Модельдік маяктар үшін 31 жылдық жарықдиодты шамдар және т.б ..: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Модельдік маяктар үлкен қызығушылық тудырады, ал көптеген иелер модельдің тек сол жерде отырудың орнына жарқылдағаны қандай жақсы болатынын ойлауы керек. Мәселе мынада, маяк модельдері батареялар мен схемаларға арналған шағын бөлмеге ие болуы мүмкін, ал жоғарыдағы суретте көрсетілген шай жарығы PP3 батареясын немесе литий түймесінің кішкене қаптамасын қысып алуға болатын жақсы мысал. ұяшықтар мен өте кішкентай тақта.

Интернетте жарықдиодты шамдар көп. Көбісі 555 микросхемасына негізделген, сондықтан 10 мА ток жұмсайды деп күтуге болады, бұл бірнеше күн ішінде шағын батареяны тегістейді. Нан тақтасында компоненттермен ойнағаннан кейін мен осы мақаланың негізі болып табылатын CMOS схемасына тап болдым. Бұл схема 555 -тен 5000 есе жақсы және 2 микроАмп тұтынады, бұл сілтілі 9 вольтты PP3 аккумуляторы 31 жыл қызмет етуі керек, бірақ бұл академиялық, себебі ол батареяның жарамдылық мерзімінен асып түседі. 9 вольтты беретін 3 X 2032 литий ұяшықтары 12 жылға созылады.

Бұл өнімділікке қол жеткізу үшін кейбір ережелер бұзылады, ал электроника мамандары қастарды екіге көтереді.

1 -қадам: Негізгі схема 1

Бастапқыда дәнекерленбеген нан тақтасында схеманы іске қосу пайдалы болуы мүмкін, сонымен қатар сізге қажет:

1 X CMOS CD4011 төрт қабатты NOR қақпасы. (Біз IC -ді төрт инвертор ретінде қолданамыз, сондықтан CD 4001 де жұмыс істейді.)

1 X 4,7 мега Ом резистор. (Циклдің ұзақ уақыттары үшін 10 мегаОм дейін қолдануға болады.)

1 X 10 Ом резисторы.

1 X 1000 microFarad электролиттік конденсатор.

1 X 1 microFarad полярлы емес электролиттік конденсатор. (1 microFarad керамикалық конденсаторларды қолдануға болады, бірақ оларды алу қиынырақ.)

2 X жоғары тиімді жарықдиодты шамдар.

2 X 2N7000 N арна FET.

1 X 4.7 microFarad электролиттік конденсатор (тантал жақсы болар еді.)

PP3 сияқты 1 X 9 вольтты батарея.

Жоғарыдағы схема негізгі тізбекті көрсетеді. CMOS CD 4011 барлық жұп қақпалы кірістерді төрт инверторға айналдырады. Қақпалардың екеуі 4.7 мегаОм резистормен және 1 microFarad полярлық емес электролиттік конденсатормен анықталатын уақытқа сәйкес келеді, нәтижесінде цикл үш-төрт секундқа созылады. Басқа 1 микрофарадтық конденсаторды параллель қосу арқылы уақытты екі есе көбейтуге болады, ал 4,7 мегаОм резисторды 10 мегаОм дейін арттыруға болады, сондықтан ұзақ цикл уақыттары мүмкін болады. Қалған екі қақпа сымдалған, олар инверторлар секциядан қоректенеді және олардың фазаға қарсы шығулары 2N7000 FET -тің тиісті қақпаларын қоректендіру желісі бойынша тізбектей қосылады. Тізбектің шығысындағы соңғы инвертор жоғары көтерілгенде, алдыңғы төмен болады, ал жоғарғы 2N7000 4,7 microFarad конденсаторын зарядтауды бір жарық диоды арқылы жүргізеді. Тізбектегі соңғы инвертор төмендегенде, төменгі 2N7000 4.7 microFarad басқа жарықдиодты басқа светодиод арқылы шығаруға мүмкіндік береді. Шығу кезеңі өтпелі уақыттардан тыс нөлдік токты тұтынады.

10 Ом резисторы мен электрмен жабдықтау желісіндегі 1000 микрофарадты конденсатор ажыратуға арналған және өмірлік маңызы жоқ, бірақ тестілеу кезеңінде өте пайдалы.

