Arbatos šviesos klonas: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šioje pamokoje aš šiek tiek išsamiau papasakosiu apie kelią, vedantį į šį projektą, ir kaip aš pasiekiau rezultatą, todėl jį reikia šiek tiek daugiau perskaityti.

Namuose turime nemažai elektroninių arbatos žibintų, tokių iš „Philips“, kuriuos galima įkrauti belaidžiu būdu. Aš anksčiau sukūriau instrukciją, susijusią su šia tema, žr. „Arbatos šviesos įkrovimo monitorius“.

Po kurio laiko šios arbatos lemputės nustoja veikti, nes įkraunama baterija sugenda. Yra dvi šios problemos sprendimo galimybės:

1. Išmesite arbatos šviesą ir nusipirksite naują
2. Jūs keičiate įkraunamą bateriją

Bandžiau antrą variantą. Vaizdo įrašas paskutiniame šios instrukcijos veiksme parodo, kaip tai galite padaryti. Šiame vaizdo įraše taip pat parodyta, kaip „Philips“per daugelį metų pertvarkė šias arbatos lemputes, kad jas būtų pigiau gaminti, bet, deja, sutrumpėtų šių arbatos žibintų tarnavimo laikas. Be to, pastebėjau, kad naudojant naujausius pigesnius dizainus sunku įjungti ir išjungti arbatos lemputę. Tam jis naudojamas kaip pakreipimo jungiklis, tačiau, matyt, jie ne visada veikia labai gerai.

Kai pirmą kartą pakeičiau įkraunamą bateriją, arbatos lemputė neveikė. Pradėjau galvoti, kad galbūt arbatos lemputė laiko kokį nors skaitiklį, kad pamatytų, kaip dažnai ji naudojama, o paskui daugiau niekada neįsijungia. Tai buvo priežastis pradėti šį projektą, nes norėjau arbatos žvakės, kuri veiktų amžinai, žinoma, kartkartėmis pakeisdama įkraunamą bateriją.

Turiu pripažinti, kad mano blogos mintys buvo neteisingos, kai tik pakeisite akumuliatorių - net ir tada, kai jis yra įkrautas - arbatos lemputę reikia labai greitai įdėti į įkroviklį, kad ji vėl veiktų. Nežinau, kodėl taip yra, bet tai reikia padaryti, kad užsidegtų arbatos šviesa.

Šiaip ar taip, aš jau pradėjau gaminti savo arbatos lemputę, kuri veiktų taip pat, kaip „Philips“arbatos lemputė. Išanalizavau elektroniką ir modelį, kurį „Philips“naudoja gražiam žvakės efektui sukurti. Originali elektronika buvo šiek tiek sudėtingesnė, nei tikėjausi, todėl nusprendžiau sukurti paprastesnį dizainą. Aš sugebėjau išsiaiškinti žvakės efekto modelį, analizuodamas modelį osciloskopu. Pridedamos kai kurios šio modelio dalies ekrano kopijos. Žemas signalas reiškia, kad šviesos diodas yra įjungtas.

Kaip minėta, mano dizainas tapo paprastesnis nei „Philips“dizainas ir jis daro tai, ko reikia. Aš iš naujo panaudojau korpusą, šviesos diodus, pakreipimo jungiklį ir ritę iš arbatos lemputės, kuri nebeveikia, ir sukūriau savo versiją su PIC12F615, naudodamas prietaiso valdymą JAL programavimo kalba.

1 žingsnis: originalios arbatos šviesos analizė

Prieš klojant kloną, man reikėjo išsiaiškinti, kaip veikė originali arbatos lemputė, bet galėjau tai išsiaiškinti tik iš dalies, nes ji buvo sudėtingesnė, nei maniau iš pradžių.

