Tea Light Clone: 5 vaihetta (kuvilla)

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

Tässä ohjeessa kerron hieman tarkemmin polusta, joka johtaa tähän projektiin ja miten pääsin tulokseen, joten se vaatii hieman enemmän lukemista.

Kotona meillä on melko paljon elektronisia teelamppuja, Philipsin valaisimia, jotka voidaan ladata langattomasti. Olen tehnyt Instructable ennen tähän aiheeseen liittyvää, katso Tea Light Charge Monitorr.

Jonkin ajan kuluttua nämä teevalot lakkaavat toimimasta, koska ladattava akku heikkenee. Ongelman ratkaisemiseksi on kaksi vaihtoehtoa:

1. Heität teevalon pois ja ostat uuden
2. Vaihdat ladattavan akun

Kokeilin toista vaihtoehtoa. Tämän Instructable -ohjelman viimeisen vaiheen video näyttää, kuinka voit tehdä sen. Videosta näkyy myös, kuinka Philips on suunnitellut nämä teevalot vuosien saatossa, jolloin niiden valmistaminen on halvempaa, mutta valitettavasti lyhentää näiden teelamppujen käyttöikää. Tämän lisäksi huomasin, että uusimpien halvempien mallien kanssa on vaikea kytkeä teevalo päälle ja pois päältä. Sitä käytetään kallistuskytkimenä, mutta ilmeisesti ne eivät aina näytä toimivan kovin hyvin.

Kun vaihdoin ladattavan akun ensimmäistä kertaa, teevalo ei toiminut. Aloin ajatella, että ehkä teevalo pitää jonkinlaisen laskurin nähdäkseen, kuinka usein sitä käytetään, eikä syty sitten uudelleen. Tämä oli syy tämän projektin aloittamiseen, koska halusin ikuisen teevalon, joka tietysti korvaa ladattavan akun silloin tällöin.

Minun on myönnettävä, että pahat ajatukseni olivat vääriä, kun olet vaihtanut akun - myös silloin, kun ne on ladattu - sinun on asetettava teevalo laturiin hyvin pian, jotta se toimisi uudelleen. En tiedä miksi näin on, mutta se on tehtävä, jotta teevalo käynnistyy.

Joka tapauksessa olin jo alkanut valmistaa omaa teevaloa, joka käyttäytyisi samalla tavalla kuin Philips -teelamppu. Analysoin elektroniikkaa ja kuviota, jota Philips käyttää luodakseen mukavan kynttiläefektin. Alkuperäinen elektroniikka oli hieman monimutkaisempi kuin odotin, joten päätin tehdä oman yksinkertaisemman suunnittelun. Pystyin selvittämään kynttiläefektin mallin analysoimalla kuvion oskilloskoopilla. Jotkut kuvakaappaukset osasta tätä mallia lisätään. Alhainen signaali tarkoittaa, että led on päällä.

Kuten sanottu, suunnittelustani tuli yksinkertaisempi kuin Philipsin muotoilu ja se tekee mitä sen on tehtävä. Käytin uudelleen koteloa, ledejä, kallistuskytkintä ja kelaa teevalosta, joka ei enää toiminut, ja loin oman version PIC12F615: llä käyttäen JAL-ohjelmointikieltä laitteen ohjaamiseen.

Vaihe 1: Alkuperäisen teevalon analysointi

Ennen kloonin tekemistä minun oli selvitettävä, miten alkuperäinen teevalo toimi, mutta pystyin ymmärtämään sen vain osittain, koska se oli monimutkaisempi kuin alun perin ajattelin.

Mittaukset paljastivat seuraavaa:

• Kynttiläkuvio on näennäissatunnainen, koska se toistetaan jonkin ajan kuluttua, jolloin vain kahden ledin ylävalo muuttaa kirkkautta. Alavalo palaa jatkuvasti. Katso video miten tämä toimii
• Teevalo käyttää kahta korkean kirkkauden lediä, joiden virta on noin 7 mA lediä kohti
• Laite sammuu, kun akun jännite laskee alle 2,1 voltin
• Suunnittelusta riippuen (katso video tämän ohjeen viimeisessä vaiheessa) NiMH -akku latautuu 11 mA: n ja 37 mA: n välisellä virralla

Vaihe 2: Kloonin suunnittelu

Kaaviossa näet kuinka suunnittelin kloonin. Seuraavat osat voidaan erottaa:

• Tasasuuntaajasilta neljällä 1N5818 Schottky -diodilla. Tämäntyyppisten diodien käytön syy on alhainen jännitehäviö. Tämä silta muuntaa käämin vaihtojännitteen laitteen DC -jännitteeksi.
• Kondensaattori C1. Se ei vaikuta olevan tärkeä, mutta tämä kondensaattori tuo latauskelan resonanssiin, mikä johtaa suurjännitevauhtiin. Ilman tätä kondensaattoria kela ei tuottaisi tarpeeksi virtaa laitteelle. Oskilloskoopin kahdessa kuvakaappauksessa näet kelan lähtöjännitteen, kun se asetetaan laturiin ilman (yksi huippu) ja (sinisignaali) kondensaattorilla.
• Zener -diodi D5, jonka arvo on 5V1, näyttää hieman oudolta tässä suunnittelussa, koska syöttöjännite ei nouse yli 2,5 V: n kahden NiMH -akun takia. Kuitenkin, jos nämä paristot alkavat loppua, niiden jännite kasvaa ja latauskelan jännitehuiput nousevat korkeammiksi kuin PIC: n kestämä maksimijännite - mikä jos 5,5 V - niin Zener katkaisee nämä piikit suojaten PIC tässä tilanteessa.
• Kallistuskytkin on kytketty PIC: n keskeytystappiin. Tämä takaa, että PIC herää sen jälkeen, kun se on sammutettu.
• PIC ohjaa kahta lediä suoraan kahdesta portistaan.

