LED шашылыш чырагы (көбүнчө кайра калыбына келтирилет): 4 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул долбоор менин электр энергиям өчүп калганда, мен кара жер төлөдө же башка караңгы жерде нерселерди жасап жатканымда, кыйналып турган жерлерге тийбөө үчүн менин жөнөкөй муктаждыгымдан улам шыктандырылган.

Башка чечимдерди кеңири жана акылдуу баалагандан кийин:

- бүт үйдүн ар бир курч бурчун алып салуу же тегеректөө, - мышык болуп, - коммерциялык авариялык чырактарды орнотууга акылга сыйбаган акча коротуу, Мен бир нече калыбына келтирилген электр компоненттери жана бир нече арзан модулдар менен өзүмдүн DIY авариялык чырактарымды жасай алам деген жыйынтыкка келдим.

Дизайнды бир нече жолу кайталагандан кийин, мен кичинекей эле акчаны сарптабастан, башкача таштандыга айланган көптөгөн электрдик тетиктерди кайра иштете алмакмын деген жыйынтыкка келдим. Жалгыз гана (арзан) TP4056 модулунун калганын башка сынган электроникадан тазаласа болот, андыктан убактыңыздын бир бөлүгүн жумшап, айлана -чөйрөңүзгө ыңгайлуу "Көбүнчө калыбына келтирилген DIY LED авариялык лампасын" кура аласыз.

1 -кадам: материалдар жана инструменттер

Бул долбоор үчүн сизге негизги ширетүүчү инструменттер жана башка бир нече негизги DIY-электрондук шаймандар керек, мен бул беттеги кадимки шаймандарымды чогулттум. Мен бул чырак үчүн атайын корпусту иштеп чыктым, анын максаты - анын зымдарын жөнөкөйлөтүү. Аны колдонуу милдеттүү эмес, бирок абдан сунушталат, андыктан 3D принтериңиз болсо жакшы болмок. Менде (модернизацияланган) CR-10 бар, бирок сиз 3D принтерин жана каалаган жипти колдоно аласыз, анткени бул чындыгында оңой басып чыгаруу.

Бул чыракты куруу үчүн бизге башка электроникадан куткарыла турган же сатып ала турган башка бир нече компоненттер керек. Биринчиден, биринчи кезекте: электр жарыгы өчкөндө, биз 18650 ли-иондук клетканы жана, албетте, анын заряддагычын/контроллерин TP4056 колдонобуз. Лампанын жүрүм-турумун көзөмөлдөө үчүн бизге үч тараптуу которуштуруу (күйгүзүү-күйгүзүү) жана бир p-канал мосфети керек. Ооба, бул "светодиод" чырагы болгондуктан, бизге LED жана анын токту чектөөчү резистору керек. Бир нече запастык зымдарды кошуңуз, баары ушул.

Акырында күтө туруңуз: чырагыбызды дайыма даяр кармап туруу үчүн бизге дубалдын кубаттуу адаптери керек, антпесе ал "авариялык" чырак болбойт. Мен эски - чындыгында байыркы - уюлдук телефондун дубал адаптерлерин кутучага салып койгом. Бир нече жолу мен аларды кантип колдоно алам деп сурадым. Көпчүлүк тиркемелер үчүн өтө аз вольт же өтө аз ампер, бирок алар бул тапшырманы аткаруу үчүн идеалдуу, күтүлбөгөн жерден таштанды эмес!

Эгерде сиз менин 3D корпусумду колдонууну каалабасаңыз, контейнер катары жөнөкөй прототип тактасын жана каалаганыңызды колдоно аласыз. Менин ишим жакшы, анткени ал зымдарга жардам берет, анткени бул чыныгы ПКБ. Бул түзмө -түз (3D) Басылган Микросхема. ^_^

2 -кадам: Дизайн түшүндүрмөсү

Эгерде сиз чырак кургуңуз келсе, бул кадамды өткөрүп жибериңиз, бирок мен аны окууну сунуштайм, анткени бул жерде сиз анын кандайча иштээрин жана анын чектери кандай экенин түшүнө аласыз.

