USB Güclü Gecə İşığı W/ Batareya Yedəklənməsi (İki Dizayn): 3 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:42

Bir müddət əvvəl otağım üçün batareyalı gecə işığına ehtiyac duydum. Fikir belə idi ki, hər dəfə yatmaq üçün işığımı söndürmək istədikdə yataqdan qalxmaq istəmirdim. Yataq otağımın işığı qədər parlaq olmayan bir işığa da ehtiyacım var idi, çünki həqiqətən parlaqdan qaranlığa keçmək gözlərdə çox əyləncəli deyil. Üstəlik, enerji şirkətimizin bir neçə dəqiqə ərzində bir neçə dəqiqə ərzində gücümüzün sönəcəyi bir müddət var idi. Düşündüm ki, güc yayda təsadüfi olaraq heç bir səbəb olmadan sönsəydi, hər zaman qışda nə olardı?

İşdə ehtiyaclarımdan bir neçəsi:

• Birincisi, aşağı güc. Hələ də bu hissə üzərində işləyirəm, amma indiyədək olduqca aşağıdır.
• Özümü daha yaxşı edə biləcəyimi hiss edirəm və eyni zamanda ucuzlaşdırdım ki, bu da ikinci qol idi.
• Əlbəttə ki, batareya ilə işləyir.
• Parlaqlıq - orta səviyyədən aşağı; hər şeyin nə olduğunu görmək üçün kifayət qədər parlaq. Bunun sizin üçün nə qədər parlaq olduğunu sınamalısınız. Çox parlaq olarsa, gözlərinizə bir az çətin olacaq-xüsusən də bir müddət söndükdən sonra yenidən açmalısınız!
• Yığcam dizayn - İstərdim ki, bu, dağınıq bir masanın kənarında otursun, çünki bu, yatağımın oturduğu yerdə olur. Masada deyil-yanında.
• Minimum hissələr siyahıda əvvəlki maddə səbəbiylə üçüncü maddəyə kömək edir.

Son dərəcə təməl bir dizaynla qarşılaşdım. Düşündüm və dizaynı istifadə etmək üçün əsəbi hala gətirəcək ssenarilər hazırladım. Məsələn, qaranlıqda elektrik kəsilsə, onu açmaq üçün güc açarını görmək üçün bir yola ehtiyacım var. İşıqlandırılmış bir aktuatoru olan bir keçiddən istifadə etməyi düşündüm və onu parlatmaq üçün yalnız kifayət qədər cərəyan qoydum. Bir az daha çox güc istifadə edərdi, amma bəlkə də bu dizaynda sonradan kompensasiya edilə bilər. Və əlaqədar olaraq, açmadan əvvəl tamamilə qaranlıq olana qədər gözləməzdim. Əslində ehtiyac duyulmazdan əvvəl bir nöqtədə edərdim. Həmçinin, yatmazdan əvvəl söndürməyi unutmuşamsa nə etməli? Batareyanı qorumaq üçün bir yola ehtiyacım var idi.

Bir az düşündükdən sonra bir çoxunu həll edəcək bir Əsas Dizaynla gəldim. Bir tranzistor dövrəsi ilə elektrik kəsilməsinin olub olmadığını müəyyən etmək üçün divara bağlanması nəzərdə tutulmuşdu. Bunun əvəzinə bir röleyi gücləndirmək üçün istifadə etmək qərarına gəldim və röle LEDlər üçün batareyalar və başqa bir enerji mənbəyi (xüsusən də röleyi gücləndirən) arasında seçim edərdi.

Bu layihəni bir neçə nəfərə danışanda qaranlıqdan qorxduqlarını və bunun faydalı olacağını etiraf etdilər. Bu, layihə üzərində işləməyə davam etməyim üçün motivasiya verdi. O vaxtdan bəri (əsasən) çörək taxtası üçün əlverişli olan Advanced Versionu hazırladım, ancaq düz bir şəkildə xüsusi bir elektron lövhəyə qoymağa başladım, buna görə çörək taxtası montaj təlimatları yoxdur. Çörək bişirməyi bilirsinizsə və sxemlərə əməl edə bilsəniz, onu bağlamaqda probleminiz olmamalıdır.

