Sisällysluettelo:
- Tarvikkeet
- Vaihe 1: Pura valosi
- Vaihe 2: Päätä, mitä LED -valoja haluat, etsi tekniset tiedot
- Vaihe 3: Määritä jännitteet
- Vaihe 4: Vastuksen laskeminen yhdelle LED -valolle
- Vaihe 5: Lisää LED -valoja rinnakkain
- Vaihe 6: Lisää LED -valoja sarjaan
- Vaihe 7: Eri väristen LED -valojen sekoittaminen
- Vaihe 8: LEDien lisääminen sarjaan JA rinnakkain
- Vaihe 9: Laita se takaisin yhteen
Video: LED -työntövalon jälkiasennus: 9 vaihetta (kuvien kanssa)
2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01
Tämä projekti alkoi, koska kaapissani oli LED -työntövalo, joka ei ollut tarpeeksi kirkas nähdäkseni hyvin. Luulin, että paristot alkavat olla vähissä, mutta kun vaihdoin ne, se ei kirkastunut! Ajattelin avata valon nähdäkseni, mitä sisällä tapahtuu, ja voisinko helposti lisätä lisää LED -valoja kirkkauden lisäämiseksi. Mutta tietysti värilliset LEDit tekevät jokaisesta projektista hauskempaa, joten päätin lisätä punaiset, vihreät ja siniset LEDit. Tämä näytti täydelliseltä tilaisuudelta kirjoittaa jotain Made with Math Contest -kilpailuun - jos et tunne Ohmin lakia tai kuinka laskea LED -virran rajoittavan vastuksen arvo, tämä Instructable näyttää sinulle kuinka.
Jos sinulla on kysyttävää, älä epäröi jättää kommenttia, ja yritän vastata sinuun!
Tarvikkeet
- Paristokäyttöinen työntövalo, jota kutsutaan myös kiekko- tai kosketusvaloksi. Saatavana Amazonista tai rautakaupoista. Tämä projekti toimii sekä uudempien LED -valojen että vanhempien hehkulamppujen kanssa.
- Valitsemasi LEDit
- Erilaisia vastuksia - arvot riippuvat siitä, kuinka monta paristoa lamppusi vie ja mitä LED -valoja valitset (sen selvittäminen on osa tätä opastettavaa!)
- Neulan pihdit
- Mini ruuvimeisselisarja (joskus tarvitaan valon purkamiseen)
- Juotin (suositus)
- Yleismittari (suositus)
Vaihe 1: Pura valosi
Aloita purkamalla valosi. Tarvitset yleensä miniruuvimeisselin poistamalla takakannen. Tämän sisällä voimme nähdä yksinkertaisen piirin, joka koostuu akun navoista, painikkeesta, LEDistä ja vastuksesta. Hehkulamppupiiri näyttää samalta, mutta siinä ei ole vastusta - joten sinun on lisättävä se, jos vaihdat LED -valoihin.
Vaihe 2: Päätä, mitä LED -valoja haluat, etsi tekniset tiedot
Siellä on monia erilaisia LED -valoja, ja niitä on saatavana kaikissa eri väreissä. Sinun on päätettävä, kuinka monta ja minkä väristä LEDiä haluat käyttää. Yksinkertaisin asia on todennäköisesti lisätä lisää samanvärisiä LED -valoja rinnakkain. Jos haluat lisätä LED -valoja sarjaan tai sekoittaa värejä, sinun on tehtävä vähän enemmän matematiikkaa - mutta tätä Instructable on tarkoitettu! Käymme läpi jokaisen skenaarion.
Kun olet päättänyt LED -valoista, sinun on tarkasteltava niiden eteenpäin suuntautuvaa jännitehäviötä ja eteenpäin suuntautuvaa virtaa. Nämä tiedot ovat yleensä saatavilla verkkosivustolta, josta ostit LEDit, tai tietolomakkeesta. Yllä olevan kuvan kaltaiset 5 mm: n LEDit ovat hyvin yleisiä, ja tyypillisesti niiden nimellisvirta on 20 mA. Eteenpäin suuntautuva jännitehäviö vaihtelee välillä 2V-4V ja riippuu väristä.