Эмне үчүн мен бул компоненттерди тандап алдым?

18650 ли-иондук клетка: бул стандарттуу ячейка, аны ноутбуктун жараксыз батареяларынан сатып алууга же кайтарып алууга болот. Бул клеткаларды кайтарып алуу үчүн алардын акыл -эсин кантип текшерүү керектигин жана эмне үчүн чындыгында жаман клеткаларды жаныңызда кармабашыңыз керек экенин түшүнүшүңүз керек. Жапайы интернетте көптөгөн сабактар. Эгерде сиз туура кайтарып алуу процедурасына убакыт короткуңуз келбесе, аны сатып алыңыз, кечиримдүү болгондон көрө коопсуз.

TP4056 модулу: бул бир 3.6-3.7V ли-ион же ли-поли уячасын башкара турган жалпы модуль. Бул анын зарядын жана агымын көзөмөлдөй алат. Ал, адатта, башка схема, DW01 менен айкалышат, ал кыска туташуу, ашыкча чыңалуу, аз чыңалуу клеткасынын корголушу жана башка нерселер сыяктуу башка маселелерди чечет. Бул модулду кайтарып алуу же башка нерсе менен алмаштыруу мүмкүн эмес, аны сатып алышыңыз керек.

P-канал mosfet: Бул атайын транзистор, ака электрондук которгуч. Бул долбоордун негизги "трюк" катары каралышы мүмкүн, анткени бул компонент чырактын жүрүм -турумуна керектүү "логиканы" кошо алат. Ал өчүрүүнү "сезип", ошого жараша иш кыла алат. Бул мосфетти бир аз чыдамкайлык менен сатып алууга болот (бул чындыгында арзан) же жокко чыгарылган электроникадан кайтарып алса болот. Электрдик тетиктерди калыбына келтирүү үчүн сизге менин электрондук компоненттеримди текшерүүчү сыяктуу бир нерсе керек болот! Мен TO-220 корпусунда IRF4905 транзисторун колдондум. Оптималдуу тандоо эмес, бирок ал жакшы иштейт.

Үч тараптуу которуштуруу (күйгүзүү/өчүрүү/күйгүзүү): Бул лампаны үч башка конфигурацияда орноткон жөнөкөй которгуч:

1. дайыма өчүк,
2. өчүрүү учурунда күйгүзүү,
3. дайыма күйүк.

Аны кайтарып алса болот, бирок сиз бактылуу болушңуз керек, мен көптөгөн окшош которгучтарды таптым, бирок алар эки тараптуу алмаштыргычтар болушу мүмкүн (негизинен алардын 99%).

Электр энергиясы менен камсыздоо: жок дегенде 4.5В жана 100 мА камсыз кыла ала турган түзмөк жакшы. Бул чындап эле кайтарылышы керек!

LED: бул компонентти дээрлик бардык жерде оңой эле калыбына келтирүүгө болот, бирок "жетишерлик жаркыраган" ледди табуу кыйын. Светодиод бүтүндөй бөлмөдө жарыктын минималдуу көлөмүн камсыздашы керек, бирок эң көп таралган ледтер индикатордук чырактардан башка эч нерсе эмес, бүтүндөй бөлмөдө агартуучу күчү аз. Ушул себептен улам, мен атайын 3W леддерди колдондум. Максималдуу LED күчү кандай? 5W, бирок аны кыска убакытка гана туура иштетсе болот, жакында ал жетишсиз болот. Жана бул жылуулуктун таралышынан улам сунушталган эмес. BTW, 5W жылуулукту пайда кылат. Эгерде сиз ишти эритүүнү каалабасаңыз, анда бар

