UV -lamppu - SRO2003: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei!

Tänään esittelen teille UV -LED -lampun toteutuksen. Vaimoni on korusuunnittelija polymeerisavesta ja hän käyttää usein hartsia luomuksissaan. Periaatteessa se käyttää klassista hartsia, joka yksinkertaisesti polymeroituu ulkona, se toimii hyvin, mutta se on tarpeeksi pitkä kiinteäksi (noin 2 päivää). Mutta äskettäin hän löysi hartsin, joka polymeroituu UV -valon ansiosta, riittää, että resinoitu esine altistetaan UV -säteilyn lähteelle lyhyeksi ajaksi, jotta hartsi saadaan kiinteäksi. Kun hän tilasi hartsin, hän epäröi ostaa lampun (se ei maksa paljon …), mutta lopetin sen heti sanoen: MULLA ON UV -LEDIT! En tiedä mitä tehdä, voin tehdä lampun !!! (kyllä, joskus reagoin hieman liian nopeasti elektroniikan suhteen …;))

Ja niin tässä yritän tehdä lampun siitä, mitä minulla on laatikon pohjassa …

Vaihe 1: Velvollisuudet

- Lampun lähettämän valon tulee olla mahdollisimman homogeeninen, lampun tulee valaista koko alla oleva kohde.

- Lampun ajastimen on oltava säädettävä vähintään 1 minuutti 30 sekuntia

- Lampun on oltava riittävän suuri peittämään halkaisijaltaan jopa 6 cm: n esineitä, mutta sen ei pitäisi olla liian tilaa vievä.

- Lampun on oltava helposti siirrettävissä.

- Lamppu saa virtansa "turvallisesta" virtalähteestä (akku/sovitin)

Vaihe 2: Työkalut ja elektroniikkakomponentit

Elektroniikan komponentit:

- 1 mikrosiru PIC 16F628A

- 2 hetkellistä kytkinpainiketta

- 2 transistoria BS170

- 1 transistori 2N2222

- 2 yksinumeroista numeerista näyttöä

- 1 punainen LED 5 mm

- 17 UV -LEDiä 5 mm

- 8 vastusta 150 ohmia

- 17 vastusta 68 ohmia

- 2 vastusta 10 Kohm

- 1 vastus 220 ohmia

- 1 summeri

- 2 piirilevyä

- käärintälanka (esim. 30 AWG)

Muut komponentit:

- 8 välikappaletta

- joitakin ruuveja

- 1 PVC -putken korkki (100 mm)

- 1 PVC -putkiholkki (100 mm)

- kutisteputket

Työkalut:

- pora

- juotin- hitsauslanka

- ohjelmoija pistää koodin mikrosiru 16F628 (esim. PICkit 2)

Suosittelen käyttämään Microchip MPLAB IDE: tä (ilmainen ohjelma), jos haluat muokata koodia, mutta tarvitset myös CCS -kääntäjän (shareware). Voit käyttää myös toista kääntäjää, mutta tarvitset monia muutoksia ohjelmaan. Mutta minä annan sinulle. HEX -tiedosto, jotta voit pistää sen suoraan mikro -ohjaimeen.

Vaihe 3: Kaavio

Tässä on kaavio, joka on luotu CADENCE Capture CIS Lite -ohjelmalla. Selitys komponenttien roolista:

- 16F628A: mikro -ohjain, joka hallitsee tulot/lähdöt ja laskenta -ajan

- SW1: ajastimen asetuspainike- SW2: käynnistyspainike

- FND1 ja FND2: numeeriset numeeriset näytöt osoittavat ajastimen

- U1 ja U2: tehotransistorit numeerisille numeerisille näytöille (multipleksointi)

- Q1: virtatransistori virtalähteeksi UV -ledeille

- D2 - D18: UV -ledit

- D1: tilan LED, syttyy, kun UV -ledit ovat päällä

- LS1: summeri, joka lähettää äänen, kun lähtölaskenta on ohi

Vaihe 4: Laskelmat ja prototyyppien tekeminen leipätaululla

Kokoamme komponentit leipälevylle yllä olevan kaavion mukaisesti ja ohjelmoimme mikro -ohjaimen!

