Светодиодные лампы для дома, LED лампы для растений, светодиодные светильники
интернет магазин светодиодных ламп

Светодиодный глобус

Давным давно… в далёкой галактике….. ))) Ну… в общем не так уж и давно, всего-то лет 12 назад, жил был мальчик, в небольшом БАМовском посёлке :) Все нормальные мальчишки в его возрасте, интересовались девченками и сигаретами :) но он напротив - целыми днями просиживал дома, за куренем журнала ЮТ или “Техника Молодежи”…. Рос не особым батаном, но и разгильдяем уж таким тоже не был.. в общем так… нормальный, поселковый сорванец :)

И его всегда интересовали всякие там игрушки (механические, с электроприводом естественно ), руки так и чесались у него что-нить раскурочить - авось что-нить вкусненького найду? Так вот…. Попалось ему на глаза, в одной передаче (по моему “спокойной ночи малыши”) одна интересная весч…Там был показан концепт типа - “планета с бегущей строкой вокруг неё”

Мальчик был потрясён до глубины души! Ещё бы! Это же почти голограмма!!! Живое воплощение любимых фантастических фильмов в стиле Звёздных войн!

Итак, была поставлена цель — сотворить такую же штуку любыми, доступными уму и телу, способами :) И вот что в итоге вышло 
В ход пошли:
нещадно раскуроченный китайский мафон с LED-светомузыкой (большая редкость у нас в те времена),
моторчик от туда же, картон, провода и ,моя гордость — самодельный (мой первый девайс всетаки!) блок питания на 220 >> 9 вольт.. Все это было сляпано на скорую руку под музон E-Type и выглядело примерно так:

Красные и синие - это диоды с мафона, перевёрнутый знак вопроса я вырезал с картона и приклеил его к валу моторчика на “момент” :)) Минус был на валу, а плюс я сделал скользящим… шуму было!!!! Столько , сколько и радости - полные штаны :)) Ощущение было, что смотришь на Юпитер в миниатюре :) Такой же разноцветный (за счет искрения контакта) и круглый, а главное - висящий в воздухе светящийся шар. Это было что-то! Все местные пацаны завидовали мне 8)

Но вот, прихожу я как то раз из школы, а комнате запах расплавленной пластмассы и перегоревшего пластика.

Спрашиваю у предков — Что случилось? Оказалось, что приходили мамины подружки, и предки захотели показать что сумелил наш сына и воткнули мою игруху в розетку, в 220 вольт! Я ркая вспышка и результат плачевен :(

Я был убит горем и решил что когда нибудь я повторю то, что видел в телепередаче. Так я зажёг в себе искорку истинного Фрика.

present day….
Перерыв тонну инфы в Нете по поиску хотя бы кусочка кода на Асме (в Сях я почти полный даун) для AVR, чтоб сделать пропеллерклок - я был потрясён ! Ничего! Тока под пик, либо на Си. Надо что-то делать… решил дотумкиваться своими силами.

С чего бы начать свои происки ?

Как “с чего?”, конечно же с того, с чего обычно начинают все мало-мальски понимающие электронщики ! С завоевания Мира армией собственных роботов! )))) …шутка :) Начну я конечно с “мира” , но маленького такого — глобуса , основанного на технологии развертки картинки линейкой светодиодов.

Начнём пожалуй с отрисовки массива.

Порылся я по Гуглю и нарыл себе “физическую карту мира”, да не просто карту, а именно развёртку.

Если знаете, что Землю (условно) можно представить как апельсин, так вот — если с неё снять шкурку дольками и разложить на столе вот так то это и получится наша развёртка , идеальная для массива.

Нашел я и такую вот карту, распечатал её на принтере и разлиновал под 32 х 70 битную сетку.

Почему 32 ? Так я буду юзать 4 сдвиговых регистра - вот и получается 8*4=32 , а 70 - это столько у меня получилось столбцов, это не аксиома, можно и больше налиновать, но мне было лень….

получилась вот такая хрень:

Схемотехника
Сама схема несложная. В качестве мозга у меня нарисовалась ATTiny13, которая гонит данные в 4ре сдвиговых регистра, а эти регистры уже через транзистор зажигают диоды. Осталось только придумать как все это питать…

схема крупнее

Нам нужен источник питания, который бы обеспечивал вращающююся часть девайса током в, минимум 150 мА и вольтажем где-то в 6 - 12 вольт. Кто сказал батарейки ? Не, слишком громоздко и будут большие траблы с центрированием девайса. Скользящий контакт? Хм, это мысль! Но тут будет искрение, а следствие - помехи по питанию, шум от трения и геммор с контактами — не труЪ :\

Что же сделать ? О! Вращающийся трансформатор! Тадааам! (лампочка зажглась над головой думающего :D )

Плюсы: никакого шума от трения ! никаких искрений и полная развязка от питающих источников. Минусы: требует минимального зазора между катушками для большей отдачи по току и точной подстройки скважности и частоты, дабы не вскипеть :)

На сём и порешим :) робим вращающийся транс!

