Вращающиеся часы своими руками

Вращающиеся часы своими руками

Наконец-то реализовал свою давнишнюю мечту – сделал часы-пропеллер!
Я этой идеей загорелся несколько лет назад, когда увидел работу этих часов на You Tube.
Реализация задумки осложнялась тем, что все схемы, а их в интернете просто навалом, реализованы на PIC-контроллерах, а у меня до сих пор не получалось его прошить. Я перепробовал кучу программаторов но, либо руки у меня кривые, либо так на тот момент звёзды встали, однако все мои попытки не увенчались успехом. А схем на микроконтроллерах фирмы “Atmel”, с программированием которых у меня проблем не возникает, я так не нашёл. Пытался сподвигнуть знакомых программистов на написание программы для AVR, но не нашли отклика в их душах. Может идея так и осталась бы похороненной под обломками рухнувшей надежды, но недавно стал просматривал свою коллекцию всевозможных схем на дисках, которые я купил на барахолке.

Так вот на одном из дисков нашлась схема очень простого программатора и, как уверялось теми, кто её повторил, схема работает отлично и не требует большого количества деталей.

Ну, спаять такую плату – дело пятнадцати минут.

Но одной платы мало, для прошивки потребуется программа для компьютера. Я остановил свой выбор на бесплатной программе IC-Prog.

После установки, программа потребует некоторой настройки. При первом запуске, откроется окно, в нём надо указать, что для работы программатора надо использовать драйвер Windows.

Если это окно не открылось, или вы прозевали этот момент, то не всё потеряно: выбираем settings => options, нажимаем вкладку “Настройки” и устанавливаем так, как на картинке. Ещё можно включить русский язык: settings/options/language и выбираем из списка русский.

Далее опять открываем “Настройки”, выбираем “Опции” и выставляем всё, как на картинках.

На этом настройку программы можно завершить.

Теперь немного о самом процессе программирования. Вставляем микроконтроллер в панельку, подключаем программатор к COM-порту и подаём питание 12 вольт. Открываем программу IC-Prog 1.05d, в окошке справа надо указать тип используемой микросхемы, в данном случае PIC 16F84A, нажимаем на кнопку “Читать микросхему”

Если на микросхеме есть какая-то программа, то память микроконтроллера надо стереть нажав на кнопку “Стереть микросхему”. Теперь открываем файл прошивки.

Остаётся только нажать кнопку “Программировать микросхему” и начнётся процесс программирования.

Да, ещё надо не забыть указать, что используется внешний кварц.

Теперь пришло время рассказать о самой схеме часов и прошивках. Как я уже говорил, схем просто видимо-невидимо. Но эта конструкция сделана на контроллере PIC16F84A-04i/P, сама схема очень проста и не требует особых пояснений.
Для реализации этого проекта потребуется именно эта микросхема, есть ещё аналоги, но они для данной схемы не подходят.

В качестве датчика можно использовать любой фотодиод или фототранзистор. Катушка содержит 90 витков провода диаметром 0.3 миллиметра. Для этой схемы есть несколько вариантов прошивок: индикация часов и минут для дисплея на светодиодах диаметром 5 миллиметров, часы и минуты для дисплея на светодиодах диаметром 3 миллиметра и часы, минуты и секунды для дисплея на светодиодах 3 миллиметра.

Я сделал дисплей на светодиодах диаметром 5 миллиметров для возможно большего размера цифр, но кто-то может захотеть сделать небольшое устройство. Кстати, прошивка с секундами работает и на больших светодиодах, просто изображение растягивается на три четверти оборота и становится неудобным для обзора.
При изготовлении этих часов я сразу решил отказаться от использования скользящего контакта для питания часов, решено было использовать вращающийся трансформатор. Конструкция его очень проста: это две вложенные одна в другую катушки, на неподвижную подаётся высокочастотное напряжение, а на вращающейся наводится ЭДС, которая и питает схему. Вот простая схема генератора ВЧ-напряжения для питания неподвижной катушки.

Подстроечники служат для точной настройки генератора. Катушка наматывается проводом диаметром 0.5 миллиметра и содержит 40 витков.

Вращающиеся часы своими руками

Автор: Marcus
Опубликовано 28.08.2012
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса “Поздравь Кота по-человечески 2012!”

Привет, Радиокот! Поздравляю тебя с Днем Рождения и желаю, чтобы твой сундук со схемами и описаниями девайсов пополнялся всё большим количеством шедевров! И со своей стороны вручаю тебе вот такой вот красивый подарочек!

В интернете есть множество конструкций таких часов, однако все они не доведены до ума: в некоторых конструкциях энергия на подвижную часть передается через скользящий контакт – это шумно и ненадежно; при отключении питания почти во всех конструкциях время у часов сбрасывается; в некоторых конструкциях использована батарея резервного питания на подвижной части – страшно подумать какие возникают биения из-за батареи (это приводит к быстрому выходу из строя подшипника мотора). Кроме того, такие часы не оставишь на ночь включенными – шум мотора и яркая подсветка будут мешать уснуть.

  • сохранение времени и даты при отключении питания;
  • автоматическое отключение на определенный промежуток времени (например, когда дома никого нет, – чтобы понапрасну не расходовать ресурс мотора);
  • снижение яркости и скорости вращения стрелки в ночное время (ночью зрение более инерционно, поэтому снижение оборотов не приведет к сильному мерцанию часов);
  • энергия на стрелку должна передаваться бесконтактным методом;
  • управление часами с пульта ДУ и с компа;
  • максимальная надежность (никаких скользящих контактов и биений стрелки быть не должно);
  • конструкция должна быть из доступных компонентов;
Читайте также:
Гидравлический листогиб своими руками

Итак, часы делаем из двух плат – подвижная, находящаяся на роторе мотора и неподвижная. На подвижную плату было решено возложить только функцию индикации, а на неподвижную – все остальные функции. Энергию и данные на подвижную часть было решено передавать по трансформатору, об этом подробнее ниже)) А сейчас – схемы.

Рис. 1. Неподвижная часть (кликабельно)

Рис. 2. Подвижная часть (кликабельно)

Стационарная (неподвижная) часть.

Итак, начнем повествование с неподвижной части. Сердцем схемы является микроконтроллер (МК) DD3 ATmega48. Этот контроллер был выбран потому, что имеет 4 ШИМ-порта, у которых можно настраивать период ШИМ. Это очень удобно для экспериментального подбора рабочей частоты и скважности питающего напряжения вращающегося трансформатора. С помощью этих портов также можно управлять мостовым преобразователем с генерацией мертвого времени (dead-time, чтобы исключить одновременное открытие верхнего и нижнего транзистора). Такой преобразователь собран на элементах DA1, DA3, VT1, VT3. Топология «мост» выбрана неслучайно. При таком питании трансформатора, на вторичной обмотке не будет страшных выбросов, которые будут нам мешать, поскольку мы не только передаем на нее напряжение, но еще и данные.

Еще один вывод ШИМ задействован для регулировки скорости вращения мотора.

При отключении питания текущие время и дата должны сохраняться. За это отвечает микросхема часов реального времени DD2.

Чтобы часы управлялись с пульта, в схеме установлен фотоприемник TSOP4836. Хочу сказать, подойдет абсолютно любой фотоприемник на 5 В и рабочей частотой 36 кГц (38 кГц для пульта SONY). Кстати, прошивка написана для пультов SONY, в частности для RM-869.

