Lampu Kecemasan LED (Paling Banyak Diperolehi): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Projek ini diilhamkan oleh keperluan sederhana saya untuk mengelakkan diri daripada terkena sudut ketika kuasa elektrik padam dan saya melakukan sesuatu di ruang bawah tanah hitam saya, atau di tempat-tempat gelap yang lain.

Setelah penilaian yang lebih panjang dan bijak terhadap penyelesaian lain seperti:

- keluarkan atau bulatkan setiap sudut tajam di seluruh rumah, - menjadi kucing, - membelanjakan sejumlah wang yang tidak masuk akal untuk memasang lampu muncul komersial, Saya sampai pada kesimpulan bahawa, dengan beberapa komponen elektrik yang ditarik balik dan beberapa modul yang murah, saya dapat membuat lampu kecemasan DIY saya.

Selepas beberapa lelaran reka bentuk, saya juga sampai pada kesimpulan bahawa saya bukan sahaja dapat menghabiskan sejumlah kecil wang, tetapi juga bahawa saya dapat menaikkan banyak komponen elektrik yang mungkin akan dibuang. Dengan satu-satunya pengecualian dari modul TP4056 (murah) segala sesuatu yang lain dapat dicabut dari elektronik yang rosak, jadi anda boleh meluangkan sedikit masa anda dan membina "Lampu Kecemasan LED DIY yang paling banyak ditangkap" yang mesra alam.

Langkah 1: Bahan dan Alat

Untuk projek ini, anda memerlukan alat pematerian asas dan beberapa alat asas elektronik-elektronik lain, saya telah mengumpulkan alat biasa saya di halaman ini. Saya telah merancang sarung khas untuk lampu ini, dengan tujuan khusus untuk mempermudah pendawaiannya. Tidak wajib digunakan tetapi sangat disyorkan, jadi lebih baik anda mempunyai pencetak 3D. Saya mempunyai CR-10 (modded) tetapi anda boleh menggunakan hampir semua pencetak 3D dan filamen apa pun kerana cetakannya sangat mudah.

Untuk membina lampu ini, kita memerlukan beberapa komponen lain, yang dapat diselamatkan dari elektronik lain atau dibeli. Perkara pertama yang pertama: kita memerlukan rizab kuasa untuk digunakan semasa pemadaman, kita akan menggunakan sel ion 18650 dan, tentu saja, pengecas / pengawalnya TP4056. Untuk mengawal tingkah laku lampu, kita memerlukan suis togol tiga arah (on-off-on) dan mosfet p-channel tunggal. Oleh kerana ia adalah lampu "LED", kita tentu memerlukan LED dan perintangnya yang menghadkan arus. Tambah sedikit wayar ganti, itu sahaja.

Tunggu, terakhir tetapi tidak kurang pentingnya: kita memerlukan penyesuai daya dinding untuk memastikan lampu kita sentiasa siap, jika tidak, itu bukan lampu "kecemasan". Saya menyimpan banyak penyesuai dinding telefon bimbit lama - sebenarnya kuno di dalam kotak. Beberapa kali saya bertanya kepada diri sendiri bagaimana saya boleh menggunakannya. Terlalu sedikit volt atau terlalu banyak ampere untuk kebanyakan aplikasi, tetapi sangat sesuai untuk tugas ini, tiba-tiba ia tidak lagi menjadi sampah!

Sekiranya anda tidak mahu menggunakan casing 3D saya, anda boleh menggunakan papan prototaip ringkas dan apa sahaja yang anda suka sebagai bekas. Kes saya bagus kerana ia membantu pendawaian, kerana ia adalah PCB sebenar. Secara harfiah adalah (3D) Printed Circuit Board. ^ _ ^

Langkah 2: Penjelasan Reka Bentuk

Sekiranya anda ingin membina lampu, langkau langkah ini, tetapi saya cadangkan untuk membacanya kerana di sini anda dapat memahami bagaimana ini berfungsi dan apa hadnya.

Mengapa saya memilih komponen ini?

Sel ion 18650: ia adalah sel standard yang boleh dibeli atau diambil semula dari bateri komputer riba yang tidak dapat dilayan. Untuk mendapatkan semula sel-sel ini, anda perlu memahami bagaimana untuk memeriksa kewarasannya dan mengapa anda tidak seharusnya menyimpan sel-sel buruk di dekat anda. Banyak tutorial di internet liar. Sekiranya anda tidak mahu melaburkan masa dalam prosedur menuntut semula yang betul, belilah saja, lebih selamat daripada meminta maaf.

Modul TP4056: ini adalah modul biasa yang dapat menguruskan sel li-ion atau li-poli 3.6-3.7V tunggal. Ia dapat mengawal cas dan pelepasannya. Ia biasanya digabungkan dengan cip lain, DW01, yang menangani masalah lain seperti litar pintas, voltan berlebihan, perlindungan sel undervoltage dan lain-lain. Modul ini tidak dapat ditangkap semula atau diganti dengan yang lain, anda harus membelinya.

P-channel mosfet: Ini adalah transistor khas, alias elektronik. Ini dapat dilihat sebagai "muslihat" utama projek ini, kerana satu-satunya komponen ini dapat menambahkan "logik" yang diperlukan dalam tingkah laku lampu. Ia dapat "merasakan" pemadaman dan bertindak sewajarnya. Mosfet ini boleh dibeli (sebenarnya sangat murah) atau boleh diambil dari elektronik yang dibuang, dengan sedikit kesabaran. Untuk mendapatkan semula komponen elektrik anda pasti memerlukan sesuatu seperti Penguji Komponen Elektronik saya! Saya telah menggunakan transistor IRF4905 dalam casing TO-220. Bukan pilihan yang optimum tetapi berfungsi dengan baik.

Suis tiga hala (hidup / mati / hidup): Ini adalah suis togol mudah yang mengatur lampu dalam tiga konfigurasi yang berbeza iaitu:

1. selalu lepas,
2. semasa pemadaman,
3. sentiasa dihidupkan.

Ia boleh diambil semula tetapi anda harus bernasib baik, saya telah menemui banyak suis serupa tetapi mereka mungkin hanya suis dua hala (pada dasarnya 99% daripadanya).

Bekalan kuasa: mana-mana peranti yang mampu menyediakan sekurang-kurangnya 4.5V dan 100 mA baik. Ini benar-benar harus dituntut semula!

LED: walaupun komponen ini dapat ditangkap dengan mudah hampir di mana-mana sahaja, sebenarnya sukar untuk mencari petunjuk "cukup terang". LED harus memberikan jumlah cahaya minimum di seluruh ruangan tetapi LED yang paling biasa diselamatkan tidak lebih daripada lampu penunjuk, dengan daya pencerahan yang boleh diabaikan di seluruh ruangan. Saya telah menggunakan led 3W khusus untuk tujuan ini. Berapakah daya led maksimum? 5W, tetapi dapat dihidupkan dengan betul hanya dalam waktu yang singkat, ia akan segera dikuasakan. Dan ia pasti tidak disarankan kerana masalah pelesapan haba. BTW, 5W akan menghasilkan haba. Sekiranya anda tidak mahu mencairkan kes itu

Penyambung DC: ini adalah pilihan, tetapi disyorkan. Semasa pemadaman, saya masih memerlukan / ingin keluar dari ruang bawah tanah, untuk mengembalikan kuasa atau apa sahaja, dan saya ingin melihat apa yang saya lakukan, jadi saya / mahu membawa lampu kecemasan dengan saya. Saya tidak suka mencabut dan membawa juga penyesuai kuasa, oleh itu saya telah menambahkan penyambung DC kecil untuk membuat lampu kecemasan mudah alih yang berdiri sendiri. Sebaliknya anda hanya boleh menggunakan port USB untuk mengisi lampu, saya hanya memutuskan untuk tidak menyimpan pengecas microUSB untuk lampu ini.

Magnet: juga pilihan, tetapi mungkin berguna untuk menerangi sesuatu yang spesifik semasa pemadaman, meletakkan lampu pada objek logam. Terdapat dua slot khusus untuk magnet bulat 10x1mm, hanya gunakan setetes gam untuk memperbaikinya.

Perintang had semasa: wajib bagi setiap led, kecuali jika anda memilih komponen yang sesuai (seperti yang saya lakukan). Leds harus dipacu mengawal arus yang mengalir dan bukan voltan yang dikenakan. Setiap led mempunyai arus undian maksimum (Id) dan warnanya menentukan voltan simpang dinilai (Vf).

