فلاشر LED 31 ساله برای مدل Lighthouses و غیره ..: 11 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

فانوس دریایی های مدل جذابیت زیادی دارند و بسیاری از مالکان باید فکر کنند که چقدر خوب می شود اگر به جای نشستن در آنجا ، این مدل واقعاً چشمک بزند. مشکل این است که مدلهای فانوس دریایی به احتمال زیاد کوچک هستند و فضای کمی برای باتری و مدار وجود دارد و چراغ چای نشان داده شده در تصویر بالا مثال خوبی است که در آن فقط فشاری در باتری PP3 یا یک دسته کوچک دکمه لیتیوم وجود دارد. سلول ها به همراه برد مدار بسیار کوچک.

اینترنت دارای فلاشر LED فراوان است. بسیاری از آنها بر اساس تراشه 555 ساخته شده اند و بنابراین می توان انتظار داشت که حدود 10 میلی آمپر جریان مصرف کند که باعث می شود یک باتری کوچک ظرف چند روز خالی شود. پس از مدتی بازی ناخوشایند با قطعات روی تخته نان ، با مدار CMOS روبرو شدم که اساس این مقاله است. این مدار 5000 بار بهتر از 555 است و 2 میکرو آمپر مصرف می کند ، این بدان معناست که یک باتری قلیایی 9 ولت PP3 باید 31 سال دوام بیاورد ، اگرچه این امر آکادمیک است زیرا بسیار بیشتر از عمر مفید باتری است. مجموعه ای از 3 سلول لیتیوم X 2032 که 9 ولت می دهند فقط 12 سال دوام می آورد.

برای دستیابی به این عملکرد ، برخی از قوانین زیر پا گذاشته می شود و متخصصان الکترونیک اگر دو مورد را نداشته باشند ، ابروهای خود را بالا می برند.

مرحله 1: مدار اولیه 1

شاید بتوان مدار را در ابتدا روی یک تخته نان بدون لحیم کار کرد و در کنار تخته نان به موارد زیر نیز نیاز داشته باشید مفید باشد.

1 X CMOS CD4011 چهار دروازه NOR. (ما از IC به عنوان یک اینورتر چهارگانه استفاده می کنیم بنابراین CD 4001 نیز کار می کند.)

1 مقاومت 4.7 مگ اهم (حداکثر 10 مگا اهم را می توان برای دوره های طولانی تر استفاده کرد.)

مقاومت 1 X 10 اهم.

1 خازن الکترولیتی 1000 میکرو فاراد.

خازن الکترولیتی غیر قطبی 1 X 1 microFarad. (ممکن است از 1 خازن سرامیکی microFarad استفاده شود ، اما تهیه آنها کمی سخت تر است.)

2 عدد LED سفید با کارایی بالا

2 X 2N7000 N کانال FET.

1 X 4.7 میکرو فاراد خازن الکترولیتی (تانتالوم بهتر است.)

باتری 1 X 9 ولت مانند PP3.

شماتیک بالا مدار اصلی را نشان می دهد. CMOS CD 4011 دارای همه جفت ورودی های دروازه است که به هم متصل شده اند و اینورتر چهارگانه را تبدیل می کند. دو تا از دروازه ها به صورت ایستا با زمان بندی که توسط مقاومت 4.7 مگا اهم و 1 خازن الکترولیتی غیر قطبی 1 microFarad وصل شده است و زمان چرخه آن سه تا چهار ثانیه است. زمان را می توان با افزودن 1 خازن دیگر microFarad یا بیشتر به طور موازی دو برابر کرد و مقاومت 4.7 مگا اهم را می توان به 10 مگا اهم افزایش داد ، بنابراین زمان چرخه طولانی امکان پذیر است. دو دروازه باقیمانده به صورت اینورتر از قسمت استابل تغذیه می شوند و خروجی های آنتی فاز آنها دروازه های مربوط به 2N7000 FET را که بصورت سری در سراسر خط تغذیه سیم کشی می شوند تغذیه می کنند. هنگامی که آخرین اینورتر در خروجی زنجیره بالا برود ، حالت قبلی کم خواهد بود و 2N7000 بالا خازن 4.7 میکرو فاراد را از طریق یک LED شارژ می کند و فلش می زند. هنگامی که آخرین اینورتر در زنجیره پایین می آید ، 2N7000 پایین هدایت می شود و به 4.7 میکرو فاراد اجازه می دهد تا از طریق LED دیگر تخلیه شود و فلش دیگری ایجاد کند. مرحله خروجی در خارج از زمانهای انتقال جریان صفر را مصرف می کند.

