31 gada LED mirgojošais modelis bākām utt.: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Modeļu bākas aizrauj plašu aizrautību, un daudziem īpašniekiem ir jādomā, cik jauki būtu, ja tā vietā, lai vienkārši sēdētu, modelis patiešām uzplaiksnītu. Problēma ir tā, ka bākas modeļi, visticamāk, ir mazi, un tiem ir maz vietas baterijām un shēmām, un tējas lampiņa, kas parādīta iepriekšējā attēlā, ir labs piemērs, kur ir tikai vieta, kur saspiest PP3 akumulatoru vai nelielu kaudzi ar litija pogu šūnas kopā ar ļoti mazu shēmas plati.

Internetā ir daudz LED zibspuldžu. Daudzi ir balstīti uz 555 mikroshēmu, un tāpēc var sagaidīt, ka tie patērēs aptuveni 10 mA strāvu, kas dažu dienu laikā izlīdzinās nelielu akumulatoru. Pēc nelielas spēles ar maizes dēļa komponentiem es nejauši uzdūros CMOS shēmai, kas ir šī raksta pamatā. Šī shēma ir 5000 reizes labāka nekā 555, un tā patērē 2 mikroAmp, kas nozīmē, ka sārma 9 voltu PP3 akumulatoram vajadzētu kalpot 31 gadu, lai gan tas ir akadēmiski, jo tas ir krietni vairāk par akumulatora glabāšanas laiku. 3 x 2032 litija elementu kaudze, kas nodrošina arī 9 voltus, ilgs tikai 12 gadus.

Lai sasniegtu šo sniegumu, tiek pārkāpti daži noteikumi, un elektronikas profesionāļi pacels uzacu, ja ne divus.

1. darbība: Pamata ķēde 1

Var būt noderīgi, ja ķēde sākotnēji tiek izmantota uz bezlodēšanas maizes dēļa, un bez maizes dēļa jums būs nepieciešams:

1 X CMOS CD4011 četru NOR vārti. (Mēs izmantojam IC kā četrkodolu invertoru, tāpēc darbosies arī CD 4001.)

1 X 4.7 Meg Ohm rezistors. (Ilgākam cikla laikam var izmantot līdz 10 megaohmiem.)

1 X 10 omu rezistors.

1 X 1000 mikroFarad elektrolītiskais kondensators.

1 X 1 mikroFarad nepolārs elektrolītiskais kondensators. (Var izmantot 1 mikroFarad keramikas kondensatoru, bet tos ir nedaudz grūtāk iegūt.)

2 X augstas efektivitātes baltas gaismas diodes.

2 X 2N7000 N kanāla FET.

1 X 4,7 mikroFarad elektrolītiskais kondensators (vislabāk būtu tantals.)

1 X 9 voltu akumulators, piemēram, PP3.

Iepriekš redzamā shēma parāda pamata ķēdi. CMOS CD 4011 ir savienoti visi vārtu ieeju pāri, padarot to par četrkāršu invertoru. Divi no vārtiem ir savienoti ar vadu kā stable ar laiku, ko nosaka 4,7 megOhm rezistors un 1 microFarad nepolārais elektrolītiskais kondensators, kā rezultātā cikla laiks ir trīs līdz četras sekundes. Laiku var viegli dubultot, paralēli pievienojot vēl vienu vai vairāk mikroparades kondensatoru, un 4,7 megaohmora rezistoru var palielināt līdz 10 megaohm, lai cikla laiks būtu iespējams. Atlikušie divi vārti ir savienoti ar vadu kā invertori, kas tiek baroti no stabilās sekcijas, un to pretfāzes izejas baro attiecīgos 2N7000 FET vārtus, kas ir sērijveidā savienoti pa barošanas līniju. Kad pēdējais invertors ķēdes izejā būs augsts, iepriekšējais būs zems, un augšējais 2N7000 uzlādēs 4,7 mikroFarad kondensatoru, izmantojot vienu gaismas diodi, kas nodrošina zibspuldzi. Kad pēdējais ķēdes pārveidotājs kļūst zems, 2N7000 apakšējā daļa vada, ļaujot 4,7 microFarad izlādēties caur otru gaismas diodi, dodot vēl vienu zibspuldzi. Izejas posms patērē nulles strāvu ārpus pārejas laikiem.

