Llambë emergjente LED (Kryesisht e kërkuar): 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Ky projekt u frymëzua nga nevoja ime e thjeshtë për të shmangur goditjen me dhimbje në qoshe kur energjia elektrike fiket dhe jam duke bërë gjëra në bodrumin tim të zi, ose në vende të tjera të errëta.

Pas një vlerësimi të zgjeruar dhe të mençur të zgjidhjeve të tjera si:

- hiqni ose rrumbullakosni çdo cep të mprehtë në të gjithë shtëpinë, - bëhuni një mace, - shpenzoni një shumë të paarsyeshme parash për të instaluar dritat komerciale të emergjencës, Unë arrij në përfundimin se, me disa përbërës elektrikë të rikuperuar dhe disa module të lira, mund të kisha bërë dritat e mia të urgjencës DIY.

Pas disa përsëritjeve të projektimit kam arritur gjithashtu në përfundimin se jo vetëm që mund të kisha shpenzuar një shumë të vogël parash, por gjithashtu se mund të kisha çiklizuar shumë komponentë elektrikë që përndryshe do të ishin shkatërruar. Me përjashtimin e vetëm të modulit (jo të shtrenjtë) TP4056 gjithçka tjetër mund të pastrohet nga elektronika të tjera të prishura, kështu që ju mund të investoni pak nga koha juaj dhe të ndërtoni miqësinë tuaj mjedisore "Llamba e urgjencës DIY e rimarrë kryesisht".

Hapi 1: Materialet dhe Mjetet

Për këtë projekt keni nevojë për mjete bazë bashkimi dhe disa mjete të tjera themelore elektronike DIY, unë kam mbledhur mjetet e mia të zakonshme në këtë faqe. Unë kam krijuar një kuti të dedikuar për këtë llambë, me qëllimin specifik për të thjeshtuar instalimet elektrike të saj. Nuk është e detyrueshme për t'u përdorur, por rekomandohet shumë, kështu që më mirë të keni një printer 3D. Unë kam një CR-10 (të modifikuar), por ju mund të përdorni pothuajse çdo printer 3D dhe çfarëdo fije me fije pasi është një printim vërtet i lehtë.

Për të ndërtuar këtë llambë ne kemi nevojë për disa përbërës të tjerë, të cilët mund të shpëtohen nga pajisje të tjera elektronike ose të blihen. Gjëja e parë së pari: ne kemi nevojë për një rezervë energjie për ta përdorur gjatë fikjes, ne do të përdorim një qelizë lion-jon 18650 dhe, natyrisht, ngarkuesin/kontrolluesin e saj TP4056. Për të kontrolluar sjelljen e llambës, ne kemi nevojë për një çelës kalimi në tre drejtime (ndezje-fikje) dhe një mosfet të vetëm me kanal p. Epo, meqenëse është një llambë "LED", ne padyshim kemi nevojë për një LED dhe rezistencën e tij kufizuese të rrymës. Shtoni disa tela rezervë, kjo është e gjitha.

Prisni, e fundit por jo më pak e rëndësishme: ne kemi nevojë për një përshtatës të rrymës në mur për ta mbajtur llambën tonë gjithmonë gati, përndryshe nuk do të jetë një llambë "emergjente". Mbajta shumë nga adaptorët e mi të vjetër - në të vërtetë të lashtë - të murit të celularëve në një kuti. Disa herë e kam pyetur veten se si mund t'i përdor për to. Shumë pak volt ose shumë pak amper për shumicën e aplikacioneve, por ato janë perfekte për këtë detyrë, papritmas ata nuk janë më plehra!

