LED hädavalgusti (enamasti taastatud): 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See projekt oli inspireeritud minu lihtsast vajadusest vältida valulikku vastu nurki löömist, kui elektrienergia kaob ja ma teen asju oma kottpimedas keldris või muudes pimedates kohtades.

Pärast muude lahenduste, näiteks:

- eemaldage või ümardage kogu maja kõik teravad nurgad, - saada kassiks, - kulutama ebamõistlikku summat kaubanduslike hädaabitulede paigaldamiseks, Jõuan järeldusele, et väheste taaskasutatud elektrikomponentide ja paari odava mooduliga oleksin saanud teha oma kätega hädavalgustid.

Pärast mõningaid projekteerimiskordusi olen jõudnud ka järeldusele, et oleksin võinud mitte ainult kulutada väikese summa raha, vaid ka selle, et oleksin võinud taaskasutada palju elektrilisi komponente, mis muidu oleksid prügikasti läinud. Ainus erand (odav) TP4056 moodul, saab kõik muu muust purunenud elektroonikast välja tõmmata, nii et saate investeerida osa ajast ja ehitada üles keskkonnasõbralik "Enamasti taastatud DIY LED -hädavalgusti".

Samm: materjalid ja tööriistad

Selle projekti jaoks vajate põhilisi jootmistööriistu ja vähe muid põhilisi isetegemise elektroonilisi tööriistu, olen sellel lehel kogunud oma tavalised tööriistad. Olen selle lambi jaoks välja töötanud spetsiaalse korpuse, mille konkreetne eesmärk on selle juhtmestiku lihtsustamine. Selle kasutamine ei ole kohustuslik, kuid see on väga soovitatav, seega on parem kasutada 3D -printerit. Mul on (modifitseeritud) CR-10, kuid saate kasutada peaaegu iga 3D-printerit ja mis tahes hõõgniiti, kuna see on tõesti lihtne printida.

Selle lambi ehitamiseks vajame vähe muid komponente, mida saab muust elektroonikast päästa või osta. Esimene asi kõigepealt: me vajame elektrikatkestuse ajal energiatarbimist, kasutame 18650 liitiumioonakut ja loomulikult selle laadijat/kontrollerit TP4056. Lambi käitumise juhtimiseks vajame kolmekäigulist lülitit (sisse-välja-sisse) ja ühte p-kanalit. Noh, kuna see on "LED" lamp, vajame ilmselgelt LED-i ja selle voolu piiravat takistit. Lisage paar varutraati, see on kõik.

Oot, viimane, kuid mitte vähem tähtis: me vajame seina toiteadapterit, et hoida oma lamp alati valmis, vastasel juhul ei ole see "hädaolukord". Hoidsin palju oma vanu - tegelikult iidseid - mobiiltelefoni seinaadaptereid karbis. Olen mitu korda endalt küsinud, kuidas ma saaksin neid kasutada. Enamiku rakenduste jaoks on liiga vähe volti või liiga vähe amprit, kuid need sobivad selle ülesande täitmiseks ideaalselt, äkki pole nad enam prügikasti!

Kui te ei soovi minu 3D -korpust kasutada, saate konteinerina kasutada lihtsat prototüüpimisplaati ja kõike, mis teile meeldib. Minu juhtum on kena, sest see aitab juhtmeid, kuna see on tõeline PCB. See on sõna otseses mõttes (3D) trükkplaat. ^_^

2. samm: disaini selgitus

Kui soovite lihtsalt lampi ehitada, jätke see samm vahele, kuid soovitan seda lugeda, sest siin saate aru, kuidas see toimib ja millised on selle piirid.

Miks ma need komponendid valisin?

18650 liitium-ioonelement: see on tavaline element, mida saab osta või taastada kasutuskõlbmatutest sülearvutipatareidest. Nende rakkude taastamiseks peate mõistma, kuidas kontrollida nende mõistust ja miks te ei tohiks halbu rakke enda lähedal hoida. Metsikus Internetis palju õpetusi. Kui te ei soovi investeerida aega õigesse tagasinõudmisprotseduuri, ostke see lihtsalt ära, parem karta kui kahetseda.

