مصدر الطاقة لمروحة الساعة. بوف - ساعة المروحة. مخطط دائرة بوف

أخيرًا، حققت حلمي الطويل - لقد صنعت ساعة مروحية! خطرت لي هذه الفكرة منذ بضع سنوات عندما رأيت هذه الساعة على موقع YouTube.
كان تنفيذ الفكرة معقدًا بسبب حقيقة أن جميع الدوائر، وهناك ببساطة الكثير منها على الإنترنت، يتم تنفيذها على وحدات تحكم PIC، وما زلت غير قادر على وميضها. لقد جربت مجموعة من المبرمجين، لكن إما أن يدي ملتوية، أو أن النجوم كانت مصطفة في ذلك الوقت، لكن كل محاولاتي باءت بالفشل. لكنني لم أجد أي دوائر على متحكمات Atmel، والتي ليس لدي أي مشاكل في برمجتها. حاولت تشجيع المبرمجين الذين أعرفهم على كتابة برنامج لـ AVR، لكنهم لم يجدوا استجابة في نفوسهم. ربما كانت الفكرة ستبقى مدفونة تحت ركام الأمل المنهار، لكني بدأت مؤخراً بالبحث في مجموعتي من الدوائر المتنوعة على الأقراص التي اشتريتها من سوق السلع المستعملة...

تحديث صغير . تبين أن الساعات المذكورة أعلاه يصعب على قرائنا تكرارها. ولذلك، تم عمل نسخة مبسطة، دون استخدام الآلات. مفصلة

يمكن العثور على العديد من المشاريع الإلكترونية الغريبة على الإنترنت، مما لا يمنح العقل الفضولي أي راحة.
وعلى الرغم من أن "الساعة المروحية" ليست شيئًا جديدًا على شبكة الإنترنت الكبيرة، إلا أنني عندما عثرت ذات يوم على رسم تخطيطي لساعة ذات تأثير اصطرابي، لم أستطع تجاوزه.

القليل من النظرية

الفكرة الرئيسية للجهاز هي التحكم الدقيق في مجموعة من مصابيح LED المثبتة على قاعدة سريعة الدوران.

يحدد الكود حلقة تتكرر من مقاطعة خارجية. لنفترض أن طول الدفقة الإجمالي هو 15 مللي ثانية. خلال هذه الفترة الزمنية، يضيء كل مصباح LED عددًا ن من المرات. عند سرعات الدوران المنخفضة، لن تكتشف العين البشرية سوى تشغيل واحد لجميع مصابيح LED في وقت واحد. ولكن، بمجرد زيادة سرعة الدوران، ستبدأ فترات زمنية صغيرة من الانفجار العام في التمدد على طول المحور X، وستبدأ العين في اكتشاف المحفزات غير المتزامنة. سيستمر هذا حتى يتم تحديد سرعة دوران معينة، حيث سيتم تدوير الفاصل الزمني البالغ 15 مللي ثانية إلى طول معين على طول المحور X، حيث ستكون الفترات الوامضة داخل الاندفاع الإجمالي مرئية بوضوح وسيتم رسم الأرقام التي ستضيف حتى الصورة العامة. ستؤدي الزيادة الإضافية في سرعة الدوران إلى تمدد الحزمة الإجمالية للنبضات وستصبح الأرقام غير قابلة للقراءة.

تم إعادة تصميم اللوحة لمكونات SMD، لأنه كلما كانت اللوحة أخف وزنًا، قل الحمل على المروحة.

يتكون الجزء الدوار من لوحة رئيسية ولوحة إشارة يتم تركيب مصابيح LED عليها.

لقد استخدمت الثنائيات شوتكي SS12 كثنائيات مقوم. لقد قمت بلحام مقبس ذو 18 سنًا أسفل وحدة التحكم الدقيقة، نظرًا لأن "البدء الخامل" كان ضروريًا.

يمكن تعديل طول الذراع حسب الذوق، مع مراعاة الرؤية المريحة للجزء المضيء. في رأيي، الفحص الأمثل هو 90-110 درجة. سيؤدي خيار المسح الضوئي الذي يقل عن 90 درجة إلى إرباك الأرقام، كما أن أكثر من 110 درجة ستؤدي إلى تمديد قطر الصورة بشكل كبير.

