Satura rādītājs:

Modernizējiet LED spiedpogu: 9 soļi (ar attēliem)
Modernizējiet LED spiedpogu: 9 soļi (ar attēliem)

Video: Modernizējiet LED spiedpogu: 9 soļi (ar attēliem)

Video: Modernizējiet LED spiedpogu: 9 soļi (ar attēliem)
Video: КИТАЙЦЫ, ЧТО ВЫ ТВОРИТЕ??? 35 СУПЕР ТОВАРОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ С ALIEXPRESS 2024, Novembris
Anonim
Image
Image
Modernizējiet LED spiedpogu
Modernizējiet LED spiedpogu
Modernizējiet LED spiedpogu
Modernizējiet LED spiedpogu

Šis projekts sākās, jo manā skapī bija LED spiedpuldze, kas nebija pietiekami gaiša, lai es labi redzētu. Es domāju, ka baterijas tikai sāk izlādēties, bet, nomainot tās, tas nekļuva spožāks! Es izdomāju, ka atvērtu gaismu, lai redzētu, kas notiek iekšpusē, un vai es varētu viegli pievienot vēl dažas gaismas diodes, lai padarītu to gaišāku. Bet, protams, krāsainas gaismas diodes padara katru projektu jautrāku, tāpēc es nolēmu tā vietā pievienot sarkanas, zaļas un zilas gaismas diodes. Šī šķita ideāla iespēja uzrakstīt kaut ko konkursam Ražots ar matemātiku - ja neesat pazīstams ar Oma likumu vai to, kā aprēķināt strāvas ierobežojošo rezistora vērtību gaismas diodei, šī pamācība jums parādīs, kā.

Ja jums ir kādi jautājumi, nevilcinieties atstāt komentāru, un es centīšos ar jums sazināties!

Piegādes

  • Ar baterijām darbināma spiedpoga, ko sauc arī par ripu vai pieskāriena gaismu. Pieejams Amazon vai datortehnikas veikalos. Šis projekts darbosies gan ar jaunākām LED gaismām, gan ar vecākām kvēlspuldzēm.
  • Gaismas diodes pēc jūsu izvēles
  • Dažādi rezistori - vērtības būs atkarīgas no tā, cik daudz bateriju patērē jūsu gaisma un kādas gaismas diodes izvēlaties (tā izdomāšana ir daļa no šīs pamācības!)
  • Adatu deguna knaibles
  • Mini skrūvgriežu komplekts (dažreiz nepieciešams, lai izjauktu gaismu)
  • Lodāmurs (ieteicams)
  • Multimetrs (ieteicams)

1. darbība: izjauciet gaismu

Izjauciet savu gaismu
Izjauciet savu gaismu
Izjauciet savu gaismu
Izjauciet savu gaismu

Sāciet ar gaismas izjaukšanu. Lai to izdarītu, parasti ir nepieciešams mini skrūvgriezis, noņemot aizmugurējo vāku. Šajā iekšpusē mēs varam redzēt vienkāršu ķēdi, kas sastāv no akumulatora spailēm, pogas, gaismas diodes un rezistora. Kvēlspuldzes ķēde izskatīsies līdzīgi, taču tai nebūs rezistora - tāpēc, pārejot uz gaismas diodēm, tā būs jāpievieno.

2. solis: izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas

Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas
Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas
Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas
Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas
Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas
Izlemiet, kādas gaismas diodes vēlaties, meklējiet specifikācijas

Ir daudz dažādu veidu gaismas diodes, un tās ir dažādās krāsās. Jums būs jāizlemj, cik daudz un kādas krāsas gaismas diodes vēlaties izmantot. Vienkāršākais, iespējams, ir paralēli pievienot vairāk vienas krāsas gaismas diodes. Ja vēlaties sērijveidā pievienot gaismas diodes vai sajaukt krāsas, jums būs jāveic nedaudz vairāk matemātikas - bet tas ir tas, kam šī instrukcija ir paredzēta! Mēs izskatīsim katru scenāriju.