Электронды пуристер шығыс кезеңі жақсы дизайн емес екенін көрсетеді, себебі кез келген сөндіру немесе белгісіздік 2N7000 екеуінің де қысқа уақытта қосылып кетуіне әкелуі мүмкін. Іс жүзінде мен бұл болмайтынын және ағымдағы тұтынуда пайда болатынын білемін, кейінірек қараңыз.

Көрсетілгендей, схема орташа 270 микроАмп тұтынады, бұл сенімді, бірақ біздің мақсатымыз үшін тым жоғары.

2 -қадам: Негізгі схема 2

Жоғарыдағы суретте дәнекерленген нан тақтасына жиналған схема көрсетілген.

3 -қадам: Жақсартылған схема 1

Жоғарыдағы схемада көрсетілген схема алдыңғыға ұқсас. Мұнда тек бір компоненттің қосылуы өнімділіктің өзгеруіне әсер етеді, бұл қарапайым электронды схемада бұрын -соңды байқалғандай.

1 MegOhm резисторы CD4011 IC жеткізілімімен қатар орналастырылды. (Электроника мамандары бұл ешқашан жасалмайтын нәрсе деп айтады.) Схема жұмысын жалғастыруда, алайда орташа тұтыну 550 мА сағаттық сілтілі PP3 ұяшығының 31 жыл өміріне тең болатын 2 микроАмпске дейін төмендейді. Керемет, шығыс кернеуі 2N7000 FET -ті сенімді түрде ауыстыру үшін әлі де жоғары.

4 -қадам:

Жоғарыдағы суретте қызыл түспен қосылған резистор көрсетілген.

Бұл тізбектің орташа ток күшін өлшеу қиын міндет, бірақ тез тест-бұл батареяны шығарып алу және 1000 микрофарадты ажырататын конденсатордың тізбегінің зарядының төмендеуіне мүмкіндік беру-тізбек беске жұмыс істеуі керек. немесе жарқылдың біреуі бас тартуға алты минут қалғанда.

Мен 100 Ом резисторды және 3 Фарад супер конденсаторды (полярлықты сақтаңыз) параллельді түрде жеткізу желісіне кірістіріп, тепе -теңдікке жетуге бірнеше сағат беру арқылы біраз жетістікке жеттім. Милли вольтметрдің көмегімен резистордағы кернеуді өлшеуге және Ом заңын қолдана отырып орташа токты есептеуге болады.

5 -қадам: Осы кезеңдегі кейбір ойлар

Мен CMOS IC жеткізу желісіне резистор қоюдың негізгі күнәсін жасадым. Дегенмен, IC жалғыз тұрады және логикалық тізбектің бөлігі емес, сондықтан мен бұл жалғыз IC -ді қарапайым CMOS транзисторларының жиынтығы ретінде қолдануды ұсынар едім. Мүмкін бізде кедейдің қуаты төмен релаксациялық осцилляторы бар шығар.

Екі жарықдиодты шамдар арқылы зарядталатын және разрядталатын «шелек» конденсаторы жарқын жарқылмен қамтамасыз етілуі үшін ұлғайтылуы мүмкін, бірақ жүздеген микрофарадтардағы мәндер шамалы токты шектеу үшін светодиоды бар сериялық шағын резисторды қосудың ақылды шарасы болуы мүмкін. 47 немесе 100 Ом ұсынылады. Конденсатордың үлкен мәндерінде жарқыл шамалы «жалқау» болуы мүмкін, себебі конденсатор зарядының соңғы бөлігі төменгі жарық диодты жарық арқылы таралады, бірақ сіз бұл шамшырақтың шынайы тәжірибесін береді деп ойлайсыз. Ағымдағы тұтыну, әрине, тіпті жиырма немесе отыз микроАмперге дейін өсуі мүмкін.

6 -қадам: Сіздің тізбегіңіздің тұрақты нұсқасын жасау 1

Біз оңай істедік, бірақ схеманың жұмыс істейтінін дәлелдеуге тиіспіз және енді біздің маякқа кіру үшін тұрақты пішінге берілуге болады.

Бұл қарапайым электронды құралдар мен құрастыру дағдыларын қажет етеді. Қажетті компоненттер бұл бөлікті қалай таңдағаныңызға және сіздің дағдыларыңызға байланысты болады. Мен бірнеше мысал келтіріп, қосымша ұсыныстар беремін.