في البداية، اخترت طول الكتف 65 ملم، لكن التجربة لم تنجح وتم قطع اللوحة النهائية إلى 45 ملم.

تبدو لوحة LED كما يلي:

تحتوي على 7 مصابيح LED رئيسية و2 مصابيح LED للإضاءة الخلفية. يبلغ قطر جميع مصابيح LED 5 مم.

يتم إجراء التوصيلات بين اللوحتين عن طريق لحام منصات التوصيل. لقد قمت بحفر الألواح، وقمت بالتركيب، وقمت بتوصيلها. أنت الآن بحاجة إلى وضعها على دوار المروحة.
للقيام بذلك، قمت بحفر 3 ثقوب مع انتشار 120 درجة.

لقد قمت بإدخال براغي غاطسة بقطر 3 مم وطول 20 مم. لقد قمت بتثبيتها بالمكسرات وثبتت الألواح بها.

تم لحام نهايات اللف الثانوي باللوحة. لقد قمت بتثبيت ثقل موازن تعويضي على الجانب الآخر من لوحة العرض لتقليل النبضات أثناء الدوران.

لقد حان الوقت للتشغيل في وضع الخمول بدون متحكم دقيق. لقد وضعت الدوار مع لوحات الدوائر في مكانها على المروحة وقمت بتزويد مولد التردد العالي بالطاقة، ولا تزال المروحة ثابتة. تم تشغيل مصابيح الإضاءة الخلفية. لقد قمت بفحص جهد الدخل، لقد انخفض إلى 10 فولت، وهذا أمر طبيعي. يبقى تثبيت optocoupler متزامن يتكون من صمام ثنائي ضوئي للأشعة تحت الحمراء ومصباح LED للأشعة تحت الحمراء. تم لصق مصباح LED بالأشعة تحت الحمراء على قاعدة المروحة وتم تشغيله من مصدر الطاقة الرئيسي +12 فولت من خلال مقاومة 470 أوم. يتم لحام الثنائي الضوئي IR العادي على اللوحة.
لقد قمت بتثبيت optocoupler بحيث يطير الصمام الثنائي الضوئي عند تدويره فوق مؤشر LED في أقرب وقت ممكن.

لقد برمجته.
لقد قمت بتثبيت وحدة التحكم في المقبس وقمت بتثبيت الدوار بحلقة احتجاز.

حان الوقت للانطلاق!

التضمين الأول أسعدني وحزنني في نفس الوقت. عملت الدائرة، وأظهرت مصابيح LED الوقت 12:00، كما كان من المفترض أن تفعل ذلك، ولكن الصورة كانت ضبابية على طول المحور X. بدأت "استخلاص المعلومات"، ونتيجة لذلك، توصلت إلى استنتاج مفاده أنه من الضروري استبدال الثنائي الضوئي. تبين أن انتشار منطقة الاستجابة من الانقطاع الخارجي لعضو الكنيست كبير جدًا.

قررت تركيب صمام ثنائي ضوئي بنمط إشعاع أضيق، وقمت أيضًا بتغطية مؤشر LED بشريط كهربائي أسود.

انخفضت منطقة الإثارة بمقدار 2-3 مرات، وكان التنشيط اللاحق ممتعًا: اختفى التمويه تمامًا.

اسمحوا لي أن أشير مرة أخرى إلى أن المراوح منخفضة الطاقة لن تقوم بتسريع هذا التصميم إلى سرعة الدوران المطلوبة، وسوف تومض الصورة أمام عينيك. لقد قمت بإعادة صياغة المشروع ثلاث مرات، وفقط الإصدار الموجود على مروحة بمعلمات تبلغ 0.4 أمبير؛ 4.8 واط؛ 3200 دورة في الدقيقة عملت بشكل جيد.

العيب الواضح للتصميم هو عدم وجود مصدر طاقة احتياطي لوحدة التحكم. نعم، نعم، سيتم إعادة ضبط الوقت في كل مرة تتم فيها إزالة مصدر الطاقة الرئيسي +12 فولت.

