USB-ről működő éjszakai lámpa akkumulátorral (két kivitel): 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Nem sokkal ezelőtt felfedeztem, hogy szükség van egy elemmel működő éjszakai fényre a szobámban. Az ötlet az volt, hogy nem akartam minden alkalommal felkelni az ágyból, amikor le akartam kapcsolni a villanyt, hogy lefeküdjek. Szükségem volt egy olyan fényre is, amely nem volt olyan fényes, mint a hálószobám, mert az igazán világosról a sötétre való átmenet nem túl szórakoztató a szem számára. Ráadásul az áramszolgáltatónknak volt egy olyan időszaka, amikor az áram néhány hetente néhány percre kialszik egy időben… többször az adott héten. Az volt a gondolatom, hogy ha az áram véletlenszerűen, minden ok nélkül elhalványul nyáron, minden időkben, milyen lenne télen?

Íme néhány igényem:

• Először is, alacsony teljesítmény. Még dolgozom ezen a részen, de már így is elég alacsony.
• Úgy érzem, hogy jobban csinálhatnám, miközben olcsóbbá tenném, ami a második cél volt.
• Emellett természetesen elemmel is.
• Fényerő - körülbelül közepes -alacsony szint; elég világos ahhoz, hogy lássa, mi minden. Hogy ez mennyire fényes az Ön számára, meg kell vizsgálnia. Ha túl világos, akkor kissé megnehezíti a szemét-főleg, ha egy idő után le kell kapcsolnia!
• Kompakt kialakítás - Azt szerettem volna, ha ez egy zsúfolt íróasztal szélén ül, mert történetesen ott fekszik az ágyam. Nem az asztalon-mellette.
• Minimális részek a lista előző eleme miatt, és segít a harmadik elemben.

Rendkívül egyszerű dizájnnal találkoztam. Gondolkodtam rajta, és olyan forgatókönyveket találtam ki, amelyek miatt a tervezés bosszantóvá válik. Például, ha sötétben sötétedett ki a tápellátás, szükségem van arra, hogy lássam a bekapcsoló kapcsolót. Gondoltam, hogy megvilágított működtetővel rendelkező kapcsolót használok, és csak annyi áramot engedek át rajta, hogy világítson. Csak egy kicsit több energiát használna fel, de talán ezt ellensúlyozni lehet a tervezés során. És ezzel kapcsolatban nem várnám meg, amíg teljesen besötétedik, mielőtt bekapcsolnám. Valamikor megtenném, mielőtt valóban szükség lett volna rá. És mi van, ha lefekvés előtt elfelejtettem kikapcsolni? Szükségem volt az akkumulátor védelmére.

Némi gondolkodás után egy alaptervvel álltam elő, amely sok mindent megold. Ezt a falhoz kellett csatlakoztatni, hogy érzékelje, nincs -e áramkimaradás tranzisztoros áramkörön keresztül. Úgy döntöttem, hogy ezt egy relé táplálására használom, és a relé az elemek és egy másik áramforrás (különösen a relét tápláló) között választ a LED -ek számára.

Amikor megemlítettem ezt a projektet néhány embernek, elismerték, hogy félnek a sötéttől, és valami ilyesmi hasznos lehet. Ez motivációt adott a projekt folytatására. Azóta kitaláltam a fejlett verziót, amely (többnyire) kenyeretábla -barát, de rögtön nekiláttam az egyedi áramköri lapra való felhelyezésnek, így nincsenek kenyérlap -összeszerelési utasításaim. Ha tudja, hogyan kell deszkázni, és követheti a sémákat, akkor nem lehet gond a bekötéssel.

Kellékek:

Ha azt az alapverziót szeretné használni, amellyel kezdtem, használja ezt a listát:

