Жарықдиодты жарықдиодты шам (көбінесе қалпына келтірілген): 4 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бұл жоба электр қуаты сөніп қалған кезде мен қара жертөледе немесе басқа қараңғы жерлерде жұмыс жасап жатқанда бұрыштарға ауыртпалық түсірмеудің қарапайым қажеттілігінен туындады.

Басқа шешімдерді кеңейтілген және ақылды бағалаудан кейін:

- бүкіл үйдегі әрбір өткір бұрышты алып тастаңыз немесе дөңгелектеңіз, - мысық бол, - коммерциялық апаттық шамдарды орнатуға ақылға қонымсыз ақша жұмсау;

Мен бірнеше қалпына келтірілген электрлік компоненттер мен бірнеше қымбат емес модульдердің көмегімен DIY апаттық шамдарын жасай алар едім деген қорытындыға келдім.

Бірнеше конструкторлық қайталаудан кейін мен аз ғана ақша жұмсап қана қоймай, сонымен қатар басқа да қоқысқа тасталатын көптеген электрлік бөлшектерді қайта өңдеуге болады деген қорытындыға келдім. TP4056 (арзан) модулін қоспағанда, қалғандарының бәрін басқа сынған электроникадан тазартуға болады, осылайша сіз өзіңіздің уақытыңыздың бір бөлігін жұмсап, қоршаған ортаға зиян келтірмейтін «Көбінесе қалпына келтірілген DIY жарықдиодты жарықдиодты» жасай аласыз.

1 -қадам: материалдар мен құралдар

Бұл жоба үшін сізге қарапайым дәнекерлеу құралдары мен басқа да қарапайым DIY электронды құралдары қажет, мен бұл бетте әдеттегі құралдарды жинадым. Мен осы шамға арналған арнайы корпус жасадым, оның мақсаты - оның сымдарын жеңілдету. Пайдалану міндетті емес, бірақ өте ұсынылады, сондықтан сізде 3D принтер болуы керек. Менде (модернизацияланған) CR-10 бар, бірақ сіз кез келген 3D принтерді және кез келген жіптерді қолдана аласыз, себебі бұл өте оңай басып шығару.

Бұл шамды жасау үшін бізге басқа электроникадан шығарылатын немесе сатып алынатын басқа компоненттер қажет. Біріншіден, бірінші кезекте: өшіру кезінде бізге қуат резерві қажет, біз 18650 ли-ионды ұяшықты және, әрине, оның зарядтағышын/контроллерін TP4056 қолданамыз. Шамның әрекетін бақылау үшін бізге үш жақты қосқыш (қосулы-қосулы) және бір р-каналды мосфет қажет. Бұл «жарықдиодты» шам болғандықтан, бізге светодиоды мен оның ток шектейтін резисторы қажет. Бірнеше қосалқы сымдарды қосыңыз, бұл бәрі.

Соңында күте тұрыңыз: шамды әрдайым дайын күйде ұстау үшін бізге қабырғадағы қуат адаптері қажет, әйтпесе ол «апаттық» шам болмайды. Мен ескі ұялы телефонның көптеген адаптерлерін қорапта сақтадым. Бірнеше рет мен оларды қалай қолдануға болатынын сұрадым. Көптеген қосымшалар үшін тым аз вольт немесе тым аз ампер, бірақ олар бұл тапсырманы орындауға өте ыңғайлы, кенеттен олар енді қоқыс емес!

Егер сіз менің 3D корпусымды пайдаланғыңыз келмесе, контейнер ретінде қарапайым прототип тақтасын және қалағаныңызды қолдана аласыз. Менің жағдайым жақсы, себебі бұл сымға көмектеседі, себебі бұл нағыз ПХД. Бұл сөзбе -сөз (3D) баспа схемасы. ^_^

2 -қадам: Дизайн туралы түсінік

Егер сіз шамды жасағыңыз келсе, бұл қадамды өткізіп жіберіңіз, бірақ мен оны оқуды ұсынамын, өйткені мұнда сіз оның қалай жұмыс істейтінін және оның шектеулерін түсінуге болады.

Неліктен мен бұл компоненттерді таңдадым?

18650 ли-ионды ұяшық: бұл стандартты ұяшық, оны ноутбуктың жарамсыз батареяларынан сатып алуға немесе алуға болады. Бұл жасушаларды қайтару үшін олардың ақыл -ойын қалай тексеруге болатынын түсіну керек және неліктен жаман жасушаларды жаныңда ұстауға болмайды. Жабайы интернетте көптеген оқулықтар. Егер сіз қайтару процедурасына уақыт бөлгіңіз келмесе, оны сатып алыңыз, өкініштен гөрі қауіпсіз.

