UVLámpa - SRO2003: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Szia!

Ma bemutatom az UV LED lámpa megvalósítását. A feleségem ékszertervező polimer agyagból, és gyakran gyantát használ alkotásaihoz. Elvileg klasszikus gyantát használ, amely egyszerűen a szabadban polimerizálódik, jól működik, de elég hosszú ahhoz, hogy szilárd legyen (kb. 2 nap). A közelmúltban azonban felfedezett egy gyantát, amely az UV -fénynek köszönhetően polimerizálódik, elegendő a gyantázott tárgyat rövid ideig UV -sugárforrásnak kitenni, hogy a gyanta szilárd legyen. Amikor megrendelte a gyantát, habozott, hogy vesz -e lámpát (nem kerül sokba …), de azonnal abbahagytam, mondván: NEKEM UV LED -EIM vannak! NEM TUDOM, MIT TEGYEK, ELKÉSZÍTEM A LÁMPÁT !!! (igen, néha túl gyorsan reagálok az elektronikára …;))

És így itt megpróbálok lámpát készíteni azzal, ami a fiókos fenekemben van…

1. lépés: Kötelezettségek

- A lámpa által kibocsátott fénynek a lehető leghomogénebbnek kell lennie, a lámpának meg kell világítania az egész tárgyat, amelyet alá kell helyezni.

- A lámpa állítható visszaszámlálási idejének legalább 1 perc 30 másodpercnek kell lennie

- A lámpának elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy elfedje a legfeljebb 6 cm átmérőjű tárgyakat, de ne legyen túl terjedelmes.

- A lámpának könnyen mozgathatónak kell lennie.

- A lámpát "biztonságos" áramforrásról (akkumulátor/adapter) kell táplálni

2. lépés: Szerszámok és elektronikai alkatrészek

Elektronikai alkatrészek:

- 1 mikrochip PIC 16F628A

- 2 pillanatkapcsoló gomb

- 2 tranzisztor BS170

- 1 tranzisztor 2N2222

- 2 egyjegyű numerikus kijelző

- 1 piros LED 5 mm

- 17 UV LED 5 mm

- 8 ellenállás 150 ohm

- 17 ellenállás 68 ohm

- 2 ellenállás 10 Kohm

- 1 ellenállás 220 ohm

- 1 hangjelző

- 2 NYÁK lap

- csomagolóhuzal (pl.: 30 AWG)

Egyéb összetevők:

- 8 távtartó

- néhány csavar

- 1 db PVC csősapka (100 mm)

- 1 db PVC csőhüvely (100mm)

- zsugorcsövek

Eszközök:

- egy fúró

- forrasztópáka- hegesztőhuzal

- programozó, hogy beadja a kódot egy MicroFip 16F628 -ba (pl. PICkit 2)

Azt javaslom, hogy használja a Microchip MPLAB IDE -t (ingyenes), ha módosítani szeretné a kódot, de szüksége lesz a CCS -fordítóra (shareware) is. Használhat másik fordítót is, de sok változtatásra lesz szüksége a programban. De megadom neked a. HEX fájlt, hogy közvetlenül be tudja fecskendezni a mikrokontrollerbe.

3. lépés: Vázlatos

Itt található a CADENCE Capture CIS Lite programmal készített vázlat. Az összetevők szerepének magyarázata:

- 16F628A: mikrovezérlő, amely kezeli a bemeneteket/kimeneteket és a visszaszámlálás idejét

- SW1: időzítő beállítása- SW2: indítógomb

- FND1 és FND2: számjegyes numerikus kijelzők, amelyek jelzik a visszaszámlálási időt

- U1 és U2: teljesítménytranzisztorok számjegyes kijelzőhöz (multiplexelés)

- Q1: teljesítménytranzisztor az UV ledek táplálására

- D2 -D18: UV -ledek

- D1: állapotjelző LED, akkor világít, ha az UV ledek be vannak kapcsolva

- LS1: hangjelző, amely hangot ad ki, amikor a visszaszámlálás véget ért

4. lépés: Számítások és prototípus -készítés a kenyértáblán

Szereljük össze az alkatrészeket egy kenyérsütő táblára a fenti vázlat szerint, és programozzuk be a mikrokontrollert!