Kad esat izlēmis par gaismas diodēm, jums būs jāmeklē to sprieguma kritums uz priekšu un strāvas stiprums uz priekšu. Šī informācija parasti ir pieejama vietnē, kurā iegādājāties gaismas diodes, vai datu lapā. 5 mm gaismas diodes, piemēram, iepriekš redzamās, ir ļoti izplatītas, un parasti tās tiek vērtētas ar 20 mA strāvu uz priekšu. Priekšējā sprieguma kritums svārstās no aptuveni 2V-4V un ir atkarīgs no krāsas.

3. darbība: sprieguma noteikšana

Nosakiet spriegumus
Nosakiet spriegumus
Nosakiet spriegumus
Nosakiet spriegumus
Nosakiet spriegumus
Nosakiet spriegumus

Ja jums nav multimetra, tad vismaz jums būs jānosaka jūsu gaismas akumulatora nodalījuma spriegums. Lai aprēķinātu strāvas ierobežošanas rezistoru, ir jāzina akumulatora spriegums. To var izdarīt, tikai saskaitot baterijas. Viena AA (vai AAA) sārma baterija nodrošina aptuveni 1,5 V, kas ir nedaudz augstāka, kad tie ir svaigi. Apvienojot baterijas virknē, palielinās spriegums. Tātad šajā gadījumā ar četrām svaigām AA baterijām man vajadzētu sagaidīt nedaudz vairāk par 6V.

Ja jums ir pa rokai multimetrs, tad nekaitēs arī sprieguma mērīšanai. Dariet to, kamēr gaismas diode ir ieslēgta. Šajā gadījumā jūs varat redzēt, ka no akumulatora saņemu 6,26 V spriegumu, savukārt gaismas diodes kritums ir 3,26 V, bet rezistors - 2,98 V. Interesanti atzīmēt, ka es gandrīz pusi no sava sprieguma nometu virs rezistora - tas ir daudz izšķērdētas jaudas! Vairāk par to vēlāk. Ja jums nepatīk lasīt krāsu kodu, varat izmērīt arī sava rezistora pretestību - dariet to, kamēr gaismas diode ir izslēgta.

Ja jūs nezināt, kā izmantot multimetru, tur ir daudz labu pamācību, instrukcijās un citur. Es uztaisīju šo.

4. solis: Rezistora aprēķināšana vienai gaismas diodei

Image
Image
Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli

Pirms mēs ejam tālāk, paskaidrosim, kā aprēķināt rezistora vērtību vienai gaismas diodei. Rezistoru regulē Oma likums, kurā teikts, ka V = IR vai

1. vienādojums: spriegums [volti] = strāva [ampēri] x pretestība [omi]

Akumulatora spriegums un sprieguma kritums visā gaismas diodē ir (aptuveni) nemainīgs. Tātad iepriekšējā ķēdē sprieguma kritums pret rezistoru ir

2. vienādojums: Vresistor = Vbatt-VLED

Pievienojot to Ohma likumam rezistoram, mēs iegūstam:

3. vienādojums: Vbatt-VLED = IR

Ja mums ir gaismas diodes mērķstrāva - sauciet to par ILED -, tad mēs zinām visu 3. vienādojumā, izņemot pretestību. Mēs varam pārkārtot šo vienādojumu, lai atrisinātu R:

4. vienādojums: R = (Vbatt-VLED)/ILED

Piemēram, pieņemsim, ka mums ir 2xAA bateriju komplekts (kas nodrošina 3 V spriegumu), sarkana gaismas diode ar sprieguma kritumu uz priekšu 1,8 V, un mēs vēlamies 20 mA caur LED. Pievienojot skaitļus 4. vienādojumā, mēs iegūstam:

R = (3V-1.8V) /0.02A = 60 Ω

Rezistori mēdz būt smieklīgās vērtībās - tāpēc ir maz ticams, ka jums nav 60Ω rezistora. Tieši šeit noder zināt, kā apvienot rezistorus virknē un paralēli. Tomēr ir labi, ja caur gaismas diodi nesaņemat tieši 20mA - "pietiekami tuvu", iespējams, ir piemērots lielākajai daļai lietojumprogrammu!