Светодиод HL2 – инфракрасный. Его излучение используется стрелкой для определения своего положения.

На борту микроконтроллера также имеется аппаратный интерфейс UART. Через преобразователь интерфейсов USB-UART DD1, часы можно подсоединить к компу для конфигурирования и загрузки изображения/текста. Кроме того, по этому же интерфейсу можно и отправлять данные на подвижную часть! О передачи данных я расскажу попозже, а сейчас

Подвижная часть (стрелка).

Ядром стрелки является микроконтроллер ATmega8L, к портам которого через резисторы подсоединено 20 светодиодов, фотодиод как датчик положения, и выход дешифратора UART. Обращаю внимание, что половина светодиодов соединяется катодами к портам МК, а вторая половина – анодами. Это сделано для того чтобы распределить нагрузку между питающей и земляной шиной МК, и не перегружать одну из шин.

В качестве стабилизатора был выбран давно всеми избитый 78L05))). Ставить импульсный преобразователь не имеет смысла, т.к. большую часть времени идет сильная просадка на вторичной обмотке трансформатора. Имеет смысл поставить какой-нибудь LDO-стабилизатор, но выигрыш по сравнению с 78L05 будет минимальным. Фактически, в данном случае стабилизатор тут нужен только для того, чтобы не сжечь схему, когда не горят светодиоды, но в основном, большую часть времени выходные транзисторы стабилизатора открыты.

Стрелка определяет свое положение благодаря фотодиоду (или фототранзистору) HL21. Он может быть любым.

Через диод VD5 сигнал поступает на вход дешифратора. Дешифратор представляет из себя 2 RC-фильтра и 2 компаратора, которые преобразуют ВЧ сигнал высокого уровня в «1», а низкого уровня – в «0».

Ну и теперь самое интересное: как идет

Изначально предполагалось передавать данные путем изменения частоты питающего стрелку напряжения (20 кГц – «1», неактивный уровень UART; 100 кГц – «0», активный уровень UART). Однако красиво передача данных шла только при моделировании в Протеусе))) В реальности же это оказалось сделать почти невозможным.

Позже пришла идея переключать режим работы трансформатора мост/полумост. А прикол здесь вот в чем. При питании транса от мостового преобразователя (передаем «1»), на выходе трансформатора мы получаем и положительные и отрицательные импульсы. Таким образом, положительные импульсы проходят через диод VD5 и в точке А (рис. 2) мы получаем сигнал, форма которого показана на рис. 3.


Рис. 3. Форма сигнала в точке А рисунка 2 при работе трансформатора в режиме моста

Рис. 4. Форма сигнала в точке А рисунка 2 при работе трансформатора в режиме полумоста

Разница между представленными сигналами колоссальная! Далее после диода VD5 фильтруем сигнал с помощью DA3, и получаем на ее выходе чистый UART))

С указанными номиналами дешифратор работает на скорости до 1200 бит/с. Теоретически, можно достичь и большей скорости, но меня и эта вполне устроила.

Хочу заметить, для связи со стрелкой неподвижная часть тоже использует аппаратный UART. В нормальном режиме включена связь с компьютером: транзистор VT2 закрыт и данные на скорости 38400 бит/с без препятствий передаются на DD1 и далее на комп. Когда нужно передать данные на подвижную часть, мы открываем VT2, тем самым блокируя передачу данных на комп; конфигурируем скорость в 1200 кбит/с и включаем прерывания INT0 по фронту и срезу. В прерывании считываем состояния ножки и в соответствии с уровнем включаем трансформатор в нужный режим.

Читайте также:
Внутренняя шлифовка металла

При переходе в полумостовой режим, стрелка получает всего 50% мощности и плюс к этому более пульсирующее питающее напряжение (как будто с диодного моста перешли на один диод). Если в момент передачи данных горят светодиоды, то при передачи «0» мы получаем сильную просадку питающего напряжения. Так как МК работает на встроенном RC-генераторе, и его тактовая частота зависит от напряжения, то мы получаем рассинхронизацию при приеме данных. В связи с этим нужно либо гасить светодиоды во время обмена данными (как я и сделал), либо ставить кварц.

К статье прилагаю исходный код для стрелки. Он слабо закомментирован, но в принципе разобраться в нем не сложно. Опишу основные моменты:

  • Разрешение экрана составляет 3 градуса (1 оборот стрелки разбит 120 секторов)
  • Для вывода изображения используется двойной буфер – в одном рисуем, а второй индицируем. Это сделано для того, чтобы избежать мусора на экране в момент перерисовки.
  • Функция вывода изображения на экран написана на if-else, т.к. нужна высокая скорость ее выполнения.
  • Вычисление периода переключения секторов производится не каждый оборот, а только когда происходит некоторое изменение скорости вращения стрелки. Это помогает избежать сильного дерганья (джиттера) изображения, когда часы работают на стабильных оборотах.
  • Однако небольшое дерганье изображения иногда все же идет. Оно обусловлено отсутствием приоритетов прерываний в данном МК. Если вдруг раньше срабатывает прерывание от ИК-фотодиода, то изображение чуток смещается против часовой стрелки. Для устранения этого бага требуется МК с векторным контроллером прерываний.

Исходники стационарной части не выкладываю. Для нее прогу пришлось писать на скорую руку, и там все очень криво написано. Не хочу стыдиться. Но .hex выкладываю для обеих плат.

Теперь перейдем к моей самой нелюбимой части. Называется она

Рис. 5. Печатная плата неподвижной части (слева – вид сверху, справа – вид снизу)

Рис. 6. Подвижная часть. Овалом обозначены участки со снятой маской

На обратной стороне стрелки видим посадочное место под фотодиод и площадки со снятой маской. Эти площадки сделаны для балансировки: на них наносим припой до тех пор, пока не пропадут биения при вращении. Стрелка вращается со скоростью 40 об/мин, так что очень важно хорошо ее сбалансировать.

В качестве мотора я использовал обычный кулер. На рис. 7 показаны 2 кулера: один с подшипником скольжения второй – качения.

Рис. 7. Кулеры, использованные в качестве моторов в моих конструкциях. Слева – с подшипником качения, справа – скольжения

Казалось бы – подшипник качения конечно же будет лучше, но… Да, он действительно более дорогой, долговечный, и сразу набирает нужные обороты, но подводный камень тут в том, что плата управления в кулере с подшипником качения проще, и похоже она питает мотор чистыми прямоугольными импульсами (а не синусом), что приводит к сильному гулу мотора. В кулере с подшипником скольжения иная ситуация, там похоже синус на обмотках мотора и он практически бесшумен!

Теперь сборка. У кулера выкусываем все лопасти, и откусываем моторчик от креплений (рис. 8).

Рис. 8. Перекусываем крепления по линиям

Напильником сглаживаем образовавшиеся неровности на роторе. Затем на нем наматываем вторичную катушку (она будет питать стрелку). Аккуратно наматываем 60 витков проводом 0,2 мм. Катушку заклеиваем, чтобы не разматывалась. Получаем что-то вроде этого:

Рис. 9. Стрелка, установленная на роторе с намотанной вторичной катушкой

Затем делаем каркасик чуть большего диаметра, чем получившаяся катушка. Зазор между катушками должен быть как можно меньше! Затем на каркас наматываем первичную обмотку – 35 витков провода 0,35 мм. Ее мы приклеиваем к бывшим креплениям статора. В итоге получим то что показано на рис. 10.