Az egész összeszerelése előtt több részre osztottam a rendszert:- UV-ledekhez való alkatrész

- a kijelzőkezelés része

- egy része a nyomógombok és a fény-/hangjelzők kezeléséhez

Minden résznél kiszámítottam a különböző komponensek értékeit, majd ellenőriztem azok helyes működését a kenyérsütő táblán.

Az UV -ledek része: A LED -ek az ellenállásokon keresztül az anódjaikon a Vcc -hez (+5 V) vannak csatlakoztatva, és a katódjaikon a GND -hez vannak csatlakoztatva a Q1 tranzisztoron (2N2222) keresztül.

Ehhez a részhez egyszerűen ki kell számítani az alapellenállást, amely szükséges ahhoz, hogy a tranzisztor megfelelő árammal rendelkezzen a megfelelő telítéshez. Úgy döntöttem, hogy mindegyikre 20 mA árammal táplálom az UV ledeket. 17 led van, tehát összesen 17*20mA = 340mA lesz az áram, amely áthalad a tranzisztoron a kollektorától az emitteréig.

Íme a műszaki dokumentáció különböző hasznos értékei a számítások elvégzéséhez: Betamin = 30 Vcesat = 1V (kb…) Vbesat = 0,6V

Ismerve az áram értékét a tranzisztor kollektorán és a Betamin áramkörén, ebből következtethetünk arra a minimális áramra, amely a tranzisztor bázisán van, hogy telített legyen: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

K = 2 együtthatót veszünk annak biztosítására, hogy a tranzisztor telített:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33 mA

Most számítsuk ki a tranzisztor alapellenállás értékét:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

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

Rb = 200 ohm

Egy szabványos értéket választok az E12 sorozatból: Rb = 220 ohm Elvileg olyan ellenállást kellett volna választanom, amelynek normalizált értéke egyenlő vagy alacsonyabb, mint 200 ohm, de már nem volt sok választásom az ellenállások értékeiben, ezért a legközelebbit választottam érték.

A kijelzőkezelés része:

A kijelző szegmensek áramkorlátozó ellenállásának kiszámítása:

Íme a műszaki dokumentáció különböző hasznos értékei (számjegyes kijelző és BS170 tranzisztor) a számítások elvégzéséhez:

Vf = 2V

Ha = 20 mA

Az aktuális határérték kiszámítása:

R = Vcc-Vf/Ha

R = 5-2/20mA

R = 150 ohm

Egy szabványos értéket választok az E12 sorozatból: R = 150 ohm

Multiplexing kezelés:

Úgy döntöttem, hogy a multiplexelt megjelenítési technikát használom a kijelzők karaktereinek vezérléséhez szükséges vezetékek számának korlátozására. Van egy kijelző, amely megfelel a tízes számjegynek, és egy másik kijelző, amely megfelel az egységek számjegyének. Ezt a technikát meglehetősen egyszerű megvalósítani, így működik (például: a 27 -es szám megjelenítése)

1 - a mikrokontroller 7 kimeneten küld jeleket, amelyek megfelelnek a tízes számjegy (2. számjegy) megjelenítendő karakterének a mikrokontroller deaktiválja a tízszeresnek megfelelő kijelzőt szolgáltató tranzisztorokat 5 - a mikrokontroller 7 kimeneten küld jeleket, amelyek megfelelnek az egységek számának megjelenítendő karakternek (7. számjegy) 6 - a mikrokontroller aktiválja a kijelzőt ellátó tranzisztorokat megfelel az egységeknek 7 - 2 ms késés telik el 8 - a mikrokontroller letiltja az egységeknek megfelelő kijelzőt szolgáltató tranzisztort

És ez a sorozat nagyon gyorsan megismétlődik, így az emberi szem nem érzékeli azt a pillanatot, amikor az egyik kijelző ki van kapcsolva.

A nyomógombok és a fény/hangjelzők része:

Nagyon kevés hardver tesztelés és még kevesebb számítás van erre a részre.

A számítások szerint az állapotkorlátozó áram korlátozó ellenállása: R = Vcc-Vf/Ha R = 5-2/20mA R = 150 ohm

Egy szabványos értéket választok az E12 sorozatból: R = 150 ohm

A nyomógombok esetében egyszerűen ellenőriztem, hogy képes vagyok -e érzékelni a préselést a mikrokontrollernek köszönhetően, és növelni kell a kijelzőn lévő megnyomások számát. A zümmögő aktiválását is teszteltem, hogy lássam, megfelelően működik -e.