هذه المقالة هي عن صنع ساعات غير عادية. لديهم العديد من الأسماء - ساعات المروحة، ساعات بوب بليك. شاشة هذه الساعة ليست مثل أي من الساعات التي اعتدنا عليها. يتم استخدام شاشة ميكانيكية لعرض الوقت. إنها رافعة تدور بسرعة مع مصابيح LED مثبتة عليها، والتي تشكل الصورة.
تدور الرافعة بتردد حوالي 1500 دورة في الدقيقة وتضيء الثنائيات وتنطفئ لفترة زمنية محددة بدقة. نظرًا لأن الرافعة تدور بسرعة عالية، فهي غير مرئية تقريبًا، ولا نرى سوى ومضات من مصابيح LED. في كل موضع للرافعة، تضيء مصابيح LED في مجموعة معينة، مما يسمح لك بإنشاء معلومات رسومية ونصية.
اعتمادًا على شكل الرافعة، يمكن أن تكون الشاشة على شكل أسطوانة أو قرص. تتيح لك الرافعة المستقيمة تقليد الساعة.
ويعتقد أن بوب بليك كان أول من صنع مثل هذه الساعة. يمكنك العثور على الإنترنت على عدد كبير من الخيارات المختلفة لمثل هذه الساعات. تم تصميم هذه الساعة على طراز Henk Sotheby's.

وظائف رئيسيه
فيما يلي الوظائف الرئيسية للساعة:
عرض الوقت والتاريخ
ضبط جميع المعلمات من جهاز التحكم عن بعد من النوع RC-5
عرض الوقت في الأوضاع الرقمية والاتصال الهاتفي بدون تاريخ ومع التاريخ
عرض أقسام الخمس دقائق
يستخدم مصابيح LED فائقة السطوع مقاس 5 مم
خط زاحف مع مولد الشخصية.
تتم كتابة سطر تشغيل بطول 128 حرفًا إلى EEPROM.
الوضع التجريبي. التبديل الدوري بين العرض التناظري والرقمي.

تحديد الوقت
وبما أن جميع الإلكترونيات موجودة على رافعة دوارة، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو: كيفية ضبط الوقت؟ في العديد من النماذج، يتم ضبط الوقت على الرافعة نفسها باستخدام أزرار خاصة. مع هذا التصميم، لن تتمكن من رؤية الوقت المحدد إلا بعد تنشيط الرافعة. إذا كان الإعداد غير صحيح، فسيتعين عليك إيقاف الرافعة مرارًا وتكرارًا وضبط الوقت بشكل أعمى. في هذه الساعة، يتم الإعداد من جهاز التحكم عن بعد. يبدو ضبط الوقت في وضع الاتصال مثيرًا للإعجاب بشكل خاص.

علم الميكانيكا

دعنا ننتقل إلى أصعب مرحلة في صناعة الساعات - الميكانيكا. أولا، تحتاج إلى مروحة من مصدر الطاقة للكمبيوتر. يُنصح بشدة باستخدام مروحة عالية الجودة مزودة بمحامل كروية، حيث سيؤدي ذلك إلى إطالة عمر ساعتك بشكل كبير. كقاعدة عامة، تبلغ سرعة دوران مراوح الكمبيوتر 3000 دورة في الدقيقة أو 50 دورة في الثانية. تسمح سرعة الدوران هذه بالحصول على صورة مستقرة جدًا. لكن الرافعة التي تدور بهذه السرعة تخلق الكثير من الضوضاء. لذلك قمت بتخفيض السرعة إلى مستوى ضوضاء مقبول.

يمكن نقل الطاقة من الجزء الثابت إلى الجزء الدوار بطرق مختلفة. الأكثر شيوعًا هو الاتصال المنزلق. هذه الطريقة لها عيوب كثيرة - عدم استقرار الاتصال، والضوضاء، والتآكل الميكانيكي. الساعة التي صنعتها استخدمت طريقة أكثر أناقة. محول يتكون من عمل متحرك وثابت. ولعل إنتاجها هو أهم مرحلة في صناعة الساعات. بادئ ذي بدء، تحتاج إلى تفكيك المروحة بعناية. للقيام بذلك، تحتاج إلى إزالة الملصق من الخلف. واسحب حلقة التثبيت بعناية. وبعد ذلك يمكنك إزالة المكره والدوار. لم نعد بحاجة إلى المكره البلاستيكية أيضًا. نقوم بإزالته من القاعدة المعدنية ونلف الملف الثانوي عليه. يحتوي اللف على حوالي 150 لفة من سلك اللف بقطر 0.3 مم. هذه حوالي 5 طبقات، كل طبقة كانت مغلفة بمادة سيليكون مانعة للتسرب (متوفرة في أي سوق بناء) وتجفيفها.