DC туташтыргычы: бул милдеттүү эмес, бирок сунушталат. Караңгылатуу учурунда мен дагы эле жертөлөдөн чыгууну каалайм/кубаттуулукту калыбына келтирем, жана мен эмне кылып жатканымды көргүм келет, ошондуктан мен авариялык чырагымды өзүм менен алып жүргүм келет. Мен кубат адаптерин сууруп, алып жүрүүнү жактырбайм, ошондуктан туура портативдүү, өз алдынча, авариялык жарыкты түзүү үчүн кичинекей DC коннекторун коштум. Башка жагынан алганда, чыракты кубаттоо үчүн USB портун колдонсоңуз болот, мен бул лампага microUSB заряддагычын камдабоону чечтим.

Магнит: ошондой эле милдеттүү эмес, бирок, чыракты темир нерсеге коюп, караңгылык учурунда белгилүү бир нерсени жарыктандыруу үчүн пайдалуу болушу мүмкүн. 10x1мм тегерек магнит үчүн эки атайын слот бар, аларды оңдоо үчүн бир тамчы желимди колдонуңуз.

Учурдагы чектөөчү резистор: туура келген компоненттерди тандагандан тышкары, ар бир LED үчүн милдеттүү (мен кылган сыяктуу). Жарыктандыруучу чыңалууну эмес, агып жаткан токту көзөмөлдөө керек. Ар бир LED максималдуу номиналдуу токко ээ (Id) жана анын түсү анын номиналдык чыңалуусун аныктайт (Vf).

Кээ бир өндүрүүчүлөр маалымат барагында башка нерсени айта алмак, бул учурда маалымат барагын ээрчиңиз, бирок бул ар кандай түстөр үчүн кадимки Vf [V]:

• IR - инфракызыл 1.3
• кызыл: 1.8
• сары 1.9
• жашыл 2.0
• апельсин 2.0
• wihte3.0
• көк 3.5
• UV - ультракызгылт көк 4 - 4.5

Туура токту чектөөчү резистордун маанисин (R) эсептөө үчүн сиз энергия булагыңыздын максималдуу чыңалуусун (Va) билишиңиз керек жана бул формуланы колдонуңуз:

R = (Va - Vf) / Id

TP4056 чыгаруу чыңалуусу 4.2 жана 2.5V ортосунда, ошондуктан Va катары 4.2V колдонушубуз керек. Мен мурда байланыштырган компоненттерди колдонуп, бизде 3,5 В Vf менен 3W бар, ошондуктан бизде 0.85A идентификатору бар. Бул учурда сандар:

R = (4.2V - 3.5V) / 0.85A = 0.82 Ом

Мен 1Ohm резисторун кошушум керек, анткени мен чындыгында бир нерсени үйрөтүүгө аракет кылып жатам, чындыгында бул таптакыр керексиз, зымдардын каршылыгы дагы жардам берет. Мындан тышкары, 0.85Ада батареянын чыңалуусу тиешелүү болот, андыктан биз 3,8-4Вду Va катары колдонушубуз керек. Бул чектөөчү резистор дагы аз талап кылынат дегенди билдирет.

Дагы бир мисал, ошол эле LED түрүндө, бирок 1W рейтингинде, сандар:

Id = 1W / 3.5V = 0.285A

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

Ооба, бул аныкталган рейтинги бар атайын тандалган компоненттердин иши. Жалпы жетектөөчү адатта 3V, 10mA эске алуу менен иштей алат. Албетте, бул 100% туура эмес, бирок жакшы маалыматсыз…

R = (4.2V - 3V) / 0.01A = 120Ohm

Бактыга жараша, 120 Ом - бул стандарттык резистордун мааниси, эгерде мен болбогондо, мен эң чоң стандарттык маанини колдонмокмун.

Резистор ошондой эле энергияны жылуулук түрүндө таратат, ошондой эле анын номиналдык ватт туура иштелип чыгышы керек. Кабатыр болбоңуз, бул Омдун аныктамасы сыяктуу оңой.