Рис. 10. Монтаж первичной обмотки

ВНИМАНИЕ. Мотор не разбирать! Разборка увеличит его уровень шума и снизит его долговечность.

Теперь корпус.

Тут уж дело вкуса и возможностей каждого. Я делал из оргстекла. Лучше всего конечно заказать в фирме, которая занимается лазерной резкой, гравировкой. В приложениях к статье есть чертеж, по которому я уже заказывал лазерную резку оргстекла. Полученные после лазерной резки элементы удобно склеивать, и в итоге получается красивый корпус.

Когда корпус собран, к центру приклеиваем моторчик со стрелкой, на стойках сзади ставим стационарную плату, вставляем ИК-диод, все соединяем и готово! Можно включать! Все должно заработать сразу. Единственное, если не пойдет передача данных на стрелку, то может потребоваться подбор резистора R28 на стрелке.

Рис. 11. Готовая конструкция

Рис. 12. Готовая конструкция. Вид сбоку

Как пользоваться этим чудом техники.

А пользоваться им просто: управление идет с пульта. Назначение кнопок показано на рисунке 13.

Читайте также:
Гибкий мрамор своими руками

Рис. 13. Назначение кнопок пульта (кликабельно)

В нормальном режиме кнопки 0..9 выбирают режим индикации.

Любая кнопка настройки включает режим установки. При этом подсвечивается изменяемый параметр. Установка значения – кнопки 0…9, переход к другому значению: P+ и P-.

Ну, вроде всё рассказал))) Теперь немного фоток))

Рис. 14. Темы часов

Рис. 15. Вывод картинок

Рис. 16. Режим настроек

Рис. 17. Дневной (а) и ночной (б) режимы. Съемка велась при фиксированной выдержке

Кстати, по поводу ночного режима: яркость уменьшается за счет снижения мощности, подводимой к трансформатору (при этом трансформатор по-прежнему работает в мостовом режиме). Из-за понижения напряжения на стрелке, у нас просто начинают тускло светиться светодиоды, и никакого дополнительного ШИМа реализовывать не нужно))) Дешево и сердито!

Ну и напоследок – прототипы. С чего всё начиналось))


Рис. 18. Первая конструкция в работе

Рис. 19. Первая конструкция

Рис. 20. Как вариант корпуса (самодельный, сделан не лазерной резкой)

«Часы-пропеллер» с эффектом стробоскопа на PIC16F84A. LED POV Clock

Содержание / Contents

  • 1 Немного теории
  • 2 Практическая реализация на базе вентилятора от кулера ПК
  • 3 Бесконтактная передача энергии. Хитрый трансформатор
  • 4 Генератор высокой частоты для бесконтактной передачи питания
  • 5 Основная схема часов-стробоскопа
  • 6 Настало время пуска!
  • 7 Выбор светодиодов для стробоскопа
  • 8 Видео стробоскопических часов в работе
  • 9 Итоги
  • 10 Ссылки
  • 11 Файлы

↑ Немного теории

В коде задаётся цикл, который повторяется от внешнего прерывания. Допустим длина общей пачки 15 мс. В этот промежуток времени каждый светодиод загорается n-число раз. При малой частоте вращения человеческий глаз уловит лишь однократное включение всех светодиодов сразу. Но, стоит увеличить частоту вращения, и малые интервалы общей пачки начнут растягиваться по оси Х, и глаз уже начнёт улавливать неодновременные срабатывания. Так будет продолжаться до определённой граничной частоты вращения, при которой интервал длительностью 15 мс будет развёрнут на некоторую длину по оси X, при которой уже чётко будут различимы интервалы мигания внутри общей пачки и прорисуются цифры, которые сложатся в общую картину. Дальнейшее увеличение частоты вращения приведёт к растягиванию общей пачки импульсов и цифры станут не читаемы.

↑ Практическая реализация на базе вентилятора от кулера ПК

Практически же это реализуется на вращающемся основании, которым может послужить моторчик, пропеллер вентилятора или ещё что-нибудь. Я выбрал вариант с вентилятором от процессорного кулера.
Тут главное не ошибиться в выборе. Вентилятор под проект нужно брать помощнее (4-5 Вт, ток потребления 0,35-0,5 А) и с частотой вращения не менее 2200 оборотов в минуту.
Менее мощные варианты не подойдут, они просто не выйдут на расчётную частоту с грузом из планки светодиодов на роторе. Изначально я выбрал неудачный вариант: 1500 об/мин и 0,19А, он не потянул и выдавал не более 600-700 оборотов в минуту.
Затем на радиорынке я отыскал тайваньский вентилятор с частотой вращения 3200 об/мин и потреблением 0.4 А. С ним всё получилось.

Вентилятору нужно сделать ревизию. Первым делом нужно его разобрать. Замечу, что вентиляторы встречаются и не разборные.

Штифт находится в полуподвешенном состоянии при помощи стопорного кольца. Трение проточенной части штифта о стопорное кольцо незначительно вследствие того, что остриё штифта упирается в смазанную прокладку, тем самым удерживая проточенный участок её самой тонкой частью посередине стопорного кольца.

Самая сложная процедура при разборке – высверлить отверстие так чтобы достать стопорное кольцо, но не выбить внутренний конус, на котором всё держится. Для этого я использовал бур по стеклу диаметром 10 мм.

Сверлить нужно осторожно, чтобы не задеть элементы на плате, находящейся рядом.
Теперь снимаем стопорное кольцо, и ротор свободен.
Если не хотите таких проблем, то просто найдите разборный вентилятор с нужными параметрами.

↑ Бесконтактная передача энергии. Хитрый трансформатор

Одна из главных трудностей в реализации проекта состоит в передаче электроэнергии вращающейся вместе с ротором плате. Вариантов реализации немного: скользящие контакты и вращающийся трансформатор. Решил делать трансформатор. Так как сердечник поставить не представляется возможным, трансформатор будет работать на высокой частоте. Вторичную обмотку нужно мотать на роторе, а первичную на основании статора вблизи ротора с зазором 1-2,5 мм.

От разобранного вентилятора я взял роторную часть и срезал лопасти. Зачистил сначала грубо напильником, затем доработал мелкой наждачной бумагой.

Вот макет расположения обмоток.

Чтобы соблюсти зазор я делал «слоеный пирог». Для начала, в 2 слоя намотал на статор бумажный скотч, чтобы мотать легче было, и витки не соскальзывали.

Обмотку мотал проводом 0,2 мм. Отступил 2-3 мм, сделал запас отводов провода ок. 4 см и приклеил при помощи суперклея. Как только клей высох, начал мотать по направлению вниз. Когда до нижней границы остались те же 2-3 мм, закрепил нижние витки суперклеем, подождал, пропитал все витки цапонлаком и дал подсохнуть. Лак засох, пора мотать второй слой. Намотал второй слой, снова приклеил верхние витки суперклеем и пропитал лаком.

Читайте также:
Воздушный паяльник своими руками

Всего получилось 100 витков, примерно по 50 витков в слое. Если не пропитать лаком первый слой, то при намотке второго слоя провод может проскользнуть между витками первого слоя. Ничего особо страшного в электрическом плане не произойдёт, а вот эстетику испортит.