Nëse nuk doni të përdorni kutinë time 3D ju mund të përdorni një tabelë të thjeshtë prototipi dhe çfarëdo që ju pëlqen si enë. Rasti im është i bukur sepse ndihmon instalimet elektrike, pasi është një PCB e vërtetë. Literallyshtë fjalë për fjalë një tabelë qarkore e shtypur (3D). ^_^

Hapi 2: Shpjegimi i dizajnit

Nëse thjesht doni të ndërtoni llambën kaloni këtë hap, por unë ju sugjeroj ta lexoni pasi këtu mund të kuptoni se si funksionon kjo dhe cilat janë kufijtë e saj.

Pse zgjodha këto përbërës?

18650 qeliza li-jon: është një qelizë standarde që mund të blihet ose të rikuperohet nga bateritë e laptopëve të pariparueshme. Për të rimarrë këto qeliza duhet të kuptoni se si të kontrolloni mendjen e shëndoshë të tyre dhe pse vërtet nuk duhet t'i mbani qelizat e këqija pranë jush. Mjaft mësime në internetin e egër. Nëse nuk doni të investoni kohë në procedurën e duhur të rimarrjes, thjesht blini atë, më mirë të sigurt se sa keq.

Moduli TP4056: ky është një modul i zakonshëm që mund të menaxhojë një qelizë të vetme 3.6-3.7V li-jon ose li-poli. Mund të kontrollojë ngarkimin dhe shkarkimin e tij. Zakonisht kombinohet me një çip tjetër, DW01, që kujdeset për çështje të tjera si qark i shkurtër, mbitension, mbrojtje e qelizave nën tension dhe gjëra të tjera. Ky modul nuk mund të rikuperohet ose zëvendësohet me diçka tjetër, ju duhet ta blini.

Mosfet i kanalit P: It'sshtë një tranzistor special, i njohur si ndërprerës elektronik. Kjo mund të shihet si "truku" kryesor i këtij projekti, sepse ky komponent i vetëm mund të shtojë "logjikën" e kërkuar në sjelljen e llambës. Mund të "ndiejë" ndërprerjen dhe të veprojë në përputhje me rrethanat. Ky mosfet mund të blihet (është vërtet i lirë, në fund të fundit) ose mund të rikuperohet nga pajisjet elektronike të hedhura, me pak durim. Për të kërkuar komponentët elektrikë patjetër që do t'ju duhet diçka si Testuesi im i Komponentit Elektronik! Kam përdorur një transistor IRF4905 në një kuti TO-220. Jo zgjedhja optimale, por funksionon mirë.

Ndërprerës me tre drejtime (ndezje/fikje/ndezje): It'sshtë një ndërprerës i thjeshtë ndërrimi që e vendos llambën në tre konfigurimet e saj të ndryshme të cilat janë:

1. gjithmone fikur,
2. gjatë mbylljes së energjisë,
3. gjithmone ndezur.

Mund të rikuperohet, por ju duhet të jeni me fat, unë kam gjetur shumë ndërprerës të ngjashëm, por ata ka të ngjarë të jenë vetëm çelsin e dyanshëm (në thelb 99% e tyre).

Furnizimi me energji elektrike: cilado pajisje që është në gjendje të sigurojë të paktën 4.5V dhe 100 mA është mirë. Kjo me të vërtetë duhet të rikuperohet!

LED: ndërsa ky komponent mund të rikuperohet lehtësisht pothuajse kudo, në të vërtetë është e vështirë të gjesh një led "mjaft të ndritshëm". LED duhet të sigurojë një sasi minimale të dritës në të gjithë dhomën, por dritat më të zakonshme të shpëtuara nuk janë asgjë më shumë se dritat treguese, me një fuqi ndriçuese të papërfillshme në të gjithë dhomën. Unë kam përdorur led të dedikuar të dedikuar 3W për këtë arsye. Cila është fuqia maksimale e udhëhequr? 5W, por mund të fuqizohet siç duhet vetëm për një kohë të shkurtër, së shpejti do të mungojë fuqia. Dhe definitivisht nuk sugjerohet për shkak të çështjes së shpërndarjes së nxehtësisë. BTW, 5W do të gjenerojë nxehtësi. Nëse nuk doni të shkrini rastin që keni