Visbeidzot, ir izplatīts nepareizs priekšstats, ka rezistoram ir jānāk pirms gaismas diodes, lai samazinātu spriegumu vai ierobežotu strāvu. Tas patiesībā nav taisnība - izrādās, ka rezistoru var novietot aiz gaismas diodes. Noskatieties video, kurā paskaidrots, kāpēc tas tā ir.

5. darbība: pievienojiet vairāk gaismas diožu paralēli

Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli
Papildu LED pievienošana paralēli

Sāksim ar vienkāršāko gadījumu: jūs vienkārši vēlaties paralēli pievienot vairāk vienas krāsas gaismas diodes, lai padarītu jūsu gaismu gaišāku. Varētu būt vilinoši vienkārši pievienot gaismas diodes tieši paralēli esošajai, saglabājot vienu rezistoru. Tas darbojas, kā redzams iepriekš redzamajos fotoattēlos - iedegas visas trīs gaismas diodes, taču ir problēma! Strāva caur vienu rezistoru faktiski nemainās, ja paralēli pievienojat vairāk gaismas diodes. Tā kā gaismas diodes atrodas paralēli, viena rezistora strāva vienmērīgi sadalīsies starp tām. Tātad agrāk, kur man bija 20mA caur vienu gaismas diodi, tagad caur katru gaismas diodi es saņemu tikai aptuveni 20/3 = 6,67mA - un tie nebūs tik spilgti!

Tā vietā, ja pievienojat atsevišķu rezistoru sērijveidā ar katru gaismas diodi, tad caur katru gaismas diodi jūs saņemsiet pilnu strāvas daudzumu. Negatīvie ir tas, ka tādējādi akumulators izlādēsies trīs reizes ātrāk. Manā gadījumā tas nav liels darījums, jo gaisma ir uzstādīta skapī un to tik bieži neizmantošu.

Tātad, ja jūs izmantojat šo pieeju, jūs izvairījāties no jebkādas matemātikas - jums ir nepieciešams tikai vēl viens un tas pats rezistors. Manā gadījumā man ir 100Ω rezistors un balta gaismas diode - man vajag tikai vēl divus no katra, lai kopā iegūtu trīs gaismas diodes. (Diemžēl es aizmirsu nofotografēt šo soli, pirms pārslēdzos uz krāsainām gaismas diodēm).

6. darbība: sērijā pievienojiet vairāk gaismas diožu

Pievienojiet vairāk LED sēriju
Pievienojiet vairāk LED sēriju

Kā būtu, ja sērijveidā pievienotu vairāk gaismas diožu? Šī opcija darbojas, ja akumulatora spriegums ir pietiekami augsts. Gaismas diodes vispār neieslēdzas, ja akumulatora spriegums ir zemāks par nepieciešamo sprieguma kritumu uz priekšu. Tāpat kā ar baterijām, sērijveidā apvienojot gaismas diodes, to spriegums palielinās. Manā gadījumā manas baltās gaismas diodes sprieguma kritums ir 3,4 V, tāpēc, lai divas pievienotu sērijveidā, būtu nepieciešami 6,8 V - vairāk, nekā nodrošina mans akumulators. Tomēr, piemēram, jūs to varētu izdarīt ar divām (vai pat trim) sarkanām gaismas diodēm. Ja katras sarkanās gaismas diodes sprieguma kritums būtu 2V un jūs vēlētos 20mA strāvu, rezistora vērtība būtu R = (6 - 4) / 0,02 = 100Ω. Salīdziniet to ar tikai vienas sarkanas gaismas diodes ievietošanu ķēdē: R = (6 - 2) / 0,02 = 200Ω. Pievienojot sērijveidā otru gaismas diodi, jūs esat ievērojami samazinājis rezistora izmēru, taču jūs joprojām zīmējat tikai 20 mA, tāpēc akumulators netiek izlādēts ātrāk! Jūs padarījāt ķēdi efektīvāku, jo rezistorā izkliedējat mazāk enerģijas. Tas rada vēl vienu vienādojumu - rezistoram jauda ir vienāda ar pašreizējo kvadrāta reizes pretestību vai

P = I^2*R

Tātad 20mA caur 200Ω rezistoru izkliedē 80mW, bet 20mA caur 100Ω rezistoru tikai 40mW.

