LED noodlamp (meestal herwin): 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hierdie projek is geïnspireer deur my eenvoudige behoefte om pynlik teen hoeke te vermy as die elektrisiteit uitkom en ek dinge in my pikswart kelder of op ander donker plekke doen.

Na 'n uitgebreide en wyse evaluering van ander oplossings soos:

- verwyder of rond elke skerp hoek in die hele huis af, - word 'n kat, - spandeer 'n onredelike hoeveelheid geld om kommersiële opkomende ligte te installeer, Ek het tot die gevolgtrekking gekom dat ek, met min herwinbare elektriese komponente en 'n paar goedkoop modules, my DIY noodligte kon gemaak het.

Na 'n paar ontwerp -herhalings het ek ook tot die gevolgtrekking gekom dat ek nie net 'n klein hoeveelheid geld kon spandeer nie, maar ook dat ek baie elektriese komponente sou kon opgebruik het wat andersins weggegooi kon word. Met die enigste uitsondering op die (goedkoop) TP4056 -module, kan alles van ander gebroke elektronika verwyder word, sodat u 'n bietjie van u tyd kan investeer en 'n omgewingsvriendelike "meestal herwinde DIY LED -noodlamp" kan bou.

Stap 1: Materiaal en gereedskap

Vir hierdie projek benodig u basiese soldeergereedskap en 'n paar ander basiese self-elektroniese gereedskap; ek het my gewone gereedskap op hierdie bladsy versamel. Ek het 'n spesiale omhulsel vir hierdie lamp ontwerp, met die doel om die bedrading te vereenvoudig. Dit is nie verpligtend om te gebruik nie, maar dit word sterk aanbeveel, daarom moet u beter 'n 3D -drukker hê. Ek het 'n (gewysigde) CR-10, maar u kan byna enige 3D-drukker en watter filament ook al gebruik, aangesien dit 'n baie maklike druk is.

Om hierdie lamp te bou, benodig ons 'n paar ander komponente wat van ander elektronika gered kan word of gekoop kan word. Eerstens: ons benodig 'n kragreserwe tydens die kragonderbreking; ons gebruik 'n 18650 li-ioonsel en natuurlik die laaier/kontroleerder TP4056. Om die gedrag van die lamp te beheer, benodig ons 'n drieweg-skakelaar (aan-uit-aan) en 'n enkele p-kanaal mosfet. Aangesien dit 'n 'LED'-lamp is, het ons natuurlik 'n LED en sy stroombeperkende weerstand nodig. Voeg 'n paar ekstra drade by, dit is alles.

Wag, laaste maar nie die minste nie: ons benodig 'n muuradapter om ons lamp altyd gereed te hou, anders is dit nie 'n 'nood' lamp nie. Ek het baie van my ou - eintlik antieke - muuradapters vir selfone in 'n boks gebêre. Ek het myself al verskeie kere afgevra hoe kon ek dit gebruik. Te min volt of te min ampère vir die meeste toepassings, maar dit is perfek vir hierdie taak; skielik is dit nie meer asblik nie!

As u nie my 3D -omhulsel wil gebruik nie, kan u 'n eenvoudige prototipe -bord en alles wat u wil as die houer gebruik. My saak is goed omdat dit die bedrading help, aangesien dit 'n regte PCB is. Dit is letterlik 'n (3D) printplaat. ^_^

Stap 2: Ontwerpverklaring

As u net die lamp wil bou, slaan hierdie stap oor, maar ek stel voor om dit te lees, aangesien u hier kan verstaan hoe dit werk en wat die perke is.

Waarom het ek hierdie komponente gekies?

18650 li-ioon sel: dit is 'n standaard sel wat gekoop kan word of van onbruikbare skootrekenaar batterye herwin kan word. Om hierdie selle te herwin, moet u verstaan hoe u hul gesonde verstand kan kontroleer en waarom u die slegte selle nie naby u moet hou nie. Baie tutoriale op die internet. As u nie tyd wil spandeer in die regte herwinningsprosedure nie, koop dit dan, beter veilig as jammer.

TP4056-module: dit is 'n algemene module wat 'n enkele 3.6-3.7V li-ioon- of li-polisel kan bestuur. Dit kan die lading en aflaai daarvan beheer. Dit word gewoonlik gekombineer met 'n ander skyfie, die DW01, wat ander probleme soos kortsluiting, oorspanning, beskerming van onderspanning sel en ander dinge hanteer. Hierdie module kan nie teruggeëis of vervang word deur iets anders nie; u moet dit koop.

P-kanaal mosfet: Dit is 'n spesiale transistor, ook bekend as elektroniese skakelaar. Dit kan beskou word as die belangrikste 'truuk' van hierdie projek, omdat hierdie enigste komponent die vereiste 'logika' in die gedrag van die lamp kan toevoeg. Dit kan die verduistering 'aanvoel' en daarvolgens optree. Hierdie mosfet kan gekoop word (dit is immers baie goedkoop) of kan met 'n bietjie geduld van die elektroniese weggegooi word. Om elektriese komponente te herwin, benodig u beslis iets soos my elektroniese komponenttoetser! Ek het 'n IRF4905-transistor in 'n TO-220-kas gebruik. Nie die optimale keuse nie, maar dit werk goed.

Driewegskakelaar (aan/uit/aan): dit is 'n eenvoudige skakelaar wat die lamp in sy drie verskillende konfigurasies stel:

1. altyd af,
2. aan tydens verduistering,
3. altyd aan.

Dit kan herwin word, maar u moet gelukkig wees; ek het baie soortgelyke skakelaars gevind, maar dit is waarskynlik slegs tweerigtingskakelaars (basies 99% daarvan).

Kragtoevoer: die toestel wat ten minste 4.5V en 100 mA kan lewer, is goed. Dit moet regtig herwin word!

LED: hoewel hierdie komponent byna oral maklik herwin kan word, is dit eintlik moeilik om 'n 'helder genoeg' LED te vind. Die LED moet 'n minimum hoeveelheid lig in die hele kamer verskaf, maar die mees algemene LED's is niks meer as 'n aanwyser nie, met 'n onbeduidende verligtingskrag in 'n hele kamer. Ek het juis daarom toegewyde 3W -leds gebruik. Wat is die maksimum led -krag? 5W, maar dit kan slegs vir 'n kort rukkie behoorlik aangedryf word, dit sal binnekort onder krag wees. En dit word beslis nie voorgestel nie weens die probleem met hitte -afvoer. BTW, 5W sal hitte opwek. As u nie die omhulsel wil smelt nie

DC -aansluiting: dit is opsioneel, maar word aanbeveel. Tydens die onderbrekings moet ek nog steeds die kelder verlaat, die krag herstel of wat ook al, en ek wil graag sien wat ek doen, so ek wil/wil my noodlamp saamneem. Ek hou nie daarvan om die kragadapter uit die stekker te trek nie, daarom het ek 'n klein DC-aansluiting bygevoeg om 'n behoorlike draagbare, losstaande noodlig te skep. Aan die ander kant kan u net die USB -poort gebruik om die lamp op te laai; ek het net besluit om nie 'n microUSB -laaier vir hierdie lamp te bespreek nie.

Magneet: ook opsioneel, maar miskien nuttig om iets spesifiek te belig tydens die verduistering, om die lamp op 'n metaalvoorwerp te plaas. Daar is twee spesiale gleuwe in die omhulsel vir 'n ronde magneet van 10 x 1 mm; gebruik slegs 'n druppel gom om dit reg te maak.

Huidige beperkende weerstand: verpligtend vir elke LED, behalwe as u die regte komponente kies (soos ek gedoen het). Leds moet gedryf word om die vloeiende stroom te beheer en nie die toegepaste spanning nie. Elke LED het 'n maksimum nominale stroom (Id) en sy kleur bepaal die nominale aansluitspanning (Vf).