TP4056 модулі: бұл бір 3.6-3.7 В ли-ионды немесе ли-поли ұяшықты басқара алатын жалпы модуль. Ол оның заряды мен разрядын басқара алады. Ол әдетте қысқа тұйықталу, шамадан тыс кернеу, төмен кернеу ұяшығының қорғанысы және басқа заттар сияқты басқа мәселелерді шешетін DW01 басқа чипімен біріктіріледі. Бұл модульді қайтаруға немесе басқа нәрсеге ауыстыруға болмайды, оны сатып алу керек.

P-арналы мосфет: бұл арнайы транзистор, электронды қосқыш. Бұл жобаның басты «трюгі» ретінде қарастырылуы мүмкін, себебі бұл компонент шамның әрекетіне қажетті «логиканы» қоса алады. Ол жарықтың үзілуін «сезе» алады және соған сәйкес әрекет етеді. Бұл мосфетті сатып алуға болады (бұл шынымен де арзан) немесе аздап шыдамдылықпен электронды лақтырудан қайтаруға болады. Электрлік компоненттерді қалпына келтіру үшін сізге менің электронды компоненттерді тексеруші сияқты нәрсе қажет! Мен TO-220 корпусында IRF4905 транзисторын қолдандым. Оңтайлы таңдау емес, бірақ ол жақсы жұмыс істейді.

Үш жақты қосқыш (қосу/өшіру/қосу): бұл шамды үш түрлі конфигурацияға орнататын қарапайым қосқыш:

1. әрқашан өшірулі,
2. қараңғылық кезінде
3. әрқашан қосулы.

Оны қайтаруға болады, бірақ сіз бақытты болуыңыз керек, мен көптеген ұқсас қосқыштарды таптым, бірақ олар екі жақты қосқыштар болуы мүмкін (негізінен олардың 99%).

Қуат көзі: кем дегенде 4,5 В және 100 мА қамтамасыз ететін кез келген құрылғы жақсы. Бұл шынымен қайтарылуы керек!

Жарық диоды: бұл компонентті барлық жерде оңай қалпына келтіруге болатынына қарамастан, «жеткілікті жарық» жарықдиодты табу қиын. Жарық диоды бүкіл бөлмеде жарықтың ең аз мөлшерін қамтамасыз етуі керек, бірақ ең көп таралған светодиодтар шамдардың шамасынан басқа ештеңе емес, олар бүкіл бөлмеде ағартушы күшке ие. Мен осы мақсатта арнайы 3W жарықдиодты қолдандым. Максималды ток қуаты қандай? 5W, бірақ ол қысқа уақытқа ғана дұрыс жұмыс істей алады, ол жақын арада қуатсыз болады. Және бұл жылу диссипациясына байланысты ұсынылмайды. BTW, 5W жылу шығарады. Егер сіз корпусты еріткіңіз келмесе, сізде бар

Тұрақты ток қосқышы: бұл міндетті емес, бірақ ұсынылады. Қараңғылық кезінде маған әлі де жертөледен шығу керек, қуатты қалпына келтіру керек, мен не істеп жатқанымды көргім келеді, сондықтан мен авариялық шамды өзіммен бірге алып жүргім келеді. Мен қуат адаптерін ажыратуды және алып жүруді ұнатпаймын, сондықтан мен портативті, автономды, апаттық шамды жасау үшін тұрақты ток қосқышын қостым. Екінші жағынан, сіз шамды зарядтау үшін USB портын қолдана аласыз, мен бұл шамға microUSB зарядтағышын сақтамауды шештім.

Магнит: сонымен қатар міндетті емес, бірақ шамды металл затқа қойып, жарықтандыру кезінде белгілі бір нәрсені жарықтандыру үшін пайдалы болуы мүмкін. 10х1 мм дөңгелек магнитке арналған екі арнайы слот бар, оларды түзету үшін желім тамшысын қолданыңыз.

Ағымдағы шектеу резисторы: егер сіз тиісті компоненттерді таңдасаңыз (мен жасаған сияқты) қоспағанда, әрбір светодиод үшін міндетті. Жарықдиодты кернеуді емес, ағымдағы токты басқару арқылы жүргізу керек. Әрбір светодиодтың максималды номиналды тогы бар (Id) және оның түсі оның қосылу кернеуін (Vf) анықтайды.