(atkal atvainojiet, ka man nav šī piemēra attēla - paralēli es devos tieši uz krāsainām gaismas diodēm)

7. solis: dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana

Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana
Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana
Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana
Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana
Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana
Dažādu krāsu gaismas diodes sajaukšana

Ja vēlaties sajaukt dažādu krāsu gaismas diodes, jums ir divas iespējas:

  • Pievienojiet tos virknei - tas darbojas tik ilgi, kamēr kopējais sprieguma kritums gaismas diodēs ir mazāks par akumulatora bloka spriegumu (skatiet iepriekšējo soli).
  • Pievienojiet tos paralēli, katrs ar savu rezistoru - pieņemot, ka vēlaties, lai visām gaismas diodēm būtu vienāda strāva, lai tām būtu vienāds spilgtums, vienkārši aprēķiniet rezistora vērtību atsevišķi katrai gaismas diodei, ņemot vērā tā sprieguma kritumu uz priekšu.

Dažreiz ir vieglāk vispirms izveidot šādu shēmu prototipus uz maizes dēļa (ja nezināt, kā izmantot maizes dēli, skatiet šo apmācību). Atkal, iespējams, jums nav precīzu vēlamo rezistoru vērtību, lai jūs varētu spēlēties ar dažādām kombinācijām sērijveidā/paralēli, lai precizētu spilgtumu. Šajā gadījumā man ir 4xAA bateriju komplekts, kas nodrošina aptuveni 6V, un sarkanas, zaļas un zilas gaismas diodes ar sprieguma kritumu attiecīgi aptuveni 2V, 2V un 3V. Tas man dod rezistora vērtību R = (6-2) /0.02 = 200Ω sarkanajām un zaļajām gaismas diodēm un 150Ω zilajām gaismas diodēm. Man nav pieejamas šīs precīzās vērtības, bet es varu izveidot 200Ω rezistoru, apvienojot divus 100Ω rezistorus virknē, un es varu "pietiekami tuvu" sasniegt 150Ω rezistoru, sērijveidā apvienojot 100Ω rezistoru un 47Ω rezistoru.

8. solis: LED pievienošana sērijveidā UN paralēli

Pievienojot sērijveida un paralēlas gaismas diodes
Pievienojot sērijveida un paralēlas gaismas diodes

Vai jūtaties piedzīvojumu pilna un vēlaties šo lietu padarīt TIKAI gaišu? Pievienojiet gaismas diodes sērijveidā UN paralēli! Atkal atcerieties - lai sērijveidā pievienotu gaismas diodes, akumulatora spriegumam jābūt augstākam par gaismas diodes sprieguma kritumu summu; un, ja paralēli pievienojat gaismas diodes, akumulators izlādēsies ātrāk. Veiciet atsevišķu rezistora vērtības aprēķinu katrai sērijveida gaismas diožu kopai.

9. solis: salieciet to kopā

Salieciet to kopā!
Salieciet to kopā!
Salieciet to kopā!
Salieciet to kopā!
Salieciet to kopā!
Salieciet to kopā!

Prototipēšana uz maizes dēļa, ar aligatora skavām vai saliekot vadus kopā ar knaiblēm ir labs veids, kā izmēģināt dažādas LED/rezistoru kombinācijas pirms dizaina pabeigšanas. Kad esat pabeidzis, gaismas diožu un rezistoru lodēšana kopā palīdzēs noturēt tos vietā, kad saliksit gaismu. Dažas lentes vai karsta līme var arī palīdzēt novērst to pārvietošanos. Izmantojot sarkanīgi zaļi zilos gaismas diodes, man dažas reizes bija jāizjauc un jāsamontē, līdz gaismas diodes tika sakārtotas tā, lai tās sniegtu vienmērīgi izkliedētu efektu visām trim krāsām. Galaprodukts šeit, iespējams, nebūs ļoti noderīgs manā skapī, taču tas noteikti izskatās daudz foršāk!

Izgatavots ar matemātikas konkursu
Izgatavots ar matemātikas konkursu
Izgatavots ar matemātikas konkursu
Izgatavots ar matemātikas konkursu

Otrās vietas ieguvējs matemātikas konkursā

Ieteicams: