Flasher LED 31 Tahun untuk Rumah Api Model dan lain-lain: 11 Langkah (dengan Gambar)

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

Mercusuar model mempunyai daya tarikan yang luas dan banyak pemilik mesti memikirkan betapa menyenangkannya jika, bukannya hanya duduk di sana, model itu benar-benar menyala. Masalahnya ialah model rumah api cenderung kecil dengan sedikit ruang untuk bateri dan litar dan lampu teh yang ditunjukkan dalam gambar di atas adalah contoh yang baik di mana hanya ada ruang untuk memerah dalam bateri PP3 atau sebilangan kecil butang litium sel bersama dengan papan litar yang sangat kecil.

Internet penuh dengan lampu kilat LED. Banyak berdasarkan cip 555 dan oleh itu diharapkan dapat menghabiskan sekitar 10 mA arus yang akan merampingkan bateri kecil dalam beberapa hari. Setelah bermain dengan komponen di papan roti, saya menemui litar CMOS yang menjadi asas artikel ini. Litar ini 5000 kali lebih baik daripada 555 dan menggunakan 2 microAmps yang bermaksud bahawa bateri 9 Volt PP3 beralkali harus bertahan 31 tahun walaupun ini bersifat akademik kerana jauh melebihi jangka hayat bateri. Tumpukan sel lithium 3 X 2032 juga memberikan 9 Volt akan bertahan hanya 12 tahun.

Untuk mencapai prestasi ini, beberapa peraturan dipatahkan dan profesional elektronik akan menaikkan kening jika tidak dua.

Langkah 1: Litar Asas 1

Mungkin berguna untuk memulakan litar pada papan roti tanpa solder dan selain papan roti yang anda perlukan:

Pintu NOR 1 X CMOS CD4011 quad. (Kami menggunakan IC sebagai quad inverter sehingga CD 4001 juga akan berfungsi.)

Perintang 1 X 4.7 Meg Ohm. (Hingga 10 megOhm dapat digunakan untuk masa kitaran yang lebih lama.)

Perintang 1 X 10 Ohm.

Kapasitor elektrolitik 1 X 1000 mikroFarad.

Kapasitor elektrolitik mikro Farad 1 X 1. (1 kapasitor seramik microFarad mungkin digunakan tetapi sumbernya agak sukar.)

2 LED putih kecekapan tinggi.

Saluran FET 2 X 2N7000 N.

Kapasitor elektrolitik mikro Farad 1 X 4.7 (tantalum adalah yang terbaik.)

Bateri 1 X 9 Volt seperti PP3.

Skema di atas menunjukkan litar asas. CMOS CD 4011 mempunyai semua pasang input gerbang yang diikat sehingga menjadikannya quad inverter. Dua gerbang dikabelkan sebagai astabel dengan jangka masa yang ditentukan oleh perintang 4.7 megOhm dan 1 kapasitor elektrolitik polar mikro Farad yang menghasilkan masa kitaran tiga hingga empat saat. Masa dapat digandakan dengan mudah dengan penambahan 1 kapasitor microFarad yang lain atau lebih selari dan perintang 4.7 megOhm dapat ditingkatkan menjadi 10 megOhm sehingga masa kitaran yang panjang dapat dilaksanakan. Selebihnya dua gerbang dikabelkan sebagai penyongsang yang diberi makan dari bahagian astable dan output antifasa mereka memberi makan gerbang masing-masing dari 2N7000 FET yang disambungkan secara bersiri di seberang talian bekalan. Apabila penyongsang terakhir dalam output rantai naik tinggi, yang sebelumnya akan rendah dan 2N7000 teratas menjalankan pengisian kapasitor 4.7 mikroFarad melalui satu LED yang memberi kilat. Apabila penyongsang terakhir dalam rantai menjadi rendah maka 2N7000 bahagian bawah berfungsi membenarkan 4.7 mikroFarad melepaskan melalui LED yang lain memberikan kilatan lain. Tahap output menggunakan arus sifar di luar masa peralihan.

Perintang 10 Ohm dan kapasitor 1000 mikrofarad dalam talian bekalan kuasa hanya untuk pemutusan dan tidak penting tetapi sangat berguna dalam peringkat ujian.