Təchizat:

Başladığım Əsas Versiyanı istifadə etmək istəyirsinizsə, bu siyahıdan istifadə edin:

1. Bir Qurban ™ divar siğili (köhnə telefon şarj cihazını və ya bir yerə çəkməyinizdə və ya qutunuzda olan yüzlərlə güc blokundan birini düşünün, nəyə getdiklərini bilmirsiniz)
2. Əvvəlki maddənin gərginliyinə görə bir SPDT rölesi. Bir texnikin illər əvvəl dəyişdirdiyi köhnə bir HVAC rölesindən istifadə etdim (şəxsən məndə heç bir səhv tapmadım). HVAC röleleri bir qədər yöndəmsizdir: bunlar DPST -dir, lakin bir kontakt dəsti normal olaraq açıqdır, digər dəst isə normal olaraq bağlıdır. Həm də 24 VAC üçün qiymətləndirilir və seçdiyim divar fişi 12 VDC çıxardı.
3. Bir 12 Volt ağ LED çubuğu: Bunlardan birini istifadə etdim, amma veb sayt artıq satmır. Əlinizdə olan və ya əldə edə biləcəyinizə uyğunlaşmaq və ya hətta özünüzü dizayn etməkdə həmişə sərbəstsiniz.
4. Bir SPST açarı
5. Bir və ya daha çox batareya. 12 Voltluq bir fənər batareya istifadə etmək istəsəm də, ardıcıl olaraq iki 6 Volt fənər batareyası istifadə etdim.
6. Hamısını birləşdirmək üçün bir yol

Təkmilləşdirilmiş versiyanı yaratmaq istəyirsinizsə, bu siyahıdan istifadə edin:

1. Bir xarici 5 VDC enerji mənbəyi. Bu dizayn birbaşa PCB -yə getdi (daha sonra bu barədə daha çox), buna görə orada bir USB tipli B dişi fişini vurdum. Qurban ™ USB kabelinin ucunu kəsə və telləri ayıra bilərsiniz (yalnız 5 Volt tel və GND lazımdır)
2. Bir ehtiyat enerji mənbəyi, yəni batareya
3. 5 voltluq bir DPDT rölesi. Mən bunu istifadə etdim. Çörək taxtası dostudur!
4. Bir DPST açarı
5. Bir LM7805 gərginlik tənzimləyicisi (burada)
6. Bir 0.22uF kondansatör (isteğe bağlı). Məlumat cədvəli bunun bir keramika növü olması lazım olduğunu ifadə edir, ancaq çıxış kondansatörü üçün olduğu kimi olması lazım olduğunu açıq şəkildə demir (əlavə etmədim)
7. LEDlər və ya (tercihen) bir rezistor avtobusu üçün beş cərəyan məhdudlaşdıran rezistor. Bu siyahıdakı LED -lərdə 3.3V gərginlik düşməsi var və lazımi müqavimət olaraq 85 Ohm hesabladım. Burada tapılan 150 Ohm müqavimət göstərən bir rezistor avtobusu istifadə etdim.
8. Bir 1N4004 diod
9. Beş ağ LED (3v3 @ 20mA)
10. Hamısını birləşdirməyin bir yolu

Dövrə lövhəsinin versiyasını istəyirsinizsə, ümumiyyətlə eyni siyahıdır, lakin bəzi fərqlərlə:

1. Aydındır ki, PCB. Dizayn hal -hazırda yalnız OSH Park -a yüklənir və lövhələri üç dəstə satır. Lövhəni buradan əldə edə bilərsiniz.
2. Terminal blokları üçün bir yer var, ancaq tellər birbaşa lövhəyə lehimlənə bilər. Bu üsuldan istifadə etdim.
3. Bir batareya klipi (9V batareya istifadə etdim)
4. Daha əvvəl qeyd olunan USB konnektoru. B tipini seçdim, mini və ya mikro B deyil, çünki bu ikisi zövqümə görə çox kövrəkdir.

Addım 1: Son dərəcə əsas versiya

O vaxt işlədiyim səbəbdən üzləşməli olduğum bir çox çətinliklər var idi. Sahib olduğum relay ilk fotoda çəkilib. Düşündüklərim heç bir şəkildə ideal olmasa da, işlədi (ikinci şəkil). Ortaq bir pin etmək üçün iki terminalı qısaldaraq yöndəmsiz DPST rölesimi SPDT -ə çevirdim. Bu əlaqə açara keçdi, sonra LED çubuğuna, sonra yerə. Hazırladığım batareya bankı-müsbət tərəfi röledəki NC bağlantısına getdi. Rölenin bobini, röleyi "açıq" vəziyyətdə saxlayacaq xarici təchizata qoşulmuşdur. Enerji təchizatı da röledeki NO bağlantısına qoşulur. Bütün əsaslar bir -birinə bağlıdır.

Teoriya, xarici güc alarkən, rölin "açıq" vəziyyətdə qalmasıdır, beləliklə NO bağlantısı bağlanır və NC bağlantısı açıqdır. Bu o deməkdir ki, ümumi əlaqə xarici mənbədən enerji alır. Güc itirildikdə, röle yenidən "sönmüş" vəziyyətinə düşür və ümumi əlaqə batareyalardan enerji almağa başlayır. Mənbə nə olursa olsun, açar LED çubuğunun gücünü idarə edir. Hər şeyin ortaq nöqtəsi, hər iki vəziyyətdə də tam bir dövrəyə imkan verir.