TP4056 moodul: see on tavaline moodul, mis suudab hallata ühte 3,6-3,7 V li-ioon- või li-polüelementi. See suudab kontrollida oma laadimist ja tühjenemist. Tavaliselt ühendatakse see teise kiibiga, DW01, mis tegeleb muude probleemidega, nagu lühis, ülepinge, alapingekaitse ja muu. Seda moodulit ei saa tagasi võtta ega millegi muuga asendada, peate selle ostma.

P-kanali mosfet: see on spetsiaalne transistor ehk elektrooniline lüliti. Seda võiks pidada selle projekti peamiseks "nipiks", sest see ainus komponent võib lisada lambi käitumisse vajaliku "loogika". See võib "tunda" elektrikatkestust ja vastavalt sellele tegutseda. Seda mosfetti saab osta (see on ju tõesti odav) või selle võib veidi kannatlikkusega taaskasutada elektroonikast. Elektrikomponentide taastamiseks vajate kindlasti midagi sellist nagu minu elektroonikakomponentide tester! Olen TO-220 korpuses kasutanud IRF4905 transistorit. Mitte optimaalne valik, kuid töötab hästi.

Kolmesuunaline lüliti (sisse/välja/sisse): see on lihtne lülituslüliti, mis seab lambi kolme erinevasse konfiguratsiooni:

1. alati väljas,
2. elektrikatkestuse ajal sisse lülitatud,
3. alati olemas.

Seda saab tagasi nõuda, kuid teil peab olema õnne, olen leidnud palju sarnaseid lüliteid, kuid tõenäoliselt on need ainult kahesuunalised lülitid (põhimõtteliselt 99% neist).

Toide: ükskõik milline seade, mis suudab toita vähemalt 4,5 V ja 100 mA, sobib. See tuleks tõesti tagasi nõuda!

LED: kuigi seda komponenti saab peaaegu igal pool hõlpsalt taastada, on tegelikult piisavalt "heleda" LED -i leidmine keeruline. LED peaks andma minimaalse valguse kogu ruumis, kuid kõige levinumad päästetud LED -id ei ole muud kui indikaatortuled, mille valgustusvõime on kogu ruumis tühine. Just sel põhjusel olen kasutanud spetsiaalseid 3W LED -e. Mis on maksimaalne juhitav võimsus? 5W, kuid seda saab korralikult toita vaid lühikeseks ajaks, see on varsti alajõuline. Ja seda ei soovitata kindlasti soojuse hajumise probleemi tõttu. BTW, 5W tekitab soojust. Kui te ei soovi korpust sulatada, on teil

Alalisvoolu pistik: see on valikuline, kuid soovitatav. Pimenduse ajal on mul veel vaja/tahan keldrist väljuda, elektrit taastada või mida iganes, ja ma tahaksin näha, mida ma teen, nii et mul on/tahan oma hädavalgusti kaasas kanda. Mulle ei meeldi ka toiteadapterit lahti ühendada ja kaasas kanda, seetõttu olen lisanud väikese alalisvoolu pistiku, et luua korralik kaasaskantav, eraldiseisev turvavalgusti. Teisest küljest võite lambi laadimiseks kasutada lihtsalt USB -porti, otsustasin ainult selle lambi jaoks microUSB laadijat mitte reserveerida.

Magnet: ka valikuline, kuid võib -olla kasulik valgustada midagi konkreetset pimenduse ajal, asetades lambi metallesemele. 10x1mm ümmarguse magneti jaoks on korpuses kaks pilu, nende kinnitamiseks kasutage vaid tilka liimi.

Voolut piirav takisti: kohustuslik igale ledile, välja arvatud juhul, kui valite õiged komponendid (nagu ma tegin). Valgusdioode tuleb juhtida voolava voolu, mitte rakendatud pinge abil. Igal ledil on maksimaalne nimivool (Id) ja selle värv määrab selle nimipinge (Vf).