Pembersih elektronik akan menunjukkan tahap output adalah reka bentuk yang baik kerana sebarang dithering atau ketidakpastian pada titik di mana suis litar boleh mengakibatkan kedua-dua 2N7000 dihidupkan sebentar pada masa yang sama sehingga menyebabkan kekurangan bekalan elektrik. Dalam praktiknya saya mendapati bahawa ini tidak berlaku dan akan muncul dalam penggunaan semasa, lihat kemudian.

Litar seperti yang ditunjukkan didapati menggunakan purata 270 microAmps yang boleh dipercayai tetapi terlalu tinggi untuk tujuan kita.

Langkah 2: Litar Asas 2

Gambar di atas menunjukkan litar yang dipasang di papan roti tanpa pateri.

Langkah 3: Litar yang Dipertingkatkan 1

Litar yang ditunjukkan dalam skema di atas kelihatan hampir sama dengan yang sebelumnya. Di sini, penambahan hanya satu komponen mempengaruhi perubahan prestasi yang begitu drastik seperti yang biasa anda lihat dalam litar elektronik sederhana.

Perintang 1 MegOhm telah dipasang secara bersiri dengan bekalan ke IC CD4011. (Profesional elektronik akan mengatakan bahawa ini adalah sesuatu yang tidak pernah boleh dilakukan.) Litar terus beroperasi TETAPI penggunaan purata menurun kepada kira-kira 2 mikroAmps yang setara dengan umur 31 tahun untuk sel PP3 alkali dengan kapasiti 550 mA jam. Luar biasa, voltan keluaran masih cukup tinggi untuk menukar FET 2N7000 dengan pasti.

Langkah 4:

Gambar di atas menunjukkan perintang tambahan yang berwarna merah.

Mengukur arus rata-rata yang dilancarkan oleh litar ini adalah tugas yang menakutkan tetapi ujian pantas adalah untuk mengeluarkan bateri dan membiarkan litar berjalan dengan cas pada kapasitor pemutusan 1000 mikroFarad jika anda memasangnya - litar harus berjalan selama lima atau enam minit sebelum salah satu lampu kilat menyerah.

Saya telah memperoleh beberapa kejayaan dengan memasukkan perintang 100 Ohm ditambah 3 kapasitor super Farad, (amati polaritas,) secara selari ke saluran bekalan dan membiarkan beberapa jam keseimbangan dicapai. Dengan menggunakan milli-Voltmeter voltan melintang perintang dapat diukur dan arus rata-rata dikira menggunakan Hukum Ohm.

Langkah 5: Beberapa Pemikiran di Tahap Ini

Saya telah melakukan dosa besar kerana meletakkan perintang di saluran bekalan IC CMOS. Walau bagaimanapun IC berdiri sendiri dan bukan sebahagian daripada rantai logik dan saya mencadangkan agar kami menggunakan IC tunggal ini hanya sebagai koleksi transistor CMOS komplemen. Mungkin kita ada di sini pengayun kelonggaran kuasa rendah orang miskin.

Kapasitor 'baldi' yang mengecas dan melepaskan melalui dua LED dapat ditingkatkan untuk memberikan kilatan yang lebih cerah tetapi dengan nilai dalam ratusan mikroFarad mungkin merupakan langkah pencegahan yang bijak untuk menambahkan perintang kecil secara bersiri dengan LED untuk membatasi arus puncak dan 47 atau 100 Ohms dicadangkan. Dengan nilai kapasitor yang lebih besar, lampu kilat mungkin sedikit 'malas' kerana bahagian terakhir cas kapasitor hilang melalui LED bawah walaupun anda mungkin menganggap bahawa ia memberikan pengalaman rumah api yang lebih realistik. Penggunaan semasa akan meningkat tentu saja hingga dua puluh atau tiga puluh microAmps.

Langkah 6: Membuat Versi Tetap Litar Anda 1

Kami telah melakukan bahagian yang mudah tetapi semestinya telah membuktikan bahawa litar berfungsi dan kini dapat memberikan komitmen yang tetap untuk masuk ke rumah api kami.