1. Egy Sacrificial ™ fali szemölcs (gondoljunk a régi telefon töltőre, vagy a több száz áramellátó blokkra, amelyek egy fiókban vagy dobozban vannak valahol, és fogalmuk sincs, mire mennek)
2. Egy SPDT relé az előző tétel feszültségére. Egy régi HVAC relét használtam, amelyet egy technikus cserélt le sok évvel ezelőtt (én személy szerint semmi rosszat nem találtam benne). A HVAC relék kissé kínosak: DPST típusúak, de az egyik érintkezőkészlet rendesen nyitva van, a másik pedig rendesen zárt. 24 VAC feszültségűek is, és a választott fali csatlakozó 12 VDC -t tartalmaz.
3. Egy 12 voltos fehér LED -sáv: ezek közül egyet használtam, de a weboldal már nem árulja őket. Mindig szabadon alkalmazkodhat ahhoz, amivel rendelkezik, vagy hozzáférhet, vagy akár saját tervezést is készíthet.
4. Egy SPST kapcsoló
5. Egy vagy több elem. Két 6 voltos lámpás akkumulátort használtam sorozatban, bár egyetlen 12 voltos lámpás akkumulátort akartam használni.
6. Valahogy összekötni az egészet

Ha a továbbfejlesztett verziót szeretné elkészíteni, használja ezt a listát:

1. Egy külső 5 VDC áramforrás. Ez a kialakítás egyenesen a NYÁK -ra került (erről bővebben később), ezért rácsaptam egy B típusú USB csatlakozó dugót. Levághatja a Sacrificial ™ USB kábel végét és lecsupaszíthatja a vezetékeket (csak az 5 voltos vezeték és a GND szükséges)
2. Egy tartalék áramforrás, azaz az akkumulátor
3. Egy 5 voltos DPDT relé. Ezt használtam. Kenyérpirítóbarát!
4. Egy DPST kapcsoló
5. Egy LM7805 feszültségszabályozó (itt)
6. Egy 0,22uF kondenzátor (opcionális). Az adatlap azt sugallja, hogy kerámia típusnak kell lennie, de nem mondja ki kifejezetten, hogy olyannak kell lennie, mint a kimeneti kondenzátor esetében (amit nem adtam hozzá)
7. Öt áramkorlátozó ellenállás a LED-ekhez vagy (lehetőleg) ellenállásbusz. A listán szereplő LED -ek 3,3 V feszültségcsökkenéssel rendelkeznek, és 85 Ohm -ot számítottam szükséges ellenállásként. Itt egy 150 ohmos ellenállású ellenállásbuszt használtam.
8. Egy 1N4004 dióda
9. Öt fehér LED (3v3 @ 20mA)
10. Egy módja annak, hogy összekapcsoljuk az egészet

Ha az áramköri változatot szeretné, általában ugyanaz a lista, mint fent, de néhány különbséggel:

1. Nyilvánvalóan a NYÁK. A dizájnt jelenleg csak az OSH Parkba töltik fel, és táblákat árulnak hármas tételekben. A táblát itt szerezheti be.
2. Helye van a sorkapcsokhoz, de a vezetékek közvetlenül a táblához forraszthatók. Ezt a stílust használtam.
3. Egy elemcsipesz (9 V -os elemet használtam)
4. A korábban említett USB csatlakozó. A B típust választottam, és nem a mini vagy a mikro B -t, mert ez a kettő egy kicsit túl törékeny a kedvemért.

1. lépés: A rendkívül alapvető verzió

Mivel akkoriban dolgoztam, sok kihívással kellett szembenéznem. A relé az első képen ki van húzva. Bár amit találtam, semmiképpen sem volt ideális, de működött (második kép). Kényelmetlen DPST relémet átalakítottam SPDT -re úgy, hogy két terminált rövidre zártam, hogy közös tű legyen. Ez a csatlakozás a kapcsolóhoz, majd a LED -sávhoz, majd a földeléshez ment. Az akkumulátor bank, amit készítettem-a pozitív oldal a relé NC csatlakozásához ment. A relé tekercsét a külső tápegységhez kötötték, amely a relét "be" helyzetben tartaná. A tápegység a relé NO csatlakozójához is csatlakozik. Minden terület össze van kötve.

Az elmélet szerint, amíg külső áramot kap, a relé "be" állapotban marad, így a NO kapcsolat le van zárva és az NC csatlakozás nyitva van. Ez azt jelenti, hogy a közös kapcsolat a külső forrásból kap áramot. Ha az áramellátás megszűnik, a relé visszaáll „kikapcsolt” állapotába, és a közös csatlakozás elkezdi táplálni az elemeket. Bármi legyen is a forrás, a kapcsoló vezérli a LED sáv áramellátását. A közös pont minden között lehetővé teszi a teljes kör áramlását mindkét helyzetben.

