Кантип мен эң өнүккөн фонарь жасадым: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

PCB дизайны менин алсыз жерим. Мен көбүнчө жөнөкөй эле идеяга ээ болуп, аны мүмкүн болушунча татаал жана кемчиликсиз ишке ашырууну чечем.

Ошентип, мен бир жолу чаң чогултуп жүргөн кадимки лампасы бар эски "аскердик" 4.5В фонарикке карадым. Бул лампочкадан чыккан жарык абдан начар жана батареялар кайра заряддалбайт, батареянын иштөө мөөнөтү жок болчу. Бирок анын иши жакшы болчу.

Ошентип, мен ага жаңы жогорку технологиялуу жүрөк берүүнү чечтим.

Ошентип мен өзүмө: "Мен канча функционалды кургум келет?" - деп сурадым жана мен: "Ооба. Баары."

:)

Мен каалаган:- 3.7V 6000mAh (3x NCR18500A) кайра заряддалуучу Li-Ion батареясы менен архивделген мыкты батареянын иштөө мөөнөтү. Батареянын иштөө мөөнөтү кубаттуулукка жараша 20 сааттан 6 саатка чейин.

- Мен таба алган эң жогорку эффективдүү LED диод - Ultra эффективдүү Cree XP -G3 (187lm/W)

- мүмкүн болгон эң жогорку эффективдүүлүк LED айдоочу IC (90% дан ашык) - керектөөчү LED драйверлери 60% тегерегинде гана эффективдүү

- Мен аны USB аркылуу жана 40В чейин тышкы адаптер менен кубаттагым келди, ошондуктан каалаган жерден каалаган нерсе менен кубаттай алам

- Мен аны дагы powerbank катары кызмат кылышын кааладым, андыктан телефонумду кубаттай алам

- Мен заряддын индикаторун кааладым, андыктан ичинде канча шире бар экенин көрө алдым

- жана мен ошол кичинекей корпустун ичине баарын сиңиргим келди

Ошентип, мен анын корпусуна бата турган ыңгайлаштырылган ПХБны иштеп чыгышым керек болчу жана мен ошол тактада жогоруда айтылгандардын бардыгын туура келтиришим керек болчу.

Жогоруда бүт дизайн процессин көрсөткөн видео. Менин ютуб каналыма жазылууну, көрүүнү, бөлүшүүнү, лайк басууну суранам:)

Мен бул нускамада дизайн кадамдарын дагы сүрөттөп берем.

Бул көрсөтмө кээ бир адамдарга эмне кылса болорун жана аны жасоо үчүн канча эмгек керектигин түшүнүүгө жардам берет деп үмүттөнөбүз жана балким кээ бир балдарды электр инженери болууга шыктандырат:)

1 -кадам: Эски фонарь

Бул 4.5В батарейкасы менен иштөөчү арзан шам болчу жана кадимки шам сыяктуу жарык болчу.

Бул салкын, кол менен иштетилген кызыл жана жашыл чыпкалар болчу, алар абдан сонун болчу.

2 -кадам: Жарыкты өчүрүү

Мен бардык бөлүктөрүн чыгарып, ички өлчөмдөрүн өлчөдүм. Мен тактайга эң сонун дал келчүдөй дизайн жасашым керек болчу.

Мен 3 литий батареясын параллель колдонууну чечтим. Классикалык 18650 ячейкаларды колдонууга өтө кичине болгон. Ошентип, мен бир аз кыска 18500 клеткаларды колдонууну чечтим - Panasonic NCR18500A ар бири 2000 мАч. Ошентип, менде 6Ah жалпы кубаттуулугу абдан жакшы болчу

Бул ПХБ үчүн мейкиндик өтө кичине экенин билдирген. Бирок алар: "аракет кылса башкара алмак" деп айтышат:)

3 -кадам: Схема

Ошентип, мен бул укмуштуудай татаал схеманы жасадым. Бул үчүн өткөргөн саатымды менден сураба:)

Мен жыйынтык чыгарууга чейин бир нече күн бою тиешелүү компоненттерди издеп, тандап жаткам. Бул өндүрүүчүнүн (Texas Instruments, Microchip, Analog Devices …) ICS сайттарын категория боюнча карап чыгуу жана менин керектөөлөрүмө ылайыктуусун тандоо дегенди билдирет. Жана Фарнелл, Моузер жана Дигикей сыяктуу сайттарда жыт санда сатып алуу үчүн IC жеткиликтүү болушу керек.

Бардык IC'дерди зым менен туташтыруу көрүнгөндөй кыйын эмес, анткени өндүрүүчүлөр ар дайым IC маалымат барагына бир негизги зым диаграммасын камтыйт. Мен бул жерде схемада майда -чүйдөсүнө чейин айтпайм, эгер кандайдыр бир суроо пайда болсо, комментарийлерде сураныч.

Схема төмөнкү суб-схемаларды камтыйт:

-Батареяны ашыкча заряддоо/ашыкча төгүү жана ашыкча токтон коргоо, бул батарейканы коопсуз иштөө чегинде сактайт.