Кейбір өндірушілер өздерінің деректер кестесінде басқаша айтуы мүмкін, бұл жағдайда мәліметтер кестесіне сүйеніңіз, бірақ бұл әр түрлі түстер үшін әдеттегі Vf: [V]:

• ИҚ - инфрақызыл 1.3
• қызыл: 1.8
• сары 1.9
• жасыл 2.0
• қызғылт сары 2.0
• wihte3.0
• көк 3.5
• УК - ультракүлгін 4 - 4.5

Тиісті ток шектеу резисторының мәнін (R) есептеу үшін сіз қуат көзінің максималды кернеуін (Va) білуіңіз керек және мына формуланы қолданыңыз:

R = (Va - Vf) / Id

TP4056 шығыс кернеуі 4,2 мен 2,5 В аралығында, сондықтан Va ретінде 4,2 В қолдануға тура келеді. Мен бұрын байланыстырған компоненттерді қолдана отырып, бізде 3,5 В кернеуі бар 3Вт бар, сондықтан бізде 0,85А идентификаторы бар. Бұл жағдайда сандар:

R = (4,2В - 3,5В) / 0,85А = 0,82 Ом

Мен 1 Ом резисторды қосуым керек, себебі мен бір нәрсені үйретуге тырысамын, іс жүзінде бұл қажет емес, сымдардың кедергісі де көмектеседі. Сонымен қатар, 0,85А кезінде батареяның кернеуі төмендейді, сондықтан біз 3,8-4В-ны Va ретінде қолдануымыз керек. Бұл шектеу резисторы одан да аз қажет екенін білдіреді.

Тағы бір мысал, бірдей жарықдиодты, бірақ 1 Вт номиналды сандар:

Id = 1W / 3.5V = 0.285A

R = (4.2V - 3.5V) / 0.285A = 2.8Ohm

Бұл анықталған рейтингтері бар арнайы таңдалған компоненттерге қатысты. Жалпы жарықдиодты әдетте 3В, 10мА деп есептеуге болады. Әрине, бұл 100% шындық емес, бірақ жақсы ақпаратсыз …

R = (4.2V - 3V) / 0.01A = 120Ohm

Бақытымызға орай, 120 Ом - бұл резистордың стандартты мәні, егер мен болмағанда мен ең жақын стандартты мәнді қолданар едім.

Резистор сонымен қатар энергияны жылу түрінде таратады, сонымен қатар оның номиналды қуаты дұрыс жобалануы керек. Уайымдамаңыз, бұл Омды анықтау сияқты оңай.

W = (Va - Vf) * Id

120 Ом резисторы арқылы 0,01А (10мА) ағуы мүмкін болғандықтан, ол 0,012 Вт жылу таратуы мүмкін.

W = (4.2V - 3V) * 0.01A = 0.012W

Жалпы ¼W резисторы жеткілікті болады.

Резисторды төмен түсіріңіз: бұл резистор мосфетті тек кабельде жиналуы мүмкін кездейсоқ немесе шуды басатын күйде сақтауы керек және кездейсоқ мосфетті іске қосады. 1K-10K Ом диапазонындағы кез келген резистор жақсы.

Бұл қалай жұмыс істейді?

Мен ең жақсы дизайнды табу үшін бірнеше сағат жұмсадым. Мен ерекшеліктерден бас тартпауға тырысып, қажетті компоненттерді азайту арқылы жобаның құнын оңтайландыруға тырыстым. Мен микроконтроллерді қолдана алар едім, барлық жерде өте арзан базалық модельдер сатылады. Мен реттелетін ПХД қолданған болар едім, ПХД өндіру мен жеткізу қызметтері көп. Мен мұны жасамауға шешім қабылдадым, себебі бұл шығындар мен күрделілікті едәуір арттырады. Сонымен қатар, микроконтроллерді қалпына келтіру өте қиын болар еді.

TP4056 аккумуляторға қамқорлық жасап, қуат береді. Оның шығыс тақтасы үш конфигурацияда болуы мүмкін ауыстырып қосқыш орталық түйреуішке қосылады: сол жақ түйреуішке қосылады, қосылмайды, оң жақ түйреуге қосылады.

Егер ол ештеңеге қосылмаған болса (орталық, өшіру күйі), мінез -құлық анық, қабырғадағы адаптер қуат берсе де, бермесе де, сөндіргіш өшірулі болады. Зарядтау процесі коммутаторға байланысты емес, егер қабырғаға адаптер қосылған болса, батарея зарядталады.

Оң жақ түйреуіш светодиодтың оң терминалына қосылған деп есептеңіз. Егер сіз қосқышты орталық пен оң жақ түйреуіштермен байланыстыратын болсаңыз, сіз мосфетті айналып өтесіз. TP4056 қуат бере алатын болса, жарық диод қосулы болады.

Қалған опция - орталық түйреуішті мосфет бастапқы түйреуішіне қосу үшін қосқышты ауыстыру. Бұл конфигурацияда mosfet бақылауды алады. Егер оның қақпағы қабырғадағы адаптердің кернеуін көрсе, ол ток пен ағызу арасында токтың өтуіне жол бермейді, светодиод өшірулі болады. Қараңғылық басталған кезде зарядтағыш кернеуі тез нөлге дейін төмендейді. Енді мосфет қақпасының терминалы нөлдік вольтты көреді және ток ағынын жібереді, сондықтан TP4056 қуат бере алатын болса, жарық диоды қосулы болады.

