LED avārijas lampa (pārsvarā atjaunota): 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Šo projektu iedvesmoja mana vienkāršā vajadzība izvairīties no sāpīga sitiena pret stūriem, kad pazūd elektrība un es daru lietas savā piķa melnajā pagrabā vai citās tumšās vietās.

Pēc ilgstošas un gudras citu risinājumu izvērtēšanas, piemēram:

- noņemiet vai noapaļojiet visus asos stūrus visā mājā, - kļūt par kaķi, - tērēt nepamatoti daudz naudas, lai uzstādītu komerciālas avārijas gaismas, Es secinu, ka ar dažiem reģenerētiem elektriskiem komponentiem un pāris lētiem moduļiem es būtu varējis izgatavot savas DIY avārijas gaismas.

Pēc dažām dizaina atkārtošanām es arī nonācu pie secinājuma, ka es būtu varējis ne tikai iztērēt nelielu naudas summu, bet arī to, ka es būtu varējis pārstrādāt daudzas elektriskās sastāvdaļas, kuras citādi būtu izmestas atkritumos. Izņemot tikai (lēto) TP4056 moduli, visu pārējo var izvilkt no citas bojātas elektronikas, lai jūs varētu ieguldīt daļu sava laika un izveidot videi draudzīgu "Pārsvarā reģenerētu DIY LED avārijas lampu".

1. darbība: materiāli un instrumenti

Šim projektam jums ir nepieciešami pamata lodēšanas rīki un daži citi pamata DIY elektroniskie rīki, šajā lapā esmu apkopojis savus parastos rīkus. Šai lampai esmu izstrādājis īpašu korpusu ar īpašu mērķi vienkāršot tā vadu. Tas nav obligāti jāizmanto, bet tas ir ļoti ieteicams, tāpēc labāk ir izmantot 3D printeri. Man ir (modificēts) CR-10, bet jūs varat izmantot gandrīz jebkuru 3D printeri un jebkuru kvēldiegu, jo tas ir patiešām viegli izdrukājams.

Lai izveidotu šo lampu, mums ir vajadzīgas dažas citas sastāvdaļas, kuras var izglābt no citas elektronikas vai iegādāties. Pirmā lieta: mums ir nepieciešama jaudas rezerve, ko izmantot aptumšošanas laikā, mēs izmantosim 18650 litija jonu elementu un, protams, tā lādētāju/kontrolieri TP4056. Lai kontrolētu lampas uzvedību, mums ir nepieciešams trīsceļu pārslēgšanas slēdzis (ieslēgts-izslēgts) un viens p-kanāla mosfets. Tā kā tā ir "LED" lampa, mums acīmredzami ir vajadzīgs LED un tā strāvu ierobežojošais rezistors. Pievienojiet dažus rezerves vadus, tas arī viss.

Pagaidi, pēdējais, bet ne mazāk svarīgais: mums ir nepieciešams sienas strāvas adapteris, lai mūsu lampa vienmēr būtu gatava, pretējā gadījumā tā nebūs "avārijas" lampa. Daudzus savus vecos - patiesībā senos - mobilo tālruņu sienas adapterus glabāju kastē. Vairākas reizes esmu sev jautājis, kā es varētu tās izmantot. Pārāk maz voltu vai pārāk maz ampēru lielākajai daļai lietojumprogrammu, taču tie ir ideāli piemēroti šim uzdevumam, pēkšņi tie vairs nav atkritumi!

Ja nevēlaties izmantot manu 3D korpusu, kā konteineru varat izmantot vienkāršu prototipēšanas dēli un visu, kas jums patīk. Mans gadījums ir jauks, jo tas palīdz elektroinstalācijai, jo tas ir īsts PCB. Tas burtiski ir (3D) iespiedshēmas plate. ^_^

2. darbība: dizaina skaidrojums

Ja vēlaties tikai izveidot lampu, izlaidiet šo soli, bet es iesaku to izlasīt, jo šeit jūs varat saprast, kā tas darbojas un kādas ir tā robežas.

Kāpēc es izvēlējos šīs sastāvdaļas?

18650 litija jonu šūna: tā ir standarta šūna, kuru var iegādāties vai atgūt no klēpjdatora akumulatora, kas nav derīgs ekspluatācijai. Lai atgūtu šīs šūnas, jums ir jāsaprot, kā pārbaudīt to veselo saprātu un kāpēc jums patiešām nevajadzētu turēt sliktās šūnas pie jums. Daudz pamācību savvaļas internetā. Ja nevēlaties ieguldīt laiku pareizajā atgūšanas procedūrā, vienkārši iegādājieties to, labāk nekautrējieties.