Az áramkör nagy részén tényleges vezetékcsatlakozókat használtam, hogy ne kelljen semmit forrasztanom. Az elemek csatlakoztatásához (rugós kapcsokkal rendelkeznek) Sacrificial ™ tesztvezetékeket (alligátorcsipeszeket csatlakoztatott vezetékekkel) használtam, félbevágva és lecsupaszítva a vezetékeket (és hozzáadva a vezetékcsatlakozókat). A két akkumulátor összekapcsolására használt elem még mindig egy darabból áll. Minden egy piros SparkFun szállítódobozba van szerelve.

Nincs képem a végtermékről, de kérésre készítek néhányat.

2. lépés: A speciális verzió

Végre megrendelhettem azokat az alkatrészeket, amelyek szükségesek az áramkör valóban jó verziójának elkészítéséhez (amit már ki is rajzoltam). A legfontosabb változtatások ebben a kialakításban az volt, hogy úgy tervezték, hogy szabályozott 5 V -os tápellátásról működjön, és a relé nem volt folyamatosan áram alatt. A kapcsolót le kellett cserélnem egy DPST típusra is. A működés elmélete csak egy kicsit összetettebb.

Ha megnézzük az áramkör akkumulátoros felét, tegyük fel, hogy a kapcsoló ki van kapcsolva. A relé továbbra is úgy van bekötve, hogy "kikapcsolt" állapota miatt az akkumulátort az 5 voltos szabályozóhoz csatlakoztatja, majd a szabályozó kimenetét visszajuttatja a relébe (az egyik NC -csatlakozásba), majd a LED -eket. A kapcsoló az akkumulátor és a relé közé van kötve, hogy megszakítsa az áramkört és megakadályozza az áram áramlását. Ha a kapcsoló be van kapcsolva, akkor áram folyhat az áramkörön.

Az áramkör másik felét nézve azt látjuk, hogy az USB tápellátása azonnal a kapcsolóba fut, majd a relé tekercsébe és a relé egyik NO csatlakozójába. Ennek a csatlakozónak a közös csapja a korábban említett NC csatlakozással van megosztva, így ez az érintkezők sorozata, amelyek ténylegesen váltanak a tápegységek között. A másik érintkezőkészlet a feszültségszabályozó védelmére szolgál. Ha a kapcsoló be van kapcsolva, a relé bekapcsol, és elküldi a külső áramot a LED -eknek.

A dióda párhuzamosan (de fordítva) van csatlakoztatva a reléhez, hogy csökkentse a visszaáramló feszültséget, amikor a relé az áramkimaradáskor "be" -ről "kikapcsolt" helyzetre vált. Ez az áramforrás védelmét szolgálja: azaz egy USB telefon töltőt vagy egy PC USB portot.

A kondenzátor kizárható. A szabályozó adatlapja nem határozza meg, hogy milyen messze van "a tápegység szűrőjétől", ezért úgy gondoltam, hogy ezt is felvehetem.

3. lépés: A PCB verzió

A NYÁK -verzió pontosan ugyanaz, mint a Haladó verzió, de az áramköri lapon található. Minden alkatrész a tábla tetejére van szerelve, és az alkatrészszámokkal (vagy más fontos információkkal) van ellátva, hogy szükség esetén megtalálhassa a csere- vagy pótalkatrészeket. Az akkumulátor bemenetén (elkülönítve a kapcsoló bemenetétől) van egy (+) bemenet és egy (-) bemenet. A (+) oldalt (+) jelzi.

A kapcsolóbemenetnek volt egy A és egy B szakasza, amelyek A és B jelzéssel vannak ellátva. Az "A" körül lévő két terminál az A bemenet. Hasonlóképpen, a B terminálok körülveszik a "B" betűt.

Ezenkívül két rögzítőlyuk található az USB -csatlakozó közelében. Semmihez nincs elektromos csatlakozásuk, még egymáshoz sem.

A három kép különböző időpontokban készült. Az első az üres tábla. A második egy részben lakott tábla, vegyes részekkel. A harmadik az elkészült tábla, amely az összes szükséges alkatrészt használja.

Előzetes szerkesztés:

Próbáltam csatolni a KiCAD fájlokat (ZIP -ként), de hibaüzenetet kaptam. Később talál más módot a csatolásra.