Avainsana-arkisto: Led

Sisustusongelma

Ihan vähässä kummassa en olisi uskonut, että minulle tulee sisustus ongelma, mutta niin vain tuli. Kuvassa on villakoiran ydin. IMG_20150827_002326Kattolamppu tai paremminkin tyhjä paikka kattolampulle! En tiedä minkälaisen haluan. Luultavasti päädyn tekemään itse jonkinlaisen ledi virityksen, mutten vielä ole päättänyt minkälaisen.

Draconian sivuilla oli hillittömän hieno lohikäärme lamppu, mutta se oli suhteellisen kallis ja sitten ehkä pitäisi hommata muutakin vastaavaa. Enkä oikeastaan halua olohuoneeseen lamppua, joka roikkuu.

Yksinkertainen keino ja yllättävän siistin näköinen olisi tehdä samalla tavalla kuin kaveri. Hänellä on neliön mallista alumiiniputkea roikkumassa katosta ja sen yläpinnalla ledinauhaa. Valo tulee siis epäsuorasti katon kautta, samoin kuin minun sarastevalossa. Yksinkertaista, mutta edelleen roikkuva, ei nappaa.

Valoputki tyylinenkin ratkaisu on ollut mielessä. Huurrettua putkea kattoon ja putken sisälle ledinauha. Putkella saisi hauskoja efektejä kyllä aikaiseksi. Voisi vaikka laittaa putket, että ne näyttävät tulevan seinästä tai katosta. Vihreä hehku putkiin ja säteilyvaara kyltti viereen 😉

Jos päädyn tuohon putki ideaan, ledit ovat ehdottomasti yksittäin ohjattavia, esim. WS2812B tai vastaava. Sopivalla ohjauksella saa aikaseksi liike efektin ikään kuin putkessa liikkuisi jotain. Muissa ratkaisuissa perusvalkea nauha tai ehkä jopa yksittäinen 10/20…/100w ledi.

Seuraava pohdinta on sitten ohjaus. Jos päädyn valkeaan nauhaan, laitan korkeintaan himmentimen, mutta WS2812B vaatii jo enemmän ja mieluiten langattoman säätimen. Toteutuksessa voisi esimerkiksi käyttää ESP8266 tai nRF24L01 moduuleja, jotka molemmat minulta löytyy, mutta kumpaakaan en ole kokeilua enempää käyttänyt.

Toisaalta haluan valojen myös olevan yksinkertaiset ja toiminta varmat, en todellakaan viimeiseksi illalla halua alkaa tappelemaan kaukosäätimen tai nettisivun kanssa, että saan valot pois päältä! Ja toisaalta sama aamulla, haluan painaa katkaisimesta naks ja valot on päällä.

Harkinnan arvoinen idea olisi ehkä myös ostaa joku törky halpa pädi ja kiinnittää se seinään sopivalle kohti ja käyttää sitä valo-ohjaimena. Pelkän akun varassa sitä ei kyllä voisi pitää eikä koko aikaa näytön valoakaan päällä. No laturi kiinni koko ajan ja anturilla valot päälle näyttöön, kun käsi lähenee. Ihan tarkkaa tietoa ei ole, mutta taitaapa aika monessa (ainakin puhelimessa) olla toi läheisyys anturi valmiina.

Näin vuokralla asuessa en lähde uusimaan valokatkaisijoita, vaikka sillä olisikin helppo ratkaista ongelma. Onneksi olohuoneen lamppuun menee kaksi johdinta jolloin voin toista käyttää signaalina ja toista käyttöjännitteenä. Hetken pohtimisen jälkeen tuli toinenkin idea. Yksinkertaisesti laittaa “power on” oletukseksi jonkun sopivan valo asetuksen (tai edellisen asetuksen) ja vasta erikseen säätämällä ohjausta valo muuttuu tms. Silloin kyllä menettää mahdollisuuden sytyttää valot kaukosäädöllä aamulla.

