Aihearkisto: Rakentelut

Kovalevyn moottori encoderina.

Näin youtubessa videon

Päätin tehdä samanlaisen, mutta kokeilla onnistunko tekemään vastaavan ilman mikrokontrolleria eli siis pelkästään käyttäen operaatiovahvistimia yms.

Tämäkin on väkerretty jo aikaa sitten, mutta ”julkaistu” vasta nyt.

IMG_20141210_235310

Pääosassa tässä värkkäyksessä on kolme  LM324N operaatiovahvistin piiriä ja vanhasta kovalevystä irroitettu moottori. Luulin aluksi moottorin olevan askelmoottori, mutta ei se sellainen ole, se on ns. spindle moottori eli periaatteessa kolmivaihevirta moottori. Moottoriin menee neljä piuhaa, kolme vaihetta ja yksi nolla. Mittailemalla resistansseja otin selville mikä on mikin. Kolmen piuhan välillä on kaksinkertainen vastus verrattuna ”nolla” piuhaan. Oletettavasti moottori on käämitty tähti-kytkentään, jolloin vaiheiden välistä mitattu ohmi määrä menee kahden käämin läpi. Nollan ja vaiheen välistä mitattuna nähdään vain yhden käämin vastus. Nämämä samat pätevät myös isommissa moottoreissa. Kovalevyn moottori toimii suhteellisen pienellä jännitteellä (3-5v), yllättävää kyllä en saanut moottoria rikki testatessani sitä, vaikka syötin 12v jännitteen moottorille. En siis tiennyt, että moottori toimii pienemmällä jännitteellä ja oletin automaattisesti, moottorin toimivan 12 voltilla. Käämeistä löytyy noin seitsemän ohmia kahden vaiheen välillä ja noin 3,5ohmia vaiheen ja nollan välillä. Viidellä voltilla käämistä kulkee  läpi noin 1,4A ja 12V jännitteellä noin 3,4A virta. uuups.

Käänteisesti moottori toimii kolmivaihe generaatorina ja sitä kautta saa suhteellisen helposti ohjauksen ledeille.  Moottoria pyörittämällä saa aikaiseksi varsin pienen jännitteen, mutta yllätävän hyvin onnistui vahvistaa signaali.  Oikeastaan vaikeutena on pyörittää moottoria riittävän hitaasti, yhdellä moottorin pyöräytyksellä ledirulla pyörähtää neljä kertaa.

Piirtelin piirikaavion ”ledirulla:sta” (ja myös piirilevyn ).  Kytkennässä käytetään invertoivaa kytkentää ja vahvistusta voi säätää trimmereillä joka kanavalta erikseen. Vastuksilla r1 ja r2 tehdään kytkentään maataso, kolmella oparilla vahvistetaan moottorista tuleva sini-aalto ja kuudella komparaattoriksi kytketyllä operaatiovahvistimellä ohjataan kuutta lediä.

Wikipediassa on varsin hyvä kuva kolmivaihevirrasta. Kytkennän avulla saadaan jokaisesta positiivisesta ja negatiivisesta huipusta ledi syttymään.

Kytkentä "piilopuolelta"
Kytkennästä tuli melkoinen ”matokasa”.

En omista oskilloskooppia, joten en ole voinut mitata tarkasti minkälaisia jännitteitä piirissä liikkuu, mutta isoja ne eivät ole koska maatason molemmilla puolilla olevat trimmereillä säädettävät komparaattorien vertailujänniteet ovat yleismittarilla mitattuna alle sata millivolttia maatason kummallakin puolella.

 

Mitään hyötyä kytkennästä ei oikeastaan ole, mutta tulipahan moinen tehtyä, jos moista joskus tarvitsee.

Periaatteessa kytkennästä puuttuu viellä ääni verrattuna videoon mistä sain idean, mutta omasta mielestä tavoite on jo täynnä tästä kytkennästä.

 

 

LED-cube

Jei!! Ensimmäinen rakentelu artikkeli! Kuutio itsessän rakennettu jo aika päivää sitten, mutta ajatusta näistä nettisivuista ei viellä silloin ollut.

Arduino UNO
UNO ja kuution piuhat.

Ostin itselleni jossain vaiheessa Arduino UNO:n.  Arduinon mukana tulleen aloituspaketin kytkennät oli nopeasti käyty lävitse ja päätin väkertää jotain omasta päästä.

 

Ledien ohjaukseen valikoitui, melkeinpä sattumalta TLC9516N-piiri. Varsin helppo käyttöinen piiri, yhdellä vastuksella säädetään ledeille menevä virta ja lisäksi tarvitaan neljä piuhaa ohjaukseen. TLC5916 on sink tyyppinen jolloin ledien positiiviseen jalkaan tuodaan jännite ja negatiivista puolta katkotaan piirillä. (TLC5916 datasheet)

Positiivinen puoli hoidetaan tässä tapauksessa suoraan arduinolla. Asia toimii näinkin, mutta se aiheuttaa huomioon otettavaa koodiin. Arduinon pinnit eivät kestä kovinkaan montaa kymmentä milliamppeeria virtaa, joten liian monta lediä ei voi olla yhtäaikaa päällä. Asia olisi helposti korjattavissa muutamalla transistorilla, mutta rakennus vaiheessa ei ollut niitä käytettävissä ”matkalabrassa”.

4X4X4 led-kuutio
4X4X4 led-kuutio

Kuutio on siis 4X4X4 kokoinen ja toteutettu punaisilla ledeillä.  ”Jalustana” on reikälevy. Ledien juottamisen avuksi tein laudasta sapluunan ts. porasin 4×4 reikää sopivan pienellä terällä. Sapluunasta ei harmi kyllä ole kuvaa.  Sapluuna helpotti juottamista merkittävästi, en tosin kylläkään edes harkinnut juottamista ilman sapluunaa.

 

 

Ohjelma on tehty Arduinon omalla IDEllä ja se saattaa ilmestyä tänne jossain vaiheessa tänne, samoin kuin piirikaavio.

Ledit on kytketty kuutioon tasoina ja pylväinä.  Vaaka suunnassa olevia tasoja on neljä kappaletta päällekkäin ja jokaisessa on 4×4=16 lediä. Vastaavasti pystyjä on 16kappaletta ja jokaisessa on neljä lediä.  yhteenäs siis 64 lediä. Jokaiseen tasoon voidaan kytkeä positiivinen jännite suoraan Arduinon pinnistä ja jokaiseen pystyyn voidaan kytkeä maa TCL5916 piirin avulla, Näin voidaan ohjata jokaista yksittäistä lediä kuutiossa tai mitkä tahansa ledit samassa tasossa tai pystyssä. Samaan aikaan päällä olevia ledejä haluttaessa täytyy yksittäisiä ledejä vilkuttaa sen verran vauhdillä, että silmät eivät huomaa vilkettä vaan luulevat ledien olevan koko ajan päällä.

 

Edit: Piirikaavio

ledcube