Faraday for Fun: Dadu Tanpa Baterai Elektronik: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Ada banyak minat pada perangkat elektronik bertenaga otot, sebagian besar karena keberhasilan Perpetual TorchPerpetual Torch, juga dikenal sebagai obor LED tanpa baterai. Obor tanpa baterai terdiri dari generator tegangan untuk menyalakan LED, sirkuit elektronik untuk mengkondisikan dan menyimpan tegangan yang dihasilkan oleh generator tegangan dan LED putih efisiensi tinggi. Generator tegangan bertenaga otot didasarkan pada hukum Faraday, terdiri dari tabung dengan magnet silinder. Tabung dililit dengan kumparan kawat magnet. Saat tabung diguncang, magnet melintasi panjang tabung bolak-balik, sehingga mengubah fluks magnet melalui koil dan oleh karena itu koil menghasilkan tegangan AC. Kita akan kembali membahasnya nanti di Instructable. Instructable ini menunjukkan cara membuat dadu elektronik tanpa baterai. Sebuah foto dari unit yang dibangun terlihat di bawah. Tapi pertama-tama beberapa latar belakang -

Langkah 1: Dadu Elektronik

Alih-alih dadu tradisional, bagus dan keren menggunakan dadu elektronik. Biasanya dadu seperti itu terdiri dari sirkuit elektronik dan tampilan LED. Tampilan LED dapat berupa tampilan tujuh segmen yang dapat menampilkan angka antara 1 dan 6 seperti yang terlihat di bawah ini atau mungkin, untuk meniru pola dadu tradisional, dapat terdiri dari 7 LED yang disusun seperti yang ditunjukkan pada gambar kedua. Kedua desain dadu memiliki tombol, yang harus ditekan pengguna ketika dia ingin "melempar dadu" (atau "melempar dadu"?). Saklar memicu generator nomor acak yang diprogram dalam mikrokontroler dan nomor acak tersebut kemudian ditampilkan pada layar tujuh segmen atau layar LED. Ketika pengguna menginginkan nomor baru, sakelar harus ditekan lagi.

Langkah 2: Catu Daya untuk Dadu

Kedua desain yang ditunjukkan pada langkah sebelumnya membutuhkan catu daya yang sesuai yang dapat diturunkan dari kutil dinding, penyearah yang sesuai, kapasitor penghalus, dan regulator +5V yang sesuai. Jika pengguna menginginkan portabilitas dadu, maka trafo kutil dinding harus diganti dengan baterai yang sesuai, katakanlah baterai 9V. Pilihan lain untuk baterai ada, misalnya, untuk dapat mengoperasikan dadu dari baterai AA atau AAA tunggal, regulator linier normal tidak akan berfungsi. Untuk memperoleh +5V untuk operasi dadu, konverter DC-DC tipe boost yang sesuai harus digunakan. Gambar mengilustrasikan catu daya +5V yang cocok untuk operasi dadu dari baterai dinding 9V dan gambar lainnya menunjukkan skema untuk catu daya +5V dari baterai tipe AA atau AAA 1,5V menggunakan konverter DC-DC penguat TPS61070.

Langkah 3: Kekuatan Bebas: Gunakan Otot Anda…

Langkah ini menjelaskan generator tegangan bertenaga otot. Generator terdiri dari tabung Perspex dengan panjang 6 inci dan diameter luar 15 mm. Diameter dalam adalah 12 mm. Sebuah alur dengan kedalaman sekitar 1 mm dan panjang 2 inci dikerjakan pada permukaan luar tabung. Alur ini dililit dengan sekitar 1500 putaran dengan kawat magnet 30 SWG. Satu set tiga magnet silinder tanah jarang ditempatkan di dalam tabung. Magnet berdiameter 10 mm dan panjang 10 mm. Setelah memasukkan magnet ke dalam tabung, ujung tabung disegel dengan potongan melingkar dari bahan PCB telanjang dan direkatkan dengan epoksi dua bagian dan dengan beberapa bantalan penyerap goncangan di dalamnya (saya menggunakan busa kemasan IC). Tabung semacam itu tersedia dari McMaster (mcmaster.com), nomor bagian: 8532K15. Magnet dapat dibeli dari amazingmagnets.com. Bagian # D375D.

Langkah 4: Performa Generator Tegangan

Seberapa baik generator tegangan tenaga otot bekerja? Berikut adalah beberapa screen shot osiloskop. Dengan getaran lembut, generator menyediakan sekitar 15V puncak ke puncak. Arus hubung singkat sekitar 680mA. Cukup memadai untuk proyek ini.

Langkah 5: Skema Dadu

Langkah ini menunjukkan diagram sirkuit untuk dadu. Ini terdiri dari rangkaian jembatan dioda penyearah untuk memperbaiki tegangan AC yang dihasilkan oleh generator Faraday dan disaring dengan kapasitor elektrolitik 4700uF/25V. Tegangan kapasitor diatur dengan LDO, LP-2950 dengan tegangan output 5V, yang digunakan untuk memberikan tegangan suplai ke seluruh rangkaian, yang terdiri dari mikrokontroler dan LED. Saya menggunakan 7 LED biru 3-mm efisiensi tinggi dalam kemasan transparan, disusun dalam bentuk 'dadu'. LED dikendalikan oleh mikrokontroler AVR 8-pin, ATTiny13. Output tegangan dari generator faraday adalah output berdenyut. Output berdenyut ini dikondisikan dengan bantuan resistor (1.2KOhm) dan dioda Zener (4.7V). Pulsa tegangan yang dikondisikan dirasakan oleh mikrokontroler untuk menentukan apakah tabung sedang diguncang. Selama tabung dikocok, mikrokontroler menunggu. Setelah pengguna berhenti mengocok tabung, mikrokontroler menghasilkan nomor acak, menggunakan timer 8-bit internal yang beroperasi dalam mode berjalan bebas dan mengeluarkan nomor acak antara 1 dan 6, pada LED keluaran. Mikrokontroler kemudian menunggu pengguna untuk mengocok tabung lagi. Setelah LED menampilkan nomor acak, muatan yang tersedia pada kapasitor cukup untuk menyalakan LED untuk waktu rata-rata sekitar 10 detik. Untuk mendapatkan nomor acak baru, pengguna harus mengocok tabung beberapa kali lagi.