Riippumatta miten ohjauksen teen, siitä tulee sellainen, että sitä voi käyttää myös “stand alone” versiona eli luultavasti “power on” oletuksena on joku järkevä valaistus, jottei vahingossa käy vaikka niin, että pari päivää olen punaisessa valossa.

 

Sähköä ilmassa ja valoa katossa

Rakentelin tuossa sarastevaloa hiukan erillaseen kuosiin. Entinen oli kylmän valkoista ledinauhaa ja seinässä katonrajassa kiinni. Nykyinen on lämpimämmän valkoinen ja kiinnitetty lack hyllyn yläpintaan jolloin valo tulee epäsuorasti katon kautta. Lisäksi virtalähde on vaihtunut, mutta muuten systeemi on sama kuin ennenkin.

Siinä kolvaillessa johtoja huomasin mielenkiintoisen yksityiskohdan, osa ledeistä syttyi, jos koskin johtimiin samaan aikaan, kun kosketin kolvilla jotain muuta kohtaa johtimessa. Sama tapahtui valmiissa kytkennässä vaikka ledit olivat off-tilassa, mutta virtalähde oli verkossa kiinni.

Ensimmäinen ajatus oli että kyseessä on 50Hz häiriö ja DS1Z_QuickPrint2oskilloskoopilla mittaillessa asia vahvistui.  Kuvassa ei itse asiassa edes ole ledinauhaa vaan pelkästää sormella kosken oskilloskoopin proben kärkeen ja tulos on 100V, 50Hz siniaalto! Mittailin nauhasta useammastakin kohti, mutta en muita kuvia laittanut, koska ne käytännössä ovat samanlaisia, jännite vain muuttuu. Tässä kirjoitellessa tajusin yhden jutun, minulla on oskilloskooppi kiinni maadoittamattomassa pistorasiassa ja se vaikuttaa mittauksiin. Kävin mittaamassa saman keittiössä missä on maadoitus ja voltti määrä tipahti vajaaseen pariin volttiin, mutta edelleen selkeä 50Hz siniaalto.

“Hauskaa” asiassa on se, että ensimmäinen ajatus tuossa vaiheessa oli että kyllä nyt säteily hörhöt innostuu ja Vesa Linja-aho joutuu (taas) rauhoittelemaan villeimpiä hörhöjä.

50Hz häiriötä on nykymaailmassa käytännössä kaikkialla missä verkkovirtaa vain on. 50Hz aallonpituus (tyhjiössä/ilmassa) on \frac {c}{50Hz}\approx \frac {300\:000km/s}{50Hz} \approx 6\:000km . Niili ja Amazon joet ovat vain hiukan pitempiä! (Jossain maissa on 60Hz käytössä) eli aikasta pitkäaaltoista kamaa!

Virtaa ei tullut mitattua, vaikkakin ehkä sen jossain vaiheessa kokeilen mitata.

 

Mistä sitten videolla näkyvä ilmiö johtuu? Lyhyesti sanottuna ledinauha ja ihmiskeho toimii antennina ja kolvista/oskilloskoopista/jännitelähteestä on reitti maahan ja toisena “johtimena” toimii 50Hz sähkömagneettinen aalto, joka saa elektronit liikenteeseen “antennissa”.

Onko tästä sitten haittaa? Tässä tapauksessa ei, häiriö signaali on kyllä kytkennässä, mutta muutama nano/mikroamppeeri ei haittaa mitään, kun ledinauha itsessään imaisee päälle 5A virtaa. Teoriassa häiriö jännite voisi helpostikin saada jänniteohjatut mosfetit väärään tilaan, mutta käytännössä alasvetovastukset pitävät mosfetit oikeassa tilassa. Monessa muussa sovelluksessa 50Hz haittaa paljon enemmän vrt esimerkiksi kitaravahvistin, joista joskus kuuluu 50Hz hurina.