Vaihe 3: Määritä jännitteet
Jos sinulla ei ole yleismittaria, sinun on vähintään määritettävä valosi paristolokeron jännite. Akun jännitteen tunteminen edellyttää virranrajoitusvastuksen laskemista. Voit tehdä tämän vain laskemalla akut. Yksi AA -alkaliparisto (tai AAA) tarjoaa noin 1,5 V, hieman korkeamman, kun ne ovat tuoreita. Kun yhdistät paristot sarjaan, jännitteet nousevat. Joten tässä tapauksessa neljän tuoreen AA -pariston kanssa odotan hieman yli 6V.
Jos sinulla on kätevä yleismittari, jännitteiden mittaaminen ei voi vahingoittaa. Tee tämä, kun LED palaa. Tässä tapauksessa näet, että saan 6,26 V akusta, kun taas LED -valon yläpuolella on 3,26 V: n pudotus ja vastuksen yli 2,98 V. On mielenkiintoista huomata, että pudotan lähes puolet jännitteestäni vastuksen yli - se on paljon hukkaan heitettyä voimaa! Siitä lisää myöhemmin. Jos et halua lukea värikoodia, voit myös mitata vastuksen resistanssin - tee tämä, kun LED ei pala.
Jos et tiedä kuinka käyttää yleismittaria, siellä on paljon hyviä opetusohjelmia siellä, Instrucablesissa ja muualla. Tein tämän.
Vaihe 4: Vastuksen laskeminen yhdelle LED -valolle
Ennen kuin menemme pidemmälle, selitämme, kuinka lasketaan vastuksen arvo yhdelle LEDille. Vastusta säätelee Ohmin laki, jonka mukaan V = IR tai
Yhtälö 1: Jännite [volttia] = virta [ampeeria] x vastus [ohmia]
Akun jännite ja jännitehäviö LEDissä ovat (suunnilleen) vakioita. Joten yllä olevassa piirissä jännitteen lasku vastuksen yli on
Yhtälö 2: Vastus = Vbatt-VLED
Kytkemällä se Ohmin lakiin vastusta varten saadaan:
Yhtälö 3: Vbatt-VLED = IR
Jos LEDillä on tavoitevirta - kutsu sitä ILEDiksi - tiedämme kaikki yhtälössä 3 paitsi vastuksen. Voimme järjestää tämän yhtälön ratkaistaksesi R: lle:
Yhtälö 4: R = (Vbatt-VLED)/ILED
Oletetaan esimerkiksi, että meillä on 2xAA -paristo (joka syöttää 3 V), punainen LED, jonka jännitehäviö on 1,8 V, ja haluamme 20 mA: n LED -valon kautta. Yhdistämällä numerot yhtälöön 4 saadaan:
R = (3V-1.8V) /0.02A = 60 Ω
Vastuksilla on yleensä hauskoja arvoja - joten sinulla ei todennäköisesti ole 60Ω vastusta. Siellä on hyödyllistä tietää, miten vastukset yhdistetään sarjaan ja rinnakkain. On kuitenkin OK, jos et saa täsmälleen 20 mA LED: n kautta - "tarpeeksi lähellä" on luultavasti OK useimmissa sovelluksissa!
Lopuksi on yleinen väärinkäsitys, että vastuksen on tultava LED -valon eteen jännitteen pudottamiseksi tai virran rajoittamiseksi. Tämä ei todellakaan ole totta - käy ilmi, että vastus voidaan sijoittaa LED -valon jälkeen. Katso video, joka selittää miksi tämä on totta täällä.
Vaihe 5: Lisää LED -valoja rinnakkain
Aloitetaan yksinkertaisimmasta tapauksesta: haluat vain lisätä lisää samanvärisiä LED -valoja rinnakkain, jotta valo kirkastuu. Saattaa olla houkuttelevaa vain lisätä LEDit suoraan rinnakkain nykyisen kanssa pitäen yksittäinen vastus. Tämä toimii, kuten yllä olevista kuvista näet - kaikki kolme LEDiä palavat - mutta ongelma on olemassa! Yhden vastuksen kautta kulkeva virta ei itse asiassa muutu, kun lisäät LED -valoja rinnakkain. Koska LEDit ovat rinnakkain, yksittäisen vastuksen läpi kulkeva virta jakautuu tasaisesti niiden välillä. Joten ennen, missä minulla oli 20 mA yhden LEDin kautta, nyt saan vain noin 20/3 = 6,67 mA jokaisen LEDin kautta - eivätkä ne ole yhtä kirkkaita!