W = (Va - Vf) * Id

0.01A (10mA) 120 Ом резистору аркылуу агып кете алгандыктан, ал 0.012W жылуулукту тарата алат.

W = (4.2V - 3V) * 0.01A = 0.012W

Жалпы ¼W каршылыгы жетиштүү болот.

Резисторду ылдый түшүрүү: бул резистор мосфетти болжолдуу абалында гана кармап турушу керек, кабелдер тарабынан чогултулган жана кокусунан мосфетти иштете турган ар кандай өткөөл же ызы -чууну басуу. 1K-10K Ом диапазонундагы бардык резистор жакшы.

Бул кантип иштейт?

Мен эң жакшы дизайнды табуу үчүн бир нече саат жумшадым. Мен өзгөчөлүктөрдөн баш тартпоого аракет кылып, керектүү компоненттерди азайтуу менен долбоордун баасын оптималдаштырууга аракет кылдым. Мен микроконтроллерди колдонмокмун, бардык жерде эң арзан базалык моделдер сатылат. Мен ыңгайлаштырылган ПХБны колдонмокмун, ПКБ өндүрүү жана жеткирүү кызматтары көп. Мен муну жасабоону чечтим, анткени бул чыгымды жана татаалдыкты абдан жогорулатат. Анын үстүнө, микроконтроллерди кайра калыбына келтирүү чынында эле кыйын болмок.

TP4056 батарейкага кам көрүү жана энергия менен камсыздоо менен алектенет. Анын чыгаруу аянты үч конфигурацияда болушу мүмкүн болгон которгучтун борбордук пинине туташтырылган: сол пинге туташкан, туташкан эмес, оң пинге туташкан.

Эч нерсеге (борборго, өчүрүү позициясына) туташпаганда, жүрүм -турум абдан ачык, дубалдын адаптери кубат берип жатабы же жокпу, LED өчүк. Кубаттоо процесси которгучка көз каранды эмес, эгер дубал адаптери туташтырылса, батарея заряддалат.

Оң пин пин LEDдин оң терминалына туташтырылган деп ойлойбуз. Эгерде сиз борборду жана оң казыктарды көпүрөгө которгучту которсоңуз, анда мосфетти айланып өтөсүз. LED TP4056 кубаттуулукту бере алгыча күйүп турат.

Калган вариант - бул борбордук пинди mosfet булагына туташтыруу үчүн которуштурууну которуу. Бул конфигурацияда mosfet көзөмөлдү алат. Эгерде анын дарбазасы дубалдын адаптеринин чыңалуусун көрсө, анда булак менен дренаждын ортосунда агымдын өтүшүнө жол бербейт жана LED өчүрүлөт. Караңгылык башталганда заряддагычтын чыңалуусу тез нөлгө түшөт. Эми мосфеттин дарбазасы терминалы нөл вольтту көрөт жана учурдагы агымга жол берет, андыктан TP4056 кубат бере алса LED күйүп турат.

Жөн эле мосфет жана жөнөкөй которгуч үчүн жаман эмес. ^_^

3 -кадам: Ассамблея

Электр өткөргүчтөрүнүн диаграммасы тиркелет, R1 - учурдагы чектөөчү резистор, R2 - ылдый түшүүчү каршылык.

Корпустун иштелип чыккан издерин колдонуу үчүн mosfetти мен сыяктуу өзгөртүшүңүз керек. Негизинен, үстүңкү темир бөлүгүн кесип, борбордук пинди тешикке түшүрүү үчүн, астындагы изди колдонуу үчүн төшөккө салыш керек. Кабатыр болбоңуз, бул мосфет кичинекей светодиодго караганда алда канча оор жумуштар үчүн бааланат, анча таралбагандыктан майып болбойт.