После того как лак подсох, я намотал слой плотной бумаги толщиной 1,5-2 мм поверх вторичной обмотки, чтобы был зазор между обмотками. Промазал сверху суперклеем.

Внимание! К первичной обмотке клеить эту бумагу не нужно! Получившееся кольцо должно сниматься с первичной обмотки.

Суперклей у меня засох неоднородно, и я обработал поверхность наждачной бумагой «нулёвкой». Суперклей впитался в слои бумаги, и кольцо получилось достаточно жёстким.


На бумажное кольцо намотал ещё слой плотной бумаги толщиной 2 мм, не приклеивая к первому кольцу. Снова промазал суперклеем. Второе бумажное кольцо и есть основание будущей первичной обмотки. Клей засох, обработал нулёвкой все шероховатости. Проверил, снимаются ли оба бумажных кольца с ротора. Снимаются отлично.

Благодаря этому способу с проклеенной бумагой можно не искать основание под первичную обмотку, да и с такой точностью для, сохранения нужного зазора, подобрать что-то другое очень сложно.

По образу вторичной обмотки, я на втором кольце намотал первичную обмотку. Пропитал лаком и дал высохнуть. С лаком нужно быть осторожнее, чтобы он не затёк между кольцами и не склеил их. Мотал первичку в ту же сторону. Необходим всего один слой 50-55 витков.

Разобрал кольца, установил ротор на основание вентилятора и суперклеем приклеил каркас с первичной обмоткой около вторичной, соблюдая зазор.

Трансформатор готов! Теперь его нужно запитать, а для этого нужен генератор высокой частоты.

↑ Генератор высокой частоты для бесконтактной передачи питания

Если питать NE555 от +12В, то полученное напряжение будет 30-40В, что многовато, поэтому генератор питаем от 5 Вольт через стабилизатор 7805.
После настройки я выпаял потенциометры и заменил их постоянными резисторами ближайшего номинала и провёл серию пробных стартов.

Трансформатор готов, подключен к генератору высокой частоты и выставлено нужное выходное напряжение. Полдела сделано! Теперь осталось самое вкусное – плата вращающейся части.

↑ Основная схема часов-стробоскопа

Основным элементом управления светодиодами является микроконтроллер PIC16F84A , который по сигналу синхронизации от оптопары включает светодиоды в нужном порядке. Питание микроконтроллера и светодиодов выполнено на стабилизаторе 78L05.

Плату переделал её под SMD-компоненты, ведь чем меньше вес платы, тем меньше нагрузка на вентилятор.

Вращающаяся часть состоит из основной платы и платы индикации, на которой установлены светодиоды.

В качестве выпрямительных диодов я использовал диоды Шоттки SS12. Под микроконтроллер впаял 18-контактную панельку, так как был необходим «холостой пуск».

Длина плеча может корректироваться по вкусу из учёта комфортного наблюдения светящейся части. По-моему мнению развёртка на 90-110 градусов оптимальная. Вариант развёртки менее, чем на 90 градусов собьёт цифры в кучу, а более 110 градусов чересчур растянет картинку по диаметру.

Изначально я выбрал длину плеча в 65 мм, но опыт был неудачным и уже готовую плату отпилил до 45 мм.

Плата со светодиодами имеет следующий вид.

На ней 7 основных светодиодов и 2 светодиода подсветки. Все светодиоды 5 мм в диаметре.

Соединения двух плат выполняются пайкой соединительных площадок. Платы вытравил, провёл монтаж, соединил. Теперь нужно посадить их на ротор вентилятора.
Для этого просверлил 3 отверстия с разбросом в 120 градусов.

Концы вторичной обмотки припаял к плате. На противоположную сторону от платы индикации поставил компенсирующий противовес, чтобы снизить биения при вращении.

Настал момент холостого прогона без микроконтроллера. Поставил ротор с платами в своё место на вентиляторе и подал питание на генератор ВЧ, вентилятор пока неподвижен. Загорелись светодиоды подсветки. Проверил напряжения на входе стабилизатора 78L05, оно просело до 10 Вольт , это нормально. Осталось установить синхронизирующую оптопару, состоящую из инфракрасного фотодиода и инфракрасного светодиода. ИК-светодиод приклеил к основанию вентилятора и запитал от основного питания +12 В через резистор 470 Ом. На плате впаял обычный ИК-фотодиод.
Установил оптопару так, чтобы при вращении фотодиод пролетал над светодиодом как можно ближе.

↑ Настало время пуска!

Область срабатывания уменьшилась 2-3 раза, и последующее включение обрадовало: размытость полностью исчезла.

Отмечу ещё раз, что маломощные вентиляторы не разгонят эту конструкцию до нужной частоты вращения, и картинка будет мелькать в глазах. Я переделывал проект раза три, и только вариант на вентиляторе с параметрами 0,4 А; 4,8 Вт; 3200 об/мин заработал отлично.

Очевидный минус конструкции – отсутствие резервного элемента питания контроллера. Да-да, время будет сбрасываться при каждом снятии основного питания +12В.

↑ Выбор светодиодов для стробоскопа

Для этой конструкции не нужно брать сверхъяркие светодиоды, следует ограничится светодиодами средней яркости. Цвет светодиодов индикации и подсветки — дело вкуса. Когда я запаял половину синих, а половину красных светодиодов и показал группе людей, то единого мнения не было. Кто-то видел чётче синие, а кто-то красные.

Читайте также:
Бур под столбы своими руками

↑ Видео стробоскопических часов в работе


Отмечу, что камера некорректно передаёт картинку, и этого мигания и эффекта «бегущих огней» в реальности нет.

↑ Итоги

Корпус пока не сделал и нахожусь в стадии обдумывания области применения сего изделия. Доминирующая идея – ночные часы в корпусе из оргстекла и завязанные на датчик движения, откалиброванного так, чтобы часы не запускались от каждого движения ноги на кровати.

↑ Ссылки

↑ Файлы

Схема и платы проекта.
shemaplata.zip 32.94 Kb ⇣ 49

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

POV – часы пропеллер

В данном проекте часов-пропеллера используется так называемый POV (Persistence Of Vision)-эффект или говоря по русски: эффект персистенции. Эффект основан на возможности нашего мозга и глаз соединять в одно изображение быстро меняющиеся (движущиеся или мерцающие) картинки. К примеру на этом основан эффект кинематографа.

На ютубе представлено множество различных видеороликов с POV-эффектом, однако среди них мало информации как сделать такие устройства своими руками. В нижеприведенном проекте я постараюсь описать процесс создания POV-устройства.

Цели и задачи проекта

Целью данного проекта является создание часов-пропеллера, использующих один цвет, с использованием POV-эффекта для создания оптической иллюзии. Устройство должно отображать изображение (точнее его часть в определенной точке) по всей окружности от 0° до 360° с точностью 1°. ИК-передатчик в паре с ИК-приемником, образуют нулевую точку для отслеживания местоположения пропеллера.

В нашем POV-девайсе используется два источника питания: один находится на плате пропеллера, второй управляет моторчиком, который вращает пропеллер. Принцип работы POV будет следующий: старт с нулевой точки, затем каждый 1° светодиоды будут загораться в зависимости от местоположения пропеллера в круге 360°.