Beberapa pengeluar dapat mengatakan sesuatu yang berbeza dalam lembar data mereka, dalam kes ini ikuti lembaran data, tetapi ini adalah Vf biasa untuk warna yang berbeza [V]:

• IR - inframerah 1.3
• merah: 1.8
• kuning1.9
• hijau 2.0
• oren 2.0
• wihte3.0
• biru 3.5
• UV - ultraviolet 4 - 4.5

Untuk mengira nilai perintang had semasa (R) yang betul, anda mesti mengetahui voltan maksimum (Va) bekalan kuasa anda dan menggunakan formula ini:

R = (Va - Vf) / Id

Voltan keluaran TP4056 adalah antara 4.2 dan 2.5V, jadi kita harus menggunakan 4.2V sebagai Va. Dengan menggunakan komponen yang pernah saya hubungkan sebelumnya, kita mempunyai LED 3W dengan Vf 3.5V, oleh itu kita mempunyai Id 0.85A. Dalam kes ini nombor adalah:

R = (4.2V - 3.5V) / 0.85A = 0.82 Ohm

Saya harus menambah perintang 1Ohm kerana saya sebenarnya ingin mengajar sesuatu, pada hakikatnya ia sama sekali tidak diperlukan, rintangan wayar juga membantu. Lebih-lebih lagi, pada 0.85A voltan bateri akan sesuai, jadi kita sebenarnya harus menggunakan-katakanlah- 3.8-4V sebagai Va. Ini bermaksud bahawa perintang penghad lebih diperlukan.

Contoh lain, dengan jenis led yang sama tetapi dinilai 1W, nombor adalah:

Id = 1W / 3.5V = 0.285A

R = (4.2V - 3.5V) / 0.285A = 2.8Ohm

Nah, ini adalah kes komponen yang dipilih secara khusus dengan penilaian yang ditentukan. LED biasa biasanya berfungsi dengan mempertimbangkan 3V, 10mA. Jelas itu tidak benar 100%, tetapi tanpa maklumat yang lebih baik …

R = (4.2V - 3V) / 0.01A = 120Ohm

Nasib baik 120 Ohm adalah nilai perintang piawai, jika tidak, saya akan menggunakan nilai piawai yang lebih besar yang terdekat.

Perintang juga menghilangkan daya dalam bentuk haba, dan juga watt pengenalnya harus dirancang dengan betul. Jangan bimbang semudah penentuan Ohm.

W = (Va - Vf) * Id

Oleh kerana 0.01A (10mA) dapat mengalir melalui perintang 120 Ohm, ia dapat menghilangkan 0.012W haba.

W = (4.2V - 3V) * 0.01A = 0.012W

Perintang ¼W biasa akan lebih daripada cukup.

Tarik resistor ke bawah: perintang ini hanya boleh membiarkan mosfet dalam keadaan sepatutnya, menekan sebarang gangguan atau bunyi yang boleh dikumpulkan oleh kabel dan secara tidak sengaja mencetuskan mosfet. Mana-mana perintang dalam julat Ohm 1K-10K baik-baik saja.

Bagaimana ia berfungsi?

Saya telah menghabiskan beberapa jam untuk mengetahui reka bentuk terbaik. Saya cuba mengoptimumkan kos projek dengan meminimumkan komponen yang diperlukan, berusaha untuk tidak melepaskan ciri. Saya mungkin menggunakan mikrokontroler, ada model asas yang sangat murah yang dijual di mana-mana. Saya mungkin menggunakan PCB khusus, terdapat banyak perkhidmatan pengeluaran & penghantaran PCB. Saya memutuskan untuk tidak melakukannya kerana ia akan meningkatkan kos dan kerumitan. Lebih-lebih lagi, sangat sukar untuk mendapatkan semula mikrokontroler.

TP4056 melakukan tugasnya, mengurus bateri dan memberi tenaga. Pad outputnya disambungkan ke pin pusat sakelar togol, yang dapat dalam tiga konfigurasi: disambungkan ke pin kiri, tidak tersambung, disambungkan ke pin kanan.

Apabila tidak berhubung dengan apa-apa (posisi tengah, posisi mati) tingkah laku cukup jelas, lampu LED MATI sama ada penyesuai dinding memberikan kuasa atau tidak. Proses pengisian tidak bergantung pada suis, jika penyesuai dinding dipasang pada bateri akan dicas.

Andaikan bahawa pin kanan disambungkan ke terminal positif LED. Sekiranya anda menukar suis untuk menjambatan tengah dan pin kanan, anda akan melewati mosfet. LED akan menyala selagi TP4056 dapat memberikan kuasa.

Pilihan yang tinggal adalah menukar suis untuk menjembatani pin tengah ke pin sumber mosfet. Dalam konfigurasi ini, mosfet mengawal. Sekiranya pin gerbangnya melihat voltan penyesuai dinding, ia tidak akan membenarkan arus mengalir antara sumber dan longkang, dan LED akan mati. Apabila pemadaman bermula, voltan pengecas akan turun dengan cepat ke sifar. Sekarang terminal gerbang mosfet akan melihat voltan sifar dan akan membiarkan arus mengalir, jadi LED akan menyala selagi TP4056 dapat memberikan kuasa.