Короче, я много писать не умею, приступим сразу к делу!

Первичка
Это около 90 оборотов, виток к витку, медного провода (я применил от размагничивающей петли с кинескопа какого-то старого телека) 0.3 мм…. получилось 3 слоя. Наматывается на трубку, потом обматывается скотчем или изолентой чтобы не елозило, а затем вынимаем трубку оправку.

Вторичка
Около 130 оборотов,что-то около 4-х слоёв , виток к витку , того же провода. Наматывается прям на бошку от вентилятора у которого обломаны лопасти.

Зазор между обимотками допускается до 1.5 см, но чем менее, тем лучше. У меня зазор получился 3 мм. обмотки мотаются в одну и ту же сторону, обе. Можно конечно и в разную, но падает производительность и ваш глобус будет блекло блымкать, вместо того, чтоб гордо светить в ночи.

Частота питалова первички …эээ….
ну, короче, импульс размером 680 uS и пауза в 7.6 mS это минимум. Максимум — пока не сгорит первичка )))

8.2mS - период импульсов. частоту находим по формуле v=1/T
1000/8.2 = 121.9512195 Гц Считаем что примерно 122 Гц.

Да, питал первичку я полевиком IRL2505S - он подошел идеально. Все эти параметры подходят под именно этот трансформатор так что при увеличении\уменьшении витков как на первичке, так и на вторичке - за последствия ответственности я не несу :))

В итоге, у вас должно получиться что-то типа такого:

Печатная плата
Далее , надо взять текстолит, подойдёт любой от 1 до 1.5 мм, но чем толще он будет, тем стрёмнее его будет резать, а резать его надо будет фигурно.

На фотке почти всё , что нам потребуется.

Не считая пары метров МГТФ на 0.3 мм и кусочка латунной трубочки длиной 10 мм, с пропилом посредине 4 мм в глубину и миллиметр в ширину. Я пропиливал обычной пилкой по металлу. Крепить будем все тремя шурупами на 3-2.5 мм длиной. Длиннее не надо, придётся обкусывать (бляха, я так и убил свои фирменные кусачки GOOT , за 600 рублей :( ).

Печатал я всё это дело на печатной плате посредством Лазерного Утюга о которой уже не раз и не два писалось на сайте.

Для того чтобы ровно обрезать текстолит можно заюзать лобзик. А я же обошелся ножницами по металлу. Так как текстолит тонкий, 1 мм, то я его обрезаю тока в путь. Круглую плашку под МК и регистры, я обрезал так же просто ножницами, а вот эту хърень, что похожа на знак вопроса — по внешнему контуру обкорнал ножницами, а потом зашлифовал напильником, а внутри взял свёрлышко на 0.5 мм и попросверлял отверстия часто-часто, потом резаком провёл для пущщей верности и тупо обломил это всё хозяйство :) От заусениц и прочего гемороя, что останется от высверливания и плохой обрезки , меня спасли алмазные надфильки :)

Итак, что мы имеем ? Так называемую “материнку” и “подкладку” под неё. Нужна подкладка для того, чтобы банально утолщить слой текстолита для шурупов, так как крепиться сие дело будет именно шурупами! Никакие клеи не обеспечат нужного крепления, ибо вы не сможете идеально отцентровать девайс, а на оборотах примерно 1200 rpm - центробежные силы будут , ой как давать о себе знать! Поразлетается всё к “котам под хвост”.

Надо нам теперь просверлить всё это дело. Сверло на 0.5 подойдёт идеально для переходных отверстий и 2.5 мм - под шурупы. Металлизацию переходных отверстий я делал так: брал ножки от резюков ЛМТ-0.125 и вставлял их в отверстие. Потом обкусывал их так, чтоб над поверхностью платы торчало с обеих сторон не более 0.8, максимум 1 мм., и обжимал аккуратно это дело пассатижами (естественно - это всё после облуживания платы) в дальнейшем, это залуживалось капелькой припоя и почти не отличалось от заводской обработки.

Переходные отверстия замутили, знаю что это муторно и долго, но что сделаешь? Девайс делается для красоты глазу и должен соответствовать :)

Следующий шаг: напайка регистров. В качестве флюса я юзал обнаковенный глицерин. Да, да эт который используется как смягчитель кожи рук в “Фейри” и в мыле. В больницах, иногда в качестве слабительного, так что, смотрите, чтоб во время пайки не попало в рот ;) Ещё , не дай Бог, “клапан” не выдержит в ответственный момент ! :)))))))

Так, отвлеклись. Что там далее? Ага!

