Tea Light Clone: 5 trinn (med bilder)

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

I denne instruksen vil jeg være litt mer detaljert om veien som ledet til dette prosjektet og hvordan jeg kom til resultatet, så det krever litt mer lesing.

Hjemme har vi ganske mange elektroniske telys, de fra Philips som kan lades trådløst. Jeg har laget en instruks før relatert til dette emnet, se Tea Light Charge Monitorr.

Etter en stund slutter disse telysene å fungere fordi det oppladbare batteriet blir dårlig. Det er to alternativer for å løse dette problemet:

1. Du kaster telyset og kjøper et nytt
2. Du bytter ut det oppladbare batteriet

Jeg prøvde det andre alternativet. Videoen i det siste trinnet i denne instruksjonsfilen viser hvordan du kan gjøre det. Denne videoen viser også hvordan Philips redesignet disse telysene gjennom årene, noe som gjorde dem billigere å produsere, men dessverre reduserte levetiden til telysene. Ved siden av det la jeg merke til at med de nyeste billigere designene er det vanskelig å slå telyset på og av. Den brukes som vippebryter for det, men tilsynelatende ser det ikke alltid ut til at de fungerer veldig bra.

Da jeg byttet ut det oppladbare batteriet for første gang, fungerte telyset ikke. Jeg begynte å tenke at kanskje telyset beholder en slags teller for å se hvor ofte det brukes og deretter aldri slås på igjen. Det var grunnen til at jeg startet dette prosjektet siden jeg ønsket en telys som ville fungere for alltid, selvfølgelig bytte det oppladbare batteriet en gang i blant.

Jeg må innrømme at mine dårlige tanker var feil, når du har byttet batteri - selv når de er ladet - må du sette telyset i en lader veldig snart for å få det til å fungere igjen. Jeg vet ikke hvorfor det er det, men det må gjøres for å starte telyset.

Uansett, jeg hadde allerede begynt å lage min egen telys som ville oppføre seg på samme måte som Philips telys. Jeg analyserte elektronikken og mønsteret Philips bruker for å lage den fine lyseffekten. Den originale elektronikken var litt mer kompleks enn jeg forventet, så jeg bestemte meg for å lage min egen enklere design. Jeg klarte å finne ut mønsteret for lyseffekten ved å analysere mønsteret på et oscilloskop. Noen skjermbilder av en del av dette mønsteret er lagt til. Et lavt signal betyr at lysdioden er på.

Som sagt ble designet mitt enklere enn Philips -designet, og det gjør det den trenger å gjøre. Jeg brukte huset på nytt, lysdiodene, vippebryteren og spolen fra et telys som ikke lenger fungerte, og jeg lagde min egen versjon med en PIC12F615 ved bruk av JAL-programmeringsspråket for å kontrollere enheten.

Trinn 1: Analysere det originale telyset

Før klonen kunne gjøres, trengte jeg å finne ut hvordan det originale telyset fungerte, men jeg kunne bare finne ut det delvis fordi det var mer komplekst enn jeg først trodde.

Målingene avslørte følgende:

• Lysmønsteret er pseudo tilfeldig siden det gjentas etter en stund der bare den øverste ledningen til de to lysdiodene endrer lysstyrke. Den nederste LED -en er kontinuerlig på. Se videoen om hvordan dette fungerer
• Telyset bruker to lysdioder med høy lysstyrke og bruker en strøm på omtrent 7 mA per LED
• Enheten slår seg av når batterispenningen faller under 2,1 volt
• Avhengig av design (se videoen i det siste trinnet i denne instruksjonsboken) blir NiMH -batteriet ladet med en strøm som varierer fra 11 mA til 37 mA

Trinn 2: Designe klonen

I det skjematiske diagrammet ser du hvordan jeg designet klonen. Følgende deler kan skilles:

• Likeretterbroen bruker fire 1N5818 Schottky -dioder. Grunnen til å bruke denne typen dioder er på grunn av lavspenningsfallet. Denne broen konverterer AC -spenningen fra spolen til en DC -spenning for enheten.
• Kondensator C1. Det ser ikke ut til å være viktig, men denne kondensatoren bringer ladespolen til resonans, noe som resulterer i en høyspenningssving. Uten denne kondensatoren ville ikke spolen generere nok strøm til enheten. I de to skjermbildene fra oscilloskopet ser du spolens utgangsspenning når den plasseres i en lader uten (enkel topp) og med (sinus signal) kondensatoren.
• Zenerdiode D5 med en verdi på 5V1 virker litt merkelig i denne designen siden forsyningsspenningen ikke blir høyere enn rundt 2,5 V på grunn av de to NiMH -batteriene. Men hvis disse batteriene blir slutt på livet, øker spenningen og toppene i spenningen fra ladespolen blir høyere enn maksimal spenning PIC kan håndtere - som hvis 5,5V - så Zener kutter disse toppene, beskytter PIC i den situasjonen.
• Vippebryteren er koblet til avbruddstappen på PIC. Dette garanterer at PIC -en vil våkne etter at den har blitt slått av.
• PIC styrer de to lysdiodene direkte fra to av portene.

