USB қуатымен жұмыс істейтін түнгі жарық/ батареяның резервтік көшірмесі (екі дизайн): 3 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Біраз уақыттан кейін мен өз бөлмеме батареямен жұмыс істейтін түнгі жарық қажет екенін білдім. Идея, мен төсекке жату үшін жарықты өшіргім келген сайын төсектен тұрғым келмеді. Маған жатын бөлмесіндегідей жарық емес жарық қажет болды, өйткені шын мәнінде ашықтан қараңғыға өту көзге өте қызықты емес. Бұған қоса, біздің энергетикалық компанияда белгілі бір уақыт болды, біздің қуатымыз бірнеше апта сайын бірнеше минутқа өшеді … сол аптада бірнеше рет. Менің ойымша, егер жаз мезгілінде кездейсоқ түрде электр қуаты кездейсоқ өшірілсе, онда қыста қандай болар еді?

Міне, менің бірнеше қажеттіліктерім:

• Біріншіден, қуаты төмен. Мен бұл бөлікте әлі де жұмыс жасаймын, бірақ ол қазірдің өзінде өте төмен.
• Мен өзімді жақсырақ жасай алатын сияқтымын, сонымен бірге оны арзандаттым, бұл екінші мақсат болды.
• Сонымен қатар, әрине, батареямен жұмыс істейді.
• Жарықтық - шамамен орташа төмен деңгей; бәрі не екенін көру үшін жеткілікті жарқын. Бұл сіз үшін қаншалықты жарқын, сіз оны тексеруіңіз керек. Егер ол тым жарқын болса, бұл сіздің көзіңізге сәл қиын болады-әсіресе, егер оны біраз уақыт өшірілгеннен кейін қайта қосу қажет болса!
• Ықшам дизайн - мен бұл жұмыс үстелінің шетінде отырғанын қалаймын, себебі бұл менің төсегім орналасқан жерде болады. Жұмыс үстелінде емес-оның жанында.
• Минималды бөліктер тізімдегі алдыңғы элементтің арқасында және үшінші элементке көмектеседі.

Мен өте қарапайым дизайнды ойлап таптым. Мен бұл туралы ойладым және дизайнды қолдануға ыңғайсыз ететін сценарийлерді ойлап таптым. Мысалы, егер қараңғыда қуат сөніп қалса, оны қосу үшін қуат қосқышын көру әдісі қажет. Мен жарықтандырылған жетегі бар қосқышты қолдануды қарастырдым және оны жарқырату үшін жеткілікті ток өткіздім. Бұл сәл көбірек энергияны қолданар еді, бірақ бұл дизайнның кейінірек өтелуі мүмкін. Сонымен қатар, мен оны қосар алдында қараңғы түскенше күтпеймін. Мен оны қажет болғанға дейін бір сәтте жасар едім. Сонымен қатар, егер мен оны ұйықтар алдында өшіруді ұмытып қалсам ше? Маған батареяны қорғау әдісі қажет болды.

Біршама ойланғаннан кейін мен көп нәрсені шешетін негізгі дизайнды ойлап таптым. Бұл қабырғаға транзисторлық тізбек арқылы электр қуаты үзілгенін анықтау үшін қосылуы керек еді. Мен мұны орнына релені қосу үшін қолданамын деп шештім, ал реле батареялар мен жарық диодтар үшін басқа қуат көзін (атап айтқанда, релені қуаттандыратын) таңдайды.

Мен бұл жобаны бірнеше адамға айтқан кезде, олар қараңғыдан қорқатындарын мойындады, және бұл пайдалы болар еді. Бұл маған жоба бойынша жұмысты жалғастыруға мотивация берді. Мен содан кейін нанға арналған кеңейтілген нұсқаны ойлап таптым, бірақ мен оны арнайы тақтаға қоюға тура келдім, сондықтан менде тақтаны құрастыру бойынша нұсқаулық жоқ. Егер сіз тақтаға қалай түсу керектігін білсеңіз және схемаларды ұстанатын болсаңыз, оны қосуда мәселе болмауы керек.