Ini memerlukan alat elektronik asas dan kemahiran pemasangan. Komponen yang diperlukan akan bergantung pada bagaimana anda memilih untuk melakukan bahagian ini dan kemahiran yang anda ada. Saya akan menunjukkan beberapa contoh dan memberikan cadangan selanjutnya.

Gambar di atas menunjukkan papan lurus PCB Prototaip dua sisi kecil ke papan litar titik. Ini boleh didapati di EBay dalam beberapa saiz dan ini adalah salah satu yang terkecil. Juga ditunjukkan ialah kotak papan litar bercetak biasa dengan wayar yang terpasang dan ini akan membentuk satu sambungan untuk bateri kita yang akan menjadi timbunan tiga sel butang litium. Dengan jenis papan ini, saya rasa mustahil untuk menjembatani pad bersebelahan dengan pateri kerana pateri mengalir melalui lubang - anda mesti menjambatan dengan wayar.

Langkah 7: Membuat Versi Tetap Litar Anda 2

Dalam gambar di atas kita melihat bahawa pembinaan sedang berjalan. Perhatikan bahawa dua 1 kapasitor microFarad digunakan untuk pemasaan dan tiga sel butang litium 2025 siap dipasang di antara penyambung hujung bateri.

Langkah 8: Membuat Versi Tetap Litar Anda 3

Dalam gambar di atas kita melihat artikel siap siap dipasang di rumah api. Perhatikan bahawa ketiga sel lithium telah dihubungkan secara positif hingga negatif hingga positif atas yang dihubungkan ke kotak papan PC biasa yang disolder ke plumbum merah. Tumpukan sel kemudiannya diikat rapat dengan pita penggabungan diri. Anda akan mendapat contoh kaedah membuat bateri dari beberapa sel butang di tempat lain di laman Instructables.

Langkah 9: Membuat Versi Tetap Litar Anda 4

Dalam gambar di atas kita melihat versi lain yang dipasang pada papan jalur yang merupakan versi moden dari Veroboard. Ini adalah baik tetapi papan moden tidak dapat memaafkan kesilapan dan tidak tahan banyak pematerian dan pematrian sebelum jalur tembaga terangkat, jadi betulkan kali pertama! Bateri adalah PP3 alkali yang pada kapasiti 450 mA jam mengira jangka hayat 31 tahun yang agak akademik.

Langkah 10: Membuat Versi Tetap Litar Anda 5

Di sini litar papan tambah dan bateri PP3 telah dimasukkan ke dalam bahan pembungkusan plastik dan dimasukkan ke dalam pemegang cahaya mata yang membolehkan pemasangan kami dimasukkan ke dalam rumah api.

Untuk litar sederhana seperti ini, anda juga boleh membuat papan litar bercetak anda sendiri dengan pen litar bercetak tetapi anda mesti boleh mencetaknya, lebih baik tidak di dapur! Terakhir, sekeping kecil papan litar bercetak biasa boleh menjadi subjek pembinaan 'bug mati' yang dapat memberikan pembinaan terkecil dan paling kuat dari semua contoh.

Langkah 11: Pemikiran Terakhir

Litar ini sangat murah untuk dibuat sehingga boleh guna. Ia boleh dibuat sekecil-kecilnya sehingga masuk ke dalam balang kaca kecil dan kemudian dimasukkan ke dalam resin atau lilin jika LED dibiarkan dalam bening. Dalam bentuk yang mantap mungkin terdapat banyak kemungkinan penggunaan. Saya mencadangkan bahawa ia boleh menjadi barang keselamatan yang berharga dalam gua dan terutama menyelam gua di mana sejumlah ini dapat menerangi jalan keluar dari gua atau dari dalam bangkai kapal yang berliku-liku. Mereka boleh ditinggalkan selama bertahun-tahun.

Kapasitor baldi boleh dibuat lebih kecil sehingga menurunkan penggunaan daya ke tahap di mana litar dapat didorong oleh bateri 'cerucuk' plat logam yang tidak sama yang disisipkan dengan pad elektrolit. Ini mungkin mengakibatkan perhimpunan yang dapat ditempatkan dalam 'kapsul waktu' digali sekitar lima puluh tahun kemudian!