مقاومت 10 اهم و خازن 1000 میکروفاراد در خط تغذیه فقط برای جداسازی هستند و حیاتی نیستند اما در مرحله آزمایش بسیار مفید هستند.

تصفیه کننده های الکترونیکی اشاره می کنند که مرحله خروجی طراحی خوبی ندارد زیرا هر گونه قطعی یا عدم قطعیت در نقطه ای که کلیدهای مدار می تواند منجر به روشن شدن کوتاه مدت هر دو 2N7000 و در نتیجه کوتاه شدن منبع تغذیه شود. در عمل متوجه می شوم که این اتفاق نمی افتد و در مصرف فعلی ظاهر می شود ، بعداً ببینید.

مدار نشان داده شده است که به طور متوسط 270 میکرو آمپر مصرف می کند که برای هدف ما معتبر است ، اما بسیار زیاد است.

مرحله 2: مدار اصلی 2

تصویر بالا نشان می دهد که مدار روی یک تخته نان بدون لحیم مونتاژ شده است.

مرحله 3: مدار پیشرفته 1

مدار نشان داده شده در شماتیک بالا تقریباً شبیه مدار قبلی است. در اینجا افزودن فقط یک جزء بر تغییر عملکردی تأثیر می گذارد که به همان اندازه شدید که در مدارهای الکترونیکی ساده مشاهده می کنید.

یک مقاومت 1 مگا اهم به صورت سری با منبع تغذیه IC401111 قرار داده شده است. (متخصصان الکترونیک می گویند این چیزی است که هرگز نباید انجام شود.) اما مدار همچنان به کار خود ادامه می دهد اما متوسط مصرف به حدود 2 میکرو آمپر کاهش می یابد که برابر با 31 سال عمر برای یک سلول قلیایی PP3 با ظرفیت 550 میلی آمپر ساعت است. به طرز باورنکردنی ، ولتاژ خروجی هنوز به اندازه کافی بالا است تا بتوان قابلیت اطمینان 2N7000 FET را تغییر داد.

مرحله 4:

تصویر بالا مقاومت اضافه شده با رنگ قرمز را نشان می دهد.

اندازه گیری میانگین جریان کشیده شده توسط این مدار یک کار دلهره آور است ، اما یک آزمایش سریع این است که باتری را بردارید و اجازه دهید مدار در خازن جداکننده 1000 میکرو فاراد در صورت نصب شارژ شود-مدار باید پنج بار کار کند. یا شش دقیقه قبل از اینکه یکی از چشمک ها تسلیم شود.

من با قرار دادن یک مقاومت 100 اهم بعلاوه 3 خازن فوق العاده فاراد ، (مشاهده قطبیت ،) به طور موازی در خط تغذیه و اجازه دادن به چندین ساعت برای رسیدن به تعادل ، موفقیت هایی کسب کردم. با استفاده از میلی ولت متر می توان ولتاژ مقاومت را اندازه گیری و جریان متوسط را با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد.

مرحله 5: برخی از افکار در این مرحله

من مرتکب گناه اصلی قرار دادن مقاومت در خط تغذیه IC CMOS شده ام. با این حال IC به تنهایی ایستاده و بخشی از یک زنجیره منطقی نیست و من پیشنهاد می کنم که ما از این IC واحد به عنوان مجموعه ای از ترانزیستورهای CMOS مکمل استفاده می کنیم. ممکن است ما در اینجا نوسان ساز آرامش فوق العاده کم مرد فقیر را داشته باشیم.

خازن "سطل" که از طریق دو LED شارژ و تخلیه می شود را می توان برای ایجاد یک فلاش روشن تر افزایش داد ، اما با مقادیری در صدها میکرو فاراد ، ممکن است احتیاط عاقلانه ای باشد که یک مقاومت کوچک در سری با LED ها برای محدود کردن حداکثر جریان و 47 یا 100 اهم پیشنهاد می شود. با ارزش خازن بزرگتر ، ممکن است فلش کمی تنبل شود زیرا آخرین قسمت شارژ خازن از طریق LED پایین پخش می شود ، اگرچه ممکن است در نظر بگیرید که یک تجربه واقعی از فانوس دریایی را ارائه می دهد. البته مصرف فعلی شاید حتی به بیست یا سی میکرو آمپر افزایش یابد.

مرحله 6: ایجاد نسخه دائمی مدار 1

ما قسمت آسان را انجام داده ایم ، اما باید ثابت می کردیم که مدار کار می کند و اکنون می توان متعهد شد که به فانوس دریایی ما برود.