Asiassa olisi kirjoitettavaa vaikka useamman kirjan verran (EMI/RFI/common mode interference), mutta antaapa toistaiseksi olla näin yleisellä tasolla.

 

Keltainen on gate signaali ja sininen ledi-nauhan gnd
DS1Z_QuickPrint9
Keltainen on mosfetin gate ja sininen on virtalähteen plus napa.

Mittilöin aikani kuluksi samalla PWM-signaalin ledeistä ja mosfeteistä. Signaali näyttää häiriöiseltä, mutta pannaa suurin osa halvan virtalähteen syyksi, jota ei voi “hiljaiseksi” sanoa.

Hyvän kuvan virtalähteestä saa kuvasta. Reilun 5A kuorma, kun PWM-signaali on +5V. Melkoista pörinää, mutta niin kuin sanoin kyllä se  ledeille kelpaa ja ohjainkin näköjään kestää moisen.

Tämän ledinauhan värilämpö on paljon miellyttävämpi kuin edellinen, joka oli todella kylmä! Vertailun vuoksi molemmista nauhoista kuva. Kamera valehtelee molemmissa kuvissa, kylmä näyttää kylmemmältä kuin onkaan ja ei toi lämminkään oikea ole, vaikkakin lähempänä onkin.IMG_20150808_200357wpid-img_20141220_155657.jpg

 

Entäs sitten ne säteilyhörhöt ja sähköallergikot?  Noh… Toivottavasti he löytävät hyvä psykologin. En siis tarkoita, että he olisivat hulluja tai mielisairaita, jotka huijaavat oireensa. Oireet sähköallergiassa ovat erittäinkin todelliset, mutta todennäköisyys, että ne johtuisivat sähköstä on aika pieni.

 

 

 

100w ledejä&virtalähteitä

Köyhän ei kannata ostaa halpaa, se tuli todettua jälleen kerran. Nuo ledit, jotka tilasin olivat aika huono laatuisia. Yksikään niistä ei luultavasti ole kovin pitkä ikäinen. Artikkeli kuvassa on yksi ledeistä jännite on noin 15V ja virta on aika tasan10mA. Noilla virroilla ja jännitteillä ei pitäisi 100w ledin yksittäisten ledien vielä syttyä, eikä varsinkaan noin, että kirkkaita pisteitä on siellä täällä. Kaikkein paras ja optimi tilanne olisi, jos kaikki yksittäiset ledit alkaisivat syttyä samaan tahtiin. No aika näyttää miten ledit kestävät. Taidan kuitenkin laittaa palautetta myyjälle kuvien kera ja kysellä asiasta.

IMG_20150722_011441
Koekytkentä mallia “haluatko kissasta eroon?”

100W Ledi siis koostuu kymmenestä ledi “nauhasta”, joissa kussakin on kymmenen 1W lediä eli siis 10*10*1W=100W . Samoin esimerkiksi 20W ledi koostuu kahdesta “nauhasta”. Toki muitakin malleja ja kytkentöjä on markkinoilla.

100w ledi lämpenee varsin hyvin ja en ole vielä saanut oikeita jäähdytyssiilejä, joten voin vain muutamia minuutteja kokeilla kerrallaan noita, ne ovat ihan sairaan kirkkaat! Siilit eivät myöskään ihan nopeasti ole tulossa. Sain sähköpostia siilien myyjältä, ne siilit olivat palautuneet hänelle takaisin. Ilmeisesti Kiinan postilla on jotain ongelmia/ruuhkaa tai jotain.

Äkkiä laskien, jos 1W ledi vastaa karkeasti 10W hehkulamppua niin 100W ledi vastaa noin 1kW hehkulamppua suhteellisen jees! Tarkoitus on siis noista neljästä ledistä tehdä sen verran kirkas valaistus, että en tarvitse erikseen kirkasvalolamppua. Seuraava ostos on sitten varmaan luxi-mittari.

