Главная » Начинающим
Призовой фонд
на ноябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
4. 200 руб.
От пользователей

Спиннер и FabLab

Я веду объединение по электронике очень давно и каждый раз возникает проблема найти и заинтересовать той или иной разработкой кружковцев. В начале года в их руках стали появляться игрушки – вертушки по имени "спиннер". Добиться от ребят вразумительного ответа на вопрос в чем его фишка или иными словами  «Зачем он тебе нужен?» я так и не смогла. Но похоже, что в последнее время это самая продаваемая игрушка в мире. На просторах интернета многие предпринимают попытки рассказать об истории этой игрушки и разобраться в истоках ее популярности. Спиннер пытаются позиционировать как антистрессовое и развивающее моторику рук устройство, даже как устройство для борьбы с вредными привычками. Ну а я решила, что на пике популярности этого предмета у детей можно сделать из него еще и не плохое обучающее пособие для моего объединения «Цифровая лаборатория». И так начнем.

В общих словах об этапах пути: мы разработаем дизайн корпуса в 3D редакторе SketchUp, распечатаем его на 3D принтере, спаяем электронную схему и сделаем наш оригинальный светящийся спиннер.

Cтоль простую игрушку нет смысла утяжелять  сложной электроникой. Поэтому конструкция рассчитана на относительно простые  и не громоздкие электронные схемы, которые даже начинающий радиолюбитель сможет повторить.

Здесь представлен корпус, разработанный в бесплатном 3D редакторе SketchUp.

Корпус разработанный в 3D редакторе SketchUP

А вот и готовый распечатанный корпус на 3D принтере ( ABS пластик) .

Распечатанный корпус( ABS пластик)

Надо отметить, что кроватки под CR2032 встречаются разной формы, подшипники можно использовать другого типоразмера и светодиоды могут  быть разной конфигурации поэтому может понадобиться не значительная корректировка 3D модели. 

Электронных схем для реализации этого проекта будет предложено несколько:

  • самый простой мультивибратор на транзисторах мы оставим для самостоятельного решения задачи;
  • используем схему на легенде электроники 555 таймере;
  • третий представленный вариант на микроконтроллере ATtiny13.

555 таймер и микроконтроллер можно использовать как в корпусе DIP, так и в SOIC. Печатный монтаж для 555 таймера сделан под корпус DIP, решение под SOIC может стать самостоятельным творчеством.

Схема мигалки на 555 таймере.

При номиналах резисторов R1, R2 и конденсатора C1, указанных на схеме, частота мигания светодиодов получается в районе 10Гц. Используя калькулятор, можно подобрать другую частоту приятную для индивидуального восприятия. DIP–переключатель SW1 используется для остановки работы генератора, SW2 - для коммутации питания. Таким образом мы получаем два световых эффекта: мигающие светодиоды и  просто один горящий светодиод.

Печатная плата под 555 таймер. Для ЛУТа схему не зеркалить.

Печатная плата на 555 таймере

Комплект деталей для монтажа.

Комплект деталей для монтажа

Трассировка навесного монтажа для схемы на 555 таймере .

Трассировка навесного монтажа

В качестве источника питания взяты элементы CR2032. Кроватки под них выпаяны из старых материнских плат. DIP–переключатели добыты там же. Из большого массива соединенных DIP–переключателей отпиливаются пары. Светодиоды выпаяны со светодиодной ленты.  К выбору светодиодов тоже можно подойти творчески и организовать управление RGB светодиодами. Это может чуть – чуть усложнить трассировку, но наверняка украсит игрушку дополнительными визуальными эффектами. Тем более что схема, (показана ниже) собранная на микроконтроллере, позволит совершенно безболезненно управлять тремя выводами.

Переключателей  в этой  схеме  тоже два. Один для коммутации питания, второй на переключение режимов работы. Программа написана на 5 режимов мигания светодиодов. При желании  можно потренироваться и по аналогии добавить в код программы еще дополнительные режимы работы с новыми  сочетаниями цветов. Максимальное напряжение питания микроконтроллера по даташиту составляет 5.5v , а у нас 6V , поэтому по цепи питания поставлен диод, на котором с гарантией падает 0,5В.