Lidhësi DC: kjo është opsionale, por rekomandohet. Gjatë ndërprerjes, unë ende kam nevojë/dua të dal nga bodrumi, për të rikthyer energjinë ose çfarëdo, dhe do të doja të shihja se çfarë po bëja, kështu që kam/dua të mbaj llambën time të urgjencës me vete. Nuk më pëlqen të shkëput dhe të mbaj edhe përshtatësin e energjisë, prandaj kam shtuar një lidhës të vogël DC për të krijuar një dritë të përshtatshme portative, të pavarur, emergjente. Nga ana tjetër ju thjesht mund të përdorni portën USB për të ngarkuar llambën, unë vetëm vendosa të mos rezervoj një karikues microUSB për këtë llambë.

Magnet: gjithashtu opsional, por ndoshta i dobishëm për të ndriçuar diçka specifike gjatë fikjes, duke e vendosur llambën në një objekt metalik. Ka dy fole të dedikuara në kuti për magnet të rrumbullakët 10x1mm, vetëm përdorni një pikë zam për t'i rregulluar ato.

Rezistenca kufizuese aktuale: e detyrueshme për çdo led, përveç nëse zgjidhni përbërësit e duhur (si unë). Ledët duhet të drejtohen duke kontrolluar rrymën që rrjedh dhe jo tensionin e aplikuar. Çdo led ka një rrymë maksimale të vlerësuar (Id) dhe ngjyra e tij përcakton tensionin e vlerësuar të kryqëzimit (Vf).

Disa prodhues mund të thonë diçka të ndryshme në fletën e tyre të të dhënave, në këtë rast ndiqni fletën e të dhënave, por këto janë Vf të zakonshme për ngjyrat e ndryshme [V]:

• IR - infra të kuqe 1.3
• e kuqe: 1.8
• e verdhë1.9
• jeshile 2.0
• portokalli 2.0
• wihte3.0
• blu 3.5
• UV - ultravjollcë 4 - 4.5

Për të llogaritur vlerën e duhur të rezistencës kufizuese të rrymës (R) duhet të dini tensionin maksimal të furnizimit me energji (Va) dhe të përdorni këtë formulë:

R = (Va - Vf) / Id

Tensioni i daljes TP4056 është midis 4.2 dhe 2.5V, kështu që ne duhet të përdorim 4.2V si Va. Duke përdorur përbërësit që kam lidhur më parë, ne kemi një led 3W me një Vf prej 3.5V, prandaj kemi një Id prej 0.85A. Në këtë rast numrat janë:

R = (4.2V - 3.5V) / 0.85A = 0.82 Ohm

Duhet të shtoj një rezistencë 1Ohm sepse në të vërtetë po përpiqem të mësoj diçka, në realitet është krejtësisht e panevojshme, rezistenca e telave gjithashtu ndihmon. Për më tepër, në 0.85A rënia e tensionit të baterisë do të jetë e rëndësishme, kështu që ne në të vërtetë duhet të përdorim -të themi- 3.8-4V si Va. Kjo do të thotë se rezistenca kufizuese kërkohet edhe më pak.

Një shembull tjetër, me të njëjtin lloj led por të vlerësuar 1W, numrat janë:

Id = 1W / 3.5V = 0.285A

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

Epo, ky është rasti i përbërësve të zgjedhur në mënyrë specifike me vlerësime të përcaktuara. Një led i përgjithshëm zakonisht mund të funksionojë duke marrë parasysh si 3V, 10mA. Natyrisht që nuk është 100% e vërtetë, por pa informacione më të mira…

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

Për fat të mirë 120 Ohm është një vlerë standarde e rezistencës, nëse nuk do të kisha përdorur vlerën standarde më të madhe më të madhe.