En yleensä omissa projekteissa käytä verkkovirtaa, mutta poikkeus vahvistaa säännön tässäkin asiassa. Kuvassa on ehkä ihan hyvä selitys asialle ;-D En löytänyt omista varastoista sokeripalaa, joten tein sen sitten itse parista bnc-ruuviterminaali palikasta ja sopivasta välikappaleesta. Muuten asiassahan ei ole mitään hätää, mutta jos töpseli on “väärin päin” on bnc-rungossa 240V verkkojännite. Onneksi kyseessä on siis vain koekytkentä. Lopulliseen kytkentään toki tulee parempi ratkaisu ja jonkinmoiseen laatikkoonkin toi pitää laittaa.

Virtalähde on suljettu paketti ja en sen sisään pääse ellen tuhoa koko IMG_20150723_235432laitetta ja ihan sitä en viitsi tehdä, ainakaan vielä. Tuosta saa siis irti 3A ja 21-38V.  Jännite siis muuttuu sen mukaan mitä ledi muuttaa mm. lämpötilan takia ominaisuuksiaan. Mittasin jännitteen yhden ledin kohdalla. Se oli luokkaa 25.5V eli jos oikeasti 3A menee ledille(, mitä en ole mitannut) teho on 3A*25.5V=76.5W ei ihan siis se 100W mikä pitäisi olla. pläääh….. Mua on huijattu.

Nyt vasta tuosta kuvasta tajusin, että laatu ei noissa virtalähteissäkään ole mitenkään päätä huimaava. Vaihe  ja nolla kaapelien värit ovat väärin päin. Pitäisiköhän testata kuinka paljon tuosta palikasta lähtee häiriötä ympäristöön.  Harmi, ettei ole EMC-labraa käytettävissä.

Ostin lisäksi sopivan linssin pakettiin mukaan.  Ei ihan niin hyvIMG_20150722_030003ä kuin olisin halunnut, mutta toimiva silti ja komean näköinen möllöttäjä! Toivottavasti kiinnitys reiät sopivat jäähdytyssiilissä sekä ledin että linssin kiinnityksiin.

Ledejä, virtalähteitä ja dummyload

Laiskuus ja kärsimättömyys taitaa löytyä monen keksinnön takaa. Tilasin eBaysta 100w ledejä ja niihin sopivia virtalähteitä. Tilasin ledit ja virtalähteet yhtä aikaa, mutta virtalähteet tulivat nopeasti ja vastaavasti ledit tulivat hitaasti….

Minulla siis oli hetken aikaa virtalähteitä, joita minä en oikeastaan mitenkään voinut testata. Jännitteen mittaus ei onnistunut, koska suojapiiri nappasi lähteestä virrat pois heti, kun jännite nousi riittävästi. Samoin suojapiiri nappasi virrat pois, kun yritti mitata virtaa yleismittarilla. Ilmeisesti suojapiiri vaatii jonkin verran jännitettä ennen kuin se antaa ottaa virtaa ja näinhän yleismittarissa ei ole vaan se näkyy oikosulkuna virtalähteelle(, jos siis piirissä ei ole muuta). Eikä minulla ollut mitään soveltuvaa 100w kestävää vastusta/kuormaa.

Siitä lähti sitten idea tehdä keinokuorma, joka kestää 100w ledin virtalähteen testaamisen.  Lopulta ihan jatkuvaa 100w tehoa kestävää en tehnyt, kun tarkoitus on/oli käyttää niitä osia mitä sattuu löytymään valmiina ja sen takia esimerkiksi jäähdytysrivat jäi sen verran pieneksi, että laskeskelin niiden 100w teholla  lämpenevän teoriassa yli 350 astetta ympäristöä lämpimämmäksi. Ei ihan onnistu, kun tinakin jo alkaa noissa lämmöissä sulaa varsin nätisti. No kyllä se hetken aikaa kestää kuitenkin sitä 100w tehoakin. 100w Ledin virtalähteestä saa siis noin 3A virtaa ja jännite on maksimissaan luokkaa 36V.