10 omu rezistors un 1000 mikrofaradu kondensators strāvas padeves līnijā ir paredzēti tikai atvienošanai un nav vitāli svarīgi, bet ir ļoti noderīgi testēšanas stadijā.

Elektroniskie puristi norādīs, ka izvades stadija nav laba konstrukcija, jo jebkurš nobīde vai nenoteiktība vietā, kur ķēdes slēdži var izraisīt abu 2N7000 īslaicīgu ieslēgšanos, vienlaikus radot īssavienojumu visā barošanas avotā. Praksē es uzskatu, ka tas nenotiek un parādīsies pašreizējā patēriņā, skatīt vēlāk.

Tika konstatēts, ka ķēde, kas parādīta, patērē vidēji 270 mikroAmp, kas ir ticami, bet mūsu mērķiem pārāk augsts.

2. darbība: Pamata ķēde 2

Iepriekš redzamajā attēlā redzama ķēde, kas samontēta uz bezlodēšanas maizes dēļa.

3. darbība: uzlabotā shēma 1

Shēma, kas parādīta iepriekšējā shēmā, šķiet gandrīz identiska iepriekšējai. Šeit tikai viena komponenta pievienošana ietekmē veiktspējas pārveidi, kas ir tik krasa, kā jūs, iespējams, redzēsit vienkāršā elektroniskajā shēmā.

1 MegOhm rezistors ir ievietots virknē ar barošanu CD4011 IC. (Elektronikas profesionāļi teiks, ka tas ir kaut kas tāds, ko nekad nevajadzētu darīt.) Ķēde turpina darboties, BET vidējais patēriņš samazinās līdz aptuveni 2 mikroAmp, kas sārmainās PP3 šūnas ar 550 mA stundu jaudu atbilst 31 gadam. Neticami, bet izejas spriegums joprojām ir pietiekami augsts, lai droši pārslēgtu 2N7000 FET.

4. solis:

Iepriekš redzamajā attēlā redzams sarkanais gredzens.

Šīs ķēdes vidējās strāvas mērīšana ir grūts uzdevums, bet ātrs tests ir izņemt akumulatoru un ļaut ķēdei iztērēt 1000 microFarad atvienošanas kondensatora uzlādi, ja esat to uzstādījis-ķēdei vajadzētu darboties piecas reizes vai sešas minūtes pirms viena no zibspuldzēm padodas.

Man ir bijuši daži panākumi, paralēli barošanas vadā ievietojot 100 omu rezistoru plus 3 Farad superkondensatorus (ievērojiet polaritāti) un ļaujot sasniegt vairākas stundas līdzsvara sasniegšanai. Izmantojot milivoltmetru, var izmērīt spriegumu pret rezistoru un aprēķināt vidējo strāvu, izmantojot Oma likumu.

5. solis: dažas domas šajā posmā

Esmu izdarījis kardinālu grēku, ievietojot rezistoru CMOS IC barošanas līnijā. Tomēr IC darbojas atsevišķi un nav daļa no loģikas ķēdes, un es ieteiktu, ka mēs izmantojam šo vienoto IC vienkārši kā obligātu CMOS tranzistoru kolekciju. Var gadīties, ka mums šeit ir nabadzīga cilvēka īpaši mazjaudas relaksācijas oscilators.

“Spaiņa” kondensatoru, kas uzlādējas un izlādējas caur abām gaismas diodēm, var palielināt, lai nodrošinātu spilgtāku zibspuldzi, bet ar simtiem mikroFaradu vērtībām var būt prātīgs piesardzības pasākums, pievienojot nelielu rezistoru sērijveidā ar gaismas diodēm, lai ierobežotu maksimālo strāvu un Ieteicams 47 vai 100 omi. Ar lielākām kondensatora vērtībām zibspuldze var kļūt nedaudz “slinka”, jo kondensatora uzlādes pēdējā daļa izkliedējas caur apakšējo LED, lai gan jūs varētu uzskatīt, ka tā nodrošina reālistiskāku bākas pieredzi. Pašreizējais patēriņš, protams, pieaugs, iespējams, pat līdz divdesmit vai trīsdesmit mikroAmp.

6. darbība. Pastāvīgas ķēdes versijas izveide 1

Mēs esam paveikuši vienkāršo daļu, bet mums vajadzēja pierādīt, ka ķēde darbojas un tagad to var izmantot, lai ieietu mūsu bākā.