Mõned tootjad võivad oma andmelehel öelda midagi muud, sel juhul järgige andmelehte, kuid need on erinevate värvide jaoks tavalised Vf [V]:

• IR - infrapuna 1.3
• punane: 1,8
• kollane1,9
• roheline 2.0
• oranž 2.0
• wihte3.0
• sinine 3.5
• UV - ultraviolett 4 - 4,5

Õige voolu piirava takisti väärtuse (R) arvutamiseks peate teadma oma toiteallika maksimaalset pinget (Va) ja kasutama järgmist valemit:

R = (Va - Vf) / Id

TP4056 väljundpinge on vahemikus 4,2–2,5 V, seega peame kasutama Va kui 4,2 V. Kasutades varem lingitud komponente, on meil 3W LED, mille Vf on 3,5V, seega on meil Id 0,85A. Sel juhul on numbrid järgmised:

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

Peaksin lisama 1Ohm takisti, sest ma üritan tegelikult midagi õpetada, tegelikkuses on see täiesti tarbetu, aitab ka juhtmete takistus. Veelgi enam, 0.85A juures on aku pinge langus asjakohane, nii et tegelikult peaksime Va -na kasutama-ütleme 3.8-4V. See tähendab, et piiravat takistit on veelgi vähem vaja.

Teine näide sama LED -tüüpi, kuid 1W nimiväärtusega numbrid on järgmised:

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

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

See kehtib konkreetselt valitud komponentide kohta, millel on määratletud reitingud. Üldine LED võiks tavaliselt töötada, arvestades 3V, 10mA. Ilmselgelt pole see 100% tõsi, kuid ilma parema teabeta …

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

Õnneks on 120 oomi tavaline takisti väärtus, muidu oleksin kasutanud lähimat suuremat standardväärtust.

Takisti hajutab energiat ka soojuse kujul ja ka selle nimivõimsus peaks olema korralikult projekteeritud. Ärge muretsege, see on sama lihtne kui Ohmi määramine.

W = (Va - Vf) * Id

Kuna 0,01A (10 mA) võib voolata läbi 120 oomi takisti, võib see hajutada 0,012 W soojust.

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

Ühine ¼W takisti on enam kui piisav.

Tõmmake takisti alla: see takisti peaks hoidma mosfeti ainult oma eeldatavas olekus, summutades mis tahes mööduvat või müra, mida kaablid võivad koguda ja mis juhuslikult käivitab mosfeti. Iga takisti vahemikus 1K-10K Ohm sobib.

Kuidas see töötab?

Olen kulutanud päris mitu tundi, et välja selgitada parim disain. Proovisin projekti kulusid optimeerida, minimeerides nõutavad komponendid, püüdes mitte loobuda funktsioonidest. Oleksin võinud kasutada mikrokontrollerit, igal pool müüakse väga odavaid põhimudeleid. Oleksin võinud kasutada kohandatud trükkplaate, seal on palju trükkplaatide tootmist ja kohaletoimetamisteenuseid. Otsustasin seda mitte teha, sest see oleks oluliselt suurendanud kulusid ja keerukust. Veelgi enam, mikrokontrollerit oleks tõesti raske tagasi saada.

TP4056 teeb oma asju, hoolitsedes aku eest ja varustades toitega. Selle väljundpadi on ühendatud lülituslüliti keskse tihvtiga, mis võib olla kolmes konfiguratsioonis: ühendatud vasakpoolse tihvtiga, pole ühendatud, ühendatud parema tihvtiga.

Kui see pole millegagi ühendatud (keskel, väljalülitatud asendis), on käitumine üsna selge, kustub LED, olenemata sellest, kas seinaadapter annab voolu või mitte. Laadimisprotsess ei sõltu lülitist, kui seinaadapter on ühendatud, laetakse aku.

Oletame, et parem tihvt on ühendatud LED -i positiivse klemmiga. Kui lülitate lüliti keskuse ja paremate tihvtide sildamiseks, siis lähete mosfetist mööda. LED süttib seni, kuni TP4056 suudab toita.

Järelejäänud võimalus on lüliti lülitamine, et ühendada keskne tihvt mosfeti allika tihvtiga. Selles konfiguratsioonis võtab mosfet juhtimise enda kätte. Kui selle värava tihvt näeb seinaadapteri pinget, ei lase see voolu allika ja äravoolu vahel ning LED kustub. Kui elektrikatkestus algab, langeb laadija pinge kiiresti nulli. Nüüd näeb mosfeti väravaklemm nullvolti ja laseb voolul voolata, nii et LED põleb seni, kuni TP4056 suudab toita.