Используемые радиоэлементы

PIC18F252 – микроконтроллер. Основной элемент нашего устройства.

74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) – регистр-защелка для управления светодиодами.

Компьютерный вентилятор (3800 об/мин) – я выбрал вентилятор с встроенным контроллером скорости и питания. Для POV-эффект требуется вентилятор с скоростью вращения не менее 3600 об/мин.

Инфракрасный светодиод и фототранзистор – пара этих элементов предназначена для отслеживания нулевой точки. Когда пропеллер пересекает нулевую точку, то в микроконтроллере срабатывает прерывание, по которому программа визуализации начинается с 0°.

Также, в проекте используются:
7805 +5В преобразователь
47мкФ конденсатор
40 МГц кварц
2x 330 резисторы
16x зеленые LED
ИК-диод
Фототранзистор
Макетная плата
Соединительные провода
9В держатель батарейки
PICkit2 программатор

Принципиальная схема POV

Схема устройства не сложная и содержит три основных компонента: преобразователь 7805 в источнике питания, микроконтроллер PIC18F252 и регистр 74LS373 для управления светодиодами и ИК-диод и фототранзистор для отслеживания нулевой точки.

Вкратце об основных модулях устройства:

Источник питания
Стандартные +5В для питания микроконтроллера получаем через преобразователь LM7805 (корпус Т220). Выходной конденсатор служит для фильтрации бросков напряжения.

Управление светодиодами
В PIC18F252 использована 8-бит шина данных с 2 линиями управления 74LS373, которые включают или выключают светодиоды, в зависимости от пришедших данных. При данном схемотехническом решении в один момент времени возможно управление только одной микросхемой 74LS373, поэтому светодиоды загораются не со 100% синхронностью.

Отслеживание нулевой точки
Синхронизации изображения осуществляется при помощи нулевой точки, для отслеживания которой используется ИК-диод и фототранзистор. Когда свет от диода попадает на транзистор, он открывается и +5В от коллектора идут к +0В эмиттера. Контроллер PIC обнаруживает спад сигнала и отрабатывает программу возврата к нулевой точке.

О микросхеме 74LS373

Микросхема 74LS373 (отечественный аналог 555ИР22) представляет собой регистр-защелку с тремя состояниями выходов, содержащая в себе 8 D-триггеров. Даташит PDF.

Данную микросхему я использовал в качестве LED-драйвера. Выхода м/с включают или выключают соответствующие светодиоды. Каждая м/с имеет два входа управления: LE (Latch Enable) и OE (Output Enable). Ниже, я кратко опишу как применять эти входы в нашем проекте.

Output Enable (OE) – подключает/отключает выхода микросхемы. Вход инверсный. Если на входе 1, то выхода имеет состояние высокого сопротивления, если на входе 0, то данные передаются от входа к выходу (см. таблицу истинности в даташите).

Latch Enable (LE) – вход, в зависимости от состоянии которого м/с будет сохранять текущее состояние выходов, либо устанавливать новое состояние выходов, в зависимости от данных на входе. Если вход LE активен (логическая 1 на входе), то данные свободно передаются от входа к выходу. Если на входе 0, то данные не передаются, а выходное состояние зависит от предыдущего значения входов.

Расчет таймингов POV

Для того, чтобы в определенном положении POV отображать соответствующие данные, мы должны очень точно рассчитать все тайминги и задержки. К счастью, контроллер PIC содержит встроенный таймер, который мы и будем использовать.

Частота вращения вентилятора = 3800 об/мин
Найдем частоту вращения в секунду 3800/60 = 63.3333 об/сек.
1 полный круг = 1/63.3333 = 0.015789 секунд
1° вращения = 0.015789/360 = 0.000043859 секунд
Частота выполнения инструкции 40 МГц/4 = 10 МГц
Инструкций на 1° вращения = 43.86 мкс/10000000 = 438.6
Получается 438 инструкций на каждый 1° вращения

Читайте также:
Байпас в системе отопления своими руками

Т.о. зная частоту вращения вентилятора, мы можем найти время для поворота на 1°. У нас получилось значение 43.86 мкс, это будет интервал вызова прерывания микроконтроллера, по которому будет обновляться состояние светодиодов. Для получения полной картинки, нам нужно будет выводить для каждого из 360 градусов свое состояние светодиодов.

Отслеживание нулевой позиции

Для того, чтобы наш POV-проект был более точен в отображении картинки, я использовал контроль нулевой точки при помощи ИК-светодиода и фототранзистора. После того, как точка 0° пройдена, изображение сбрасывается и начинается новый цикл.

На видео выше показан пример простой схемы с использованием ИК светодиода. Когда ИК светодиод включен, фототранзистор детектирует излучение и выключает красный светодиод. Такой же принцип и используется в нашем проекте для обнаружения нулевой позиции.

На картинке выше показано, как реализовано отслеживание нулевой точки в нашем POV-проекте. Всякий раз, когда пропеллер проходит над ИК-светодиодом, транзистор открывается соединяя +5В с коллектора к земле эмиттера. Микроконтроллер PIC обнаруживает данный переход состояния и т.о. определяет нулевую точку.

Изготовление платформы пропеллера

На картинке ниже я собрал все детали, которые будут нужны нам для изготовления POV. Не показан только источник питания для вентилятора и ИК-диод.

Сперва мы должны прикрепить вентилятор к основе, для этого используем 4 болта и гайки.

Для этого, в основе сверлим четыре отверстия и закрепляем вентилятор в центре основы.

Прикрепляем небольшой кусок фанеры, при помощи клея или эпоксидки, к вентилятору.

Обрезаем лопасти вентилятора и прикрепляем держатель 9В батарейки.

Далее, прикрепляем при помощи болтов кусок фанеры к вентилятору.

Сверлим четыре отверстия в плате и закрепляем ее на 4-х шпильках фанеры. Стараемся соблюсти баланс.

Откручиваем плату и делаем ее прямоугольной. Затем опять прикрепляем.

Компоновка радиодеталей

При компоновке деталей на плате необходимо соблюдать баланс, чтобы при вращении не было дисбаланса. Старайтесь размещать детали ближе к центру и равномерно, в дальнейшем можно для балансировки прикрепить грузики на плату (я так и сделал, закрепив две монетки).

На макетной плате я использовал монтаж накруткой, так называемый олд-скул метод. Для микросхем использовал сокеты.

Для начала я разместил все сокеты и компоненты стабилизатора.

Следующим этапом, необходимо разместить светодиоды в один ряд на противоположной стороне платы.

После того, как все установлено, скручиваем или припаиваем все выводы согласно принципиальной схеме POV

Сначала, я соединил микроконтроллер PIC и триггеры

Затем, соединил светодиоды к источнику питания и схеме управления.

Последним шагом, я закрепил инфракрасный светодиод к основе.

ИК-светодиод должен быть закреплен очень прочно

. и должен быть размещен напротив фототранзистора на плате.

Наш проект POV почти готов!

Осталось залить прошивку и протестировать

Программное обеспечение

Основные функции в программе это:
-High Priority RB0 Interrupt
-Low Priority Timer0 Interrupt

High Priority RB0 Interrupt

Работа данной функции прерывания высокого приоритета заключается в том, чтобы сбросить timer0 и начать вывод на LED с самого начала. Когда POV-эффект формируется, его отображение происходит много раз за секунду. Переменная led_count используется как счетчик прерываний таймера, чтобы знать какой выходной набор выводить на LED для отображения. INT0 также сбрасывается.