TP4056 modulis: šis ir parasts modulis, kas var pārvaldīt vienu 3,6-3,7 V li-ion vai li-poly šūnu. Tas var kontrolēt tā uzlādi un izlādi. Tas parasti tiek kombinēts ar citu mikroshēmu DW01, kas rūpējas par citiem jautājumiem, piemēram, īssavienojumu, pārspriegumu, zemsprieguma elementu aizsardzību un citām lietām. Šo moduli nevar atgūt vai aizstāt ar kaut ko citu, tas ir jāiegādājas.

P-kanālu mosfet: tas ir īpašs tranzistors, pazīstams arī kā elektroniskais slēdzis. To varētu uzskatīt par šī projekta galveno "triku", jo šī vienīgā sastāvdaļa var pievienot vajadzīgo "loģiku" lampas uzvedībā. Tas var "nojaust" aptumšojumu un attiecīgi rīkoties. Šo mosfetu var iegādāties (galu galā tas ir patiešām lēti) vai ar nelielu pacietību to var atgūt no izmestas elektronikas. Lai atgūtu elektriskos komponentus, jums noteikti būs nepieciešams kaut kas līdzīgs manam elektronisko komponentu testētājam! TO-220 korpusā esmu izmantojis IRF4905 tranzistoru. Nav optimāla izvēle, bet darbojas labi.

Trīsceļu slēdzis (ieslēgts/izslēgts/ieslēgts): Tas ir vienkāršs pārslēgšanas slēdzis, kas nosaka lampu trīs dažādās konfigurācijās:

1. vienmēr izslēgts,
2. ieslēgts aptumšošanas laikā,
3. vienmēr.

To var atgūt, bet jums ir jābūt laimīgam, esmu atradis daudz līdzīgu slēdžu, taču tie, visticamāk, ir tikai divvirzienu slēdži (būtībā 99% no tiem).

Barošanas avots: jebkura ierīce, kas spēj nodrošināt vismaz 4,5 V un 100 mA, ir piemērota. Tas tiešām būtu jāatgūst!

LED: lai gan šo komponentu var viegli atgūt gandrīz visur, patiesībā ir grūti atrast "pietiekami spilgtu" gaismas diodi. Gaismas diodei jānodrošina minimāls gaismas daudzums visā telpā, bet visizplatītākie izgaismotie gaismas diodes ir nekas cits kā indikators ar nelielu apgaismojuma jaudu visā telpā. Šī iemesla dēļ esmu izmantojis īpašas 3W gaismas diodes. Kāda ir maksimālā LED jauda? 5W, bet to var pienācīgi barot tikai īsu laiku, tas drīz būs nepietiekams. Un tas noteikti nav ieteikts siltuma izkliedes problēmas dēļ. BTW, 5W radīs siltumu. Ja jūs nevēlaties izkausēt lietu, kas jums ir

Līdzstrāvas savienotājs: tas nav obligāts, bet ieteicams. Aptumšošanas laikā man joprojām ir nepieciešams/es vēlos iziet no pagraba, atjaunot strāvu vai ko citu, un es gribētu redzēt, ko es daru, tāpēc man ir/gribas nēsāt līdzi avārijas lampu. Man nepatīk atvienot un nēsāt līdzi arī strāvas adapteri, tāpēc esmu pievienojis nelielu līdzstrāvas savienotāju, lai izveidotu pienācīgu pārnēsājamu, atsevišķu avārijas apgaismojumu. No otras puses, jūs varētu vienkārši izmantot USB portu, lai uzlādētu lampu, es tikai nolēmu šai lampai neparedzēt microUSB lādētāju.

Magnēts: arī pēc izvēles, bet varbūt noderīgs, lai aptumšošanas laikā apgaismotu kaut ko īpašu, novietojot lampu uz metāla priekšmeta. Korpusā ir divi speciāli sloti 10x1mm apaļam magnētam, lai tos salabotu, izmantojiet tikai pilienu līmes.

Pašreizējais ierobežojošais rezistors: obligāts katram LED, izņemot gadījumus, ja izvēlaties pareizos komponentus (piemēram, es). Lediem jābūt vadītiem, kontrolējot plūstošo strāvu, nevis pielietoto spriegumu. Katram LED ir maksimālā nominālā strāva (Id), un tā krāsa nosaka nominālo savienojuma spriegumu (Vf).

Daži ražotāji savā datu lapā varētu pateikt kaut ko citu, šajā gadījumā sekojiet datu lapai, taču šīs ir parastās Vf dažādām krāsām [V]:

• IR - infrasarkanais 1.3
• sarkans: 1.8
• dzeltens1.9
• zaļš 2.0
• oranža 2.0
• wihte3.0
• zils 3.5
• UV - ultravioletais 4 - 4,5

Lai aprēķinātu pareizo strāvas ierobežošanas rezistora vērtību (R), jums jāzina barošanas avota maksimālais spriegums (Va) un jāizmanto šī formula:

R = (Va - Vf) / Id

TP4056 izejas spriegums ir no 4,2 līdz 2,5 V, tāpēc mums ir jāizmanto 4,2 V kā Va. Izmantojot iepriekš saistītos komponentus, mums ir 3W LED ar Vf 3,5V, tāpēc mums ir Id 0,85A. Šajā gadījumā skaitļi ir šādi:

R = (4,2V - 3,5V) / 0,85A = 0,82 omi

Man vajadzētu pievienot 1 omu rezistoru, jo es patiesībā cenšos kaut ko iemācīt, patiesībā tas ir pilnīgi nevajadzīgi, palīdz arī vadu pretestība. Turklāt pie 0.85A akumulatora sprieguma kritums būs būtisks, tāpēc mums faktiski vajadzētu izmantot, teiksim, 3.8-4V kā Va. Tas nozīmē, ka ierobežojošais rezistors ir vēl mazāk vajadzīgs.

Vēl viens piemērs ar to pašu LED tipu, bet nominālo 1W, ir šādi skaitļi:

Id = 1W / 3,5V = 0,285A

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

Tas attiecas uz īpaši izvēlētiem komponentiem ar noteiktiem vērtējumiem. Vispārējs LED parasti varētu darboties, uzskatot to par 3V, 10mA. Acīmredzot tā nav 100% taisnība, bet bez labākas informācijas …

R = (4,2 V - 3 V) / 0,01 A = 120 omi

Par laimi 120 omi ir standarta rezistora vērtība, ja tā nebūtu, es būtu izmantojis tuvāko lielāku standarta vērtību.

Rezistors arī izkliedē jaudu siltuma veidā, un arī tā nominālajai jaudai jābūt pareizi projektētai. Neuztraucieties, tas ir tikpat vienkārši kā Ohma noteikšana.

W = (Va - Vf) * Id

Tā kā 0,01A (10mA) varētu plūst caur 120 omu rezistoru, tas varētu izkliedēt 0,012W siltuma.

W = (4,2V - 3V) * 0,01A = 0,012W

Ar parastu ¼W rezistoru būs vairāk nekā pietiekami.

Noņemiet rezistoru uz leju: šim rezistoram jāuztur mosfets tikai tā paredzamajā stāvoklī, nomācot jebkādu pārejošu vai troksni, ko varētu savākt kabeļi, un nejauši iedarbināt mosfetu. Jebkurš rezistors 1K-10K omu diapazonā ir piemērots.

Kā tas strādā?

Esmu pavadījis diezgan dažas stundas, lai noskaidrotu labāko dizainu. Es centos optimizēt projekta izmaksas, samazinot nepieciešamās sastāvdaļas, cenšoties neatteikties no funkcijām. Es varēju izmantot mikrokontrolleru, visur tiek pārdoti ļoti lēti pamata modeļi. Es varētu izmantot pielāgotu PCB, ir daudz PCB ražošanas un piegādes pakalpojumu. Es nolēmu to nedarīt, jo tas būtu ievērojami palielinājis izmaksas un sarežģītību. Turklāt būtu ļoti grūti atgūt mikrokontrolleru.

TP4056 dara visu, rūpējoties par akumulatoru un nodrošinot strāvu. Tās izvades paliktnis ir savienots ar pārslēgšanas slēdža centrālo tapu, kas var būt trīs konfigurācijās: savienots ar kreiso tapu, nav savienots, savienots ar labo tapu.

Ja tas nav savienots ar neko (centrā, izslēgtā stāvoklī), uzvedība ir diezgan skaidra, gaismas diode ir IZSLĒGTA neatkarīgi no tā, vai sienas adapteris nodrošina strāvu vai ne. Uzlādes process nav atkarīgs no slēdža, ja sienas adapteris ir pievienots, akumulators tiks uzlādēts.

Pieņemsim, ka labais tapa ir savienots ar gaismas diodes pozitīvo spaili. Ja jūs pārslēdzat slēdzi, lai savienotu centru un labās tapas, jūs apiet mosfetu. Gaismas diode iedegsies, kamēr TP4056 var nodrošināt strāvu.

Atlikušais variants ir pārslēgt slēdzi, lai savienotu centrālo tapu ar mosfet avota tapu. Šajā konfigurācijā Mosfet pārņem kontroli. Ja tā vārtu tapa redz sienas adaptera spriegumu, tas neļaus strāvai plūst starp avotu un kanalizāciju, un gaismas diode būs izslēgta. Kad sākas aptumšošana, lādētāja spriegums strauji samazināsies līdz nullei. Tagad Mosfet vārtu terminālis redzēs nulles voltu un ļaus plūst strāvai, tāpēc gaismas diode būs ieslēgta, kamēr TP4056 var nodrošināt strāvu.

Nav slikti tikai mosfetam un vienkāršam slēdzim. ^_^

3. solis: montāža

Elektroinstalācijas shēma ir pievienota, R1 ir strāvas ierobežošanas rezistors, R2 ir nolaižamais rezistors.

Lai izmantotu lietas izstrādātās pēdas, jums ir jāmaina mosfet, kā es to darīju. Būtībā jums ir jāsagriež augšējā metāla daļa un jānovieto centrālā tapa, lai tā izietu caurumā, lai izmantotu pamatā esošo izsekošanu. Neuztraucieties, šis mosfets ir paredzēts daudz apgrūtinošākiem uzdevumiem nekā mazas gaismas diodes vadīšanai, tas netiks sabojāts mazāk izkliedējošās zonas dēļ.

Lodēšana šūnā 18650 IR LABS UZDEVUMS, noteikti ziniet, ko darāt. Tas nav grūti, bet tas ir bīstami. Būtībā jums ir jāizmanto lodāmurs ar maksimālo jaudu pēc iespējas mazāk laika, taču, lūdzu, veltiet dažas minūtes, lai saprastu konkrētu apmācību, to ir daudz. Labāk droši nekā nožēlot.

Turklāt elektroinstalācijas process ir diezgan vienkāršs, jums tikai jāievēro pievienotā diagramma un jāaplūko fotoattēli. Mēģiniet neizkausēt lietu ar lodāmuru, jebkurā gadījumā esmu nodrukājis savu korpusu PLA, kas, sildot, nav lozējošs. Kad elektroinstalācija ir pabeigta, izmantojiet dažus pilienus karstas līmes, lai viss būtu droši.

Līdzstrāvas savienotājs nav obligāts, varat izmantot arī iebūvēto USB portu. Es lodēšu līdzstrāvas savienotāju, jo nevēlos rezervēt/pārgriezt mikro USB kabeli šai lampai. Man ir jāatgūst vecie mobilo ierīču lādētāji!

Ja vēlaties izmantot USB portu, varat izmantot jebkuru standarta 5V USB kabeli.

Patiesībā jūs varat arī nogriezt veco sienas adaptera kabeli un savienot tā GND un pozitīvos vadus ar rezerves mikro USB ligzdu. Vienkārši nogrieziet USB kabeli un atklājiet tā vadu varu, pievienojiet GND kabeli 5. tapai un pievienojiet pozitīvo kabeli 1. tapai (attēls pievienots). Lai pārbaudītu, kurš vads ir 1. un 5. tapa, kā nepārtrauktības testeris jāizmanto multimetrs. Nu, tas ir iespējams, bet nav ieteicams. Jūs beigsiet ar nestandarta sprieguma USB spraudni, un jūs pieliekat daudz pūļu, lai ar vienkāršu līdzstrāvas savienotāju varētu paveikt kaut ko daudz vienkāršāku.

4. solis: lietošana

Pievienojiet lādētāju vai USB kabeli avārijas gaismai.

Iestatiet slēdzi jebkurā vēlamajā režīmā, pārslēdziet to uz automātisko, ja vēlaties, lai lampa darbotos kā pareizs avārijas apgaismojums.

Gaidiet nākamo izslēgšanu un izbaudiet, kā jūs varat viegli izvairīties no stūriem!:)

Paskatieties video, tas parāda, kā šī lampa uzvedas. Ja jums patīk projekts, īkšķi uz augšu un abonējiet, lai uzzinātu vairāk.

PS: Tam vajadzētu būt avārijas lampai, un to nevajadzētu izmantot kā standarta lampu. Jautājums ir vienkāršs, un tā ir TP4056 "vaina". Īss stāsts: ja izmantojat lampu apvedceļa režīmā (gaismas diode vienmēr ir ieslēgta) un lādētājs ir pievienots elektrotīklam, akumulatora uzlādes process nebeigsies pareizi. Droši vien tas nebeigsies vispār. Jā, ar litija elementu tas ir jautājums, jūs nevarat sūkni uzlādēt šūnā uz visiem laikiem! Šī konfigurācija nav bīstama, ja to lieto dažas minūtes. Šī lampa neizraisīs sprādzienu, ja aizmirsīsit šo problēmu un vienkārši nonāksit šajā situācijā. Ja jums ir nepieciešama gaisma no šīs lampas, teiksim, 10 minūtes, jūs joprojām varat to izmantot šajā režīmā, neapdraudot. Vienkārši neturiet/neaizmirstiet lampu šajā konfigurācijā, pretējā gadījumā var notikt sliktas lietas.