Pole paha lihtsalt mosfeti ja lihtsa lüliti jaoks. ^_^

3. samm: kokkupanek

Juhtmestiku skeem on lisatud, R1 on voolu piirav takisti, R2 on tõmbetakistus.

Korpuse kavandatud jälgede kasutamiseks peate mosfeti muutma nagu mina. Põhimõtteliselt peate selle ülemise metallosa lõikama ja asetama kesknööbi, et see auku lasta, et kasutada selle aluseks olevat jälge. Ärge muretsege, see mosfet on hinnatud palju koormavamateks ülesanneteks kui väikese LED -i juhtimiseks, see ei halvene vähem hajutava ala tõttu.

18650 lahtris jootmine ON ÕRNE ÜLESANNE, teadke kindlasti, mida teete. See pole raske, kuid ohtlik. Põhimõtteliselt peate jootekolvi kasutama maksimaalse võimsusega võimalikult vähe aega, kuid palun kulutage mõni minut konkreetse õpetuse mõistmiseks, neid on palju. Parem karta kui kahetseda.

Peale selle on juhtmestik üsna sirgjooneline, peate järgima ainult lisatud skeemi ja vaatama fotosid. Püüa mitte sulatada korpust jootekolviga, igatahes olen oma korpuse PLA -s trükkinud, mis kuumutamisel ei lohise. Kui juhtmestik on tehtud, kasutage paar tilka kuuma liimi, et kõik oleks ohutu.

Alalisvoolu pistik on valikuline, saate kasutada ka sisseehitatud USB -porti. Joodan alalisvoolu pistiku, sest ma ei taha selle lambi jaoks mikro -usb -kaablit reserveerida/lõigata. Pean vanad mobiililaadijad tagasi nõudma!

Kui soovite kasutada USB -porti, võite kasutada mis tahes tavalist 5 V USB -kaablit.

Tegelikult saate lõigata ka vana seinaadapteri kaabli ja ühendada selle GND ja positiivsed juhtmed mikro -USB -varupesaga. Lihtsalt katkestage USB -kaabel ja paljastage selle juhtmete vask, ühendage GND -kaabel 5. tihvtiga ja positiivne kaabel 1. kontaktiga (pilt lisatud). Et kontrollida, milline juhe on tihvtid 1 ja 5, peate järjepidevuse testerina kasutama multimeetrit. Noh, see on teostatav, kuid mitte soovitatav. Lõpetate mittestandardse pingega USB -pistikuga ja näete palju vaeva, et teha midagi lihtsa alalisvoolupistiku abil lihtsamat.

4. samm: kasutamine

Ühendage laadija või USB -kaabel avariivalgustusega.

Lülitage lüliti mis tahes režiimi, mis teile meeldib, lülitage see automaatseks, kui soovite, et lamp käituks õige hädavalgustina.

Oodake järgmist pimendamist ja nautige, kuidas saate nurki hõlpsalt vältida!:)

Vaadake videot, see näitab, kuidas see lamp käitub. Kui teile projekt meeldib, siis pöidlad pihku ja tellige, et neid rohkem oleks.

PS: See peaks olema hädaolukord, seda ei tohiks kasutada tavalise lambina. Probleem on lihtne ja see on TP4056 "viga". Lühidalt: kui kasutate lampi möödaviikurežiimis (LED on alati sisse lülitatud) ja laadija on ühendatud, ei lõpe aku laadimisprotsess korralikult. See ei lõpe ilmselt üldse. Jah, liitiumelemendi puhul on see probleem, te ei saa laengut rakku igavesti pumbata! See konfiguratsioon ei ole tegelikult ohtlik, kui seda kasutatakse mõne minuti jooksul. See lamp ei käivita plahvatust, kui unustate selle probleemi ja olete lihtsalt sellises olukorras. Kui vajate sellest lambist valgust näiteks 10 minutiks, saate seda selles režiimis siiski ohus olemata kasutada. Lihtsalt ärge hoidke/unustage lampi sellises konfiguratsioonis, vastasel juhul võib juhtuda halbu asju.