Jos sen sijaan lisäät yksittäisen vastuksen sarjaan jokaisen LED -valon kanssa, saat täyden virran jokaisen LED -valon kautta. Haittapuoli on, että tämä tyhjentää akun kolme kertaa nopeammin. Tämä ei ole iso juttu minun tapauksessani, koska minulla on valo asennettu kaappiin, enkä käytä sitä niin usein.
Joten jos valitset tämän lähestymistavan, olet vältellyt matematiikan tekemistä - tarvitset vain muutaman saman vastuksen. Minun tapauksessani minulla on 100Ω vastus ja valkoinen LED - tarvitsen vain kaksi lisää kumpaakin saadakseni yhteensä kolme LEDiä rinnakkain. (Valitettavasti unohdin ottaa kuvan tästä vaiheesta, ennen kuin vaihdoin värillisiin LED -valoihin).
Vaihe 6: Lisää LED -valoja sarjaan
Entä lisää LED -valoja sarjaan? Tämä vaihtoehto toimii, jos akun jännite on riittävän korkea. LEDit eivät syty lainkaan, jos akkujännite on alle vaaditun eteenpäin menevän jännitehäviön. Aivan kuten paristojen kanssa, kun yhdistät LEDit sarjaan, niiden jännitteet lisääntyvät. Minun tapauksessani valkoisen LED -valoni jännitehäviö on 3,4 V, joten kahden sarjan asettaminen vaatisi 6,8 V - enemmän kuin akku tarjoaa. Voit kuitenkin tehdä sen esimerkiksi kahdella (tai jopa kolmella) punaisella LED -valolla. Jos jokaisen punaisen LEDin jännitehäviö olisi 2 V ja haluat 20 mA: n virran, se antaisi sinulle vastuksen arvon R = (6 - 4) / 0,02 = 100Ω. Vertaa sitä vain yhden punaisen LED -valon asettamiseen piiriin: R = (6 - 2) / 0,02 = 200Ω. Kun lisäät toisen LED -valon sarjaan, olet pienentänyt huomattavasti vastuksen kokoa - mutta silti käytät vain 20 mA, joten et tyhjennä akkuasi nopeammin! Olet tehnyt piiristä tehokkaamman, koska tuhlaat vähemmän virtaa vastuksessa. Tämä tuo toisen yhtälön - vastuksen teho on yhtä suuri kuin nykyinen neliö kertaa vastus, tai
P = I^2*R
Joten 20mA 200Ω vastuksen kautta häviää 80mW, kun taas 20mA 100Ω vastuksen kautta vain 40mW.
(vielä kerran anteeksi, että minulla ei ole kuvaa tästä esimerkistä - menin suoraan värillisiin LEDeihin rinnakkain)
Vaihe 7: Eri väristen LED -valojen sekoittaminen
Jos haluat sekoittaa eri värisiä LED -valoja, sinulla on kaksi vaihtoehtoa:
- Kytke ne sarjaan - tämä toimii niin kauan kuin LED -valojen koko jännitehäviö on pienempi kuin akun jännite (katso edellinen vaihe).
- Kytke ne rinnakkain, jokaisella omalla vastuksellaan - olettaen, että haluat, että kaikilla LED -valoilla on sama virta, joten ne ovat yhtä kirkkaita, lasket vain vastuksen arvon erikseen kullekin LED -valolle sen jännitehäviön perusteella.
Joskus on helpompaa prototyypittää tällaiset piirit ensin leipälaudalla (jos et tiedä miten käyttää leipälevyä, tutustu tähän opetusohjelmaan). Jälleen kerran sinulla ei ehkä ole tarkkoja vastusarvoja, joita haluat kätevästi, joten voit leikkiä eri yhdistelmillä sarjaan/rinnakkain hienosäätääksesi kirkkauttasi. Tässä tapauksessa minulla on 4xAA -akku, joka tarjoaa noin 6 V ja punaiset, vihreät ja siniset LEDit, joiden jännitehäviöt ovat noin 2 V, 2 V ja 3 V. Tämä antaa minulle vastusarvon R = (6-2) /0,02 = 200Ω punaisille ja vihreille LEDeille ja 150Ω sinisille LEDeille. Minulla ei ole tarkkoja arvoja saatavilla, mutta voin luoda 200Ω: n vastuksen yhdistämällä kaksi 100Ω: n vastusta sarjaan, ja voin päästä "tarpeeksi lähelle" 150Ω: n vastusta yhdistämällä 100Ω: n vastuksen ja 47Ω: n vastuksen sarjaan.