Langkah 6: Pemrograman Mikrokontroler

Mikrokontroler Tiny13 beroperasi dengan osilator RC internal yang diprogram untuk menghasilkan sinyal clock 128KHz. Ini adalah sinyal clock terendah yang dapat dihasilkan Tiny13 secara internal dan dipilih untuk meminimalkan arus yang dikonsumsi oleh mikrokontroler. Pengontrol diprogram dalam C menggunakan kompiler AVRGCC dan diagram alir ditampilkan di sini. Bit sekering untuk pengontrol juga ditampilkan di sini. Saya menggunakan STK500 untuk memprogram Tiny saya, tetapi Anda dapat merujuk ke Instruksi ini jika Anda lebih suka programmer AVR Dragon: https://www.instructables.com/id/Help%3a-An-Absolute-Beginner_s-Guide- ke-8-Bit-AVR-Pr/

Langkah 7: Kontrol Perangkat Lunak

/*Baterai elektronik Kurang Dadu*//*Dhananjay Gadre*//*20 September 2007*//*Prosesor Tiny13 @ 128KHz osilator RC internal*//*7 LED terhubung sebagai berikutLED0 - PB1LED1, 2 - PB2LED3, 4 - PB3LED5, 6 - PB4D3 D2D5 D0 D6D1 D4Input pulsa dari coil aktif PB0*/#include #include #include #includeconst char ledcode PROGMEM= {0xfc, 0xee, 0xf8, 0xf2, 0xf0, 0xe2, 0xfe};main(){unsigned char temp=0;int hitung=0;DDRB=0xfe; /*PB0 adalah input*/TCCR0B=2; /*bagi dengan 8*/TCCR0A=0;TCNT0= 0;PORTB=254; /*menonaktifkan semua LED*/ while(1) { /*menunggu pulsa tinggi*/ while ((PIN & 0x01) == 0); _delay_loop_2(50); /*tunggu pulsa habis*/ while ((PIN & 0x01) == 0x01); _delay_loop_2(50); hitung=5000; while ((hitungan > 0) && ((PIN &0x01) ==0)) {hitung--; } if(count ==0) /* tidak ada pulsa lagi maka tampilkan angka acak*/ { PORTB=0xfe; /*semua LED mati*/ _delay_loop_2(10000); suhu=TCNT0; suhu= suhu%6; temp =pgm_read_byte(&ledcode[temp]); PORTB = suhu; } }}

Langkah 8: Merakit Sirkuit

Berikut adalah beberapa gambar tahap perakitan dadu elektronik. Sirkuit elektronik dipasang pada papan perf yang cukup sempit untuk dimasukkan ke dalam tabung perspex. Sebuah tabung perspex identik seperti yang digunakan untuk generator tegangan, digunakan untuk melampirkan sirkuit elektronik.

Langkah 9: Perakitan Selesai

Generator Faraday Voltage dan sirkuit dadu elektronik sekarang terhubung bersama, secara mekanis dan elektrik. Terminal keluaran dari tabung generator tegangan dihubungkan ke konektor input 2-pin dari rangkaian dadu elektronik. Kedua tabung diikat bersama dengan pengikat kabel dan untuk keamanan ekstra, direkatkan dengan epoksi 2 bagian. Saya menggunakan AralditeAraldite.

Langkah 10: Menggunakan Dadu Elektronik Tanpa Baterai

Setelah perakitan selesai dan kedua tabung diamankan bersama, dadu siap digunakan. Goyangkan saja beberapa kali dan nomor acak akan muncul. Kocok lagi dan acak lain muncul. Video dadu beraksi ada di sini, juga diposting di video Instruksi ini:

Langkah 11: Referensi dan File Desain

Proyek ini didasarkan pada artikel saya yang diterbitkan sebelumnya. yaitu:

1. "Pembangkit Listrik untuk Aplikasi Portabel", Gudang Sirkuit, Oktober2006 2. "Kontrol Jarak Jauh Kinetik", Buat:, November 2007, Edisi 12. File kode sumber C tersedia di sini. Sejak proyek ini pertama kali diprototipe, saya membuat PCB menggunakan elang. Berikut adalah tampilannya sekarang. File skema dan papan elang ada di sini. Harap dicatat bahwa dibandingkan dengan prototipe, komponen pada PCB akhir disusun sedikit berbeda. Pembaruan (15 September 2008): file BOM ditambahkan

Langkah 12: Saya Tahu Anda Ingin Lebih

Sebuah dadu elektronik dengan hanya satu tampilan? Tapi saya memainkan banyak permainan yang membutuhkan dua dadu katamu. Oke, saya tahu Anda menginginkan itu. Berikut adalah apa yang saya telah mencoba untuk membangun. Saya sudah menyiapkan PCB untuk versi yang lebih baru ini, hanya menunggu waktu luang untuk menyelesaikan kode dan menguji papan. Saya akan memposting proyek di sini setelah selesai … Sampai kemudian nikmati dadu tunggal..