Жабдықтар:

Егер сіз мен бастаған негізгі нұсқаны қолданғыңыз келсе, мына тізімді қолданыңыз:

1. Қабырғаға арналған бір құрбандық (ескі телефон зарядтағышын немесе тартпада немесе қорапта бар жүздеген қуат блоктарының біреуін ойлаңыз, олар не баратынын білмейсіз)
2. Алдыңғы элементтің кернеуіне есептелген бір SPDT релесі. Мен көптеген жылдар бұрын техник ауыстырған ескі HVAC релесін қолдандым (мен өзімнен ешқандай қате таппадым). HVAC релесі сәл ыңғайсыз: олар DPST, бірақ контактілердің бір жиынтығы әдетте ашық, ал екіншісі әдетте жабық. Олар сондай -ақ 24 VAC үшін бағаланады, ал мен таңдаған қабырға ашасы 12 VDC өшіреді.
3. 12 вольтты ақ түсті жарықдиодты жолақ: мен олардың бірін қолдандым, бірақ веб -сайт оларды енді сатпайды. Сіз әрқашан қолыңызда бар нәрсеге бейімделе аласыз, немесе оны өзіңіз жасай аласыз.
4. Бір SPST қосқышы
5. Бір немесе бірнеше батарея. Мен 6 вольтты екі фонарлы батареяны қатарынан қолдандым, бірақ мен бір 12 вольтты фонарь батареясын қолданғым келді.
6. Барлығын біріктірудің қандай да бір әдісі

Егер сіз жақсартылған нұсқаны жасағыңыз келсе, мына тізімді қолданыңыз:

1. Бір сыртқы 5 VDC қуат көзі. Бұл дизайн ПХД -ге тікелей қатысты (бұл туралы толығырақ кейінірек), сондықтан мен USB түріндегі В типті аналық штепсельді ұрдым. Сіз Sacrificial ™ USB кабелінің ұшын кесіп, сымдарды шеше аласыз (сізге тек 5 вольтты сым мен GND қажет)
2. Бір резервтік қуат көзі, яғни батарея
3. 5 вольтты бір DPDT релесі. Мен мұны қолдандым. Бұл нанға ыңғайлы!
4. Бір DPST қосқышы
5. Бір LM7805 кернеу реттегіші (мұнда)
6. Бір 0.22uF конденсатор (міндетті емес). Деректер кестесі керамикалық түрі болуы керек дегенді білдіреді, бірақ ол шығыс конденсаторы сияқты болуы керек деп нақты айтпайды (мен қосқан жоқпын)
7. Жарықдиодты жарық диодтары үшін бес шектеу резисторы немесе резистор шинасы. Бұл тізімдегі светодиодтарда кернеудің 3,3В төмендеуі бар, мен 85 Ом қажетті қарсылық ретінде есептедім. Мен мұнда 150 Ом кедергісі бар резистор шинасын қолдандым.
8. 1N4004 бір диод
9. Бес ақ жарық диоды (3v3 @ 20mA)
10. Барлығын біріктіру әдісі

Егер сіз Электронды тақтаның нұсқасын алғыңыз келсе, ол жоғарыда көрсетілген тізіммен бірдей, бірақ кейбір айырмашылықтары бар:

1. Әрине, ПХД. Дизайн қазіргі уақытта тек OSH Park -қа жүктелген және олар үштен тұратын тақталарды сатады. Сіз тақтаны осы жерден ала аласыз.
2. Онда терминал блоктарына арналған орын бар, бірақ сымдарды тікелей тақтаға дәнекерлеуге болады. Мен осы стильді қолдандым.
3. Бір батареялық қысқыш (мен 9В батареяны қолдандым)
4. Жоғарыда айтылған USB қосқышы. Мен мини немесе микро В емес, В түрін таңдадым, себебі бұл екеуі маған ұнамайды.

1 -қадам: өте қарапайым нұсқа

Мен сол кезде жұмыс істегендіктен, маған көптеген қиындықтар келді. Мендегі эстафета бірінші суретте салынған. Мен ойлап тапқаным идеалды болмаса да, ол жұмыс істеді (екінші сурет). Мен өзімнің ыңғайсыз DPST релесін SPDT -ге айналдырдым, жалпы терминал жасау үшін екі терминалды қысқарту. Бұл байланыс қосқышқа, сосын жарық диодты жолаққа, содан кейін жерге қосылды. Мен жасаған батарея банкі-оң жағы реледегі NC байланысына кетті. Реленің катушкасы сыртқы қоректенуге қосылды, бұл релені «қосулы» күйінде ұстауға мүмкіндік береді. Қуат көзі реледегі NO қосылымына да қосылады. Барлық негіздер бір -бірімен байланысты.

Теория мынада, ол сыртқы қуатқа ие бола отырып, реле «қосулы» күйде қалады, осылайша NO байланысы жабылады және NC қосылымы ашық болады. Бұл жалпы байланыс сыртқы көзден қуат алатынын білдіреді. Егер қуат жоғалса, реле қайтадан «өшірілген» күйіне түседі және жалпы байланыс батареялардан қуат ала бастайды. Қандай көз болса да, қосқыш жарық диодты жолақтың қуатын басқарады. Барлығының ортақ негізі кез келген жағдайда толық тізбекке мүмкіндік береді.