أوصي بشدة باستخدام سلك عازل للحرير - فهذا سيجعل من السهل إصلاح المنعطفات. سوف ينزلق السلك العادي من القاعدة المعدنية.
لربط الرافعة، يتم حفر عدة ثقوب في الدوار.
تتم إزالة معظم البلاستيك من الجزء الثابت للمروحة، ولم يتبق سوى الإطار السفلي.

يجب أن تكون الفجوة بين اللفات الأولية والثانوية ضئيلة. في الواقع، يتراوح حجمه بين 0.3 – 0.7 ملم. للقيام باللف الأساسي، من الضروري عمل شياق. للقيام بذلك، خذ أي أسطوانة ذات حجم مناسب (لقد استخدمت مكثفا قديما)، حيث يتم لف الكمية المطلوبة من الورق بإحكام حتى يتم الوصول إلى القطر المطلوب. بعد ذلك، يتم لف حوالي 100 دورة من الأسلاك حول هذا الشياق، على غرار اللف الثانوي. بعد أن يجف مانع التسرب، يتم سحب الشياق بعناية. يتم توسيط حلقة السلك الناتجة وتثبيتها بمادة مانعة للتسرب في قاعدة المروحة. وهكذا حصلنا على محول لنقل الطاقة إلى الأجزاء الدوارة.

بعد ذلك، تحتاج إلى إنشاء مستشعر موضع الدوار. لهذا، يتم استخدام أي LED الأشعة تحت الحمراء والترانزستور الضوئي. يتم تثبيت LED على قاعدة ثابتة. الترانزستور الضوئي على الجزء الدوار في نفس نصف القطر. وهكذا فإن الترانزستور الضوئي يضيء مرة واحدة في كل دورة. أنها مريحة لاستخدام optocoupler قطع.

إلكترونيات
تتكون إلكترونيات الساعة من جزأين - دوار وثابت.

جزء ثابت
رسم تخطيطي للجزء الثابت

يتم تنفيذه على المتحكم الدقيق pic16f628، الذي يقوم بفك تشفير الأوامر من جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء. يتيح لك ذلك تشغيل وإيقاف دوار الساعة. في وضع التشغيل، يقوم المتحكم الدقيق بتزويد إشارة PWM إلى بوابة الترانزستور، والتي تعدل الجهد في الملف الأولي للمحول. سيكون عليك تحديد تردد PWM بنفسك. لكل محول له قيمته المثلى. في نسختي كانت قيمتها حوالي 7 كيلو هرتز. عيب هذا هو صفير طفيف لدوار المحرك. ومن الأفضل أن يكون أكثر من 16 كيلو هرتز.

في وضع إيقاف التشغيل، يتم إيقاف تشغيل المحرك. ثم، بعد بضع ثوان، تنخفض دورة تشغيل النبضات في الملف الأولي. في هذا الوضع، هناك حاجة إلى الطاقة فقط للحفاظ على تشغيل الساعة.

لضبط سرعة المحرك، يتم استخدام دائرة كهربائية دقيقة LM317، والتي يتم تشغيلها بواسطة مفتاح على ترانزستور التأثير الميداني.

الجزء الدوار
رسم تخطيطي للجزء الدوار

تأتي الطاقة للجزء الدوار من اللف الموجود على الدوار. يتم توفير الجهد من الجزء الدوار إلى مقوم ومثبت يوفر 5 فولت لتشغيل وحدة التحكم الدقيقة. عند إدخال وحدة التحكم الدقيقة، ستكون هناك إشارات من مستشعر الأشعة تحت الحمراء من جهاز التحكم عن بعد ومستشعر موضع الرافعة.

