کلون سبک چای: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

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

در این مقاله آموزشی من در مورد مسیری که به این پروژه منتهی می شود و نحوه رسیدن به نتیجه کمی بیشتر توضیح خواهم داد ، بنابراین نیاز به مطالعه بیشتری دارد.

در خانه ما برخی از چراغ های چای الکترونیکی داریم ، چراغ های فیلیپس که می توانند بی سیم شارژ شوند. من قبلاً یک دستورالعمل مربوط به این موضوع را تهیه کرده ام ، به Tea Light Charge Monitorr مراجعه کنید.

بعد از مدتی این چراغ های چای از کار می افتند زیرا باتری قابل شارژ خراب می شود. برای حل این مشکل دو گزینه وجود دارد:

1. چراغ چای را دور می اندازید و یک چراغ جدید می خرید
2. باتری قابل شارژ را تعویض می کنید

من گزینه دوم رو امتحان کردم ویدئوی آخرین مرحله این دستورالعمل نشان می دهد که چگونه می توانید این کار را انجام دهید. آن ویدئو همچنین نشان می دهد که چگونه فیلیپس این چراغ های چای را در طول سال ها دوباره طراحی کرده و تولید آنها را ارزان تر کرده است ، اما متأسفانه طول عمر این چراغ های چای را کاهش می دهد. در کنار آن متوجه شدم که با جدیدترین طرح های ارزان قیمت روشن و خاموش کردن چراغ چای سخت است. به عنوان سوئیچ شیب برای آن استفاده می شود ، اما ظاهراً همیشه به نظر نمی رسد که خیلی خوب کار کنند.

وقتی برای اولین بار باتری قابل شارژ را تعویض کردم ، چراغ چای کار نمی کرد. شروع کردم به این فکر که شاید چراغ چای نوعی پیشخوان نگه می دارد تا ببیند چقدر از آن استفاده می شود و بعد دیگر هرگز روشن نمی شود. این دلیل شروع این پروژه بود زیرا من می خواستم یک چراغ چای برای همیشه کار کند ، البته یک بار و چند بار باتری قابل شارژ را جایگزین می کند.

باید اعتراف کنم که افکار بد من اشتباه بود ، هنگامی که باتری را تعویض کردید - حتی وقتی شارژ شده است - باید چراغ چای را خیلی زود در شارژر بگذارید تا دوباره کار کند. من نمی دانم چرا چنین است ، اما برای شروع روشنایی چای باید این کار را انجام داد.

به هر حال ، من قبلاً شروع به تهیه چراغ چای خودم کرده بودم که مانند چراغ چای فیلیپس رفتار می کرد. من لوازم الکترونیکی و الگویی را که فیلیپس برای ایجاد جلوه شمع زیبا استفاده می کند ، تجزیه و تحلیل کردم. لوازم الکترونیکی اولیه کمی پیچیده تر از آنچه انتظار داشتم بودند ، بنابراین تصمیم گرفتم طرح ساده تری برای خودم بسازم. من توانستم با تجزیه و تحلیل الگوی روی یک اسیلوسکوپ ، الگوی اثر شمع را دریابم. برخی از اسکرین شات های بخشی از این الگو اضافه می شود. سیگنال کم به این معنی است که led روشن است.

همانطور که گفته شد طراحی من ساده تر از طراحی فیلیپس شد و آنچه را که باید انجام دهد انجام می دهد. من مجدداً از محفظه ، چراغ ها ، سوئیچ شیب و سیم پیچ از چراغ چای استفاده کردم که دیگر کار نمی کرد و نسخه خودم را با PIC12F615 با استفاده از زبان برنامه نویسی JAL برای کنترل دستگاه ایجاد کردم.

مرحله 1: تجزیه و تحلیل چای اصلی

قبل از ساخت کلون ، باید نحوه عملکرد چراغ اصلی چای را بفهمم ، اما تا حدی می توانم آن را بفهمم زیرا پیچیده تر از آن چیزی است که در ابتدا تصور می کردم.