Vaihe 8: LEDien lisääminen sarjaan JA rinnakkain
Tuntuuko seikkailunhaluiselta ja haluatko tehdä tästä asiasta todella kirkkaan? Lisää LED -sarjoja ja rinnakkain! Muista jälleen, että jotta voit lisätä LED -valoja sarjaan, akun jännitteen on oltava suurempi kuin LED -jännitehäviöiden summa; ja jos lisäät LED -valoja rinnakkain, akku tyhjenee nopeammin. Laske vastuksen arvo erikseen jokaiselle sarjaan kuuluvalle LED -valolle.
Vaihe 9: Laita se takaisin yhteen
Prototyyppien valmistus leipälaudalla, alligaattoripidikkeillä tai taivuttamalla johdot yhdessä pihtien kanssa on hyvä tapa kokeilla erilaisia LED/vastusyhdistelmiä ennen suunnittelun viimeistelyä. Kun olet valmis, LEDien ja vastusten juottaminen yhteen auttaa pitämään ne paikallaan, kun kokoat valon uudelleen. Jotkut teipit tai kuumat liimat voivat myös estää niitä liikkumasta. Puna-vihreän-sinisten LEDien kanssa minun piti purkaa ja koota se muutaman kerran, kunnes sain LEDit järjestettyä siten, että ne antoivat tasaisesti hajautetun vaikutuksen kaikille kolmelle värille. Lopputuote täällä ei todennäköisesti ole kovin hyödyllinen vaatekaapissani, mutta se näyttää varmasti paljon viileämmältä!
Toinen sija Made with Math -kilpailussa
Suositeltava:
Infrapuna -anturin käyttäminen Arduinon kanssa: 8 vaihetta (kuvien kanssa)
Infrapuna -anturin käyttäminen Arduinon kanssa: Mikä on infrapuna -anturi? . IR -signaali
Automaattinen lataus (tyhjiö) -kytkin ACS712: n ja Arduinon kanssa: 7 vaihetta (kuvien kanssa)
Automaattinen kuorman (tyhjiö) kytkin ACS712: n ja Arduinon kanssa: Hei kaikki! Sähkötyökalun käyttäminen suljetussa tilassa on kiire, koska kaikki ilmassa oleva pöly ja ilmassa oleva pöly tarkoittaa pölyä keuhkoissasi. Vac -myymälän suorittaminen voi poistaa osan tästä riskistä, mutta kytkeä sen päälle ja pois päältä joka kerta
GPS-moduulin (NEO-6m) liittäminen Arduinon kanssa: 7 vaihetta (kuvien kanssa)
GPS-moduulin (NEO-6m) liittäminen Arduinon kanssa: Tässä projektissa olen osoittanut, kuinka liittää GPS-moduuli Arduino UNO: n kanssa. Pituus- ja leveysasteiden tiedot näkyvät nestekidenäytössä ja sijaintia voi tarkastella sovelluksessa. Luettelo materiaalista Arduino Uno == > 8 dollarin Ublox NEO-6m GPS -moduuli == > 15 dollaria 16x
Kuvien tallentaminen tehtävää varten: 4 vaihetta (kuvien kanssa)
Kuvien tallentaminen tehtävää varten: 1. Avaa uusi Google -asiakirja ja suojaa kuvat tällä sivulla. Käytä ctrl (ohjaus) ja " c " kopioitava näppäin 3. Käytä ctrl (control) ja " v " liitettävä avain
Kuvien tekeminen saumattomiksi vain vaaka- tai pystysuunnassa ("The GIMP"): 11 vaihetta (kuvien kanssa)
Kuvien tekeminen saumattomiksi vain vaaka- tai pystysuunnassa ("The GIMP"): Jos yrität "Tee saumaton" -laajennusta GIMP: ssä, se tekee kuvasta saumattoman sekä vaaka- että pystysuunnassa samanaikaisesti. Se ei salli sinun tehdä siitä saumatonta vain yhdessä ulottuvuudessa. Tämä ohje auttaa sinua saamaan kuvan