يتم توصيل جميع مصابيح LED من خلال الترانزستورات التي يتم تشغيلها في وضع المصدر الحالي. وبالتالي، فإن مصابيح LED محمية من الجهد الزائد، والذي يمكن أن يصل إلى 40 فولت. قد يختلف هذا الجهد اعتمادًا على مصابيح LED التي يتم تشغيلها في نفس الوقت. يمكن أن يصل تيار الصمام الثنائي إلى 50 مللي أمبير، حيث تعمل الثنائيات في وضع النبض.

يعرض هذا الفيديو ساعة مثيرة للاهتمام تسمى المروحة. استغرق صنعها ثلاث أمسيات. في السابق لم يكن هناك مخطط جيد لهذه الساعة. والآن بعد أن تم العثور على دائرة جيدة جدًا وبسيطة وسهلة التجميع، فقد سنحت الفرصة لتكرارها. يحتوي المخطط على ملفات تحتوي على لوحات دوائر مطبوعة. دائرة الساعة بسيطة ويمكن لهواة الراديو المبتدئين الوصول إليها والذين يمكنهم صنع لوحات دوائر مطبوعة ووميض وحدة التحكم.

يمكن شراء مكونات الراديو بسعر رخيص من هذا المتجر الصيني.

لماذا سميت الساعة بالمروحة؟ يتم تدوير هذا التصميم بواسطة مروحة، أي مبرد الكمبيوتر. كما ترون، هناك لوحة تحكم مع مصابيح LED على الدوار. أنها تخلق تأثير الساعة. يتم التحكم في مصابيح LED بواسطة معالجات دقيقة، والتي تضيء مصابيح LED في لحظات معينة وتنتج تأثير الصورة في مساحة القرص.

في الفيديو، تومض الصورة قليلاً، ولكن هذا مجرد تأثير لتسجيل الفيديو. في الواقع، كل شيء يضيء بشكل مشرق للغاية وواضح، خاصة في الظلام.

يوضح الفيديو أنه يمكنك ضبط الوقت بشكل صحيح والتحكم في المحرك الذي يقوم بتدوير مصابيح LED.

وكانت النتيجة ساعة جميلة جدًا ومثيرة للاهتمام بآلية ومبدأ تشغيل غير عاديين. حول الساعات الأوتوماتيكية.

ساعة المروحة على محرك القرص الصلب

ساعة LED ديناميكية غير عادية مدعومة بمحرك من القرص الصلب.

ساعة المروحة

مخطط الجهاز:

رسم تخطيطي الصورة: 1

مخطط الدائرة الصورة: 2

رسم تخطيطي الصورة: 3

رسم تخطيطي الصورة: 4

حسنًا، عندما نضع كل الشكوك جانبًا، يمكننا أن نبدأ...

لصنع ساعة المروحة سنحتاج إلى:

* 2 ورق فيبرجلاس واحدة وجهين (45*120 مم) والثانية وجه واحد (35*60 مم).
* الحديد وكلوريد الحديديك (لحفر الألواح).
* محرك من محرك الأقراص الصلبة.
* مكواة لحام ذات طرف رفيع، مثقاب صغير.

للساعات:

* برنامج تشغيل LED MBI5170CD (SOP16، 8 بت) – 4 قطع.
* ساعة الوقت الحقيقي DS1307Z/ZN(SMD, SO8) – قطعة واحدة.
* متحكم دقيق ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) – قطعة واحدة.
* مرنانات كوارتز 16 ميجا هرتز – قطعة واحدة.
* مرنانات كوارتز 32 كيلو هرتز – قطعة واحدة.

* كير. مكثف 100nF (0603 SMD) – 6 قطع.
* كير. مكثف 22pF (0603 SMD) – 2 قطعة.
* كير. مكثف 10mF * 10v (0603 SMD) – 2 قطعة.
* المقاوم 10 كيلو أوم (0603 SMD) – 5 قطع.
* المقاوم 200 أوم (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* المقاوم 270 أوم (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* مقاومة 2 كيلو أوم (0603 SMD) – 4 قطع.
* بطارية الساعة وحامل لها
* الأشعة تحت الحمراء LED
* ترانزستور الأشعة تحت الحمراء
* مصابيح LED (0850) 33 قطعة (واحدة منها (الأخيرة) يمكن أن تكون بلون مختلف)

بالنسبة لسائق السيارة:

* سائق محرك TDA5140A – قطعة واحدة.
* المثبت الخطي 78M05CDT – قطعة واحدة.
* مكثف 100 ميلي فاراد قطبي (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* كير. مكثف 100 نانو فهرنهايت (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* مكثف 10 ميلي فاراد قطبي (0603 SMD) – قطعتين.
* كير. مكثف 10 nF (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* كير. مكثف 220 نانو فاراد (0603 SMD) – قطعة واحدة.
* 20 نانو فاراد – 2 قطعة.
* المقاوم 10 كيلو أوم (0603 SMD) – قطعة واحدة.