Lopulta tuli kuitenkin suunniteltua ihan kunnon piirilevykin ja tilattua iTeadilta. Ei mitään tietoa onko mitään järkeä tehdä kuormaa niin kuin sen tein, mutta periaatteessa pitäisi toimia. Enkä siis myöskään kokeillut leipälaudalla, kuin vain yhdellä mosfetillä toiminnan. Tarkoitus ei ollut alunperinkään tehdä mitään super tarkkaa, kunhan vain suunnilleen on jotain sinne suuntaan kuorma. Ei liene mitenkään vaikea arvata kenen videosta sain osittain idean ja otin mallia.

Eikä Martinin videoidenkaan katsomisesta ainakaan haittaa ollut, vaikka ovatkin pikkasen pitkähköjä. Martin oli tehnyt muutamia laskelmia, joita en itse ollut tehnyt ja joihin ensi kuulemalta suhtauduin hiukan skeptisesti, mutta todellakin oikeassahan hän oli,

Kuorman ottama teho eri virroilla.
Kuorman ottama teho eri virroilla.

jossain vaiheessa mosfetissa tapahtuva teho häviö alkaa laskea ja kaikki teho häviää vastuksessa.  Kun P=R*I^2 niin vaikka virta koko ajan kasvaa, menee mosfetin vastus R jossain vaiheessa niin pieneksi, että teho alkaa häipyä. Omassa kuormassa ei ole tarkoitus käyttää noin isoja tehoja.

Kuorman säätö on toteutettu potentiometrillä ja operaatiovahvistimen (LM324) ohjaamilla mosfeteilla (IRLZ24N).

Ensimmäinen versio koekytkentä levyllä. Vastus ei näy.
Ensimmäinen versio koekytkentä levyllä. Vastus ei näy tässä.

Periaatteessa potentiometrin olisi voinut laittaa suoraankin kiinni mosfetteja ohjaavaan operaatiovahvistimeen, mutta lm324 oparissa jäi käyttämättä yksi lohko, joten käytin sen puskurina. Lisäksi säädöstä löytyy jännitteen jako, jolla voi tarvittaessa muuttaa säädön vahvistusta.

Masiinassa on siis kolme mosfettia, jokaisella oma jäähdytys ripa. Jokaisella mosfetilla on oma vastus, jonka jännitehäviötä mitataan ja ohjataan sen perusteella mosfettia.

Kuorma vastuksena ja “tunnustelu” vastuksena on tarkoitus käyttää  3 x 0,1 tai

Piiri kaavio.
Piirikaavio.

3x1ohmin 5% tehovastusta. Ledi virtalähteen arvoilla (siis 3A ja max. n.40V)  tulee siis per vastus ja mosfetti kulutetuksi tehoksi

0,1 ohm vastuksilla

0,1V*1A=0,1W

mosfetit

(40V-0,1V)*1A=39,9W

39,9W*9C/W=360C

 

ja 1 ohm vastuksilla

1V*1A=1W

mosfetit

(40V-1V)*1A=39W

39W*9C/W=350C

40 volttia on periaatteessa enemmän kuin mitä lähteestä pitäisi saada irti, mutta laskeskelimpa worst case tilanteen kuitenkin. Kovin pitkää aikaa siis ei voi kuormaa tuolla teholla käyttää tällä jäähdytyksellä, mutta sen verran, että voi leditevirtalähteen testata. Tosin ledit saapuivat postissa ennen kuin sain kuorman valmiiksi, joten siinä mielessä ei enää tarvitse kuormaa, mutta hällä väliä, saattaa sitä johonkin muuhunkin tarvita.

En ole vielä päättänyt kumpia vastuksia käytän. Luultavasti 0,1 ohmin, koska yön vähinä pimeinä tunteina piirilevyä suunnitellessa vastusten kohdalle jäi väärä vastus ja en taida saada noita 1 ohmin vastuksia nätisti kiinni piirilevyyn.