18650 ячейкасында ширетүү - НАЗИК МИЛДЕТ, эмне кылып жатканыңызды билиңиз. Бул кыйын эмес, бирок коркунучтуу. Негизинен сиз мүмкүн болушунча аз убакытта ширетүүчү темирди максималдуу кубаттуулукта колдонушуңуз керек, бирок белгилүү бир окуу куралын түшүнүү үчүн бир нече мүнөт бөлүңүз, алар көп. Кечиргенден көрө коопсуз.

Мындан тышкары, электр өткөргүчтөрүнүн процесси абдан алдыга жылат, сиз тиркелген схеманы аткарып, сүрөттөрдү карашыңыз керек. Корпусту ширетүүчү менен эритпөөгө аракет кылыңыз, баары бир мен өзүмдүн ишимди ПЛАга басып чыгардым, ал ысытылганда чайпалбайт. Электр өткөргүчтөрү бүткөндөн кийин, баарын коопсуз кармоо үчүн бир нече тамчы ысык желимди колдонуңуз.

DC туташтыргычы милдеттүү эмес, сиз ошондой эле USB портуна камтылган колдоно аласыз. Мен DC коннекторун ширетем, анткени мен бул лампага микро USB кабелин резервге койгум келбейт. Мен эски мобилдик заряддагычтарды кайтарып алышым керек!

Эгерде сиз USB портун колдонгуңуз келсе, анда 5В стандарттуу USB кабелин колдонсоңуз болот.

Чынында, сиз эски дубал адаптеринин кабелин кесип, анын GND жана оң зымдарын запастагы микро USB терминалына туташтырсаңыз болот. Жөн гана USB кабелин кесип, анын зымдарынын жезин ачыңыз, GND кабелин 5 -пинке жана оң кабелди 1 -пинге туташтырыңыз (сүрөт тиркелет). Кайсы зым 1 жана 5 экенин текшерүү үчүн мультиметрди үзгүлтүксүздүк сыноочу катары колдонуу керек. Ооба, бул мүмкүн, бирок сунушталбайт. Сиз стандарттык эмес чыңалуудагы USB сайгычы менен аяктайсыз жана жөнөкөй DC туташтыргычы менен оңой боло турган нерсени жасоого көп күч жумшайсыз.

4 -кадам: Колдонуу

Заряддагычты же USB кабелин авариялык жарыкка туташтырыңыз.

Которууну өзүңүзгө жаккан режимге коюңуз, эгер сиз лампанын авариялык жарык катары иштешин кааласаңыз, аны автоматтык режимге которуңуз.

Кийинки караңгылыкты күтө туруңуз жана бурчтардан кантип оолак болууну көрүңүз!:)

Видеону караңыз, анда бул чырак өзүн кандай алып жүргөнүн көрсөтөт. Эгер сизге долбоор жакса, бармакты өйдө коюңуз жана дагы көптөгөн нерселер үчүн жазылыңыз.

PS: Бул чукул чырак болушу керек, аны стандарт чырак катары колдонбошуңуз керек. Маселе жөнөкөй жана ал TP4056 "катасы". Кыскача айтканда: эгер сиз чыракты айланып өтүү режиминде колдонсоңуз (дайыма күйүп турган) жана заряддагыч сайылганда, батареяны заряддоо процесси туура бүтпөйт. Балким такыр эле бүтпөйт. Ооба, литий клеткасы менен бул маселе, сиз клеткага зарядды түбөлүккө насостой албайсыз! Бул конфигурация чынында коркунучтуу эмес, эгер бир нече мүнөт колдонулса. Эгер бул маселени унутуп койсоңуз, бул чырак жарылууну козгобойт жана сиз ушул абалга туш болуп каласыз. Эгерде сизге бул лампанын жарыгы керек болсо, айталы, 10 мүнөт, аны коркунучсуз эле ушул режимде колдоно берсеңиз болот. Бул конфигурациядагы лампаны сактабаңыз/унутпаңыз же жаман нерселер болушу мүмкүн.