اندازه گیری موارد زیر را نشان داد:

• الگوی شمع شبه تصادفی است زیرا پس از مدتی در جایی که فقط لید بالای دو لامپ روشنایی را تغییر می دهد ، تکرار می شود. چراغ پایین به طور مداوم روشن است. در مورد نحوه عملکرد این ویدئو مشاهده کنید
• چراغ چای از دو چراغ روشنایی بالا با استفاده از جریان حدود 7 میلی آمپر در هر led استفاده می کند
• هنگامی که ولتاژ باتری به زیر 2.1 ولت می رسد ، دستگاه خود را خاموش می کند
• بسته به نوع طراحی (فیلم را در آخرین مرحله این دستورالعمل مشاهده کنید) باتری NiMH با جریان متغیر از 11 میلی آمپر تا 37 میلی آمپر شارژ می شود

مرحله 2: طراحی کلون

در نمودار شماتیک می بینید که چگونه کلون را طراحی کرده ام. قسمتهای زیر را می توان تشخیص داد:

• پل یکسو کننده با استفاده از چهار دیود 1N5818 Schottky. دلیل استفاده از این نوع دیودها افت ولتاژ پایین است. این پل ولتاژ AC را از سیم پیچ به ولتاژ DC برای دستگاه تبدیل می کند.
• خازن C1. به نظر نمی رسد مهم باشد اما این خازن سیم پیچ شارژ را به طنین می اندازد و منجر به نوسان ولتاژ بالا می شود. بدون این خازن ، سیم پیچ قدرت کافی برای دستگاه تولید نمی کند. در دو تصویر از اسیلوسکوپ ، ولتاژ خروجی سیم پیچ را هنگامی که در یک شارژر بدون (یک پیک) و با (سیگنال سینوسی) خازن قرار می گیرد ، مشاهده می کنید.
• دیود زنر D5 با مقدار 5V1 در این طراحی کمی عجیب به نظر می رسد زیرا ولتاژ منبع تغذیه به دلیل دو باتری NiMH از 2.5 ولت بیشتر نمی شود. با این حال ، اگر این باتری ها به پایان عمر خود برسند ، ولتاژ آنها افزایش می یابد و قله های ولتاژ سیم پیچ شارژ از حداکثر ولتاژی که PIC می تواند تحمل کند - که اگر 5.5 ولت باشد - بالاتر می رود ، بنابراین زنر این قله ها را قطع می کند ، PIC در آن شرایط
• سوئیچ شیب به پین وقفه PIC متصل است. این تضمین می کند که PIC پس از خاموش شدن بیدار می شود.
• PIC دو led را مستقیماً از دو درگاه خود کنترل می کند.

در این طرح جریان شارژ باتری ها در صورت قرار دادن در شارژر بی سیم حدود 17 میلی آمپر است. ظرفیت باتری ها 300 میلی آمپر ساعت است. این نوع باتری در صورت شارژ 14 ساعته با جریان 1/10 ظرفیت به طور کامل شارژ می شود ، بنابراین در این حالت 30 میلی آمپر. این بدان معناست که دستگاه هرگز به طور کامل شارژ نمی شود مگر اینکه دوبار شارژ شود. در ویدئوی مربوط به تعویض باتری در انتهای این دستورالعمل همچنین می بینید که فیلیپس در جدیدترین طراحی های خود از باتری های قابل شارژ با ظرفیت 160 میلی آمپر ساعت استفاده می کند.

در ویدئو می توانید عملکرد چراغ اصلی چای و کلون را مشاهده کنید. آیا می بینید کدام یک اصلی است و کدام یک کلون است؟

مرحله 3: اجزای مورد نیاز و ساخت کلون

برای این پروژه باید اجزای زیر را داشته باشید:

• یک تکه تخته نان
• میکروکنترلر PIC 12F615
• سوکت IC 8 پین
• دیودها: 4 * 1N5819 ، 1 * BZX85C5V1
• خازنهای سرامیکی 2 * 100nF
• مقاومت ها: 1 * 1MOhm ، 2 * 56 اهم
• لامپ روشن 2 * 3 میلی متر (از چراغ چای قدیمی)
• سوئیچ شیب (از چراغ چای قدیمی)
• سیم پیچ را از چراغ قدیمی چای شارژ کنید
• مسکن از چراغ چای قدیمی

در مورد نحوه اتصال اجزاء به نمودار شماتیک در قسمت قبل مراجعه کنید.

از آنجا که در طراحی از اجزای SMD استفاده نشده است ، به فضای بیشتری نسبت به نسخه اصلی نیاز دارد. به همین دلیل تخته نان به گونه ای بریده شد که فضای بیشتری در کناره ها وجود داشته باشد. این تنها در صورتی مفید است که از چای زیاد استفاده کنید. نسخه کوچکتر نیز وجود دارد (فیلم را در آخرین مرحله از این دستورالعمل مشاهده کنید) اما طراحی آن مناسب نخواهد بود مگر اینکه آن را با اجزای SMD بسازید.