Rezistenca gjithashtu shpërndan fuqinë në formën e nxehtësisë, dhe gjithashtu fuqia e saj e vlerësuar duhet të dizajnohet siç duhet. Mos u shqetësoni është po aq e lehtë sa përcaktimi i Ohmit.

W = (Va - Vf) * Id

Meqenëse 0.01A (10mA) mund të rrjedhë përmes rezistencës 120 Ohm, mund të shpërndajë nxehtësi 0.012W.

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

Një rezistencë e zakonshme ¼W do të jetë më se e mjaftueshme.

Tërhiqeni rezistencën: ky rezistencë duhet ta mbajë mosfetin në gjendjen e tij të supozuar, duke shtypur çdo zhurmë kalimtare ose që mund të mblidhet nga kabllot dhe të shkaktojë aksidentalisht mosfet. Çdo rezistencë në rangun 1K-10K Ohm është e mirë.

Si punon?

Kam kaluar disa orë për të gjetur modelin më të mirë. Unë u përpoqa të optimizoja koston e projektit duke minimizuar përbërësit e kërkuar, duke u përpjekur të mos heq dorë nga veçoritë. Mund të kisha përdorur një mikrokontrollues, ka modele bazë shumë të lira që shiten kudo. Mund të kem përdorur PCB të personalizuar, ka shumë shërbime të prodhimit dhe shpërndarjes së PCB. Vendosa të mos e bëj këtë sepse do të kishte rritur shumë koston dhe kompleksitetin. Për më tepër, do të ishte vërtet e vështirë të rifitosh një mikrokontrollues.

TP4056 bën gjërat e tij, duke u kujdesur për baterinë dhe duke siguruar energji. Jastëku i daljes së tij është i lidhur me kunjin qendror të ndërrimit, i cili mund të jetë në tre konfigurime: i lidhur me kunjin e majtë, jo i lidhur, i lidhur me kunjin e djathtë.

Kur nuk është e lidhur me asgjë (qendra, pozicioni jashtë) sjellja është mjaft e qartë, led është OFF nëse përshtatësi i murit po jep energji apo jo. Procesi i ngarkimit nuk varet nga ndërprerësi, nëse përshtatësi i murit është i kyçur në bateri do të ngarkohet.

Supozoni se kunja e djathtë është e lidhur me terminalin pozitiv të LED. Nëse ndërroni çelësin për të kapërcyer qendrën dhe kunjat e djathtë, do të anashkaloni mosfet. LED do të ndizet për aq kohë sa TP4056 mund të sigurojë energji.

Opsioni i mbetur është të ndërroni çelësin për të kapur pinin qendror në pinin e burimit mosfet. Në këtë konfigurim mosfet merr kontrollin. Nëse kunja e portës së tij sheh tensionin e përshtatësit të murit, ai nuk do të lejojë që rryma të rrjedhë midis burimit dhe kullimit, dhe LED do të jetë i fikur. Kur fillon fikja, tensioni i ngarkuesit do të bjerë shpejt në zero. Tani terminali i portës së mosfetit do të shohë zero volt dhe do të lejojë që rryma të rrjedhë, kështu që LED do të jetë i ndezur për aq kohë sa TP4056 mund të sigurojë energji.

Jo keq për vetëm një kalim mosfet dhe të thjeshtë. ^_^

Hapi 3: Montimi

Diagrami i instalimeve elektrike është i bashkangjitur, R1 është rezistenca kufizuese aktuale, R2 është rezistenca tërheqëse.

Për të shfrytëzuar gjurmët e dizajnuara të rastit ju duhet të modifikoni mosfetin siç bëra unë. Në thelb ju duhet të shkurtoni pjesën e sipërme metalike dhe të shtroni pinin qendror për ta lënë atë të hyjë në vrimë, për të përdorur gjurmën themelore. Mos u shqetësoni, ky mosfet vlerësohet për detyra më të rënda sesa për të drejtuar një LED të vogël, nuk do të dëmtohet për shkak të zonës më pak shpërndarëse.