Жоғарыдағы суретте ПХД-дің екі жақты прототипі бар шағын тақтаның нүктелік платаға нүктесі көрсетілген. Олар EBay -де бірнеше мөлшерде қол жетімді және бұл ең кішкентайларының бірі. Сондай -ақ, сым қосылған қарапайым баспа схемасының квадраты көрсетілген және бұл біздің батарея үшін бір литий түйме ұяшықтарынан тұратын қосылымды құрайды. Тақтаның бұл түрімен мен көршілес жастықшаларды дәнекермен көпірлеу мүмкін емес екенін білемін, өйткені дәнекер тесіктерден төмен қарай ағып кетеді-сіз сыммен көпірлеуіңіз керек.

7 -қадам: Сіздің тізбегіңіздің тұрақты нұсқасын жасау 2

Жоғарыдағы суретте біз құрылыстың жақсы жүріп жатқанын көреміз. Уақытты есептеу үшін екі 1 microFarad конденсаторы қолданылғанын және 2025 литий түймесінің үш ұяшығының батареяның қосқыштары арасында орналасуға дайын екенін ескеріңіз.

8 -қадам: Сіздің тізбегіңіздің тұрақты нұсқасын жасау 3

Жоғарыдағы суретте біз маякқа орнатуға дайын дайын мақаланы көреміз. Назар аударыңыз, үш литий ұяшықтары қызыл сымға дәнекерленген қарапайым ДК тақтасының квадратына жалғанған оңға дейін оңға дейін оңға қарай қатарынан қосылған. Содан кейін жасушалар қаттылығы өздігінен біріктірілетін таспамен тығыз байланған. Сіз Instructables сайтынан басқа батырмалы ұяшықтардан батарея жасаудың осы әдісінің мысалдарын таба аласыз.

9 -қадам: Сіздің тізбегіңіздің тұрақты нұсқасын жасау 4

Жоғарыдағы суретте біз Veroboard -тың заманауи нұсқасы болып табылатын таспада жиналған басқа нұсқаны көреміз. Бұл жақсы, бірақ қазіргі заманғы тақта қателіктерді кешірмейді және мыс жолақтарды көтермес бұрын дәнекерлеуге және тазартуға шыдамайды, сондықтан оны бірінші рет дұрыс алыңыз! Аккумулятор - бұл PP3 сілтілі, оның сыйымдылығы 450 мА сағатты құрайды, ол 31 жыл академиялық қызмет етеді.

10 -қадам: Сіздің тізбегіңіздің тұрақты нұсқасын жасау 5

Мұнда пластикалық орауыш материалдан жасалған ленталық тақта схемасы мен PP3 аккумуляторы шайнекті ұстағышқа бекітілген, бұл біздің құрастыруды маякқа енгізуге мүмкіндік береді.

Осындай қарапайым схема үшін сіз өзіңіздің баспа схемасын қаламмен басып шығара аласыз, бірақ сіз оны өңдей білуіңіз керек, ас үйде емес! Ақырында қарапайым баспа тақтасының кішкене парағы барлық мысалдардың ең кіші және берік құрылысын бере алатын «өлі қателер» құрылысының тақырыбы болуы мүмкін.

11 -қадам: Соңғы ойлар

Бұл тізбек бір реттік болатындай арзан. Оны кішкене шыны ыдысқа түсетіндей етіп жасауға болады, светодиодты ашық жерде қалдырса, оны шайырға немесе балауызға салуға болады. Мұндай берік формада көптеген потенциалды пайдалану болуы мүмкін. Мен бұл үңгірлерде және әсіресе үңгірлерде сүңгу кезінде қауіпсіздіктің құнды құралы бола алатынын ұсынар едім, онда олардың көпшілігі үңгірден немесе бұралаң апаттың ішінен шығатын жолды жарықтандырады. Оларды жылдар бойы орнында қалдыруға болады.

Шөміш конденсаторды электр энергиясын тұтыну деңгейіне дейін төмендете отырып, электролит жастықшалары салынған металл плиталардан тұратын «үйілген» батарея басқаруға болатын деңгейге дейін төмендетуге болады. Бұл тіпті елу жылдан кейін қазылатын «уақыт капсуласына» орналастырылуы мүмкін жиынға әкелуі мүмкін!