Low Priority Timer0 Interrupt

По прерыванию от Timer0 уменьшается переменная led_count. Условие if/else используется для вывода данных часов/текста и т.п.

Тестирование POV

Мы подошли к заключительному этапу нашего проекта POV. Осталось запустить все и наслаждаться POV-эффектом. В клипе ниже, вы можете видеть все этапы конструирования и тестирование пропеллера-часов.

Интервалы в 1° легко успевает отрабатывать 40 МГц МК. Т.о. можно выводить как графическую информацию, так и текст, флэш памяти микроконтроллера я думаю хватит для любых паттернов

В заключении хотелось бы сказать, что это очень простой POV проект, который вы можете взять за основу для каких-либо своих улучшенных POV. А улучшать тут есть что: это может быть использование RGB-светодиодов для получения цветного изображения, или использование одного источника питания для всей системы и т.д. Данный пропеллер от 9В батарейки работает всего несколько часов

DIY Rotating LED Kit – Набор “Собери сам” Светодиодные вращающиеся часы

  • Цена: US$ 21.62
  • Перейти в магазин

Не так давно увлекся ардуиной. Так то и с софтом, и с железом компьютерным дружу, а вот поуправлять с помощью контроллера всякими лампочками, релюшками и датчиками давно хотелось. Система очень понравилась в плане простоты освоения среды программирования и подключения разнообразных модулей. Интересных проектов на базе ардуины в интернете – огромное количество, пробую помаленьку. В основном конечно баловство, никак не дорасту до практических применений :). Пока самый крупный проект – автошасси, управляемое по блютусу со смартфона. Планируется добавить немного интеллекта в самостоятельной езде с объездом препятствий. В ардуине, с одной стороны, очень удобна модульность, а с другой стороны – для конечного продукта желательно от проводов отказаться и делать уже на плате с пайкой компонентов.
Вот как-то и заинтересовался разными наборами DIY на базе микроконтроллеров, тут и попаять уже можно попрактиковаться. С паяльником в принципе дружу давно, но, в основном, что-то грубое спаять: провода, разъемы. А тут интересно стало попробовать SMD попаять, как получится…

Читайте также:
Вязальный крючок для арматуры своими руками

Первым набором стали часы

Отличный набор, про него на муське уже были обзоры, повторяться не буду. Скажу только, что после этого набора пропал страх перед пайкой SMD компонентов, всё оказалось не так страшно! Так что, если кого-то это останавливает – не бойтесь, немного терпения и всё получится!

Следующим набором стали часы с автояркостью


Тоже отличный набор, в пайке даже менее сложный, чем предыдущий, но абсолютно функциональный и удобный в конечном виде. Особенно понравилось автоматическое изменение яркости цифр в зависимости от освещения: и днем при ярком солнце их видно, и ночью не слепят. Наверно еще одни закажу. На них обзоров еще больше, поэтому не вижу смысла повторяться.

Пришла пора героя обзора, на этот набор обзора еще не было :)

Любителей отслеживания треков огорчу – заказывал без трек-кода. Потому что перед Новым Годом и потому что уже давно отношусь к заказам философски – заказал, значит придет, еще ни одна посылка не пропала. Ну, в крайнем случае, деньги можно вернуть. Заказал 21.12.2015, получил 25.02.2016, чуть более 2-х месяцев, но быстро и не рассчитывал – после НГ и черной пятницы все посылки шли долго.

Пришло всё в пакете, замотанном в пупырку и скотч, и потом уже в пересылочном пакете. Лучше бы конечно в коробке, но и так всё доехало в целости, ничто не пострадало. Все компоненты расфасованы по отдельным пакетикам, акриловые пластинки обклеены бумагой. Распаяна была только микросхема контроллера, все остальные компоненты предстояло распаять.


Кстати, после сборки осталось достаточно запасных компонентов. Это приятно, потому что такая мелочь очень любит теряться :). А один светодиод потом пришлось перепаять, видимо «битый» попался.

Конечно основные опасения были по поводу пайки светодиодов, больно уж они мелкие, всего 1х2 мм (это вместе с выводами), а перегревать их нежелательно.

Такую мелочь обычно паяют феном с помощью пасты, но мы не ищем простых путей :). Хорошо, что под рукой есть неплохой паяльник GS90D с терморегуляцией и набор жал, так что шанс перегреть невелик.

Ну что ж, приступим. Начинаем как всегда с трудного, чтобы потом нечего было бояться. Запаиваю боковую платку: 16 светодиодов и 16 токоограничивающих резисторов. Пайка не идеал конечно, но нам главное ехать, а не шашечки!

UPD По многочисленным замечаниям профессионалов срочно исправил «кривизну рук» и пропаял светодиоды. Профессионалам замечу, что своими едкими замечаниями можете отбить охоту у новичков (ко мне это не относится :) ). Новичкам же скажу, не бойтесь, профи не рождаются, тренируйтесь!

Сразу батарейкой проверяю (2х1.5в ААА), что все исправны и горят. Всё работает! Ура, можно двигаться дальше.
Теперь беремся за основную плату. Также начинаем с мелочи: 32 светодиода и 32 резистора. Все светодиоды одного цвета, я выбрал синий, можно заказать красный. На плате уже распаян 1 крайний светодиод другого цвета (у меня – красного, при заказе красных LED он будет синим) для создания каймы на верхнем изображении, потом будет видно на фото и видео. Пайка остальных деталей вопросов не вызовет, они крупнее.

8-ногая микросхема – часы реального времени DS1302Z, часы идут и тогда, когда основное питание отключено. Рядом – ИК-приемник, получает команды с пульта. У переднего края – разъем для программирования. Когда всё запаяно, припаиваю боковую плату к основной, желательно не перекашивать, трудно будет припаять. Единственное замечание – батарейку припаивал уже в самом конце, когда всё остальное было готово. В конце распаял маленькую платку питания двигателя, там всё совсем просто.

Осталась самая интересная часть. Поскольку вся верхняя часть вращается моторчиком, возникает проблема с тем, как передать на нее питание. Для этого используется 2 катушки: одна крепится вместе с мотором и запитывается от платы питания. Вторая катушка фиксируется на верхней части, при вращении на ней наводится ЭДС индукции и возникает ток, которого хватает для запитывания верхней платы. Катушки центруются и фиксируются термоклеем. В результате чисто электрического контакта между платами нет, ничего не будет искрить и изнашиваться.

Еще на нижней стороне верхней платы (ну вы поняли :) ) находятся кварцевый генератор для часов и схемы управления, а также фотоприёмник для синхронизации изображения с частотой вращения двигателя (чуть выше генератора). Рядом с двигателем, чуть дальше обмотки виден излучающий синхронизирующий ИК-диод. Кстати «сопля» термоклея там упала не случайно, а положена специально при балансировке платы, чтобы уменьшить вибрации. Для того же кусочек подкладки под белым кругом, здесь всё не просто так.

Ну что ж, всё в сборе, пора приступать к испытаниям.

На удивление всё сразу заработало! Первое впечатление – КЛАСС.