Jaoin järjestelmän useisiin osiin ennen kokoamista:- osa UV-ledeille

- osa näytönhallintaa

- osa painikkeiden ja valo-/äänimerkkien hallintaan

Laskin kullekin osalle eri komponenttien arvot ja tarkistin sitten niiden oikean toiminnan leipälevyltä.

UV -led -osa: Ledit on kytketty Vcc (+5V) -anodeihin vastuksien kautta ja kytketty katodiensa GND: hen transistorin Q1 (2N2222) kautta.

Tätä osaa varten on yksinkertaisesti tarpeen laskea kantavastus, jota tarvitaan, jotta transistorilla olisi riittävä virta sen kyllästämiseksi oikein. Päätin toimittaa UV -ledit 20 mA: n virralla kullekin niistä. Led -valoja on 17, joten kokonaisvirta on 17*20mA = 340mA, joka ylittää transistorin kollektoristaan säteilijään.

Tässä ovat teknisten asiakirjojen erilaiset hyödylliset arvot laskelmien tekemiseen: Betamin = 30 Vcesat = 1 V (noin…) Vbesat = 0,6 V

Kun tiedämme transistorin ja Betamin -kollektorin virran arvon, voimme päätellä siitä minimivirran, joka on transistorin pohjalla niin, että se on kylläinen: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Otamme kertoimen K = 2 varmistaaksemme, että transistori on kylläinen:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33 mA

Lasketaan nyt transistorin perusvastuksen arvo:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

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

Rb = 200 ohmia

Valitsen vakioarvon E12 -sarjasta: Rb = 220 ohmia Periaatteessa minun olisi pitänyt valita vastus, jonka normalisoitu arvo on yhtä suuri tai pienempi kuin 200 ohmia, mutta minulla ei ollut enää paljon valinnanvaraa vastuksissa, joten otin lähimmän arvo.

Näytönhallintaosa:

Näytön segmenttien virranrajoitusvastuksen laskeminen:

Tässä ovat erilaiset hyödylliset arvot teknisestä dokumentaatiosta (numeronäyttö ja BS170 -transistori) laskelmien tekemiseen:

Vf = 2 V

Jos = 20 mA

Nykyisen raja -arvon laskeminen:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 ohmia

Valitsen vakioarvon E12 -sarjasta: R = 150 ohmia

Multiplexing -hallinta:

Päätin käyttää multipleksoitua näyttötekniikkaa rajoittaaksesi merkkien ohjaamiseen tarvittavien johtojen lukumäärän. On näyttö, joka vastaa kymmeniä numeroita ja toinen näyttö, joka vastaa yksikköjen numeroa. Tämä tekniikka on melko yksinkertainen toteuttaa, tässä se toimii (esim. Näyttää numero 27)

1 - mikrokontrolleri lähettää signaaleja seitsemälle ulostulolle, jotka vastaavat kymmenen numeron (numero 2) näytettävää merkkiä 2 - mikrokontrolleri aktivoi transistorin, joka syöttää kymmeniä vastaavan näytön mikrokytkin deaktivoi transistorin, joka syöttää näyttöä, joka vastaa kymmeniä 5 - mikrokontrolleri lähettää signaaleja 7 lähtöön, jotka vastaavat yksikköjen numeroa varten näytettävää merkkiä (numero 7) 6 - mikro aktivoi näytön toimittavan transistorin vastaa yksiköitä 7 - 2 ms: n viive kuluu 8 - mikrokytkin poistaa käytöstä yksiköitä vastaavan näytön toimittavan transistorin

Ja tämä sekvenssi toistuu silmukassa hyvin nopeasti, jotta ihmissilmä ei havaitse hetkeä, jolloin yksi näytöistä on pois päältä.

Painikkeet ja valo-/äänimerkit:

Tässä osassa on hyvin vähän laitteistotestausta ja vielä vähemmän laskelmia.

On laskettu, että tilan johtavan virran rajoittava vastus: R = Vcc-Vf/If R = 5-2/20mA R = 150 ohm

Valitsen vakioarvon E12 -sarjasta: R = 150 ohmia

Painikkeiden osalta tarkistin yksinkertaisesti, että pystyin havaitsemaan puristuksen mikrokontrollerin ansiosta ja lisäämään näyttöjen painallusten määrää. Testasin myös summerin aktivoinnin nähdäkseni toimiiko se oikein.

