LED vészlámpa (többnyire visszanyert): 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ezt a projektet az az egyszerű igényem ihlette, hogy elkerüljem a fájdalmas ütést a sarkokba, amikor kimegy az áram, és a koromsötét pincémben, vagy más sötét helyen csinálok dolgokat.

Más megoldások kiterjedt és bölcs értékelése után, mint például:

- távolítsa el vagy kerekítse le az éles sarkokat az egész házban, - legyél macska, - ésszerűtlenül sok pénzt költene kereskedelmi sürgősségi lámpák telepítésére, Arra a következtetésre jutok, hogy kevés újrahasznosított elektromos alkatrész és néhány olcsó modul segítségével elkészíthetném a DIY vészvilágítást.

Néhány tervezési iteráció után arra a következtetésre is jutottam, hogy nem csak egy kis összeget költhettem volna el, hanem azt is, hogy rengeteg elektromos alkatrészt újrahasznosíthattam volna, amelyek egyébként kukába kerültek volna. Az (olcsó) TP4056 modul egyetlen kivételével minden más letörölhető más törött elektronikából, így időt fordíthat, és felépítheti környezetbarát "Többnyire újrahasznosított DIY LED vészlámpáját".

Lépés: Anyagok és eszközök

Ehhez a projekthez alapvető forrasztóeszközökre és néhány más alapvető barkács-elektronikus eszközre van szüksége, ezen az oldalon összegyűjtöttem a szokásos eszközeimet. Erre a lámpára egy külön tokot terveztem, amelynek célja a vezetékek egyszerűsítése. Használata nem kötelező, de erősen ajánlott, ezért inkább 3D nyomtatót használjon. Van egy (módosított) CR-10-esem, de nagyjából bármilyen 3D nyomtatót és bármilyen szálat használhat, mivel ez nagyon egyszerű nyomtatás.

Ennek a lámpának az elkészítéséhez kevés más alkatrészre van szükségünk, amelyeket más elektronikából lehet megmenteni vagy megvásárolni. Először is: szükség van egy áramtartalékra az áramkimaradás során, egy 18650-es lítium-ion cellát és természetesen annak töltőjét/vezérlőjét, a TP4056-ot használjuk. A lámpa viselkedésének szabályozásához szükségünk van egy háromállású kapcsolóra (be-ki-be) és egyetlen p-csatornás mosfetre. Nos, mivel ez egy "LED" lámpa, nyilván szükségünk van egy LED-re és annak áramkorlátozó ellenállására. Adjon hozzá néhány tartalék vezetéket, ennyi.

Várjon, nem utolsó sorban: szükségünk van egy fali hálózati adapterre, hogy lámpánk mindig készen álljon, különben nem lesz "vész" lámpa. Sok régi - valójában ősi - mobiltelefon -fali adaptert tartottam egy dobozban. Többször megkérdeztem magamtól, hogyan használhatnám őket. Túl kevés volt vagy túl kevés amper a legtöbb alkalmazáshoz, de tökéletesek erre a feladatra, hirtelen már nem kuka!

Ha nem szeretné használni a 3D -s tokomat, használhat egyszerű prototípus -táblát és bármit, amit szeretne tárolónak. Az esetem szép, mert segíti a kábelezést, mivel ez egy igazi NYÁK. Ez szó szerint egy (3D) nyomtatott áramkör. ^_^

2. lépés: Tervezési magyarázat

Ha csak meg akarja építeni a lámpát, hagyja ki ezt a lépést, de azt javaslom, hogy olvassa el, mert itt megértheti, hogyan működik ez és mik a korlátai.

Miért ezeket az alkatrészeket választottam?

18650 li-ion cella: ez egy szabványos cella, amely megvásárolható vagy újrahasznosítható a nem használható laptop akkumulátorokból. Ahhoz, hogy visszaszerezze ezeket a sejteket, meg kell értenie, hogyan kell ellenőrizni a józan eszüket, és miért nem szabad a rossz sejteket a közelében tartani. Rengeteg oktatóanyag a vadon élő interneten. Ha nem szeretne időt fordítani a megfelelő visszanyerési eljárásra, csak vásárolja meg, jobb, ha nem sajnálja.

