UVLamp - SRO2003: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

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

سلام!

امروز من یک لامپ LED UV را به شما ارائه خواهم داد. همسرم طراح جواهرات در رس پلیمر است و اغلب از رزین برای ایجاد خلاقیت خود استفاده می کند. در اصل از رزین کلاسیک استفاده می کند که به سادگی در هوای آزاد پلیمریزه می شود ، خوب کار می کند اما به اندازه کافی طولانی است تا جامد شود (حدود 2 روز) به اما اخیراً او رزینی را کشف کرد که به لطف اشعه ماوراء بنفش پلیمری می شود ، کافی است جسم رزین شده را برای مدت کوتاهی در معرض منبع اشعه ماوراء بنفش قرار دهید تا رزین جامد شود. وقتی او رزین را سفارش داد ، در خرید لامپ تردید داشت (هزینه آن زیاد نیست …) اما من بلافاصله آن را متوقف کردم و گفتم: من LED های UV دارم! من نمی دانم با چه کار کنم ، می توانم لامپ خود را بسازم !!! (بله ، در مورد وسایل الکترونیکی گاهی اوقات خیلی سریع واکنش نشان می دهم …؛))

و بنابراین در اینجا من سعی می کنم با آنچه در پایین کشو دارم چراغی بسازم…

مرحله 1: تعهدات

- نوری که از لامپ ساطع می شود باید تا حد امکان همگن باشد ، لامپ باید تمام جسمی را که در زیر قرار می گیرد روشن کند.

- لامپ باید دارای زمان شمارش معکوس قابل تنظیم حداقل 1 دقیقه و 30 ثانیه باشد

- لامپ باید آنقدر بزرگ باشد که اجسام تا قطر 6 سانتی متر را بپوشاند اما نباید زیاد حجیم باشد.

- لامپ باید به راحتی متحرک باشد.

- لامپ باید از منبع تغذیه "ایمن" (باتری/آداپتور) تغذیه شود

مرحله 2: ابزارها و قطعات الکترونیکی

قطعات الکترونیکی:

- 1 ریزتراشه PIC 16F628A

- 2 دکمه سوئیچ لحظه ای

- 2 ترانزیستور BS170

- 1 ترانزیستور 2N2222

- صفحه نمایش عددی 2 رقمی

- 1 LED قرمز 5 میلی متری

- 17 UV UV 5 میلی متر

- 8 مقاومت 150 اهم

- 17 مقاومت 68 اهم

- 2 مقاومت 10 اهم

- 1 مقاومت 220 اهم

- 1 زنگ

- 2 تخته PCB

- سیم پیچ (به عنوان مثال: 30 AWG)

اجزای دیگر:

- 8 فاصله دار

- چند پیچ

- 1 درپوش لوله پی وی سی (100 میلی متر)

- 1 آستین لوله پی وی سی (100 میلی متر)

- لوله های جمع کننده سلامتی

ابزارها:

- یک دریل

- سیم جوش- سیم جوش

- برنامه نویس برای تزریق کد به میکروچیپ 16F628 (به عنوان مثال PICkit 2)

به شما توصیه می کنم اگر می خواهید کد را اصلاح کنید ، اما از CCS Compiler (shareware) نیز استفاده کنید ، از Microchip MPLAB IDE (نرم افزار رایگان) استفاده کنید. همچنین می توانید از کامپایلر دیگری استفاده کنید اما به تغییرات زیادی در برنامه نیاز دارید. اما من به شما ارائه می دهم. فایل HEX به طوری که بتوانید آن را مستقیماً به میکروکنترلر تزریق کنید.

مرحله 3: شماتیک

در اینجا این شماتیک است که با CADENCE Capture CIS Lite ایجاد شده است. توضیح نقش اجزاء:

- 16F628A: میکروکنترلر که ورودی/خروجی ها و زمان شمارش معکوس را مدیریت می کند

- SW1: تنظیم دکمه تنظیم تایمر- SW2: دکمه راه اندازی

- FND1 و FND2: نمایشگرهای عددی رقمی برای نشان دادن زمان شمارش معکوس

- U1 و U2: ترانزیستورهای قدرت برای نمایشگرهای عددی رقمی (مالتی پلکس)

- Q1: ترانزیستور قدرت به روشنایی LED های UV

- D2 تا D18: LED های UV

- D1: LED وضعیت ، هنگام روشن شدن چراغ های UV روشن شود

- LS1: زنگ که با پایان شمارش معکوس صدایی را منتشر می کند

مرحله 4: محاسبات و نمونه سازی روی Breadboard

بیایید اجزای سازنده را بر روی یک تخته نان مطابق شماتیک بالا مونتاژ کنیم و میکروکنترلر را برنامه ریزی کنیم!