Katsotaan miten tämä kaikki hoidetaan ohjelman kanssa …

Vaihe 5: Ohjelma

Ohjelma on kirjoitettu C -kielellä MPLAB IDE: llä ja koodi kootaan CCS C Compiler -ohjelmalla.

Koodi on täysin kommentoitu ja melko helppo ymmärtää. Annan sinun ladata lähteet, jos haluat tietää, miten se toimii tai jos haluat muokata sitä.

Ainoa asia, joka on hieman monimutkainen, on ehkä ajastimen hallinta mikrokontrollerin ajastimella, yritän selittää riittävän nopeasti periaatteen:

Mikro -ohjain kutsuu 2 sekunnin välein erityistoiminnon, tämä on toiminto nimeltä RTCC_isr () ohjelmassa. Tämä toiminto hallitsee näytön multipleksointia ja myös ajastimen hallintaa. 2 ms välein näytöt päivitetään yllä kuvatulla tavalla, ja samalla TimeManagment -toimintoa kutsutaan myös 2 ms välein ja se hallitsee laskenta -arvoa.

Ohjelman pääsilmukassa on yksinkertaisesti painikkeiden hallinta, tässä toiminnossa on lähtölaskenta -arvon asetus ja UV -LED -valojen sytyttämisen ja laskennan käynnistyspainike.

Katso alla MPLAB -projektin zip -tiedosto:

Vaihe 6: Juotos ja kokoaminen

Olen jakanut koko järjestelmän kahdelle levylle: yksi levy tukee UV -LEDien vastuksia ja toinen levy, joka tukee kaikkia muita komponentteja. Lisäsin sitten välikappaleet korttien päälle. Monimutkaisin asia oli juottaa kaikki ylemmän levyn liitännät, erityisesti näyttöjen takia, jotka vaativat paljon johtoja, jopa multipleksointijärjestelmän kanssa …

Yhdistin liitokset ja vaijerin kuumasulaliimalla ja kutistuvalla vaipalla saadakseni mahdollisimman puhtaan tuloksen.

Tein sitten merkkejä PVC -korkkiin, jotta LEDit jakautuisivat mahdollisimman hyvin saadakseni mahdollisimman tasaisen valon. Sitten porasin reiät LED -valojen halkaisijalla, kuvista näet, että keskellä on enemmän LED -valoja, mikä on normaalia, koska lamppua käytetään pääasiassa valon lähettämiseen pieniin esineisiin.

(Näet projektin alussa olevista esittelykuvista, että PVC -putkea ei ole maalattu korkin tavoin, on normaalia, että vaimoni haluaa koristella sen itse … jos jonain päivänä minulla on kuvia, lisään ne!)

Ja lopuksi juotin naaraspuolisen USB-liittimen, jotta voisin käyttää lamppua esimerkiksi matkapuhelimen laturilla tai ulkoisella akulla (kotona olevan uros-uros-kaapelin kautta …)

Otin paljon kuvia toteutuksen aikana ja ne ovat melko "puhuvia".

Vaihe 7: Järjestelmän käyttökaavio

Tässä on kaavio järjestelmän toiminnasta, ei ohjelmasta. Se on jonkinlainen mini -käyttöopas. Olen liittänyt kaavion PDF -tiedoston liitteeksi.

Vaihe 8: Video

Vaihe 9: Johtopäätös

Tämä on tämän projektin loppu, jota kutsuisin "oportunistiseksi", todellakin tein tämän hankkeen vastatakseni välittömään tarpeeseen, joten tein jo käytössä olevien palautuslaitteiden kanssa, mutta olen kuitenkin varsin ylpeä lopputuloksesta, erityisesti melko puhdas esteettinen puoli, jonka pystyin saamaan.

En tiedä, onko kirjoitustyylini oikea, koska käytän osittain automaattista kääntäjää nopeammin ja koska en puhu englantia äidinkielelläni, mielestäni jotkut lauseet ovat luultavasti outoja englantia täydellisesti kirjoittaville. Joten kiitos DeepL -kääntäjälle avusta;)

Jos sinulla on kysyttävää tai kommentteja tästä projektista, kerro siitä minulle!