Tam būs nepieciešami elementāri elektroniskie rīki un montāžas prasmes. Nepieciešamās sastāvdaļas būs atkarīgas no tā, kā izvēlēsities veikt šo daļu, un no jūsu prasmēm. Es parādīšu pāris piemērus un sniegšu turpmākus ieteikumus.

Iepriekš redzamajā attēlā parādīts neliels abpusējs PCB prototipa sloksnes plāksnes punkts uz punktu. Tie ir pieejami vietnē EBay vairākos izmēros, un šis ir viens no mazākajiem. Parādīts arī vienkāršas iespiedshēmas plates kvadrāts ar pievienotu vadu, un tas veidos vienu savienojumu mūsu akumulatoram, kas būs trīs litija pogu elementu kaudze. Izmantojot šāda veida plāksni, es uzskatu, ka nav iespējams savienot blakus esošos spilventiņus ar lodmetālu, jo lodējums iet caur caurumiem-jums ir jāpāriet ar stiepli.

7. darbība. Pastāvīgas ķēdes versijas izveide 2

Iepriekš redzamajā attēlā mēs redzam, ka būvniecība ir labi uzsākta. Ņemiet vērā, ka laika noteikšanai tika izmantoti divi 1 microFarad kondensatori, un trīs 2025 litija pogu elementi ir gatavi novietot starp akumulatora gala savienotājiem.

8. darbība. Pastāvīgas ķēdes versijas izveidošana 3

Augšējā attēlā mēs redzam gatavo izstrādājumu, kas ir gatavs uzstādīšanai bākā. Ņemiet vērā, ka trīs litija šūnas ir savienotas secīgi no pozitīvas līdz negatīvai līdz augšējai pozitīvajai daļai, kas ir savienota ar vienkāršās datora plates kvadrātu, kas pielodēts pie sarkanā vada. Šūnu kaudze pēc tam ir cieši sasieta kopā ar pašsavienojošu lenti. Jūs atradīsit piemērus šai metodei, kā izgatavot baterijas no vairākām pogas šūnām citur Instructables vietnē.

9. darbība. Pastāvīgas ķēdes versijas izveide 4

Iepriekš redzamajā attēlā mēs redzam citu versiju, kas samontēta uz sloksnes, kas ir mūsdienu Veroboard versija. Tas ir labi, bet mūsdienu dēlis nepiedod kļūdas un neizturēs daudz lodēšanas un atkausēšanas, pirms vara sloksnes pacelsies, tāpēc vispirms to izdariet pareizi! Akumulators ir sārmains PP3, kas ar 450 mA stundu jaudu nodrošina diezgan akadēmisku 31 gadu kalpošanas laiku.

10. darbība. Pastāvīgas ķēdes versijas izveide 5

Šeit striptīza ķēde un PP3 akumulators ir iesaiņoti plastmasas iepakojuma materiālā un ieķīlēti tējas sveču turētājā, kas ļauj mūsu montāžu ievietot bākā.

Šādai vienkāršai shēmai jūs varat arī izveidot savu iespiedshēmas plati ar drukātās shēmas pildspalvu, taču jums ir jāspēj to kodināt, vēlams, ne virtuvē! Visbeidzot, neliela vienkāršas iespiedshēmas plates loksne var būt “mirušu kļūdu” konstrukcijas priekšmets, kas var sniegt mazāko un izturīgāko visu piemēru konstrukciju.

11. solis: pēdējās domas

Šo ķēdi ir tik lēti izgatavot, ka tā ir vienreizēja. To var padarīt tik mazu, lai tas nonāktu nelielā stikla burkā, un pēc tam to var pat ielikt sveķos vai vaskā, ja gaismas diodes ir atstātas skaidrā. Šādā spēcīgā formā var būt daudz potenciālu lietojumu. Es ieteiktu, ka tas varētu būt vērtīgs drošības līdzeklis alās un jo īpaši niršanā alās, kur vairāki no tiem varētu apgaismot izeju no alas vai no līkumaina vraka iekšpuses. Tos varētu atstāt savā vietā gadiem ilgi.

Kausa kondensatoru var samazināt, samazinot enerģijas patēriņu līdz līmenim, kurā ķēdi varētu vadīt ar “kaudzes” akumulatoru no dažādām metāla plāksnēm, kas savītas ar elektrolītu spilventiņiem. Tas var pat izraisīt montāžu, ko varētu ievietot “laika kapsulā”, lai to izraktu pēc piecdesmit gadiem!