Tässä mallissa akkujen latausvirta on noin 17 mA, kun ne asetetaan langattomaan laturiin. Akkujen kapasiteetti on 300 mAh. Tämäntyyppinen akku on ladattu täyteen, kun sitä ladataan 14 tuntia, ja sen virta on 1/10 kapasiteetista, joten tässä tapauksessa 30 mA. Tämä tarkoittaa, että laitetta ei koskaan ladata täyteen, ellei sitä ladata kahdesti. Tämän oppaan lopussa olevasta videosta pariston vaihtamisesta näet myös, että Philips käyttää uusimpia mallejaan ladattavia akkuja, joiden kapasiteetti on 160 mAh.

Videolla näet alkuperäisen teevalon ja kloonin toiminnan. Näetkö mikä on alkuperäinen ja mikä klooni?

Vaihe 3: Tarvittavat komponentit ja kloonin rakentaminen

Sinulla on oltava seuraavat osat tähän projektiin:

• Leipälauta
• PIC -mikrokontrolleri 12F615
• 8-nastainen IC-liitäntä
• Diodit: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keraamiset kondensaattorit
• Vastukset: 1 * 1MOhm, 2 * 56 ohmia
• 2 * 3 mm korkea kirkas led (vanhasta teevalosta)
• Kallistuskytkin (vanhasta teevalosta)
• Lataa kela vanhasta teevalosta
• Kotelo vanhasta teevalosta

Katso kaaviosta edellisessä osassa, kuinka komponentit liitetään.

Koska malli ei käytä mitään SMD -komponentteja, se tarvitsee enemmän tilaa kuin alkuperäinen versio. Tämän vuoksi leipälauta on leikattu siten, että sen sivuilla on enemmän tilaa. Tämä toimii vain, jos sinulla on korkea teevalo. On myös pienempi versio (katso video tämän opetusohjelman viimeisessä vaiheessa), mutta malli ei sovi, ellet rakenna sitä SMD -komponenteilla.

Kuvista näet, miten laite rakennettiin. Huomaa, että ylävalo on asennettu leipälevyn juotospuolelle, jotta se voidaan asettaa toisen ledin päälle.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Kuten jo mainittiin, ohjelmisto on kirjoitettu PIC12F615: lle JAL -ohjelmointikielellä.

Aluksi PIC on lepotilassa, kun se kytketään päälle ensimmäisen kerran, ja kuluttaa tuskin virtaa tässä tilassa.

Ohjelmisto suorittaa seuraavat tehtävät:

• Kun laite käännetään ylösalaisin, kallistuskytkin koskettaa maata, joka herättää PIC -unen.
• Heräämisen jälkeen alavalo syttyy ja ylempi ledi käyttää kloonattua Philips -kynttiläkuviota ledin kirkkauden muuttamiseen.
• Käytön aikana PIC mittaa syöttöjännitteen käyttäen sisäistä analogista digitaalimuunninta (ADC). Kun tämä jännite putoaa alle 2,1 V: n, se sammuttaa ledit ja asettaa PIC -laitteen lepotilaan. PIC voi silti toimia hyvin 2,1 V: n jännitteellä, mutta ei ole hyvä, että ladattavat paristot tyhjenevät kokonaan.

Alkuperäisen teevalon käyttäytymisessä on eroa klooniin verrattuna. Kun akun jännite laskee alle 2,1 V: n, alkuperäinen teevalo ei syty, ennen kuin laite on ladattu uudelleen, joten näyttää siltä, että se mittaa syöttöjännitettä käynnistettäessä. Klooni mittaa kuitenkin syöttöjännitteen sen jälkeen, kun se on aktiivinen. Tämä tarkoittaa sitä, että kun syöttöjännite on alle 2,1 V, ledit toimivat lyhyen ajan, minkä jälkeen laite siirtyy uudelleen nukkumaan.

Vielä on yksi kohta, jota en ole ymmärtänyt. Kun paristot muuttuvat huonoiksi, alkuperäinen teevalo ei enää syty, vaikka akun syöttöjännite olisi riittävä (syy alkupahoihin ajatuksiini laitteesta, muistatko?). Ehkä se muistaa, että paristot ovat menneet huonoon mittaamalla korkean akun jännitteen. Kloonissa tätä ei tehdä. Vaikka paristot ovat menneet huonoon ja syöttöjännite nousee korkeaksi - Zener -diodi suojaa - laite toimii, mutta huonon akun vuoksi käyttöaika lyhenee.

JAL -lähdetiedosto ja Intel Hex -tiedosto PIC: n ohjelmoimiseksi ovat liitteenä. Jos olet kiinnostunut käyttämään PIC -mikrokontrolleria JAL: n kanssa - Pascal -kaltainen ohjelmointikieli - käy JAL -verkkosivustolla.

Vaihe 5: Ladattavien akkujen vaihtaminen

Jos et halua rakentaa kloonia, vaan haluat vaihtaa vain akun, katso tämä video. Se osoittaa myös, kuinka alkuperäinen teelamppumuotoilu yksinkertaistui, mikä johti valitettavasti tuotteeseen, jonka käyttöikä on lyhyempi.

Kuten aiemmin mainittiin, viimeisimmässä yksinkertaisessa suunnittelussa näyttää olevan toinen ongelma, koska nämä teevalot on erittäin vaikea kytkeä pois päältä. Aluksi ajattelin, että se johtui huonosta kallistuskytkimestä, mutta kun käytin tätä kytkintä uudelleen kloonissa, kaikki toimi hyvin. Joten kloonaus voi olla hyvä vaihtoehto.

Pidä hauskaa oman projektin rakentamisesta ja odota reaktioitasi.