1) نحتاج أولاً إلى عمل لوحتين.

عرض أسفل لوحة الدوائر المطبوعة

منظر علوي للوحة الدوائر المطبوعة

2) نحن نبحث عن محرك أقراص ثابت قديم غير ضروري لإزالة المحرك منه، في بعض محركات الأقراص الثابتة، لا يتم ربط المحرك بمسامير، ولكن يتم ضغطه في العلبة، انتبه لهذا عند اختيار محرك الأقراص الثابتة، وإلا فسوف تقوم بذلك يجب أن تقطعها :)

ساعة LED ديناميكية غير عادية مدعومة بمحرك من القرص الصلب.

مخطط الجهاز:

حسنًا، عندما نضع كل الشكوك جانبًا، يمكننا أن نبدأ...

لصنع ساعة المروحة سنحتاج إلى:

* 2 ورق فيبرجلاس واحدة وجهين (45*120 مم) والثانية وجه واحد (35*60 مم).
* الحديد وكلوريد الحديديك (لحفر الألواح).
* محرك من محرك الأقراص الصلبة.
* مكواة لحام ذات طرف رفيع، مثقاب صغير.

للساعات:

* برنامج تشغيل LED MBI5170CD (SOP16، 8 بت) - 4 قطع.
* ساعة الوقت الحقيقي DS1307Z/ZN(SMD, SO8) - قطعة واحدة.
* متحكم صغير ATmega32-16AU (32K فلاش، TQFP44، 16MH) - قطعة واحدة.
* مرنانات كوارتز 16 ميجا هرتز - قطعة واحدة.
* رنانات كوارتز 32 كيلو هرتز - قطعة واحدة.

* كير. مكثف 100nF (0603 SMD) - 6 قطع.
* كير. مكثف 22pF (0603 SMD) - قطعتان.
* كير. مكثف 10mF * 10v (0603 SMD) - 2 قطعة.
* المقاوم 10 كيلو أوم (0603 SMD) - 5 قطع.
* المقاوم 200 أوم (0603 سمد) - قطعة واحدة.
* المقاوم 270 أوم (0603 سمد) - قطعة واحدة.
* مقاومة 2 كيلو أوم (0603 SMD) - 4 قطع.
* بطارية الساعة وحامل لها
* الأشعة تحت الحمراء LED
* ترانزستور الأشعة تحت الحمراء
* مصابيح LED (0850) 33 قطعة (واحدة منها (الأخيرة) يمكن أن تكون بلون مختلف)

بالنسبة لسائق السيارة:

* سائق المحرك TDA5140A-قطعة واحدة.
* المثبت الخطي 78M05CDT – قطعة واحدة.
* مكثف 100 ميلي فاراد قطبي (0603 SMD) - قطعة واحدة.
* كير. مكثف 100 نانو فهرنهايت (0603 سمد) - قطعة واحدة.
* مكثف 10 ميلي فاراد قطبي (0603 SMD) - قطعتين.
* كير. مكثف 10 nF (0603 SMD) - قطعة واحدة.
* كير. مكثف 220 نانو فهرنهايت (0603 SMD) - قطعة واحدة.
* 20 نانو فاراد - 2 قطعة.
* المقاوم 10 كيلو أوم (0603 SMD) - قطعة واحدة.

1) نحتاج أولاً إلى عمل لوحتين.

2) نحن نبحث عن محرك أقراص ثابت قديم غير ضروري لإزالة المحرك منه، في بعض محركات الأقراص الثابتة، لا يتم ربط المحرك بمسامير، ولكن يتم ضغطه في العلبة، انتبه لهذا عند اختيار محرك الأقراص الثابتة، وإلا فسوف تقوم بذلك يجب أن تقطعها :)