قبل از مونتاژ کل سیستم را به چندین قسمت تقسیم کردم:- بخشی برای چراغ های UV

- بخشی برای مدیریت نمایش

- بخشی برای مدیریت دکمه های فشار و شاخص های نور/صدا

برای هر قسمت مقادیر اجزای مختلف را محاسبه کرده و سپس عملکرد صحیح آنها را روی تخته نان بررسی کردم.

قسمت لامپهای UV: لامپها از طریق مقاومتها به Vcc (+5V) در آندهای خود متصل می شوند و از طریق ترانزیستور Q1 (2N2222) به GND در کاتدهای خود متصل می شوند.

برای این قسمت به سادگی لازم است مقاومت پایه مورد نیاز برای ترانزیستور برای داشتن جریان کافی برای اشباع صحیح آن محاسبه شود. من انتخاب کردم که چراغ های UV را با جریان 20 میلی آمپر برای هر یک از آنها تامین کنم. 17 لید وجود دارد ، بنابراین جریان کلی 17*20mA = 340mA وجود خواهد داشت که از ترانزیستور از کلکتور به امیتر خود عبور می کند.

در اینجا مقادیر مفید مختلف از اسناد فنی برای انجام محاسبات آورده شده است: Betamin = 30 Vcesat = 1V (تقریبا…) Vbesat = 0.6V

با دانستن مقدار جریان بر روی کلکتور ترانزیستور و بتامین می توان از آن حداقل جریانی را که بر پایه ترانزیستور دارد به طوری که اشباع شده است ، نتیجه گرفت: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11.33 میلی آمپر

برای اطمینان از اشباع بودن ترانزیستور ، ضریب K = 2 را در نظر می گیریم:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22.33mA

حالا اجازه دهید مقدار مقاومت پایه برای ترانزیستور را محاسبه کنیم:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb = (5-0.6)/22.33mA

Rb = 200 اهم

من یک مقدار استاندارد را از سری E12 انتخاب می کنم: Rb = 220 اهم در اصل من باید یک مقاومت با مقدار نرمال برابر یا کمتر از 200 اهم انتخاب می کردم ، اما دیگر برای مقاومت ها انتخاب چندانی نداشتم ، بنابراین نزدیکترین را انتخاب کردم ارزش.

بخش مدیریت صفحه نمایش:

محاسبه مقاومت محدود کننده جریان برای بخش های صفحه نمایش:

در اینجا مقادیر مفید مختلف از اسناد فنی (نمایش رقم و ترانزیستور BS170) برای انجام محاسبات آمده است:

Vf = 2V

اگر = 20 میلی آمپر

محاسبه مقدار محدود فعلی:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 اهم

من یک مقدار استاندارد را از سری E12 انتخاب می کنم: R = 150 اهم

مدیریت چندگانه:

من استفاده از تکنیک نمایش چندگانه را برای محدود کردن تعداد سیمهای مورد نیاز برای کنترل کاراکترها روی صفحه نمایش انتخاب کردم. یک صفحه نمایش وجود دارد که مربوط به رقم دهها و یک صفحه دیگر است که مربوط به رقم واحد است. پیاده سازی این تکنیک بسیار ساده است ، در اینجا نحوه عملکرد آن (به عنوان مثال: نمایش عدد 27)

1 - میکروکنترلر سیگنال هایی را در 7 خروجی مربوط به کاراکتر ارسال می کند که برای رقم دهها نشان داده می شود (رقم 2) میکروکنترلر ترانزیستور را که صفحه نمایش مربوط به دهها 5 را غیرفعال می کند - میکروکنترلر سیگنال هایی را در 7 خروجی ارسال می کند که مربوط به کاراکتر برای رقم واحدها (رقم 7) 6 است - میکروکنترلر ترانزیستور را که صفحه نمایش را تامین می کند فعال می کند. مربوط به واحدهای 7 - تاخیر 2 میلی ثانیه می گذرد 8 - میکروکنترلر ترانزیستور را که صفحه نمایش مربوط به واحدها را تامین می کند ، غیرفعال می کند

و این دنباله خیلی سریع در حلقه تکرار می شود تا چشم انسان لحظه خاموش شدن یکی از نمایشگرها را درک نکند.

دکمه های فشار و قسمت نشانگرهای نور/صدا:

تست سخت افزاری بسیار کمی و حتی محاسبه کمتری برای این قسمت وجود دارد.

محاسبه می شود که مقاومت محدود کننده فعلی برای وضعیت led: R = Vcc-Vf/اگر R = 5-2/20mA R = 150 اهم

من یک مقدار استاندارد را از سری E12 انتخاب می کنم: R = 150 اهم

برای فشار دادن دکمه ها ، من به سادگی بررسی کردم که به لطف میکروکنترلر می توانم فشار را تشخیص دهم و تعداد فشارها را روی صفحه نمایش افزایش دهم. همچنین فعال سازی زنگ را آزمایش کردم تا ببینم آیا به درستی کار می کند یا خیر.