Atlikus matavimus paaiškėjo:

• Žvakių raštas yra pseudo atsitiktinis, nes po kurio laiko jis kartojasi, kai tik dviejų lempučių viršutinė lemputė keičia ryškumą. Apatinis šviesos diodas nuolat dega. Žiūrėkite vaizdo įrašą, kaip tai veikia
• Arbatos žibintui naudojami du didelio ryškumo šviesos diodai, naudojantys apie 7 mA srovę vienam šviesos diodui
• Prietaisas išsijungia, kai akumuliatoriaus įtampa nukrenta žemiau 2,1 volto
• Priklausomai nuo dizaino (žr. Vaizdo įrašą paskutiniame šios instrukcijos žingsnyje), NiMH akumuliatorius įkraunamas nuo 11 mA iki 37 mA

2 žingsnis: Sukurkite kloną

Schemoje matote, kaip aš sukūriau kloną. Galima išskirti šias dalis:

• Lygintuvo tiltas naudojant keturis 1N5818 Schottky diodus. Šio tipo diodų naudojimo priežastis yra mažos įtampos kritimas. Šis tiltas konvertuoja kintamosios srovės įtampą iš ritės į prietaiso nuolatinę įtampą.
• Kondensatorius C1. Atrodo, kad tai nėra svarbu, tačiau šis kondensatorius įkrauna įkrovimo ritę į rezonansą, sukeldamas aukštos įtampos svyravimus. Be šio kondensatoriaus ritė nesukurtų pakankamai energijos įrenginiui. Dviejose osciloskopo ekrano kopijose matote ritės išėjimo įtampą, kai ji įdėta į įkroviklį be (vieno smailės) ir su (sinusiniu signalu) kondensatoriumi.
• „Zener“diodas D5, kurio vertė 5V1, atrodo šiek tiek keista, nes maitinimo įtampa dėl dviejų NiMH baterijų nėra didesnė nei apie 2,5 V. Tačiau jei šios baterijos baigsis eksploatuoti, jų įtampa padidės, o įkrovimo ritės įtampos smailės taps didesnės už maksimalią įtampą, kurią gali valdyti PIC - o jei 5,5 V -, „Zener“sumažins šias smailes, PIC toje situacijoje.
• Pakreipimo jungiklis prijungtas prie PIC pertraukimo kaiščio. Tai garantuoja, kad PIC atsibus po to, kai bus išjungtas.
• PIC valdo du šviesos diodus tiesiai iš dviejų savo prievadų.

Šioje konstrukcijoje akumuliatorių įkrovimo srovė yra apie 17 mA, kai jie dedami į belaidį įkroviklį. Baterijų talpa yra 300 mAh. Šio tipo baterija yra visiškai įkrauta, kai įkraunama 14 valandų, srovė yra 1/10 talpos, taigi šiuo atveju 30 mA. Tai reiškia, kad prietaisas niekada nebus visiškai įkrautas, nebent jis bus įkrautas du kartus. Vaizdo įraše apie baterijos keitimą šios instrukcijos pabaigoje taip pat matote, kad „Philips“naudoja įkraunamas baterijas, kurių talpa yra 160 mAh.

Vaizdo įraše galite pamatyti originalios arbatos lemputės ir klono veikimą. Ar matote, kuris iš jų yra originalus, o kuris - klonas?

3 žingsnis: reikalingi komponentai ir klono kūrimas

Šiam projektui reikia turėti šiuos komponentus:

• Duonos lentos gabalas
• PIC mikrovaldiklis 12F615
• 8 kontaktų IC lizdas
• Diodai: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keraminiai kondensatoriai
• Rezistoriai: 1 * 1MOhm, 2 * 56 omai
• 2 * 3 mm aukščio šviesus šviesos diodas (iš senos arbatos lemputės)
• Pakreipimo jungiklis (nuo senos arbatos lemputės)
• Įkraukite ritę iš senos arbatos lemputės
• Korpusas iš senos arbatos lemputės

Žiūrėkite ankstesniame skyriuje pateiktą schemą, kaip prijungti komponentus.

