UVLamp - SRO2003: 9 soļi (ar attēliem)

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

Sveiki!

Šodien es iepazīstināšu jūs ar UV LED lampas realizāciju. Mana sieva ir juvelierizstrādājumu polimēru māla dizainere, un viņa savu darbu veidošanai bieži izmanto sveķus. Principā tas izmanto klasiskus sveķus, kas vienkārši polimerizējas brīvā dabā, tas darbojas labi, bet ir pietiekami ilgs laiks, lai kļūtu ciets (apmēram 2 dienas). Bet nesen viņa atklāja sveķus, kas polimerizējas, pateicoties UV gaismai, pietiek ar to, ka sveķotais objekts uz īsu brīdi tiek pakļauts UV staru avotam, lai sveķi kļūtu cieti. Kad viņa pasūtīja sveķus, viņa vilcinājās nopirkt lampu (tas nemaksā daudz …), bet es to uzreiz pārtraucu, sakot: MAN IR UV gaismas diodes! NEZINU, KO DARĪT, VARU SAVU LAMPU UZVEIDOT !!! (jā, dažreiz es reaģēju pārāk ātri, kad runa ir par elektroniku …;))

Un šeit es mēģinu izgatavot lampu ar to, kas man ir atvilktņu apakšā …

1. darbība. Pienākumi

- Lampas izstarotajai gaismai jābūt pēc iespējas viendabīgai, lampai jāapgaismo viss objekts, kas tiks novietots zemāk.

- Lukturim jābūt ar regulējamu atpakaļskaitīšanas laiku vismaz 1 minūte 30 sekundes

- Lampai jābūt pietiekami lielai, lai aptvertu līdz 6 cm diametra priekšmetus, bet tai nevajadzētu būt pārāk apjomīgai.

- Lampai jābūt viegli pārvietojamai.

- Lukturim jābūt barotam ar "drošu" barošanas avotu (akumulatoru/adapteri)

2. darbība: rīki un elektronikas komponenti

Elektronikas komponenti:

- 1 mikroshēma PIC 16F628A

- 2 īslaicīgas slēdža pogas

- 2 tranzistori BS170

- 1 tranzistors 2N2222

- 2 viencipara ciparu displejs

- 1 sarkana gaismas diode 5 mm

- 17 UV gaismas diodes 5 mm

- 8 rezistori 150 omi

- 17 rezistori 68 omi

- 2 rezistori 10 Kohm

- 1 rezistors 220 omi

- 1 skaņas signāls

- 2 PCB plates

- ietīšanas stieple (piemēram: 30 AWG)

Citas sastāvdaļas:

- 8 starplikas

- dažas skrūves

- 1 pvc caurules vāciņš (100 mm)

- 1 PVC caurules uzmava (100 mm)

- viršu saraušanās caurules

Rīki:

- urbis

- lodāmurs- metināšanas stieple

- programmētājs, lai ievadītu kodu mikroshēmā 16F628 (piemēram, PICkit 2)

Es iesaku jums izmantot Microchip MPLAB IDE (bezmaksas programmatūra), ja vēlaties modificēt kodu, bet jums būs nepieciešams arī CCS kompilators (shareware). Varat arī izmantot citu kompilatoru, taču programmā būs nepieciešamas daudzas izmaiņas. Bet es jums sniegšu. HEX failu, lai to varētu injicēt tieši mikrokontrollerī.

3. darbība. Shēma

Šeit ir shēma, kas izveidota, izmantojot programmu CADENCE Capture CIS Lite. Sastāvdaļu lomas skaidrojums:

- 16F628A: mikrokontrolleris, kas pārvalda ieejas/izejas un atpakaļskaitīšanas laiku

- SW1: iestatīt taimera iestatīšanas pogu- SW2: palaišanas poga

- FND1 un FND2: ciparu ciparu displeji, kas norāda atpakaļskaitīšanas laiku

- U1 un U2: jaudas tranzistori ciparu ciparu displejiem (multipleksēšana)

- Q1: jaudas tranzistors, lai ieslēgtu UV gaismas diodes

- no D2 līdz D18: UV gaismas diodes

- D1: statusa gaismas diode, iedegas, kad ir ieslēgtas UV gaismas diodes

- LS1: skaņas signāls, kas atskaņo skaņu, kad atpakaļskaitīšana ir beigusies

4. solis: aprēķini un prototipu veidošana uz maizes dēļa

Saliksim komponentus uz maizes dēļa saskaņā ar iepriekš minēto shēmu un ieprogrammēsim mikrokontrolleru!