Bashkimi në qelinë 18650 është një detyrë delikate, sigurohuni që të dini se çfarë po bëni. Nuk është e vështirë, por është e rrezikshme. Në thelb ju duhet të përdorni hekurin bashkues në fuqinë maksimale për kohën më të vogël të mundshme, por ju lutemi kaloni disa minuta për të kuptuar një mësim specifik, ka shumë prej tyre. Më mirë i sigurt se sa keq.

Përveç kësaj, procesi i instalimeve elektrike është mjaft i drejtë përpara, ju vetëm duhet të ndiqni diagramin e bashkangjitur dhe të shikoni fotot. Mundohuni të mos e shkrini kutinë me hekurin e saldimit, gjithsesi e kam shtypur kutinë time në PLA, e cila nuk është tosike nëse nxehet. Pasi të keni përfunduar instalimet elektrike, përdorni disa pika zam të nxehtë për të mbajtur gjithçka të sigurt në vend.

Lidhësi DC është opsional, mund të përdorni edhe portën USB të integruar. Unë do të lidh një lidhës DC sepse nuk dua të rezervoj/pres një kabllo mikro usb për këtë llambë. Më duhet të kërkoj ngarkuesit e vjetër të celularëve!

Nëse dëshironi të përdorni portën USB, mund të përdorni çdo kabllo standarde 5V USB.

Në fakt, ju gjithashtu mund të prisni kabllon e vjetër të përshtatësit të murit dhe të lidhni telat e tij GND dhe pozitivë në një terminal rezervë mikro USB. Thjesht priteni kabllon USB dhe ekspozoni bakrin e telave të tij, lidhni kabllon GND në kunjin 5 dhe lidhni kabllon pozitiv në kunjin 1 (imazhi i bashkangjitur). Për të kontrolluar se cili tel është pin 1 dhe 5 ju duhet të përdorni një multimetër si testues të vazhdimësisë. Epo, kjo është e realizueshme, por nuk rekomandohet. Do të përfundoni me një prizë USB të tensionit jo standard, dhe po bëni shumë përpjekje për të bërë diçka që mund të jetë shumë më e lehtë me një lidhës të thjeshtë DC.

Hapi 4: Përdorimi

Lidhni ngarkuesin ose kabllon USB me dritën e urgjencës.

Vendoseni çelësin në çfarëdo mënyre që ju pëlqen, kalojeni në automat nëse dëshironi që llamba të sillet si një dritë e duhur emergjence.

Prisni zbardhjen tjetër dhe shijoni se si mund t’i shmangni lehtësisht kthesat!:)

Shikoni videon, ajo tregon se si sillet kjo llambë. Nëse ju pëlqen projekti, braktisni dhe regjistrohuni për më shumë.

PS: Kjo supozohet të jetë një llambë EMERGJENC, nuk duhet ta përdorni si një llambë standarde. Çështja është e thjeshtë dhe është një "faj" i TP4056. Histori e shkurtër: nëse përdorni llambën në modalitetin e anashkalimit (të ndezur gjithmonë) dhe ngarkuesi është i kyçur, procesi i ngarkimit të baterisë nuk do të përfundojë siç duhet. Ndoshta nuk do të përfundojë fare. Po, me qelizën e litiumit kjo është një çështje, ju nuk mund të pomponi ngarkesë në një qelizë përgjithmonë! Ky konfigurim nuk është në të vërtetë i rrezikshëm, nëse përdoret për disa minuta. Kjo llambë nuk do të shkaktojë një shpërthim nëse e harroni këtë çështje dhe thjesht ndodheni në këtë situatë. Nëse keni nevojë për dritë nga kjo llambë për, le të themi, 10 minuta, ju ende mund ta përdorni atë në këtë mënyrë pa qenë në rrezik. Thjesht mos e mbani/harroni llambën në këtë konfigurim ose mund të ndodhin gjëra të këqija.