Kadangi dizainas nenaudoja jokių SMD komponentų, jam reikia daugiau vietos nei pradinei versijai. Dėl to duonos lenta buvo supjaustyta taip, kad šonuose būtų daugiau vietos. Tai veikia tik tuo atveju, jei turite didelę arbatos lemputę. Taip pat yra mažesnės versijos (žr. Vaizdo įrašą paskutiniame šios instrukcijos žingsnyje), tačiau dizainas netiks, nebent jį sukursite naudodami SMD komponentus.

Nuotraukose matote, kaip buvo sukurtas įrenginys. Atminkite, kad viršutinis šviesos diodas yra sumontuotas duonos lentos lydmetalio pusėje, kad būtų galima jį uždėti ant kito.

4 žingsnis: programinė įranga

Kaip jau minėta, programinė įranga parašyta PIC12F615, naudojant JAL programavimo kalbą.

Iš pradžių PIC bus įjungtas miego režimu, kai bus įjungtas pirmą kartą, ir beveik nevartos energijos.

Programinė įranga atlieka šias užduotis:

• Kai prietaisas apverstas aukštyn kojomis, pakreipimo jungiklis liečiasi su žeme, kuri pažadins PIC iš miego.
• Pabudus apatinis šviesos diodas bus įjungtas, o viršutinis - naudojant klonuotą „Philips“žvakių modelį, kad pakeistų šviesos diodo ryškumą.
• Eksploatacijos metu PIC matuos maitinimo įtampą naudodamas įmontuotą analoginį-skaitmeninį keitiklį (ADC). Kai ši įtampa nukris žemiau 2,1 V, ji išjungs šviesos diodus ir įjungs PIC miego režimą. PIC vis dar gali gerai veikti esant 2,1 V įtampai, tačiau nėra gerai, kad įkraunamos baterijos būtų visiškai išsekusios.

Yra skirtumas, kaip originali arbatos lemputė elgiasi, palyginti su klonu. Kai akumuliatoriaus įtampa nukris žemiau 2,1 V, originali arbatos lemputė neįsijungs, kol prietaisas nebus vėl įkrautas, todėl atrodo, kad jis matuoja maitinimo įtampą įjungus. Tačiau klonas išmatuos maitinimo įtampą po to, kai jis bus aktyvus. Tai reiškia, kad kai maitinimo įtampa yra žemesnė nei 2,1 V, šviesos diodai veiks trumpą laiką, po to prietaisas vėl užmigs.

Dar vienas dalykas, kurio aš nesupratau. Kai baterijos išsikrauna, originali arbatos lemputė nebeįsijungia net tada, kai baterijos maitinimo įtampa yra pakankama (atminkite, kad mano pirminių blogų minčių apie prietaisą priežastis). Galbūt ji prisimena, kad baterijos sugedo matuojant aukštą baterijos įtampą. Klone tai nėra padaryta. Net jei baterijos išsikrovė ir maitinimo įtampa padidėjo - apsaugota Zenerio diodo - prietaisas veiks, tačiau dėl blogos baterijos veikimo laikas sutrumpėja.

Pridedamas JAL šaltinio failas ir „Intel Hex“failas PIC programavimui. Jei jus domina PIC mikrovaldiklio naudojimas su JAL - Paskalio tipo programavimo kalba - apsilankykite JAL svetainėje.

5 veiksmas: įkraunamų baterijų keitimas

Jei nenorite kurti klono, bet norite tik pakeisti bateriją, pažiūrėkite šį vaizdo įrašą. Tai taip pat rodo, kaip buvo supaprastintas originalus arbatos šviesos dizainas, todėl, deja, gaminys, kurio tarnavimo laikas yra trumpesnis.

Kaip minėta anksčiau, atrodo, kad naujausias paprastas dizainas turi dar vieną problemą, nes šias arbatos lemputes labai sunku įjungti ir išjungti. Iš pradžių maniau, kad tai įvyko dėl blogo pakreipimo jungiklio, tačiau pakartotinai panaudojus šį jungiklį klone viskas veikė gerai. Taigi klonavimas gali būti geras pasirinkimas.

Smagiai kurkite savo projektą ir laukite jūsų reakcijos.