Pirms visa salikšanas es sadalīju sistēmu vairākās daļās:- daļa UV gaismas diodēm

- daļa displeja pārvaldībai

- daļa spiedpogu un gaismas/skaņas indikatoru pārvaldībai

Katrai daļai es aprēķināju dažādu komponentu vērtības un pēc tam pārbaudīju to pareizo darbību uz maizes dēļa.

UV gaismas diožu daļa: gaismas diodes ir savienotas ar Vcc (+5 V) to anodos, izmantojot rezistorus, un ir savienotas ar GND uz katodiem, izmantojot tranzistoru Q1 (2N2222).

Šai daļai ir vienkārši jāaprēķina bāzes rezistors, kas nepieciešams, lai tranzistoram būtu pietiekama strāva, lai to pareizi piesātinātu. Es izvēlējos piegādāt UV gaismas diodēm strāvu 20 mA katram no tiem. Ir 17 gaismas diodes, tāpēc kopējā strāva būs 17*20 mA = 340 mA, kas šķērsos tranzistoru no kolektora līdz tā izstarotājam.

Šeit ir dažādas noderīgās vērtības no tehniskās dokumentācijas, lai veiktu aprēķinus: Betamin = 30 Vcesat = 1V (aptuveni…) Vbesat = 0,6V

Zinot tranzistora kolektora un Betamīna strāvas vērtību, mēs no tā varam secināt minimālo strāvu, kas jābūt tranzistora pamatnei, lai tā būtu piesātināta: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Mēs ņemam koeficientu K = 2, lai pārliecinātos, ka tranzistors ir piesātināts:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33 mA

Tagad aprēķināsim tranzistora bāzes rezistora vērtību:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb = (5-0,6)/22,33 mA

Rb = 200 omi

Es izvēlos standarta vērtību no E12 sērijas: Rb = 220 omi Principā man vajadzēja izvēlēties rezistoru ar normalizētu vērtību, kas vienāda vai mazāka par 200 omiem, bet man vairs nebija lielas izvēles attiecībā uz rezistoru vērtībām, tāpēc es izvēlējos tuvāko vērtību.

Displeja pārvaldības daļa:

Strāvas ierobežošanas rezistora aprēķins displeja segmentiem:

Šeit ir dažādas noderīgās vērtības no tehniskās dokumentācijas (ciparu displejs un BS170 tranzistors), lai veiktu aprēķinus:

Vf = 2 V

Ja = 20 mA

Pašreizējās robežvērtības aprēķins:

R = Vcc-Vf/Ja

R = 5-2/20mA

R = 150 omi

Es izvēlos standarta vērtību no E12 sērijas: R = 150 omi

Multipleksēšanas pārvaldība:

Es izvēlējos izmantot multipleksēto displeja tehniku, lai ierobežotu vadu skaitu, kas nepieciešams, lai kontrolētu displeju rakstzīmes. Ir displejs, kas atbilst desmitiem ciparu, un cits displejs, kas atbilst vienību ciparam. Šo paņēmienu ir diezgan vienkārši ieviest, lūk, kā tas darbojas (piemēram: lai parādītu skaitli 27)

1 - mikrokontrolleris sūta signālus uz 7 izejām, kas atbilst rakstzīmei, kas jāparāda desmitiem cipariem (2. cipars) mikrokontrolleris deaktivizē tranzistoru, kas nodrošina desmitiem atbilstošu displeju 5 - mikrokontrolleris sūta signālus uz 7 izejām, kas atbilst vienību ciparim parādāmajai rakstzīmei (7. cipars) 6 - mikrokontrolleris aktivizē tranzistoru, kas nodrošina displeju atbilst vienībām 7 - paiet 2 ms aizkave 8 - mikrokontrolleris izslēdz tranzistoru, kas nodrošina vienībām atbilstošo displeju

Un šī secība ļoti ātri atkārtojas, lai cilvēka acs neuztvertu brīdi, kad viens no displejiem ir izslēgts.

Spiedpogu un gaismas/skaņas indikatoru daļa:

Šai daļai ir ļoti maz aparatūras testēšanas un vēl mazāk aprēķinu.

Tiek aprēķināts, ka pašreizējā ierobežojošā pretestība statusa rezultātā: R = Vcc-Vf/Ja R = 5-2/20mA R = 150 omi

Es izvēlos standarta vērtību no E12 sērijas: R = 150 omi

Spiedpogām es vienkārši pārbaudīju, vai es spēju noteikt nospiešanu, pateicoties mikrokontrolleram, un palielināt displeju nospiešanas skaitu. Es arī pārbaudīju skaņas signāla aktivizēšanu, lai redzētu, vai tas darbojas pareizi.