Мосфет пен қарапайым қосқыш үшін жаман емес. ^_^

3 -қадам: құрастыру

Қосылу схемасы бекітілген, R1 - токты шектейтін резистор, R2 - төмен түсетін резистор.

Істің іздерін пайдалану үшін сіз мосфетті мен сияқты өзгертуіңіз керек. Негізінде металлдың жоғарғы бөлігін кесіп, оның астындағы ізді қолдану үшін тесікке кіргізу үшін орталық түйреуішті төсеу керек. Алаңдатпаңыз, бұл мосфет кішкентай жарық диодты жүргізуден гөрі әлдеқайда ауыр міндеттерге бағаланады, ол аз таралатындықтан мүгедек болмайды.

18650 ұяшығына дәнекерлеу - бұл нәзік тапсырма, не істеп жатқаныңызды біліңіз. Бұл қиын емес, бірақ қауіпті. Негізінде, дәнекерлеу үтігін максималды қуатпен пайдалану керек, бірақ белгілі бір оқулықты түсіну үшін бірнеше минут бөліңіз, олардың көпшілігі бар. Өкініштен гөрі қауіпсіз.

Сонымен қатар, сымдарды қосу процесі өте қарапайым, сіз тек берілген схемаға сәйкес фотосуреттерді қарауыңыз керек. Корпусты дәнекерлегішпен балқытпауға тырысыңыз, бәрібір мен өз қорабымды ПЛА -да басып шығардым, ол қыздырылған кезде шайқалмайды. Электр сымдарын орнатқаннан кейін, бәрін қауіпсіз ұстау үшін бірнеше тамшы ыстық желім қолданыңыз.

Тұрақты ток қосқышы міндетті емес, сонымен қатар кіріктірілген USB портын пайдалануға болады. Мен DC коннекторын дәнекерлеймін, себебі мен бұл шамға шағын USB кабелін резервтеуді/кесуді қаламаймын. Маған ескі ұялы зарядтағыштарды қайтару керек!

Егер сіз USB портын қолданғыңыз келсе, кез келген стандартты 5В USB кабелін қолдана аласыз.

Сонымен қатар, ескі қабырға адаптерінің кабелін кесіп, оның GND және оң сымдарын қосалқы микро USB терминалына қосуға болады. USB кабелін кесіп, оның сымының мысын шығарыңыз, GND кабелін 5 -істікке, ал оң кабельді 1 -істікке жалғаңыз (сурет қосылған). 1 және 5 -ші сымдардың қайсысы сым екенін тексеру үшін мультиметрді үздіксіздікті тексеруші ретінде пайдалану қажет. Бұл мүмкін, бірақ ұсынылмайды. Сіз стандартты емес кернеу бар USB штепсельімен аяқтайсыз және сіз қарапайым DC қосқышының көмегімен оңай болатын нәрсені жасауға көп күш жұмсайсыз.

4 -қадам: Қолдану

Зарядтағышты немесе USB кабелін апаттық шамға қосыңыз.

Коммутаторды өзіңіз қалаған режимге қойыңыз, егер сіз шамның тиісті апаттық шам ретінде әрекет етуін қаласаңыз, оны автоматты режимге ауыстырыңыз.

Келесі қараңғылықты күтіңіз және бұрыштардан қалай оңай аулақ болуға болатынынан ләззат алыңыз!:)

Бейнеге қараңыз, бұл шамның өзін қалай ұстайтынын көрсетеді. Егер сізге жоба ұнап жатса, бас бармақ басыңыз және тағы басқалар үшін жазылыңыз.

PS: Бұл Төтенше жағдай шамы болуы керек, оны стандартты шам ретінде қолдануға болмайды. Мәселе қарапайым және бұл TP4056 «ақауы». Қысқаша айтқанда: егер сіз шамды айналып өту режимінде қолдансаңыз (үнемі қосулы) және зарядтағыш қосулы болса, батареяны зарядтау процесі дұрыс аяқталмайды. Бұл, бәлкім, мүлде аяқталмайды. Ия, литий ұяшығымен бұл мәселе, сіз зарядты ұяшыққа мәңгілікке енгізе алмайсыз! Бұл конфигурация қауіпті емес, егер бірнеше минут қолданылса. Егер сіз бұл мәселені ұмытып қалсаңыз және сіз дәл осындай жағдайда болсаңыз, бұл шам жарылысқа әкелмейді. Егер сізге осы шамның жарығы қажет болса, айталық, 10 минут бойы сіз оны қауіп -қатерсіз осы режимде пайдалана аласыз. Бұл конфигурациядағы шамды ұмытпаңыз/ұмытпаңыз, әйтпесе жаман нәрсе болуы мүмкін.