UVLamp - SRO2003: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hei!

I dag vil jeg presentere deg for realiseringen av en UV LED -lampe. Min kone er en smykkedesigner i polymerleire og hun bruker ofte harpiks for å lage sine kreasjoner. I prinsippet bruker den en klassisk harpiks som bare polymeriserer i det fri, den fungerer bra, men den er lang nok til å bli solid (ca. 2 dager). Men nylig oppdaget hun en harpiks som polymeriserer takket være UV -lys, det er nok å eksponere det harpiksede objektet for en kilde til UV -stråler i kort tid for å gjøre harpiksen solid. Da hun bestilte harpiksen, nølte hun med å kjøpe en lampe (den koster ikke mye …), men jeg stoppet den med en gang og sa: JEG HAR UV -LED! Jeg vet ikke hva jeg skal gjøre med, jeg kan lage lampen din !!! (ja, jeg reagerer noen ganger litt for fort når det gjelder elektronikk …;))

Så her prøver jeg å lage en lampe med det jeg har i skuffebunnene mine …

Trinn 1: Forpliktelser

- Lyset fra lampen skal være så homogent som mulig, lampen skal belyse hele objektet som skal plasseres under.

- Lampen må ha en justerbar nedtellingstid på minst 1 minutt og 30 sekunder

- Lampen skal være stor nok til å dekke gjenstander opp til 6 cm i diameter, men bør ikke være for stor.

- Lampen må være lett flyttbar.

- Lampen må drives av en "sikker" strømkilde (batteri/adapter)

Trinn 2: Verktøy og elektronikkomponenter

Elektronikk komponenter:

- 1 mikrochip PIC 16F628A

- 2 midlertidige bryterknapper

- 2 transistorer BS170

- 1 transistor 2N2222

- 2 encifret numerisk display

- 1 rød LED 5 mm

- 17 UV LED 5 mm

- 8 motstander 150 ohm

- 17 motstander 68 ohm

- 2 motstander 10 Kohm

- 1 motstand 220 ohm

- 1 summer

- 2 PCB -plater

- viklingstråd (f.eks. 30 AWG)

Andre komponenter:

- 8 avstandsstykker

- noen skruer

- 1 pvc rørhette (100 mm)

- 1 pvc rørhylse (100 mm)

- hede krympeslanger

Verktøy:

- en drill

- loddejern- sveisetråd

- en programmerer for å injisere koden i en Microchip 16F628 (f.eks. PICkit 2)

Jeg anbefaler deg å bruke Microchip MPLAB IDE (freeware) hvis du vil endre koden, men du trenger også CCS Compiler (shareware). Du kan også bruke en annen kompilator, men du trenger mange endringer i programmet. Men jeg vil gi deg. HEX -fil slik at du kan injisere den direkte i mikrokontrolleren.

Trinn 3: Skjematisk

Her er skjematikken laget med CADENCE Capture CIS Lite. Forklaring av komponentenes rolle:

- 16F628A: mikrokontroller som administrerer innganger/utganger og tid for nedtelling

- SW1: knapp for innstilling av tidtaker- SW2: startknapp

- FND1 og FND2: siffer numeriske visninger for å indikere nedtellingstiden

- U1 og U2: effekttransistorer for siffer numeriske skjermer (multipleksing)

- Q1: strømtransistor for å slå på UV -lysdioder

- D2 til D18: UV -lysdioder

- D1: status -LED, lyser når UV -lys er slått på

- LS1: summer som sender ut en lyd når nedtellingen er over

Trinn 4: Beregninger og prototyper på brødbrett

La oss montere komponentene på et brødbrett i henhold til skjemaet ovenfor og programmere mikrokontrolleren!

Jeg delte systemet i flere deler før jeg monterte det hele:- en del for UV-lys

- en del for skjermadministrasjon

- en del for håndtering av trykknapper og lys/lydindikatorer

For hver del beregnet jeg verdiene til de forskjellige komponentene og kontrollerte deretter at de fungerte korrekt på brødbrettet.

UV -ledsdelen: Lysdiodene er koblet til Vcc (+5V) på anodene sine via motstandene og er koblet til GND på katodene via transistoren Q1 (2N2222).

For denne delen er det ganske enkelt nødvendig å beregne grunnmotstanden som trengs for at transistoren skal ha tilstrekkelig strøm til å mette den riktig. Jeg valgte å forsyne UV -lysdiodene med en strøm på 20mA for hver av dem. Det er 17 lysdioder, så det vil være en total strøm på 17*20mA = 340mA som vil krysse transistoren fra kollektoren til emitteren.

Her er de forskjellige nyttige verdiene fra den tekniske dokumentasjonen for å gjøre beregningene: Betamin = 30 Vcesat = 1V (ca.…) Vbesat = 0,6V

Når vi kjenner verdien av strømmen på kollektoren til transistoren og Betamin -en, kan vi utlede av den minste strømmen som skal ha på basen av transistoren slik at den er mettet: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Vi tar en koeffisient K = 2 for å være sikker på at transistoren er mettet:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33mA

La oss nå beregne basismotstandsverdien for transistoren:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

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

Rb = 200 ohm

Jeg velger en standardverdi fra E12 -serien: Rb = 220 ohm I prinsippet burde jeg ha valgt en motstand med en normalisert verdi lik eller lavere enn 200 ohm, men jeg hadde ikke mye valg i verdier for motstandene lenger, så jeg tok den nærmeste verdi.