Lássuk, hogyan kezelik mindezt a programmal…

5. lépés: A program

A program C nyelven íródott MPLAB IDE -vel, és a kódot a CCS C Compiler fordítja.

A kód teljesen megjegyzésekkel ellátott és meglehetősen egyszerű megérteni. Ha szeretnéd tudni, hogyan működik, vagy módosítani szeretnéd, letöltheted a forrásokat.

Az egyetlen dolog, ami egy kicsit bonyolult, talán a visszaszámlálás kezelése a mikrokontroller időzítőjével, megpróbálom elég gyorsan elmagyarázni az elvet:

A mikrovezérlő 2 másodpercenként egy speciális funkciót hív meg, ez az RTCC_isr () nevű függvény a programban. Ez a funkció kezeli a kijelző multiplexelését és a visszaszámlálást. A kijelző 2 másodpercenként frissül a fent leírtak szerint, ugyanakkor a TimeManagment funkciót is 2 ms -onként hívják meg, és kezeli a visszaszámlálási értéket.

A program fő hurkában egyszerűen a nyomógombok kezelése található, ebben a funkcióban van a visszaszámláló érték beállítása és az UV LED -ek világításának elindítása és a visszaszámlálás.

Lásd alább az MPLAB projekt zip fájlját:

6. lépés: Forrasztás és összeszerelés

Az egész rendszert két táblára osztottam szét: az egyik tábla támogatja az UV LED -ek ellenállását, a másik pedig az összes többi alkatrészt. Ezután hozzáadtam távtartókat a kártyák egymásra helyezéséhez. A legbonyolultabb az volt, hogy a felső tábla összes csatlakozóját forrasztani kell, különösen a sok vezetéket igénylő kijelzők miatt, még a multiplexelő rendszerrel is …

A csatlakozásokat és a vezetéket melegen olvadó ragasztóval és hőre zsugorodó burkolattal szilárdítottam meg, hogy a lehető legtisztább eredményt érjem el.

Ezután jelöléseket tettem a PVC kupakon, hogy a LED -eket a lehető legjobban el lehessen osztani, hogy a lehető legegyenletesebb fényt kapjuk. Ezután fúrtam a lyukakat a LED -ek átmérőjével, a képeken látható, hogy több LED van a közepén, ez normális, mert a lámpát főleg kis tárgyak fényének kibocsátására használják.

(A projekt elején látható bemutató képeken látható, hogy a PVC csövet nem úgy festették, mint a kupakot, ez normális, hogy a feleségem maga akarja díszíteni… ha egy nap lesz képem, hozzáadom!)

Végül forrasztottam egy női USB-csatlakozót, hogy például a mobiltelefon töltőjével vagy egy külső akkumulátorral táplálhassam a lámpát (egy otthoni férfi-férfi kábellel…)

A megvalósítás során rengeteg képet készítettem, és elég "beszélnek".

7. lépés: A rendszer működési diagramja

Itt látható a rendszer működésének diagramja, nem a program. Ez valami mini használati utasítás. A diagram PDF fájlját csatoltam mellékletként.

8. lépés: Videó

9. lépés: Következtetés

Ez a vége ennek a projektnek, amelyet "oportunista" -nak neveznék. Valójában ezt a projektet az azonnali szükségletek kielégítése érdekében készítettem, tehát a már meglévő helyreállító berendezésekkel tettem, de ennek ellenére nagyon büszke vagyok a végeredményre, különösen a meglehetősen tiszta esztétikai szempontot, amelyet meg tudtam szerezni.

Nem tudom, hogy helyes lesz -e az írásmódom, mert részben automatikus fordítót használok a gyorsabb haladás érdekében, és mivel nem angolul beszélek anyanyelvén, azt hiszem, néhány mondat valószínűleg furcsa lesz azok számára, akik tökéletesen írnak angolul. Szóval köszönöm a DeepL fordítónak a segítséget;)

Ha bármilyen kérdése vagy észrevétele van a projekttel kapcsolatban, kérjük, ossza meg velem!