Dövrün çox hissəsində həqiqi tel bağlayıcılardan istifadə etdim, buna görə heç bir şeyə lehim verməyəcəyəm. Batareyaları bağlamaq üçün (yay terminalları var), yarısını yarıya bölməklə və telləri (və tel konnektorlarını əlavə etməklə) kəsməklə Sacrificial ™ test uclarını (telləri olan timsah klipləri) istifadə etdim. Hər iki batareyanı birləşdirmək üçün istifadə olunan batareya hələ də bir parçadır. Hər şey qırmızı SparkFun göndərmə qutusuna quraşdırılmışdır.

Son məhsulun heç bir şəkli yoxdur, amma istəsəm çəkərəm.

Addım 2: Ətraflı Versiya

Nəhayət, dövrənin həqiqətən yaxşı bir versiyasını hazırlamaq üçün lazım olan hissələri sifariş edə bildim (artıq çəkdiyim). Bu dizaynda edilən əhəmiyyətli dəyişikliklər, onu tənzimlənən 5V -luq bir elektrik enerjisi təchizatı ilə işlətmək və eyni zamanda da davamlı olaraq işləməyən röleyi dizayn etmək idi. Açarı DPST tipinə də dəyişdirmək məcburiyyətində qaldım. Əməliyyat nəzəriyyəsi daha mürəkkəb bir toxunuşdur.

Batareyaya dairənin yarısına baxaraq deyək ki, açar sönüb. Röle hələ də bağlıdır ki, "söndürmə" vəziyyəti batareyanın 5 Volt tənzimləyiciyə qoşulmasına səbəb olur, sonra tənzimləyicinin çıxışı yenidən röle (NC əlaqələrindən biri), sonra LED -lərə verilir. Dövrə pozmaq və cərəyanın axmaması üçün keçid batareya ilə röle arasında bağlanır. Açar açılarsa, cərəyan dövrədən keçə biləcək.

Dövrün digər yarısına baxdığımızda, USB -dən gələn gücün dərhal açara, sonra rölin sarımına və röledəki NO əlaqələrindən birinə keçdiyini görürük. Bu əlaqənin ümumi pimi əvvəllər qeyd olunan NC bağlantısı ilə paylaşılır, buna görə də əslində enerji təchizatı arasında keçid edən kontaktlar toplusudur. Digər kontaktlar gərginlik tənzimləyicisini qorumaq üçündür. Açar açılırsa, röle açılır və xarici gücü LED -lərə göndərir.

Diod, enerji itkisi zamanı röleyi "açmaq" dan "söndürmək" vəziyyətinə keçdikdə geriyə dönmə gerilimini azaltmaq üçün röle ilə paralel (əksinə) bağlanır. Bu enerji mənbəyini qorumaq üçündür: yəni USB telefon şarj cihazı və ya PC USB portu.

Kondansatör xaric edilə bilər. Tənzimləyicinin məlumat cədvəli "enerji təchizatı filtrindən nə qədər uzaq" olduğunu göstərmir, buna görə də onu hər halda daxil edə biləcəyimi düşündüm.

Addım 3: PCB versiyası

PCB versiyası Ətraflı versiya ilə eynidır, ancaq bir lövhədə. Bütün hissələr lövhənin yuxarı hissəsinə quraşdırılmışdır və hissə nömrələri (və ya digər vacib məlumatlar) ilə etiketlənmişdir ki, tələb olunan və ya istədiyiniz kimi əvəz və ya əvəzedici hissələr tapa bilərsiniz. Batareya girişi (keçid girişindən təcrid olunmuş) bir (+) girişə və (-) girişə malikdir. (+) Tərəfi (+) ilə işarələnmişdir.

Keçid girişində A və B ilə işarələnmiş A bölməsi və B bölməsi var idi. "A" ətrafındakı iki terminal A girişidir. Eyni şəkildə, B terminalları "B" ni əhatə edir.

USB fişinin yaxınlığında iki montaj çuxuru da var. Heç bir şeyə, hətta bir -birinə elektrik bağlantısı yoxdur.

Üç şəkil fərqli vaxtlarda çəkilib. Birincisi, boş lövhədir. İkincisi, qarışıq hissələri olan qismən məskunlaşmış bir lövhədir. Üçüncüsü, çağırılan bütün hissələri istifadə edərək tamamlanmış lövhədir.

Yazıdan əvvəl düzəliş:

KiCAD fayllarını (zip olaraq) əlavə etməyə çalışdım, amma bir səhv aldım. Daha sonra bağlamaq üçün başqa bir yol tapacaq.