بیایید ببینیم چگونه همه اینها با برنامه مدیریت می شود…

مرحله 5: برنامه

این برنامه به زبان C با MPLAB IDE نوشته شده است و کد با کامپایلر CCS C کامپایل شده است.

کد کاملاً کامنت گذاری شده است و درک آن بسیار ساده است ، اگر می خواهید نحوه عملکرد آن را بدانید یا اگر می خواهید آن را اصلاح کنید ، منابع را بارگیری می کنم.

تنها چیزی که کمی پیچیده است شاید مدیریت شمارش معکوس با تایمر میکروکنترلر است ، من سعی خواهم کرد این اصل را به سرعت توضیح دهم:

یک تابع ویژه هر 2 میلی ثانیه توسط میکروکنترلر فراخوانی می شود ، این تابع RTCC_isr () در برنامه نامیده می شود. این تابع مالتی پلکس صفحه نمایش و همچنین مدیریت شمارش معکوس را مدیریت می کند. هر 2 میلی ثانیه نمایشگرها همانطور که در بالا توضیح داده شد به روز می شوند و در همان زمان تابع TimeManagment نیز هر 2 میلی ثانیه فراخوانی می شود و مقدار شمارش معکوس را مدیریت می کند.

در حلقه اصلی برنامه به سادگی مدیریت دکمه های فشاری وجود دارد ، در این تابع تنظیم مقدار شمارش معکوس و دکمه شروع روشنایی LED های UV و شمارش معکوس وجود دارد.

در زیر فایل زیپ پروژه MPLAB را مشاهده کنید:

مرحله 6: لحیم کاری و مونتاژ

من کل سیستم را روی 2 برد توزیع کرده ام: یک برد از مقاومت LED های UV پشتیبانی می کند و یک برد دیگر که از تمام اجزای دیگر پشتیبانی می کند. سپس فاصله ها را برای قرار دادن کارت ها اضافه کردم. پیچیده ترین کار این بود که همه اتصالات صفحه بالایی را بچسبانید ، به ویژه به دلیل نمایشگرهایی که به سیم زیادی احتیاج دارند ، حتی با سیستم مالتی پلکس…

من اتصالات و سیم را با چسب مذاب داغ و غلاف کوچک شونده تثبیت کردم تا تمیزترین نتیجه ممکن را بدست آورم.

سپس علامت هایی روی درپوش PVC گذاشتم تا LED ها را تا حد ممکن توزیع کنم تا یکنواخت ترین نور ممکن را بدست آورم. سپس من سوراخ هایی با قطر LED ها ایجاد کردم ، در تصاویر می بینید که LED های بیشتری در مرکز وجود دارد طبیعی است زیرا لامپ عمدتا برای تابش نور به اجسام کوچک استفاده می شود.

(در تصاویر ارائه در ابتدای پروژه مشاهده می کنید که لوله PVC مانند کلاه رنگ نشده است ، طبیعی است که همسرم می خواهد خودش آن را تزئین کند … اگر روزی عکس داشته باشم آنها را اضافه می کنم!)

و سرانجام یک کانکتور USB زن را لحیم کردم تا بتوانم لامپ را با استفاده از شارژر تلفن همراه یا باتری خارجی (به عنوان مثال از طریق کابل مرد-مرد که در خانه داشتم) تغذیه کنم …

من در حین پیاده سازی عکس های زیادی گرفتم و آنها کاملاً "صحبت می کنند".

مرحله 7: نمودار عملکرد سیستم

در اینجا نمودار نحوه عملکرد سیستم است ، نه برنامه. این نوعی راهنمای کاربر کوچک است. فایل PDF نمودار را به عنوان پیوست قرار داده ام.

مرحله 8: فیلم

مرحله 9: نتیجه گیری

این پایان این پروژه است که من آن را "oportunist" می نامم ، در واقع من این پروژه را برای برآوردن نیاز فوری ساختم ، بنابراین با تجهیزات بازیابی که قبلاً داشتم این کار را کردم ، اما با این وجود به نتیجه نهایی بسیار افتخار می کنم ، به ویژه جنبه زیبایی نسبتاً تمیزی که من توانستم به دست آورم.

من نمی دانم آیا شیوه نوشتن من صحیح خواهد بود یا نه ، زیرا من تا حدی از مترجم خودکار برای سرعت بیشتر استفاده می کنم و از آنجا که بومی انگلیسی صحبت نمی کنم ، فکر می کنم برخی از جملات احتمالاً برای افرادی که انگلیسی را کاملاً می نویسند عجیب خواهد بود. بنابراین از مترجم DeepL برای کمک او تشکر می کنم؛)

اگر س questionsال یا نظری در مورد این پروژه دارید ، لطفاً به من اطلاع دهید!