Читайте также:
Гибкий трубопровод из нержавеющей стали

Из-за высокой скорости вращения верхнюю плату практически совсем не видно, и возникает ощущение, что все надписи висят в воздухе. Стабилизация достаточно четкая, хотя иногда происходит какое-то дрожание и дергание. Возможно это из-за внешнего люминисцентного освещения (частота мерцания 50 Гц накладывается на синхроимпульсы светодиодом между платами).

Часы имеют довольно много режимов, переключение с помощью пульта (пункт соответствует кнопке):
0. Прокрутка текста сверху по кругу и текста сбоку. В каждом тексте может быть по 240 символов. Прокрутку можно поставить на паузу. Верхний текст можно погасить, оставить только боковой.
1. Прокрутка текста сверху + цифровые часы и дата сбоку. Верхний текст можно погасить. В этом режиме можно установить время и дату. Для этого нажимаем кнопку «Play», вводим часы, еще раз «Play», вводим минуты, «Play» — секунды, «Play» — дату, «Play» — месяц, «Play» — возвращаемся в режим часов.
2. Сверху цифровые часы и дата, сбоку – текст. Боковой текст можно остановить или погасить.
3. Сверху аналоговые часы (стрелки), сбоку – текст. Боковой текст можно остановить или погасить.
4. Сверху поочередно показываются изображения, сбоку – текст. Всего можно записать до 21 изображения, переключаются они с интервалом примерно в 2 секунды, можно переключать вручную. Боковой текст можно остановить или погасить.
5. Сверху – анимация, сбоку – текст. Для анимации можно загрузить до 29 изображений, которые и содадут анимацию. Боковой текст можно остановить или погасить.
6. Сверху цифровые + аналоговые часы (полоски), сбоку – текст. Боковой текст можно остановить или погасить.
7. Сверху аналоговые часы (стрелки), сбоку – цифровые часы и дата.

Первые испытания показали, что один светодиод не горит (хотя вроде все проверял), пришлось его перепаивать. И еще – все надписи на китайском. Перепаиваю светодиод и начинаю искать как туда записать хоть что-то. На сайте есть ссылка на архив с софтом и документацией. Я все полезные файлы выложу и ниже дам ссылку. Есть инструкция в картинках по сборке на английском и электрическая схема соединения компонентов. Но вот весь софт идет только на китайском. Для полного перепрограммирования есть исходники и уже готовые бинарники (HEX-файлы) для заливки в микроконтроллер, но со всем этим довольно сложно разобраться.

Есть вариант попроще, если нужно только поменять текст и картинки.
Во-первых, нужно подключиться к тому самому 4-х контактному разъему через любой USB-TTL адаптер. У меня как раз от экспериментов с ардуиной был адаптер CP2102, он и подошел. Можно использовать и другой.
Во-вторых, нужно использовать специальную программу из архива, по моей ссылке она называется «DIY vision».

Выглядит страшно, всё на китайском, но, на самом деле, всё не так безнадежно. На картинке английский перевод иероглифов, сейчас разберем подробнее. Сначала справа выбираем порт, который появился с установкой USB-TTL адаптером. Затем идем по вкладкам слева направо:
1. Изображения: здесь есть кнопки Вставить, Удалить, Загрузить в часы, выбираем до 21 картинки, грузим;
2. Анимация: Вставить, Удалить, Загрузить, до 29 картинок для анимации;
3. Текст сверху: Пишем текст (понимает и английский и русский) и одна кнопка – Загрузить, до 240 символов;
4. Текст сбоку: Пишем и кнопка Загрузить, до 240 символов;
5. Синхронизация часов с компьютером (левая кнопка — Да).
Вот и все сложности.

Но, как всегда, есть нюансы. К сожалению, нельзя поменять обозначения дня и месяца в часах, так и остаются иероглифы. И еще нужно учесть, что боковой текст движется как бы не влево, как мы привыкли, а вправо. Поэтому, если напишете текст как обычно, то читаться он будет справа налево. Можно его написать задом наперед, тогда читаться он будет правильно, но двигаться всё равно вправо. Ну и как это выглядит.



Сразу после нажатия кнопки «Загрузить» на любой вкладке данные грузятся в часы. Потом можно отключить адаптер и тестировать уже с новыми картинками и текстом.

На видео всё очень сильно мерцает. В действительности мерцание есть, но глазами видится гораздо меньше.

UPD Много вопросов — будет ли работать вертикально. Не вижу никаких проблем, будет, ниже видео. Часы держатся всего лишь на блоке бумаги для записей. Верхняя часть отбалансирована достаточно точно и вибрация невелика. Конечно, если захотите куда-то повесить, то нужно подумать о безопасности, убрать в закрытый корпус и жестко закрепить на поверхности.

UPD Напряжение питания данного девайса 5В, только нижняя часть потребляет около 170 мА, полностью в сборе — около 350 мА, т.е. легко запитывается от любого порта USB или от внешнего источника питания с USB разъемом.

Читайте также:
Гидравлический трубогиб своими руками

Резюмирую
Набор очень понравился, смело могу рекомендовать всем, кому нравится идея DIY и кто хочет развить свои навыки или приобщить детей к электронике.
Плюсы:
позволяет развить навыки паяния
практически не требует настройки, но позволяет это делать
результат отлично выглядит, у всех, кому показывал, есть эффект «ВАУ» :)
Минусы:
Дороговато для игрушки, но это доллар виноват
Есть очень мелкие детали, кому-то может быть сложновато с ними работать
Весь софт китайский (хотя с основной программой нетрудно разобраться)

Ничуть не жалею, что взял этот набор, эффект, когда из кучки деталей появляется нечто, что приводит в восторг окружающих, перевешивает все минусы!

Простая и удобная схема сборки часов пропеллер

В этом видео показаны интересные часы, которые называются пропеллер. На их изготовление потрачено три вечера. Ранее не было хорошей схемы этих часов. Теперь, когда очень хорошая, простая и удобная в сборке схема найдена, появилась возможность для её повторения. К схеме идут файлы с печатными платами. Схема часов простая, доступна для начинающих радиолюбителей, которые могут делать печатные платы и прошивать контроллер.

Радиодетали дешево можно купить в этом китайском магазине.

Почему часы называются пропеллером? Эту конструкцию вращает вентилятор, то есть кулер от компьютера. Как видите, на роторе стоит управляющая плата со светодиодами. Они создают эффект часов. Светодиодами управляют микропроцессоры, которые в определенные моменты зажигают светодиоды и получается эффект изображение в пространстве циферблата.

На видео изображение немного мигает, но это только лишь эффект видеосъемки. На самом деле все светит очень ярко и четко, особенно в темноте.

На видео показано, что можно правильно настроить время, управлять мотором, который вращает светодиоды.

Получились очень красивые интересные часы с необычным механизмом и принципом действия. Про часы с автоматическим заводом тут.

Часы пропеллер на движке от жесткого диска

Необычные динамические светодиодные часы на моторчике от жёсткого диска.

Принципиальная схема Фото: 1

Принципиальная схема Фото: 2

Принципиальная схема Фото: 3

Принципиальная схема Фото: 4

Что же, когда все сомнения отложены в сторону, можно начать…

Для изготовления пропеллер-часов нам понадобятся:

* 2 листа Стеклотекстолита, один- двухсторонний(45*120мм), а второй-односторонний(35*60мм).
* Утюг и Хлорное железо( для травления плат).
* Моторчик от HDD диска.
* Паяльник с тонким жалом, мини-дрель.