Мен тізбектің көп бөлігінде нақты сымды қосқыштарды қолдандым, сондықтан ештеңені дәнекерлеудің қажеті болмады. Батареяларды қосу үшін (оларда серіппелі терминалдар бар), мен Sacrificial ™ сынақ сымдарын (сымдары бекітілген аллигатор қыстырғыштары) екіге бөліп, сымдарды (және сымды қосқыштарды қосқан) шешіп қолдандым. Батареяларды қосуға арналған батарея әлі де бір бөлікте. Барлығы қызыл SparkFun жеткізу қорабына бекітілген.

Менде соңғы өнімнің суреттері жоқ, бірақ қажет болған жағдайда мен түсіремін.

2 -қадам: кеңейтілген нұсқа

Мен ақырында схеманың жақсы нұсқасын жасау үшін қажет бөліктерге тапсырыс бере алдым (мен бұған дейін шығарған болатынмын). Бұл конструкцияға енгізілген маңызды өзгерістер оны реттелетін 5В кернеуінен, сондай -ақ реле үнемі қоректенбейтіндіктен жобалау болды. Мен қосқышты DPST түріне ауыстыруға тура келді. Операция теориясы - бұл күрделірек.

Батареяға тізбектің жартысына қарап, қосқыш өшірулі делік. Реле әлі де сөндірілген, сондықтан оның «өшірілген» күйі аккумуляторды 5 вольтты реттегішке қосуға әкеледі, содан кейін реттегіштің шығысы реле (NC қосылымдарының бірі), содан кейін светодиодқа беріледі. Тізбекті бұзу және ток ағуын болдырмау үшін қосқыш батарея мен реле арасында сыммен қосылады. Егер қосқыш қосылса, онда ток тізбек арқылы өтетін болады.

Схеманың екінші жартысына қарап, біз USB -ден қуат бірден қосқышқа, содан кейін реле катушкасы мен реледегі NO қосылыстарының біріне түсетінін көреміз. Бұл қосылымның жалпы түйіні бұрын айтылған NC қосылымымен ортақ пайдаланылады, осылайша бұл қуат көздері арасында ауысатын контактілер жиынтығы. Басқа контактілер жиынтығы кернеу реттегішін қорғауға арналған. Егер қосқыш қосылса, реле қосылады және сыртқы қуатты светодиодтарға жібереді.

Реле қуаттың жоғалуы кезінде «қосулы» күйден «өшірулі» күйге ауысқан кезде кернеуді төмендету үшін диод релеге параллель (бірақ керісінше) қосылады. Бұл қуат көзін қорғау үшін: яғни USB телефонды зарядтағыш немесе компьютердің USB порты.

Конденсаторды алып тастауға болады. Реттеушіге арналған деректер кестесінде «қоректену сүзгісінен қаншалықты алыс» екені көрсетілмеген, сондықтан мен оны бәрібір қосар едім деп ойладым.

3 -қадам: ПХД нұсқасы

ПХД нұсқасы жетілдірілген нұсқаға ұқсас, бірақ схемада. Барлық бөлшектер тақтаның жоғарғы жағына орнатылады және бөлшектердің нөмірлерімен (немесе басқа да маңызды ақпаратпен) белгіленеді, осылайша қажет немесе қалауынша ауыстырылатын немесе алмастырылатын бөлшектерді табуға болады. Батарея кірісі (коммутатор кіруінен оқшауланған) (+) кірісі мен (-) кірісі бар. (+) Жағы (+) белгісімен белгіленген.

Коммутатордың кірістіруінде А және В бөлімдері бар, олар А және В деп белгіленеді. «А» қоршап тұрған екі терминал - А кірісі. Дәл осылай В терминалдары «В» қоршалған.

Сондай -ақ, USB ашасына жақын орналасқан екі бекіту саңылауы бар. Олардың ештеңеге, тіпті бір -біріне электрлік байланысы жоқ.

Үш сурет әр түрлі уақытта түсірілген. Біріншісі - бос тақта. Екіншісі-аралас бөліктері бар жартылай қоныстанған тақта. Үшіншісі - шақырылған барлық бөлшектерді қолданып дайын тақта.

Постты алдын ала өңдеу:

Мен KiCAD файлдарын қосуға тырыстым (zip түрінде), бірақ менде қате болды. Кейінірек бекітудің басқа әдісін табады.