TP4056 modul: ez egy közös modul, amely egyetlen 3,6-3,7 V-os li-ion vagy li-poly cellát képes kezelni. Szabályozhatja töltését és kisülését. Általában egy másik chipsel, a DW01 -gyel kombinálják, amely más problémákról is gondoskodik, mint például a rövidzárlat, a túlfeszültség, az alulfeszültségű cella védelme és egyéb dolgok. Ezt a modult nem lehet visszanyerni vagy másra cserélni, meg kell vásárolni.

P-csatorna mosfet: Ez egy speciális tranzisztor, más néven elektronikus kapcsoló. Ez tekinthető a projekt fő "trükkjének", mivel ez az egyetlen összetevő hozzáadhatja a szükséges "logikát" a lámpa viselkedéséhez. Ez "érzékelheti" az áramkimaradást, és ennek megfelelően cselekszik. Ez a mosfet megvásárolható (végül is tényleg olcsó), vagy visszaváltható az eldobott elektronikából, kis türelemmel. Az elektromos alkatrészek visszaszerzéséhez feltétlenül szüksége lesz valamire, mint az elektronikus alkatrész -tesztelőm! IR-4905 tranzisztorokat használtam TO-220 tokban. Nem az optimális választás, de jól működik.

Háromirányú kapcsoló (be/ki/be): Ez egy egyszerű kapcsoló, amely a lámpát három különböző konfigurációban állítja be:

1. mindig kikapcsolt,
2. áramszünet alatt,
3. mindig be.

Visszanyerhető, de szerencsésnek kell lennie, sok hasonló kapcsolót találtam, de valószínűleg csak kétirányú kapcsolók (alapvetően 99%).

Tápellátás: bármelyik eszköz, amely képes legalább 4,5 V és 100 mA áramellátásra, megfelelő. Ezt tényleg vissza kell kérni!

LED: bár ez az alkatrész szinte bárhol könnyen visszaállítható, valójában nehéz "elég fényes" ledet találni. A LED -nek minimális mennyiségű fényt kell biztosítania az egész helyiségben, de a leggyakrabban kimentett LED -ek nem más, mint jelzőlámpák, amelyek elhanyagolható megvilágító erejűek az egész helyiségben. Éppen ezért dedikált 3W -os LED -eket használtam. Mekkora a maximális led teljesítmény? 5W, de csak rövid ideig lehet megfelelően táplálni, hamarosan alulteljesít. És ez biztosan nem javasolt a hőelvezetési probléma miatt. A BTW, 5W hőt termel. Ha nem akarja megolvasztani a tokot

DC csatlakozó: ez opcionális, de ajánlott. Az áramkimaradás alatt még ki kell/akarok lépni az alagsorból, vissza kell állítani az áramot, vagy bármi, és szeretném látni, hogy mit csinálok, ezért magammal kell/akarom vinni a vészlámpát. Nem szeretem kihúzni és hordozni a hálózati adaptert sem, ezért egy kis DC csatlakozót adtam hozzá, hogy megfelelő hordozható, önálló vészvilágítást hozzak létre. Másrészt csak az USB -portot használhatja a lámpa töltésére, én csak úgy döntöttem, hogy nem foglalatos microUSB töltőt ehhez a lámpához.

Mágnes: szintén opcionális, de talán hasznos lehet valami konkrét megvilágítására az elsötétítés során, a lámpát fémes tárgyra helyezve. A tokban két külön nyílás található a 10x1 mm -es kerek mágnes számára, csak egy csepp ragasztóval rögzítse őket.

Áramkorlátozó ellenállás: kötelező minden LED -hez, kivéve, ha a megfelelő alkatrészeket választja (mint én). A LED -eket az áramerősség szabályozásával kell vezérelni, és nem az alkalmazott feszültséget. Minden LED maximális névleges árammal rendelkezik (Id), és színe határozza meg a névleges csatlakozófeszültséget (Vf).

Néhány gyártó mást mondhat az adatlapján, ebben az esetben kövesse az adatlapot, de ezek a szokásos Vf a különböző színekhez [V]:

• IR - infravörös 1.3
• piros: 1.8
• sárga1.9
• zöld 2.0
• narancs 2.0
• wihte3.0
• kék 3.5
• UV - ultraibolya 4 - 4.5

A megfelelő áramkorlátozó ellenállásérték (R) kiszámításához ismernie kell a tápegység maximális feszültségét (Va), és ezt a képletet kell használnia:

R = (Va - Vf) / Id

A TP4056 kimeneti feszültsége 4,2 és 2,5 V között van, ezért 4,2 V -ot kell használni Va -ként. Az általam korábban összekapcsolt komponensek felhasználásával 3W -os LED -et kapunk, 3,5 V Vf értékkel, ezért azonosítónk 0,85A. Ebben az esetben a számok a következők:

R = (4,2V - 3,5V) / 0,85A = 0,82 Ohm

Hozzá kell tennem egy 1ohmos ellenállást, mert valójában megpróbálok valamit tanítani, a valóságban ez teljesen felesleges, a vezetékek ellenállása is segít. Sőt, 0.85A-nál az akkumulátor feszültségcsökkenése releváns lesz, ezért valójában a-mondjuk 3.8-4V-t kell használni Va-ként. Ez azt jelenti, hogy a korlátozó ellenállás még kevésbé szükséges.

Egy másik példa, ugyanazzal a ledtípussal, de 1 W névleges számmal:

Id = 1W / 3,5V = 0,285A

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

Nos, ez a kifejezetten kiválasztott, meghatározott minősítésű komponensek esete. Egy általános led általában 3 V, 10 mA feszültséggel működhet. Nyilván ez nem 100% -ban igaz, de jobb információk nélkül …

R = (4,2 V - 3 V) / 0,01 A = 120 Ohm

Szerencsére a 120 Ohm szabványos ellenállásérték, ha nem, akkor a legközelebbi nagyobb szabványos értéket használtam volna.

Az ellenállás hő formájában is elvezeti az energiát, és a névleges teljesítményét is megfelelően meg kell tervezni. Ne aggódjon, ez olyan egyszerű, mint az Ohm meghatározása.

W = (Va - Vf) * Id

Mivel 0,01A (10mA) áramolhat a 120 ohmos ellenálláson, 0,012W hőt tud elvezetni.

W = (4,2V - 3V) * 0,01A = 0,012W

Egy közös ¼W ellenállás több mint elég lesz.

Húzza le az ellenállást: ennek az ellenállásnak csak a mosfetet kell a feltételezett állapotban tartania, elnyomva a kábelek által összegyűjthető átmeneti vagy zajt, és véletlenül bekapcsolva a mosfetet. Bármely ellenállás az 1K-10K Ohm tartományban rendben van.

Hogyan működik?

Elég sok órát töltöttem azzal, hogy kitaláljam a legjobb dizájnt. Megpróbáltam optimalizálni a projekt költségeit azáltal, hogy minimálisra csökkentettem a szükséges összetevőket, és nem akartam lemondani a funkciókról. Használhattam volna mikrokontrollert is, nagyon olcsó alapmodelleket árulnak mindenhol. Használhattam volna egyedi PCB -t, rengeteg PCB gyártási és szállítási szolgáltatás létezik. Úgy döntöttem, hogy nem teszem ezt, mert ez jelentősen megnövelte volna a költségeket és a bonyolultságot. Sőt, valóban nagyon nehéz lenne visszaszerezni egy mikrokontrollert.

A TP4056 mindent megtesz, ügyelve az akkumulátorra és áramellátásra. A kimeneti párnája a váltókapcsoló középső csapjához van csatlakoztatva, amely háromféle konfigurációban lehet: a bal csaphoz csatlakoztatva, nem csatlakoztatva, a jobb oldali csaphoz csatlakoztatva.

Ha nincs csatlakoztatva semmihez (középen, kikapcsolt helyzetben), akkor a viselkedés teljesen világos, a LED nem világít, függetlenül attól, hogy a fali adapter szolgáltat -e áramot. A töltési folyamat nem a kapcsolótól függ, ha a fali adapter csatlakoztatva van, az akkumulátor feltöltődik.

Tegyük fel, hogy a jobb oldali érintkező csatlakozik a LED pozitív csatlakozójához. Ha átkapcsolja a kapcsolót a középső és a jobb oldali csapok áthidalására, akkor megkerülheti a mosfetet. A LED addig világít, amíg a TP4056 képes áramot szolgáltatni.

A fennmaradó lehetőség a kapcsoló átkapcsolása, hogy áthidalja a középső csapot a mosfet forráscsaphoz. Ebben a konfigurációban a mosfet átveszi az irányítást. Ha a kaputüske látja a fali adapter feszültségét, nem engedi, hogy áram folyjon a forrás és a lefolyó között, és a LED kialszik. Amikor bekapcsol az áramkimaradás, a töltő feszültsége gyorsan nullára csökken. Most a mosfet kapu terminálja nulla voltos feszültséget lát, és engedi az áramlást, így a LED addig világít, amíg a TP4056 képes áramot szolgáltatni.