- USB жай кубаттоочу - фонарды микро USB порту аркылуу жай кубаттоо үчүн колдонулат. Бул кошумча ыңгайлуулук, бирок фонарь бул опция аркылуу 12 саатка чейин заряддалышы мүмкүн, мен 100мА (USB 1.0 ток чеги), 500мА (стандарт USB ток) жана 800мА (дубал заряддагыч) ортосундагы заряддоо токун тандоо үчүн которгучту коштум.

- Тез кубаттоочу контролер - бул IC батарейканын корпусуна орнотулган DC jack туташтыргычы аркылуу заряддоону көзөмөлдөйт. Бул 5Vдан 40Vга чейин кирүүчү чыңалууну башкара алат, тескери полярдык коргоого ээ жана батарейканы максималдуу бир нече саатта кубаттай алат. Мен кубат булагынын чектелишине жараша эки башка заряддоо агымын тандоо үчүн которгучту коштум. Ток 1Адан 3Ага чейин тандалат. Бул жол менен сиз төмөнкү кубаттуулуктагы DC дубал адаптерин ашыкча жүктөй албайсыз. Мен универсалдуу болгум келди:)

- LED айдоочу - Мен LEDди 1Ага чейин (3W тегерегинде) айдоого жөндөмдүү, жогорку эффективдүү (90%) LED айдоочуну тандадым. Бул абдан аз кубат, бирок мен эң жогорку эффективдүү светодиодду тандадым - Cree XP -G3 (187lm/W), бул аз айдоо кубатын түзөт. Мен эң жогорку натыйжалуулукту жана батареянын иштөө мөөнөтүн кааладым. Айдоочу 4 кубат жөндөөлөрүн колдойт. Мен Off, 1W, 2W жана 3W тандадым.

- Бинардык декодерге айлануучу которгуч - бул LED драйверлеринин кубаттуулугу экилик коддолгон жана мен которууну 2 биттик бинардык кодго кош OR дарбазасы IC менен алмаштыруум керек болчу.

- Батареянын күйүүчү майын өлчөөчү индикатору мен 4 компаратор, так чыңалуу шилтемеси жана резистордун так бөлүштүргүчтөрү менен иштелип чыккан. Бул батареянын чыңалуусунун негизинде калган кубаттуулукту көрсөткөн. Мен окшош батарея уячасы үчүн разряддын чыңалуусунун ийри сызыгын таптым жана резистордун бөлүштүргүчтөрүн эсептеп көрдүм, ошого жараша алар LEDди күйгүзүштү.

- USB powerbank функциясы жана тез кубаттоочу. Биринчи IC 2.5V - 4.2V батареянын чыңалуусунан туруктуу 5V IC түзөт. Экинчи IC жакшы кошумча - бул USB кубаттоочу. Телефонду заряддоо портуна туташтырганыңызда, бул IC телефон менен байланышып, бул акылдуу заряддоо порту эмне экенин айтып, телефонго заряддоо токунун 1,5Ага чейин жетерин айтат. Бул IC болбосо, көптөгөн телефондор USB демейки 500мА менен гана заряддалмак. Тез кубаттоо орнотулганда, ал LEDди күйгүзөт, ошондо сиз телефондун тез кубатталып жатканын көрө аласыз. ПКБны бир аз которуу powerbankти иштетүү үчүн колдонулат.

Эгер ишенсеңиз же ишенбесеңиз, анда бул схемада 125 компонент бар:)

Мен аларды кичинекей тактага орнотууну буйруйм, мен кичинекей 0402 өлчөмдөгү пассивдүү компоненттерди колдонушум керек болчу - бир резистордун өлчөмү 1мм 0.5мм же 0.04х0.02 дюйм. Демек, алардын өлчөмү 0402.

4 -кадам: PCB

Андан кийин, схема бүткөндө, ПХБ аймагын керектүү өлчөмдөргө калыптандыруу жана компоненттерди ПХБга жайгаштыруу убактысы келди.

Бул өтө узун иш, бирок сиз аны аткаруудан ырахат аласыз. Бул жагымдуу жана эс алуучу жумуш.

Айрым компоненттерди жайгаштыруу жөнүндө бир аз билүү пайдалуу болот. Көбүнчө китептер жана окуу куралдары менен алынат, айрымдары практика жүзүндө келет. Канчалык көп ПХБ жасасаңыз, ошончолук жакшы болосуз.

Мен Altium Designer программасын колдоном, ал кесипкөй программа жана мен жумушумдан лицензия алам. Бирок хоббист үчүн Eagle, Kicad, designspark PCB жана башка көптөгөн нерселер жакшы чечим, анткени аны баштоо оңой.

Мен 3Dде тартылган компоненттер менен иштейм, бул визуалдаштырууга жана корпустарды долбоорлоого чоң жардам берет, анткени сиз нерселердин кайда жана канчалык бийик экенин билесиз. Бирок 3D денелер менен компоненттин изин чийүү 3 эсе көп эмгекти талап кылат. Бирок бул узак мөөнөттүү келечекте татыктуу.