در تصاویر نحوه ساخت دستگاه را مشاهده می کنید. توجه داشته باشید که سرپوش بالایی روی قسمت لحیم کاری تخته نان نصب شده است تا بتوانید آن را روی سربی دیگر قرار دهید.

مرحله 4: نرم افزار

همانطور که قبلاً ذکر شد ، نرم افزار برای PIC12F615 با استفاده از زبان برنامه نویسی JAL نوشته شده است.

در ابتدا PIC هنگامی که برای اولین بار روشن می شود در حالت خواب است و تقریباً هیچ نیرویی در آن حالت مصرف نمی کند.

نرم افزار وظایف زیر را انجام می دهد:

• وقتی دستگاه وارونه شود ، سوئیچ شیب با زمین تماس می گیرد که PIC را از خواب بیدار می کند.
• به محض بیدار شدن ، چراغ پایین روشن می شود و led بالا از الگوی شمع کلون شده فیلیپس برای تغییر روشنایی led استفاده می کند.
• در حین کار ، PIC ولتاژ منبع تغذیه را با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) اندازه گیری می کند. هنگامی که این ولتاژ به زیر 2.1 ولت کاهش یابد ، LED ها را خاموش می کند و PIC را در حالت خواب قرار می دهد. PIC هنوز می تواند در 2.1 ولت به خوبی کار کند ، اما خوب نیست که باتری های قابل شارژ به طور کامل تخلیه شوند.

در نحوه رفتار نور اصلی چای در مقایسه با کلون تفاوت وجود دارد. هنگامی که ولتاژ باتری به کمتر از 2.1 ولت می رسد ، چراغ اصلی چای روشن نمی شود تا دستگاه دوباره شارژ شود ، بنابراین به نظر می رسد که ولتاژ منبع تغذیه را در هنگام افزایش اندازه گیری می کند. با این حال ، کلون ولتاژ منبع تغذیه را پس از فعال شدن اندازه گیری می کند. این بدان معناست که وقتی ولتاژ منبع تغذیه زیر 2.1 ولت باشد ، led ها برای مدت کوتاهی کار می کنند و پس از آن دستگاه دوباره به خواب می رود.

یک نکته باقی مانده است که من متوجه آن نشدم. هنگامی که باتری ها خراب می شوند ، چراغ اصلی چای حتی زمانی که ولتاژ تغذیه باتری کافی باشد دیگر روشن نمی شود (دلیل اصلی افکار بد اولیه من در مورد دستگاه ، به خاطر دارید؟). شاید به خاطر داشته باشد که با اندازه گیری ولتاژ بالای باتری ، باتری ها خراب شده اند. در کلون ، این کار انجام نمی شود. حتی اگر باتری ها خراب شده و ولتاژ تغذیه زیاد شود - توسط دیود زنر محافظت می شود - دستگاه کار می کند اما به دلیل خرابی باتری ، زمان کار کوتاه می شود.

فایل منبع JAL و فایل Intel Hex برای برنامه نویسی PIC ضمیمه شده است. اگر علاقه مند به استفاده از میکروکنترلر PIC با JAL هستید - یک زبان برنامه نویسی مانند پاسکال - از وب سایت JAL دیدن کنید.

مرحله 5: تعویض باتری های قابل شارژ

اگر نمی خواهید کلون بسازید و فقط می خواهید باتری را تعویض کنید به این ویدیو نگاه کنید. همچنین نشان می دهد که چگونه طراحی چراغ اصلی چای ساده شده و متأسفانه محصولی با طول عمر کوتاه تر است.

همانطور که قبلاً ذکر شد ، به نظر می رسد که آخرین طرح ساده مشکل دیگری دارد زیرا خاموش کردن این چراغ چای بسیار سخت است. در ابتدا فکر می کردم به دلیل سوئیچ شیب بد است ، اما با استفاده مجدد از این سوئیچ در کلون ، همه چیز خوب کار می کند. بنابراین ، شبیه سازی ممکن است گزینه خوبی باشد.

از ایجاد پروژه شخصی خود لذت ببرید و منتظر واکنش های خود باشید.