Nem rossz, csak egy mosfet és egyszerű kapcsoló. ^_^

3. lépés: Összeszerelés

A kapcsolási rajz csatolva van, R1 az áramkorlátozó ellenállás, R2 a lehúzható ellenállás.

A tok tervezett nyomainak kihasználásához módosítania kell a mosfetet, mint én. Alapvetően meg kell vágni a felső fém részt és le kell fektetni a központi csapot, hogy engedje a lyukba, hogy használhassa a mögöttes nyomot. Ne aggódjon, ez a mosfet sokkal megterhelőbb feladatokra van méretezve, mint egy kis LED meghajtására, nem lesz nyomorék a kevésbé szétszórt terület miatt.

Az 18650 -es cella forrasztása FINOM FELADAT, győződjön meg róla, hogy mit csinál. Nem nehéz, de veszélyes. Alapvetően a forrasztópáka maximális teljesítményével kell használni a lehető legkevesebb időt, de kérjük, szánjon néhány percet egy adott oktatóanyag megértésére, rengeteg ilyen van. Jobb félni, mint megijedni.

Ezenkívül a bekötési folyamat meglehetősen egyszerű, csak a mellékelt diagramot kell követnie, és meg kell néznie a fényképeket. Próbáld meg nem olvasztani a tokot a forrasztópáka segítségével, különben is kinyomtam a tokomat PLA -ban, ami melegítéskor nem dobálózik. A huzalozás befejezése után használjon néhány csepp forró ragasztót, hogy minden biztonságban legyen.

A DC csatlakozó opcionális, a beépített USB -portot is használhatja. Forrasztani fogok egy DC csatlakozót, mert nem akarok mikro USB kábelt lefoglalni/elvágni ehhez a lámpához. Vissza kell szereznem a régi mobil töltőket!

Ha használni szeretné az USB -portot, használhat bármilyen szabványos 5 V -os USB -kábelt.

Valójában elvághatja a régi fali adapterkábelt is, és a GND -t és a pozitív vezetékeket egy tartalék mikro -USB -csatlakozóhoz csatlakoztathatja. Csak vágja le az USB -kábelt, és tegye ki a vezetékek rézét, csatlakoztassa a GND -kábelt az 5 -ös tűhöz, és a pozitív kábelt az 1 -es tűhöz (a kép mellékelve). Annak ellenőrzéséhez, hogy melyik vezeték az 1. és az 5. tű, multimétert kell használnia folytonossági tesztelőként. Nos, ez megvalósítható, de nem ajánlott. Egy nem szabványos feszültségű USB -csatlakozóval fog végezni, és sok erőfeszítést tesz annak érdekében, hogy egyszerűbb DC -csatlakozóval sokkal egyszerűbb dolgokat tegyen.

4. lépés: Használat

Csatlakoztassa a töltőt vagy az USB -kábelt a vészvilágításhoz.

Állítsa a kapcsolót tetszés szerinti üzemmódba, kapcsolja automatikusra, ha azt szeretné, hogy a lámpa megfelelő vészvilágításként viselkedjen.

Várja meg a következő sötétedést, és élvezze, hogyan kerülheti el könnyen a sarkokat!:)

Nézze meg a videót, és megmutatja, hogyan viselkedik ez a lámpa. Ha tetszik a projekt, akkor hüvelykujját, és iratkozz fel, hogy jöjjön még néhány.

PS: Ez állítólag vészhelyzeti lámpa, nem szabad szabványos lámpának használni. A probléma egyszerű, és ez egy TP4056 "hiba". Röviden: ha a lámpát bypass módban használja (a LED mindig világít), és a töltő csatlakoztatva van, az akkumulátor töltési folyamata nem fejeződik be megfelelően. Valószínűleg egyáltalán nem lesz vége. Igen, a lítiumcellával ez a probléma, nem tölthet örökké töltést egy cellába! Ez a konfiguráció valójában nem veszélyes, ha néhány percig használják. Ez a lámpa nem vált ki robbanást, ha elfelejti ezt a problémát, és véletlenül éppen ebben a helyzetben van. Ha fényre van szüksége ebből a lámpából, mondjuk 10 percig, akkor is használhatja ebben az üzemmódban, anélkül, hogy veszélyben lenne. Csak ne tartsa/felejtse el a lámpát ebben a konfigurációban, különben rossz dolgok történhetnek.