* Драйвер LED MBI5170CD( SOP16, 8 bit) — 4 штуки.
* Часы реального времени DS1307Z/ZN( SMD, SO8) — 1 штука.
* Микроконтроллер ATmega32-16AU (32K Flash, TQFP44, 16MH) — 1 штука.
* Кварцевые резонаторы 16MHz — 1 штука.
* Кварцевые резонаторы 32kHz — 1 штука.
* Линейный стабилизатор 78M05CDT — 1 штука.
* Кер. конденсатор 100nF (0603 SMD) — 6 штук.
* Кер. конденсатор 22pF (0603 SMD) — 2 штуки.
* Кер. конденсатор 10mF*10v (0603 SMD) — 2 штуки.
* Резистор 10kOm (0603 SMD) — 5 штук.
* Резистор 200Om (0603 SMD) — 1 штука.
* Резистор 270Om (0603 SMD) — 1 штука.
* Резистор 2kOm (0603 SMD) — 4 штуки.
* Часовая батарейка и держатель для нее
* ИК светодиод
* ИК транзистор
* Светодиоды (0850) 33 штуки (один из них(крайний) можно другого цвета)

Для драйвера моторчика:

* Драйвер двигателя TDA5140A — 1 штука.
* Линейный стабилизатор 78M05CDT — 1 штука.
* Конденсатор 100 mF полярный (0603 SMD) — 1 штука.
* Кер. конденсатор 100 nF (0603 SMD) — 1 штука.
* Конденсатор 10 mF полярный (0603 SMD) — 2 штуки.
* Кер. конденсатор 10 nF(0603 SMD) — 1 штука.
* Кер. конденсатор 220 nF(0603 SMD) — 1 штука.
* 20 nF — 2 штуки.
* Резистор 10 kOm (0603 SMD) — 1 штука.

1)Сперва нам надо изготовить 2е платы.

Печатная плата вид снизу

Печатная плата вид сверху

2)Ищем старый ненужный жесткий диск для извлечения из него моторчика, в некоторых винчестерах моторчик крепиться не болтами, а запрессован в корпус, обратите на это внимание при выборе жёсткого диска, иначе придётся вырезать:)

3)Закупаем необходимые детали в любом радиомагазине или на рынке.

4)Начинаем аккуратно монтировать всё купленное на наши две платы

Монтаж вид сверху

Монтаж вид снизу

Плата управления мотором


Источник: http://radioaktiv.ru

Часы-пропеллер на Arduino NANO своими руками

Сегодня я буду делать замечательное устройство, которое приковывает взгляд людей своим магическим светодиодным свечением, это – часы, но не обычные, а часы-пропеллер на Arduino NANO. Линейка светодиодов вращаясь по кругу с высокой скоростью вырисовывает циферблат аналоговых часов с ходящими по ним стрелками. Кроме такого отображения они могут показывать любую другую информацию, например, цифровые часы с датой и различными надписями. Я думаю, что подобные часы-пропеллер должен сделать для себя каждый гик-радиолюбитель так как это легко, а результат просто впечатляющий!

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Что понадобится чтобы сделать вращающиеся часы:

  • Arduino NANO;
  • Яркие красные светодиоды – 11 шт;
  • Яркие зелёные светодиоды – 5 шт;
  • Синий светодиод – 1 шт;
  • Резисторы 330 Ом – 16 шт;
  • Резистор 2,2 кОм – 1 шт;
  • Резистор 10 кОм – 1шт;
  • Датчик Холла W130;
  • Макетная плата;
  • Небольшой неодимовый магнит;
  • Двигатель от кассетного магнитофона;
  • Аккумулятор – 3,7 В, 240 мА/ч.
Читайте также:
Воронение металла в домашних условиях

Как сделать часы-пропеллер, пошаговая инструкция:

Часы-пропеллер будем собирать по такой схеме:

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Отрежем от макетной платы полоску, на ней будет размещаться вся схема часов-пропеллера вместе с аккумулятором и Ардуино.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Размещаем в линию светодиоды на макетной плате, катоды светодиодов будут спаиваться вместе, поэтому загибаем их к верху в одном направлении, а анод в бок, к каждому из этих анодов будет припаян ограничивающий ток резистор на 330 Ом.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

На фото пока нет самого крайнего синего светодиода, который будет сигнализатором, что на часы подано питание и который будет вырисовывать внешнюю красивую синюю рамку. Так что можете сразу его впаять, я это сделал позже, ему также понадобится резистор, на этот раз 2,2 кОм.

На другом конце платы припаиваем коннекторы под плату Ардуино, чтобы плата могла в любое время без проблем быть извлечена из схемы часов. Плата не должна располагаться на самом конце мекетной платы, должно оставаться немного места для противовеса, который установим чуть позже. Вставляем плату Arduino на своё место.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Соединяем проводниками ножки Ардуины со светодиодами согласно схемы.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Теперь подключим датчик Холла.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Припаиваем два пина для джампера который будет подключать питание от аккумулятора, чуть позже к этим контактам я подпаяю микропереключатель, и также два пина под подключение аккумулятора, который будет съёмным. Аккумулятор я притянул к передней части Ардуино с помощью резинки.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Между платой Arduino и светодиодами я просверлил отверстие. Взял сверло по диаметру вала двигателя надел на неё ролик который стоял на двигателе от кассетного магнитофона, продел свело через отверстие в плате и приклеил этот ролик к макетной плате. Затем взял ещё один точно такой же ролик и надел на сверло (чтобы ролики стояли ровно по оси) с другой стороны платы и также залил термоклеем.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Также термоклеем я зафиксировал проводники снизу платы в нескольких местах.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Всё, теперь можем заливать счетч часов-пропеллера в Ардуино, его Вы можете скачать отсюда.

На скорую руку сделал корпус из косков ДСП и фанеры, покрасил переднюю панель в чёрный цвет, по центру сделал отверстие для вала двигателя, который был прикреплён сзади.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Также на обратном от светодиоде конце платы, возле Ардуино просверлил отверстие под болтик, на который я накрутил 3 гайки, чтобы был противовес и можно было сбалансировать стороны платы, чтобы не было большого перевеса какой-либо из сторон.

Надеваем на вал двигателя нашу плату. Теперь нужно приклеить неодимовый магнит в верхней части, в том месте где будет проходить датчик Холла.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Теперь начинаем плавно подавать напряжение, чтобы часы отрегулировать таким образом, чтобы отметка 12 часов была точно вверху.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Когда я убедился, что всё работает отлично, я припаял синий светодиод «состояния часов» и также подпаял выключатель питания.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Всё, самодельные часы-пропеллер готовы! Чтобы их включить надо сначала переключить выключатель на плате во включенное состояние, при этом загорится синий крайний светодиод, а затем уже подаём питание на двигатель, настраивая на лабораторном БП необходимое напряжение, чтобы циферблат выровнялся.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Внизу Вы видите аналоговые часы совмещённые с цифровыми и дополнительной надписью, это моя экспериментальная прошивка. Надеюсь Вам понравилась данная самоделка и Вы повторите её, так как она не сложная на самом деле.

Часы пропеллер на Arduino NANO своими руками

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: