беше намерена много добра, проста и лесна за сглобяване схема, се появи възможността да я повторим. Схемата съдържа файлове с печатни платки. Веригата на часовника е проста, достъпна за начинаещи радиолюбители, които могат да направят печатни платки и да мигат контролера.

Радио компонентите могат да бъдат закупени евтино в този китайски магазин.

Защо часовникът се нарича перка? Този дизайн се върти от вентилатор, тоест компютърен охладител. Както можете да видите, на ротора има контролна платка със светодиоди. Създават ефект на часовник. Светодиодите се управляват от микропроцесори, които в определени моменти светят светодиодите и създават образен ефект в пространството на циферблата.

Във видеото изображението леко трепти, но това е само ефект от видеозапис. Всъщност всичко свети много ярко и ясно, особено на тъмно.

Видеото показва, че можете правилно да настроите времето и да управлявате двигателя, който върти светодиодите.

Резултатът беше много красив, интересен часовник с необичаен механизъм и принцип на действие. За автоматичните часовници.

Витлов часовник на двигател с твърд диск

Необичаен динамичен LED часовник, задвижван от мотор от твърд диск.

Часовник с витло

Схема на устройството:

Схематична диаграма Снимка: 1

Електрическа схема Снимка: 2

Принципна схема Снимка: 3

Принципна схема Снимка: 4

Е, когато всички съмнения бъдат загърбени, можем да започнем...

За да направим часовник с перка ще ни трябва:

* 2 листа фибростъкло, като единият е двустранен (45*120мм), а вторият е едностранен (35*60мм).
* Желязо и железен хлорид (за дъски за ецване).
* Мотор от HDD устройство.
* Поялник с тънък накрайник, мини бормашина.

За часовници:

* LED драйвер MBI5170CD(SOP16, 8 bit) – 4 бр.
* Часовник за реално време DS1307Z/ZN(SMD, SO8) – 1 бр.
* Микроконтролер ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) – 1 бр.
* Кварцови резонатори 16MHz – 1 бр.
* Кварцови резонатори 32kHz – 1 бр.

* Кер. кондензатор 100nF (0603 SMD) – 6 бр.
* Кер. кондензатор 22pF (0603 SMD) – 2 бр.
* Кер. кондензатор 10mF*10v (0603 SMD) – 2 бр.
* Резистор 10kOm (0603 SMD) – 5 бр.
* Резистор 200Om (0603 SMD) – 1 бр.
* Резистор 270Om (0603 SMD) – 1 бр.
* Резистор 2kOm (0603 SMD) – 4 бр.
* Батерия за часовник и стойка за нея
* IR LED
* IR транзистор
* Светодиоди (0850) 33 броя (един от тях (последният) може да е с различен цвят)

За водача на мотора:

* Мотор драйвер TDA5140A – 1 бр.
* Линеен стабилизатор 78M05CDT – 1 бр.
* Кондензатор 100 mF полярен (0603 SMD) – 1 бр.
* Кер. кондензатор 100 nF (0603 SMD) – 1 бр.
* Кондензатор 10 mF полярен (0603 SMD) – 2 бр.
* Кер. кондензатор 10 nF (0603 SMD) – 1 бр.
* Кер. кондензатор 220 nF (0603 SMD) – 1 бр.
* 20 nF – 2 бр.
* Резистор 10 kOm (0603 SMD) – 1 бр.

1) Първо трябва да направим 2 дъски.

Изглед отдолу на печатна платка

Изглед отгоре на печатна платка

2) Търсим стар ненужен твърд диск, за да извадим мотора от него, при някои хард дискове моторът не е закрепен с болтове, а е притиснат в корпуса, обърнете внимание на това при избора на твърд диск, в противен случай ще трябва да го изрежа :)

В интернет могат да бъдат намерени много странни електронни проекти, които не дават почивка на любознателния ум.
И въпреки че „часовникът с витло“ далеч не е нещо ново в голямата мрежа, когато един ден попаднах на диаграма на часовник със стробоскопичен ефект, не можах да го подмина.

Малко теория

Платката е преработена за SMD компоненти, тъй като колкото по-лека е платката, толкова по-малко е натоварването на вентилатора.

Въртящата се част се състои от основна платка и индикационна платка, на която са монтирани светодиоди.

Дължината на рамото може да се регулира по вкус, съобразено с удобното гледане на светещата част. Според мен 90-110 градусово сканиране е оптимално. Опция за сканиране под 90 градуса ще обърка числата, а повече от 110 градуса ще разтегне изображението твърде много в диаметър.

Първоначално избрах дължина на рамото 65 мм, но опитът беше неуспешен и отрязах готовата дъска до 45 мм.

LED платката изглежда така:

Връзките между две платки се осъществяват чрез запояване на свързващите подложки. Гравих платките, извърших монтаж и ги свързах. Сега трябва да ги поставите върху ротора на вентилатора.
За да направя това, пробих 3 дупки с разпръскване от 120 градуса.

Дойде време за празен ход без микроконтролер. Поставих ротора с платките на мястото му на вентилатора и захранвах HF генератора, вентилаторът все още е неподвижен. Светодиодите за подсветка светнаха. Проверих входното напрежение, падна до 10 волта, това е нормално. Остава да инсталирате синхронизиращ оптрон, състоящ се от инфрачервен фотодиод и инфрачервен светодиод. IR светодиод беше залепен към основата на вентилатора и захранван от основното захранване +12 V чрез резистор 470 Ohm. Върху платката е запоен обикновен IR фотодиод.
Инсталирах оптрона така, че при въртене фотодиодът да лети над светодиода възможно най-близо.

Време е за стартиране!

Позволете ми да отбележа още веднъж, че вентилаторите с ниска мощност няма да ускорят този дизайн до необходимата скорост на въртене и картината ще мига пред очите ви. Преработих проекта три пъти и само версията на вентилатор с параметри 0,4 A; 4,8 W; 3200 оборота работят добре.

Очевиден недостатък на дизайна е липсата на резервно захранване на контролера. Да, да, времето ще се нулира всеки път, когато основното +12V захранване бъде премахнато.