Бул жерде PCB дизайнынын маалыматтары, анын ичинде герберлер, чоңураак схемалык файлдар, монтаж жана материалдардын эсеби:

Мен тактайларды жасоо үчүн JLCPCB колдоном. Бул тактанын баасы 5 даана үчүн бир нече доллар (плюс жеткирүү), бул соодалашуу! $ 18 жаңы колдонуучу купондорун алуу үчүн катталыңыз:

Сиз "JLCPCBcom" купон кодун кичине арзандатуу үчүн кассада колдоно аласыз.

5 -кадам: PCB өндүрүү

ПХБны үйдө чегүү күндөрү саналуу. 10 жыл мурун лицейде мен ПХБмды үйдөн этчерип койчумун. Мындай жол менен арзаныраак болчу. Бирок анда ПКБларды бекер сунуштаган кытайлык компаниялар болгон жок.:)

Эми сиз JLCPCB.com сыяктуу сайттарда 2usd + жеткирүү үчүн жасалган 2 катмар ПХД ала аласыз. Бул абдан ыңгайлуу жана сиз профессионалдык тактайларды аласыз.

Сиз жөн гана gerber файлдарын экспорттошуңуз керек (алар ПКБдагы жез катмарлары жөнүндө маалыматты камтыйт) жана аларды өз сайтына жүктөп, сүйүктүү почтальонуңуздун шедеврин жеткириши үчүн бир нече жума күтүшүңүз керек.

6 -кадам: ширетүү

Бул кичинекей компоненттерди ширетүү оңой иш эмес. Бирок жакшы ширетүүчү жана жакшы көрүү менен жасаса болот.

Мен жумушту абдан жакшы аткарган Ersa Icon ширетүүчү станциясын колдоном.

Бул долбоор үчүн мен күлкүлүү кичинекей компоненттерди тандадым, анткени мейкиндик абдан аз болчу. Болбосо, мен 0603 же 0805 компоненттерин тандайм, алар эритүүгө оңой.

7 -кадам: LED үчүн жылыткыч

Мен LEDден келген жылуулукту бөлүштүрүү үчүн корпуска алюминий массасын салышым керек болчу.

Менде тактайдын 3D модели болгондуктан, мен аны 3Dде оңой эле моделдеп, хобби роутерим менен өндүрө алчумун.

Мен бардык тешиктерди жана кесилген жерлерди эң сонун кылып кесип алмакмын.

8 -кадам: Ассамблеяны баштоо

Анан жыйын башталып, баары күтүүсүздөн туура келди.

ПКБнын астында мен Каптон тасмасын скотч менен чаптадым, андыктан алюминийден такта электрдик изоляцияланган, ошондуктан эч кандай кыска туташуулар болбошу мүмкүн.

9 -кадам: Бир нече сааттан кийин кабелди кысуу…

Жырткыч дээрлик бүтүп калды!

Мен кабелдерди кыскарттым, которгучка жана кубат туташтыргычына, бардыгын туташтырдым, диоддун линзасын орноттум жана батарейкалардын ичине батареяларды орноттум, батареянын температурасын өлчөө үчүн термисторлорду чаптадым. Заряддоочу ICлер батареяны коопсуз чектерде сактайт. Эгерде температура өтө төмөн же өтө ысык болсо, батареяны бузбоо үчүн кубаттоочу ток азаят.

10 -кадам: Анан …

Бүттү!

Кол чырак бүттү! Көрсөткүчтүн үстүндөгү видеону көрүп, анын иш -аракетин көрүңүз жана ал канчалык жаркырайт!

Жаңыртууга муктаж болгон жалгыз нерсе, мен USB туташтыргычтарынын айланасындагы тешикти чаң үчүн мөөр басып коюшум керек.

Бирок мен муну кантип туура жасоону азырынча түшүнө элекмин. Эгер кандайдыр бир оюңуз болсо, комментарийге айтыңыз.

Ошентип.. Эми сиз мени профессионал деп ойлоп жатасыз жана сиз андай нерсени жарата албайсыз. Бирок сиз жаңылып жатасыз. Мен орто мектепте электроника менен баштаганда, мен эмне кылып жатканым жөнүндө эч кандай түшүнүккө ээ эмесмин. Мен интернеттен схемаларды издеп жүрдүм жана транзистор деген эмне экенин жана ал кандайча иштээрин билбей туруп, аларды ширетүүгө аракет кылдым. Албетте, алардын көбү иштеген жок. Сыноо жана ката аркылуу мен барган сайын жакшыра баштадым. Мен кээ бир китептерди окудум, электротехника факультетине бардым жана көптөгөн ПХБ жасай баштадым. Ар бири менен мен жакшыра баштадым. Жана ошондой кыла аласыз!

Менин көрсөтмөмдү окуп бергениңиз үчүн рахмат! Сураныч, менин башка көрсөтмөлөрүмдү текшериңиз!

Сиз мени Facebook жана Instagramдан ээрчип алсаңыз болот

www.instagram.com/jt_makes_it

Мен азыр иштеп жатканымдын, көшөгөнүн артында жана башка кошумча нерселердеги бузукулар үчүн!

PCB Дизайн Чакырыктарында Runner Up