I denne designen er ladestrømmen til batteriene omtrent 17 mA når den plasseres i den trådløse laderen. Batteriene har en kapasitet på 300 mAh. Denne typen batteri er fulladet når den lades i 14 timer med en strøm på 1/10 av kapasiteten, så i dette tilfellet 30 mA. Dette betyr at enheten aldri blir fulladet med mindre den lades to ganger. I videoen om bytte av batteri på slutten av denne instruksjonsboken ser du også at Philips bruker oppladbare batterier med en kapasitet på 160 mAh i sine siste design.

I videoen kan du se driften av det originale telyset og klonen. Ser du hvilken som er originalen og hvilken som er klonen?

Trinn 3: Nødvendige komponenter og bygge klonen

Du må ha følgende komponenter for dette prosjektet:

• Et stykke brødbrett
• PIC mikrokontroller 12F615
• 8-pinners IC-kontakt
• Dioder: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keramiske kondensatorer
• Motstander: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• 2 * 3 mm høy lysdiode (fra et gammelt telys)
• Vippebryter (fra et gammelt telys)
• Ladespole fra en gammel telys
• Hus fra en gammel telys

Se skjematisk diagram i forrige avsnitt om hvordan du kobler til komponentene.

Siden designet ikke bruker noen SMD -komponenter, trenger den mer plass enn originalversjonen. På grunn av det ble brødbrettet kuttet på en slik måte at det har mer plass på sidene. Dette fungerer bare hvis du har et høyt telys. Det er også en mindre versjon (se videoen i det siste trinnet i denne instruksjonsboken), men designet passer ikke med mindre du bygger det med SMD -komponenter.

På bildene ser du hvordan enheten ble bygget. Vær oppmerksom på at toppledningen er montert på loddesiden av brødbrettet for å kunne sette den på toppen av den andre ledningen.

Trinn 4: Programvaren

Som allerede nevnt, er programvaren skrevet for en PIC12F615 ved bruk av programmeringsspråket JAL.

I utgangspunktet vil PIC -en være i hvilemodus når den slås på for første gang, og bruker nesten ikke strøm i den tilstanden.

Programvaren utfører følgende oppgaver:

• Når enheten er snudd på hodet, vil vippebryteren ta kontakt med bakken som vil vekke PIC fra hvilemodus.
• Når den er våken, slås den nedre LED -en på, og den øverste LED -en bruker det klonede Philips -lysmønsteret til å endre lysstyrken på LED -en.
• Under drift vil PIC måle forsyningsspenningen ved hjelp av den innebygde Analog to Digital Converter (ADC). Når denne spenningen faller under 2,1V, vil den slå av lysdiodene og sette PIC i hvilemodus. PIC -en kan fortsatt fungere godt ved 2,1 V, men det er ikke bra for de oppladbare batteriene å bli helt utladet.

Det er en forskjell i hvordan det originale telyset oppfører seg i forhold til klonen. Når batterispenningen faller under 2,1 V, starter ikke det originale telyset før enheten er ladet igjen, så det ser ut til at den måler forsyningsspenningen ved oppstart. Klonen vil imidlertid måle forsyningsspenningen etter at den er aktiv. Dette betyr at når forsyningsspenningen er under 2,1 V, vil lysdiodene fungere i en kort periode, og deretter går enheten i dvale igjen.

Det er et poeng igjen som jeg ikke fant ut. Når batteriene blir dårlige, slås det originale telyset ikke lenger på, selv om batteriets forsyningsspenning er tilstrekkelig (grunnen til de første dårlige tankene mine om enheten, husker du?). Kanskje den husker at batteriene har blitt dårlige ved å ha målt en høy batterispenning. I klonen er dette ikke gjort. Selv om batteriene har gått dårlig og forsyningsspenningen blir høy - beskyttet av Zener -dioden - vil enheten fungere, men på grunn av det dårlige batteriet blir driftstiden kortere.

JAL -kildefilen og Intel Hex -filen for programmering av PIC er vedlagt. Hvis du er interessert i å bruke PIC -mikrokontrolleren med JAL - et Pascal -lignende programmeringsspråk - kan du besøke JAL -nettstedet.

Trinn 5: Bytte ut de oppladbare batteriene

Hvis du ikke vil bygge klonen, men bare vil bytte batteri, kan du se på denne videoen. Det viser også hvordan det originale telysdesignet ble forenklet, noe som dessverre resulterte i et produkt som har kortere levetid.

Som nevnt tidligere, synes den siste enkle designen å ha et annet problem siden disse telysene er veldig vanskelige å slå av. I utgangspunktet trodde jeg det var på grunn av en dårlig vippebryter, men etter å ha brukt denne bryteren på nytt i klonen fungerte alt bra. Så kloning kan tross alt være et godt alternativ.

Ha det gøy med å bygge ditt eget prosjekt og gleder deg til reaksjonene dine.