این امر به ابزارهای الکترونیکی اولیه و مهارتهای مونتاژ نیاز دارد. اجزای مورد نیاز بستگی به نحوه انتخاب شما برای انجام این قسمت و مهارتهایی دارد که دارید. من چند نمونه را نشان می دهم و پیشنهادات بیشتری می دهم.

تصویر بالا یک برد نوار کوچک دو طرفه PCB را نشان می دهد برد مدار به نقطه. اینها در اندازه های مختلف در EBay موجود هستند و این یکی از کوچکترین آنها است. همچنین یک مربع از برد مدار چاپی ساده با سیم متصل نشان داده شده است و این یک اتصال برای باتری ما ایجاد می کند که باید از سه سلول دکمه لیتیوم تشکیل شود. با این نوع تخته متوجه می شوم که نمی توان لنت های مجاور را با لحیم پل کرد زیرا لحیم از سوراخ ها عبور می کند-شما باید با سیم پل بزنید.

مرحله 7: ساخت نسخه دائمی مدار 2

در تصویر بالا می بینیم که ساخت و ساز به خوبی در حال انجام است. توجه داشته باشید که از دو خازن 1 میکرو فاراد برای زمان بندی استفاده شده است و سه سلول دکمه لیتیوم 2025 آماده اتصال بین اتصالات انتهای باتری است.

مرحله 8: ایجاد نسخه دائمی مدار 3

در تصویر بالا مقاله آماده شده آماده نصب در فانوس دریایی را مشاهده می کنید. توجه داشته باشید که سه سلول لیتیوم به صورت سری مثبت به منفی تا مثبت بالا متصل شده اند که به مربع تخته رایانه ساده وصل شده به سرب قرمز متصل است. سپس سلولها را با نوار خودآمیز محکم به هم وصل کرده است. نمونه هایی از این روش ساخت باتری از چندین سلول دکمه ای را در جای دیگر در سایت Instructables خواهید یافت.

مرحله 9: ساخت نسخه دائمی مدار 4

در تصویر بالا ، نسخه دیگری را می بینیم که روی نوار چوبی مونتاژ شده است که نسخه مدرن Veroboard است. این خوب است ، اما تخته مدرن اشتباهات را نمی بخشد و قبل از بلند شدن نوارهای مسی لحیم و لحیم نمی شود ، بنابراین اولین بار آن را درست انجام دهید! باتری یک PP3 قلیایی است که با ظرفیت 450 میلی آمپر ساعت ، عمر مفید 31 سال را محاسبه می کند.

مرحله 10: ایجاد نسخه دائمی مدار 5

در اینجا مدار نوار به علاوه باتری PP3 در مواد بسته بندی پلاستیکی پیله بندی شده و به نگهدارنده چراغ چای چسبانده شده است که اجازه می دهد مجموعه ما به داخل فانوس دریایی وارد شود.

برای یک مدار ساده مانند این ، شما همچنین می توانید برد مدار چاپی خود را با قلم مدار چاپی بسازید ، اما باید بتوانید آن را بچسبانید ، ترجیحاً نه در آشپزخانه! در نهایت ، یک صفحه کوچک از برد مدار چاپی ساده می تواند موضوع ساخت "اشکال مرده" باشد که می تواند کوچکترین و قوی ترین ساختار را از همه مثالها ارائه دهد.

مرحله 11: آخرین افکار

ساخت این مدار بسیار ارزان است و یکبار مصرف است. می توان آن را آنقدر کوچک کرد که داخل یک شیشه کوچک شیشه ای شود و در صورت باقی ماندن LED ها در شفاف ، حتی در رزین یا موم گلدانی کرد. در چنین فرم قوی ممکن است بسیاری از موارد استفاده بالقوه وجود داشته باشد. من پیشنهاد می کنم که این می تواند یک مورد ایمنی ارزشمند در غارنوردی و به ویژه غواصی غار باشد ، جایی که تعدادی از آنها می توانند راهی برای خروج از یک غار یا از داخل یک خرابه پیچ خورده را روشن کنند. آنها می توانند سالها در جای خود رها شوند.

ممکن است خازن سطل کوچکتر شود و مصرف برق را تا حدی کاهش دهد که مدار توسط یک باتری "شمع" از صفحات فلزی غیرمتعارف که با پدهای الکترولیت در هم آمیخته شده اند ، هدایت شود. این ممکن است حتی منجر به مونتاژ شود که می تواند در یک "کپسول زمان" قرار گیرد تا پنجاه سال بعد حفر شود!