Tidak buruk hanya untuk mosfet dan suis sederhana. ^ _ ^

Langkah 3: Perhimpunan

Gambar rajah pendawaian dilampirkan, R1 adalah perintang penghad semasa, R2 adalah perintang penarik ke bawah.

Untuk memanfaatkan jejak casing yang dirancang, anda harus mengubahsuai mosfet seperti yang saya lakukan. Pada dasarnya anda harus memotong bahagian logam atas dan meletakkan pin tengah untuk membiarkannya masuk ke dalam lubang, untuk menggunakan jejak yang mendasari. Jangan bimbang, mosfet ini dinilai untuk tugas yang lebih membebankan daripada menggerakkan LED kecil, ia tidak akan lumpuh kerana kawasan yang kurang menghilang.

Memateri pada sel 18650 ADALAH TUGAS DELICATE, pastikan anda mengetahui apa yang anda lakukan. Ia tidak sukar tetapi berbahaya. Pada asasnya anda mesti menggunakan besi pematerian pada daya maksimum untuk waktu yang paling mungkin, tetapi sila luangkan beberapa minit untuk memahami tutorial tertentu, terdapat banyak dari mereka. Lebih baik selamat daripada menyesal.

Di samping itu, proses pendawaian agak lurus ke hadapan, anda hanya perlu mengikuti rajah yang dilampirkan dan melihat gambarnya. Cuba jangan mencairkan casing dengan solder, bagaimanapun saya telah mencetak casing saya di PLA, yang tidak boleh dilambung jika dipanaskan. Setelah pendawaian selesai gunakan beberapa tetes gam panas untuk memastikan semuanya selamat di tempatnya.

Penyambung DC adalah pilihan, anda juga boleh menggunakan port USB terpasang. Saya akan menyolder penyambung DC kerana saya tidak mahu menempah / memotong kabel usb mikro untuk lampu ini. Saya perlu mendapatkan semula pengecas mudah alih lama!

Sekiranya anda ingin menggunakan port USB, anda boleh menggunakan kabel USB 5V standard.

Sebenarnya, anda juga boleh memotong kabel penyesuai dinding lama dan menyambungkan kabel GND dan positifnya ke terminal mikro USB tambahan. Cukup potong kabel USB dan dedahkan tembaga wayarnya, sambungkan kabel GND ke pin 5 dan sambungkan kabel positif ke pin 1 (gambar dilampirkan). Untuk memeriksa wayar mana pin 1 dan 5, anda harus menggunakan multimeter sebagai penguji kesinambungan. Nah, itu boleh dilaksanakan tetapi tidak digalakkan. Anda akan berakhir dengan palam USB voltan tidak standard, dan anda berusaha keras untuk melakukan sesuatu yang mungkin lebih mudah dengan penyambung DC yang mudah.

Langkah 4: Penggunaan

Sambungkan pengecas atau kabel USB ke lampu kecemasan.

Tetapkan suis ke modus yang anda suka, alihkan ke automatik jika anda mahu lampu berfungsi sebagai lampu kecemasan yang betul.

Tunggu pemadaman seterusnya dan nikmati bagaimana anda dapat mengelakkan sudut dengan mudah!:)

Lihat video, ia menunjukkan bagaimana lampu ini berkelakuan. Sekiranya anda menyukai projek ini, pilih dan melanggan lebih banyak lagi yang akan datang.

PS: Ini seharusnya lampu DARURAT, anda tidak boleh menggunakannya sebagai lampu standard. Masalahnya mudah dan ia adalah "kesalahan" TP4056. Singkat cerita: jika anda menggunakan lampu dalam mod pintasan (dipimpin selalu menyala) dan pengecas dipasang, proses pengecasan bateri tidak akan berakhir dengan betul. Ia mungkin tidak akan berakhir sama sekali. Ya, dengan sel litium ini adalah masalah, anda tidak boleh mengepam cas ke dalam sel selama-lamanya! Konfigurasi ini sebenarnya tidak berbahaya, jika digunakan selama beberapa minit. Lampu ini tidak akan mencetuskan letupan sekiranya anda melupakan masalah ini dan kebetulan anda berada dalam keadaan ini. Sekiranya anda memerlukan cahaya dari lampu ini, katakanlah, 10 min anda masih boleh menggunakannya dalam mod ini tanpa berada dalam bahaya. Jangan simpan / lupakan lampu dalam konfigurasi ini atau perkara buruk boleh berlaku.