Jo tässä vaiheessa tiedän useammankin jutun joita pitää lisätä tai korjata seuraavaan versioon. Laitteessa ei esimerkiksi ole lainkaan mitään suojaukseen viittaavaakaan. Esimerkiksi vastukset mosfettien ja operaatiovahvistimien välillä olisi ehkä hyvä idea, samoin sinne voisi laittaa alasvetovastuksen, jotta mosfetteihin ei jää virtakatkossa tms. jännitettä gate pinniin. Kakkos versioon voisin harkita näytön laittamista ja vaikkapa joku mikrokontrollerikin, jolloin laitteesta saa muunkinlaisia kuormia kuin pelkän vakio virran.

Toiminta periaate on varsin yksinkertainen. Se perustuu täysin ohmin lakiin. Vastuksen yli vaikuttavaan jännitteeseen vaikuttaa vain virta, joka kulkee vastuksen lävitse. Kun tiedetään jännite ja vastus voidaan varsin helposti laskea virta vastuksen läpi. Sen jälkeen tarvitsee vain ohjata operaatiovahvistimella mosfettia pitämään jännite vastuksen yli siinä mihin se on potikalla säädetty.

Jännityksellä odotellaan miten äijän taas käy, kun piirilevyt saapuvat. Ne ovat tänään lähteneet Hong kongista, että en ihan usko, että ne tälle viikkoa ehtivät tänne. Kirjoittelen kuormasta lisää siinä vaiheessa, kun olen saanut kuorman rakennettua ja vähän testailtuakin.

 

 

Vaikeakäyttöinen herätyskello

Miltä kuulostaisi herätyskello, jonka herätysaika asetetaan  binäärikoodilla ja jonka kellonaika tarkistetaan kytkemällä kello USB-piuhalla kiinni tietokoneeseen?IMG_20141221_224506 Ei kovin käyttäjäystävälliseltä? Sellaisen kuitenkin rakensin 😉 Herätyskin toimii yhdellä ainoalla punaisella ledillä.

Fiksuimmat ovat ehkä jo pelkän kuvan perusteella tajunneet, että kyseessä on vielä vaiheessa oleva projekti. Valmistumassa on siis sarastevalo. Tämän hetken ohjaimena toimii arduino micro ja kellona TINY-RTC.  Herätysaika  tai siis sarasteaika asetetaan taustalla näkyvällä reikälevyllä olevilla DIP-kytkimillä. Valmiissa sarastevalossa on toki paljon helpompi tapa asettaa herätys.

TINY-RTC moduulissa on rtc-kello(DS1307), eeprom-muistia(AT24C32) ja paikka lämpötila anturille (DS18B20). Muistia en luultavasti käytä, kun lopullinen tarkoitus on tehdä koko paketti omalle piirilevylle. Lämpötila-anturikin taitaa jäädä käyttämättä, vaikka sekin olisi aika helppo tapaus.

Minulla on muistakin RTC-moduleita, jotka on tilattu halvalla DX.com:ista. Tosin niitten osalta näyttää tilanne siltä, että ne eivät toimi luotettavasti.

A7D-kytkimillä saa asetettua aika monta tilaa, jotka eivät ole sallittuja kellonaikoja. Pitää kehittää jotain järkevää tai järetöntä niille asetuksille. Periaatteessa käänteinenkin sarastevalo olisi kiva, ts. illalla valot sammuisivat hiljalleen.

Tarkoituksena olisi ohjata ledinauhaa katonrajassa, nauha on jo seinällä, mutta se on niin kylmää valoa, että se menee vaihtoon tai mahdollisesti rinnalle tulee toinen lämpimämpää valoa antava nauha. Mahdollisesti myös piilotan nauhan jonkinlaisen listan avulla, mutta katsotaan sitä jossain vaiheessa.

 

Edit: Kuulema oikea termi mahtaa olla sarastusvalo, mutta milloinkapa minä olisiin puhunut täysin oikeilla termeillä?

 

 

 

 

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