Redzēsim, kā tas viss tiek risināts ar programmu …

5. solis: programma

Programma ir uzrakstīta C valodā ar MPLAB IDE, un kods tiek apkopots ar CCS C kompilatoru.

Kods ir pilnībā komentēts un diezgan vienkārši saprotams. Es ļauju jums lejupielādēt avotus, ja vēlaties uzzināt, kā tas darbojas vai ja vēlaties to mainīt.

Vienīgais, kas ir nedaudz sarežģīts, iespējams, ir atpakaļskaitīšanas pārvaldība ar mikrokontrollera taimeri, es mēģināšu pietiekami ātri izskaidrot principu:

Mikrokontrolleris ik pēc 2 ms izsauc īpašu funkciju, kas ir funkcija RTCC_isr () programmā. Šī funkcija pārvalda displeja multipleksēšanu un arī atpakaļskaitīšanas pārvaldību. Ik pēc 2 ms displeji tiek atjaunināti, kā paskaidrots iepriekš, un tajā pašā laikā funkcija TimeManagment tiek izsaukta arī ik pēc 2 ms un pārvalda atpakaļskaitīšanas vērtību.

Programmas galvenajā cilpā ir vienkārši spiedpogu pārvaldība, tieši šajā funkcijā ir atpakaļskaitīšanas vērtības iestatīšana un poga, lai ieslēgtu UV gaismas diodes un atpakaļskaitīšanu.

Skatiet zemāk MPLAB projekta zip failu:

6. solis: lodēšana un montāža

Es esmu sadalījis visu sistēmu 2 dēļos: viena tāfele atbalsta UV gaismas diožu pretestību un otra tāfele, kas atbalsta visas pārējās sastāvdaļas. Pēc tam es pievienoju starplikas, lai uzliktu kārtis. Sarežģītākā lieta bija lodēt visus augšējās plāksnes savienojumus, jo īpaši displeju dēļ, kuriem nepieciešams daudz vadu, pat ar multipleksēšanas sistēmu …

Savienojumus un vadu konsolidēju ar kausējamu līmi un termiski saraucošu apvalku, lai iegūtu pēc iespējas tīrāku rezultātu.

Pēc tam es izdarīju zīmes uz PVC vāciņa, lai pēc iespējas labāk sadalītu gaismas diodes, lai iegūtu pēc iespējas vienmērīgāku gaismu. Tad es urbju caurumus ar gaismas diodes diametru, uz attēliem var redzēt, ka centrā ir vairāk gaismas diodes tas ir normāli, jo lampa galvenokārt tiks izmantota gaismas izstarošanai uz maziem priekšmetiem.

(Projekta sākumā redzamajos prezentācijas attēlos var redzēt, ka PVC caurule nav krāsota kā vāciņš, tas ir normāli, ka mana sieva vēlas to izrotāt pati … ja kādu dienu man būs attēli, es tos pievienošu!)

Visbeidzot, es lodēju sieviešu USB savienotāju, lai varētu darbināt lampu, piemēram, ar mobilā tālruņa lādētāju vai ārēju akumulatoru (izmantojot vīriešu-vīriešu kabeli, kas man bija mājās …)

Realizācijas laikā es uzņēmu daudz attēlu, un tie ir diezgan "runājoši".

7. darbība: sistēmas darbības shēma

Šeit ir shēma, kā darbojas sistēma, nevis programma. Tā ir sava veida mini lietotāja rokasgrāmata. Diagrammas PDF failu esmu ievietojis kā pielikumu.

8. darbība: video

9. solis. Secinājums

Šīs ir šī projekta beigas, kuras es sauktu par "oportunistiskām", un patiešām es šo projektu izstrādāju, lai apmierinātu tūlītēju vajadzību, tāpēc darīju to ar jau esošajām atkopšanas iekārtām, tomēr esmu ļoti lepns par gala rezultātu, jo īpaši diezgan tīrs estētiskais aspekts, ko man izdevās iegūt.

Es nezinu, vai mans rakstīšanas stils būs pareizs, jo, lai ātrāk darbotos, daļēji izmantoju automātisko tulkotāju, un, tā kā es nerunāju angliski, es domāju, ka daži teikumi, iespējams, būs dīvaini cilvēkiem, kuri perfekti raksta angļu valodu. Tāpēc paldies DeepL tulkotājam par palīdzību;)

Ja jums ir kādi jautājumi vai komentāri par šo projektu, lūdzu, informējiet mani!