Печатный монтаж схемы крайне прост и даже нет уверенности, что стоит его делать если микроконтроллер в DIP корпусе. В этом случае монтаж  в стиле "мертвый жук" может просто решить вопрос. Печатку для корпуса SOIC (показана ниже) сделать стоит, чтобы в процессе монтажа не повредить микроконтроллер. При изготовлении платы методом ЛУТ печатку надо зеркалить.

Печатный монтаж для Attiny13 в корпусе SOIC

Процесс сборки устройства начинается с установки подшипников и кроваток под батарейки в свои отсеки в корпусе.  Кроватки садятся в отсеки очень плотно, поэтому до установки  желательно сразу припаять к ним соединительные провода, предварительно согнув выводы к корпусу, чтобы потом не мучиться с их выковыриванием. Отверстие в центре рассчитано на установку двух подшипников размером 6x15x5. Такие подшипники можно найти при разборке двигателей видеоголовок от старых DVD проигрывателей.  Ниже показан наш двигатель - донор.

Двигатель - донор

Следующим шагом  располагается плата и выключатели по своим отсекам и все части схемы соединяются тонким монтажным проводом. Провода прокладываются в канавки, сделанные по корпусу спиннера. Самое пожалуй сложный и нудный  процесс - это соединение проводов и светодиодов. Длину проводов надо стараться рассчитать от точки к точке как можно точнее, потому что остаток просто не поместится в бороздках.  Оставшееся после монтажа свободное пространство в отсеках и канавках заполняется ABS пластиком, полежавшем в 646 растворителе. Пластик, помещенный в растворитель, превращается в пластилиновую массу. Этим пластком можно постепенно (не большими порциями для быстрого высыхания) заполнять пустоты и одновременно крепить детали и светодиоды в отсеках. В процессе заполнения пустого пространства  нужно подумать о балансировке. В нашем случае хватило шурупов, вкрученных в тело спиннера со стороны выключателей. Они видны на фотографии с левой стороны. После окончательного затвердения пластик прекрасно обрабатывается надфилем и наждачной бумагой для придания гладкости изделию.

Во внутренние отверстия подшипников, с двух сторон, вставляются грибообразные  опоры для пальцев. И теперь наступает самое время "почесать руки" -  покрутить и повертеть свой спиннер!!

Экспериментальная модель на которой проверялась правильность 3D модели и разрабатывалась трассировка монтажа

После обработки поверхности пластика,есть возможность проявить еще и свои художественные способности, организовав спиннеру эксклюзивную "боевую" раскраску.

Это экспериментальная модель на которой проверялась правильность 3D модели и разрабатывалась трассировка монтажа.

экспериментальная модель на которой проверялась правильность 3D модели и разрабатывалась трассировка монтажа

Экспериментальная модель на которой проверялась правильность 3D модели и разрабатывалась трассировка монтажа

Электрические схемы, печатный монтаж, исходный код и прошивка на МК, файлы для печати на 3D принтере лежат в архиве.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
компоненты схемы на таймере
U1 Программируемый таймер и осциллятор
NE555
1 LM555, KP1006BИ1Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
68 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
39 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3-R4 Резистор
100 Ом
2 Поиск в LCSCВ блокнот
Элементы питанияCR20322 Поиск в LCSCВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор1мкФ 16В1 Поиск в LCSCВ блокнот
C2 Конденсатор10 нФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
HL1-HL8 Светодиод8 любой из светодиодной лентыПоиск в LCSCВ блокнот
компоненты схемы на микроконтроллере
U1 МК AVR 8-бит
ATtiny13
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1 Выпрямительный диод
1N4001
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R2, R4 Резистор
300 Ом
3 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R5 Резистор
10 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
Cветодиод4 любые из RGB лентыПоиск в LCSCВ блокнот
Элементы питанияCR20322 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 Участие в конкурсе 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.5 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
+1
fochi #
Блок видеоголовок от DVD?
Ответить
0

[Автор]
martel #
Любой видеоплеер из мира VHS , "барабан" с видеоголовками
Ответить
0
Прилепа Иван #
При наличии 3д принтера и навыков я бы изготовил часы с POV-разверткой. Схем полно только нужно как-то реализовать синхронизацию.
Ответить
0
zanuda364 #
Спиннер для продвинутых аутистов
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Макетная плата для пайки (10 шт)
Макетная плата для пайки (10 шт)
Металлоискатель MD3010II Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
вверх