Skjermadministrasjonsdelen:

Beregning av gjeldende begrensningsmotstand for display segmenter:

Her er de forskjellige nyttige verdiene fra den tekniske dokumentasjonen (siffervisning og BS170 -transistor) for å gjøre beregningene:

Vf = 2V

Hvis = 20mA

Beregning av gjeldende grenseverdi:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 ohm

Jeg velger en standardverdi fra E12 -serien: R = 150 ohm

Multiplexing management:

Jeg valgte å bruke den multipleksede skjermteknikken for å begrense antall ledninger som trengs for å kontrollere tegnene på skjermene. Det er en skjerm som tilsvarer tiersifret og en annen skjerm som tilsvarer enhetens siffer. Denne teknikken er ganske enkel å implementere. Slik fungerer det (f.eks. Å vise tallet 27)

1 - mikrokontrolleren sender signaler på 7 utganger som tilsvarer tegnet som skal vises for ti -tallet (siffer 2) 2 - mikrokontrolleren aktiverer transistoren som leverer displayet som tilsvarer tiene 3 - en forsinkelse på 2ms går 4 - mikrokontroller deaktiverer transistoren som leverer displayet som tilsvarer tiene - mikrokontrolleren sender signaler på 7 utganger som tilsvarer tegnet som skal vises for enhetens siffer (siffer 7) 6 - mikrokontrolleren aktiverer transistoren som leverer skjermen tilsvarer enhetene 7 - en forsinkelse på 2ms går 8 - mikrokontrolleren deaktiverer transistoren som leverer displayet som tilsvarer enhetene

Og denne sekvensen gjentas i loop veldig raskt, slik at det menneskelige øyet ikke oppfatter øyeblikket når en av skjermene er slått av.

Trykknappene og lys-/lydindikatorene deler:

Det er svært lite maskinvaretesting og enda mindre beregning for denne delen.

Det er beregnet at den nåværende begrensende motstanden for statusen ledet: R = Vcc-Vf/If R = 5-2/20mA R = 150 ohm

Jeg velger en standardverdi fra E12 -serien: R = 150 ohm

For trykknappene sjekket jeg ganske enkelt at jeg var i stand til å oppdage trykkingen takket være mikrokontrolleren og øke antallet trykk på displayene. Jeg testet også summeraktiveringen for å se om den fungerte som den skulle.

La oss se hvordan alt dette håndteres med programmet …

Trinn 5: Programmet

Programmet er skrevet på C -språk med MPLAB IDE og koden er kompilert med CCS C Compiler.

Koden er fullstendig kommentert og ganske enkel å forstå. Jeg lar deg laste ned kildene hvis du vil vite hvordan den fungerer eller hvis du vil endre den.

Det eneste litt kompliserte er kanskje styringen av nedtellingen med timeren til mikrokontrolleren, jeg skal prøve å forklare prinsippet raskt nok:

En spesiell funksjon kalles hver 2. ms av mikrokontrolleren, dette er funksjonen kalt RTCC_isr () i programmet. Denne funksjonen administrerer multiplexering av displayet og også styringen av nedtellingen. Hver 2. ms oppdateres skjermene som forklart ovenfor, og samtidig kalles TimeManagment -funksjonen også hver 2. ms og administrerer nedtellingen.

I programmets hovedsløyfe er det ganske enkelt styring av trykknappene, det er i denne funksjonen det er innstilling av nedtellingen og knappen for å starte belysningen av UV -LEDene og nedtellingen.

Se en zip -fil av MPLAB -prosjektet nedenfor:

Trinn 6: Lodding og montering

Jeg har distribuert hele systemet på 2 brett: ett brett støtter motstandene til UV -lysdiodene og et annet brett som støtter alle de andre komponentene. Deretter la jeg til avstandsstykker for å legge kortene på hverandre. Det mest kompliserte var å lodde alle tilkoblingene til det øvre brettet, spesielt på grunn av displayene som krever mange ledninger, selv med multipleksingssystemet …

Jeg konsoliderte tilkoblingene og ledningen med smeltelim og varmekrympbar kappe for å få et så rent resultat som mulig.

Jeg laget merker på PVC -hetten for å distribuere lysdiodene så godt som mulig for å få et mest mulig jevnt lys. Deretter boret jeg hullene med diameteren på lysdiodene, på bildene kan du se at det er flere lysdioder i midten det er normalt fordi lampen hovedsakelig vil bli brukt til å avgi lys på små gjenstander.

(Du kan se på presentasjonsbildene i begynnelsen av prosjektet at PVC -røret ikke er malt som lokket, det er normalt at min kone vil dekorere det selv … hvis jeg en dag har bilder, vil jeg legge dem til!)

Og til slutt loddet jeg en kvinnelig USB-kontakt for å kunne forsyne lampen med en mobiltelefonlader eller et eksternt batteri for eksempel (via en mann-mann-kabel som jeg hadde hjemme …)

Jeg tok mange bilder under realiseringen, og de "snakker" ganske.

Trinn 7: Systemdriftsdiagram

Her er diagrammet over hvordan systemet fungerer, ikke programmet. Det er en slags mini brukermanual. Jeg har lagt PDF -filen til diagrammet som et vedlegg.

Trinn 8: Video

Trinn 9: Konklusjon

Dette er slutten på dette prosjektet som jeg vil kalle "oportunist". Jeg har faktisk laget dette prosjektet for å dekke et øyeblikkelig behov, så jeg gjorde det med gjenvinningsutstyret jeg allerede hadde, men jeg er likevel ganske stolt av det endelige resultatet, spesielt det ganske rene estetiske aspektet som jeg var i stand til å oppnå.

Jeg vet ikke om skrivestilen min vil være riktig fordi jeg delvis bruker en automatisk oversetter for å gå raskere, og siden jeg ikke er engelsktalende, tror jeg noen setninger sannsynligvis vil være rare for folk som skriver engelsk perfekt. Så takk til DeepL -oversetteren for hjelpen;)

Gi meg beskjed hvis du har spørsmål eller kommentarer til dette prosjektet!