Припаяли регистры. Следующим шагом припаиваем всё остальное (кроме бочёнка конденсатора на 1000 мкФ , проводков МГТФ и микроконтроллера — его будем паять в последнюю очередь и бегом в ваную! Ну или на кухню, короче — под горячую воду и с хоз. мылом и зубной щеткой - драить это всё дело! Отмывать глицерин. Видите ли он - токопроводящий, так что не упускаем это из виду.
Отмыли?! Гуд! Сушим обычным феном и идем далее….

Сейчас я скажу, почему мы не стали припаивать сразу и капачитор на “кило” микрофарад и МК с проводочками. Всё потому, что при отмывании водичка не должна попасть внутрь конденсатора (на самом деле фигня, кондеры выдерживают без особых проблем и купание в УЗ ванне, хотя таким лучше не злоупотреблять. А вот вода из под крана это семечки. Прим. DI HALT). МГТФ лихо отлетит, когда будете драить зубной щеткой всё это дело, а МК нам надо ещё прошить перед запайкой. Вот и весь расклад.

Теперь мы это всё дело припаиваем на нейтральный флюс — канифоль или спирт-канифольную смесь, чтобы не смывать (стараемся не заляпать плату ;) ) Далее, берём 4 проводочка МГТФ длиной около150 мм, заботливо зачищенных от изоляции на 1.5 мм с одного конца и залуженных и припаиваем их к четырём внутренним площадкам регистра U5 примерно вот таким макаром:

Вот это второе исправление моей ошибки в сборке — я начал припаивать проводки после установки вращ. дуги на материнку — это была жопа! пришлось припаивать тонюсеньким жалом, что бы подлезть туда! )

В качестве стабилизатора , я заюзал L7805 в ТО-92 корпусе, с виду похож на обыкновенный транзистор, чтобы припаять его , я повернул плоской стороной корпуса к плате и загнул ему ноги на манер SOT-223, чтоб меньше сверлить отверстий.

Припаяли проводки, теперь можно отложить матринку в сторону и разогнуть натруженную спину :) Фууух!

Возмёмся за дугу!

Судя по фотке, вы наверное уже догадались как там всё запущенно ;)
Светодиоды диаметром 3 мм , зелёные. Лицевая сторона в железе, а на бумажной печатке — вид с оборота, там отверстия под резюки и пятачки для припайки МГТФ. Нам осталось припаять все оставшиеся проводки к вращающейся дуге, как раз к этим пятачкам и диоды к своим местам.

В дальнейшем, они соберутся в один жгут и закрепятся термоклеем. Главное , с длиной не подъе… проколоться ))

Так-с, у нас есть материнская плата с запаянными на неё регистрами, обвязом питания и 4-мя проводками в самом хитром, для пайки, месте. А также дуга — проецирующая часть девайса, с пучком проводов и светодиодами.

Настало время это всё обьеденить в один союз-нерушимый диодов горящих… Помните, я говорил про отрезок трубочки? Вот сейчас он нам и понадобится. Берем это кусочек трубочки (с пропилом по средине) и в этот пропил вставляем нижней частью дуги вот так и запаиваем.

получается вот такое вот чудо с бородой :

Энд нау…
Наберёмся терпения и приступим к методичному медитированию с паяльником — надо же припаять эту бороду на свои места. Каждый свисающий кончик МГТФ надо будет припаять на положенный ему пятачок на материнке.

Железо готово. Остался софт.
…это жуткое слово - Ассемблер

Софт пишется для 13 тиньки и только для неё! Конечно можно портировать прогу в более увесистые МК, но это будет казаться нелепо данный девайс создавался, как проверка способностей автора на пробе. Так как я сам недавно начал увлекаться программированием на ассемблере и на МК в частности, то Гуру этого дела прошу меня сильно ногами не пинать :)

Для начала создадим блок схему. “- Фууу !! фтопку схему !! Сразу кодим !! Блок-схема для недоумков !! “. Э нет! Тожет блок-схема это не так интересно, как кажется на первый взгляд, но удержать в голове, весь этот извратский код, все эти переходы и вызовы, просто невозможно! (На самом деле не все так сложно — вопрос опыта. Хорошо структурированная программа, будь она даже на ассемблере, неплохо удерживается в голове. Прим. DI HALT)

Так что - схема рулит! Рисуем:

Ну, а сам код с комментариями сныкан в архив. Прям вместе с проектом в AVRStudio.

Файлы к статье:
Исходники
Печатная плата