Sommige produsente kan iets anders in hul datablad sê, in hierdie geval volg die datablad, maar dit is die gewone Vf vir die verskillende kleure [V]:

• IR - infrarooi 1.3
• rooi: 1.8
• geel 1.9
• groen 2.0
• oranje 2.0
• met 3.0
• blou 3.5
• UV - ultraviolet 4 - 4.5

Om die regte stroombegrensende weerstandswaarde (R) te bereken, moet u die maksimum spanning (Va) van u kragtoevoer ken en die volgende formule gebruik:

R = (Va - Vf) / Id

Die TP4056 -uitgangsspanning is tussen 4,2 en 2,5V, dus moet ons 4,2V as Va gebruik. Met behulp van die komponente wat ek voorheen gekoppel het, het ons 'n 3W led met 'n Vf van 3.5V, daarom het ons 'n ID van 0.85A. In hierdie geval is die getalle:

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

Ek moet 'n 1Ohm -weerstand byvoeg, want ek probeer eintlik iets leer, in werklikheid is dit heeltemal onnodig; die weerstand van die drade help ook. Boonop sal die sakspanning van die battery by 0.85A relevant wees, dus ons moet eintlik -sê-3.8-4V as Va gebruik. Dit beteken dat die beperkende weerstand nog minder nodig is.

'N Ander voorbeeld, met dieselfde led -tipe maar 1W gegradeer, is getalle:

Id = 1W / 3.5V = 0.285A

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

Dit is die geval met spesifiek gekose komponente met gedefinieerde graderings. 'N Generiese LED kan gewoonlik as 3V, 10mA werk. Dit is duidelik nie 100% waar nie, maar sonder beter inligting …

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

Gelukkig is 120 Ohm 'n standaard weerstandswaarde, as dit nie die geval was nie, sou ek die grootste standaardwaarde van die naaste gebruik het.

Die weerstand versprei ook krag in die vorm van hitte, en die nominale watt moet ook behoorlik ontwerp word. Moenie bekommerd wees nie, dit is so maklik soos die Ohm -bepaling.

W = (Va - Vf) * Id

Aangesien 0,01A (10mA) deur die 120 Ohm -weerstand kan vloei, kan dit 0,012W warmte verdryf.

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

'N Algemene ¼W -weerstand sal meer as genoeg wees.

Trek weerstand af: hierdie weerstand moet die mosfet net in sy veronderstelde toestand hou, en dit onderdruk enige kortstondige of geraas wat deur die kabels versamel kan word en kan die mosfet per ongeluk veroorsaak. Enige weerstand in die 1K-10K Ohm-reeks is goed.

Hoe dit werk?

Ek het 'n hele paar uur spandeer om die beste ontwerp uit te vind. Ek het probeer om die koste van die projek te optimaliseer deur die vereiste komponente tot die minimum te beperk, en probeer om nie die funksies prys te gee nie. Ek kon 'n mikrobeheerder gebruik het; daar word baie goedkoop basiese modelle oral verkoop. Ek kon persoonlike PCB gebruik het; daar is baie PCB -produksie- en afleweringsdienste. Ek het besluit om dit nie te doen nie, want dit sou die koste en kompleksiteit aansienlik verhoog het. Boonop sou dit baie moeilik wees om 'n mikrobeheerder terug te kry.

Die TP4056 doen alles, sorg vir die battery en verskaf krag. Die uitvoerblok is gekoppel aan die middelste pen van die skakelaar, wat in drie konfigurasies kan wees: gekoppel aan die linker pen, nie gekoppel nie, gekoppel aan die regte pen.

As dit nie aan iets gekoppel is nie (middel, af), is die gedrag baie duidelik, die LED is af, of die muuradapter krag verskaf of nie. Die laai proses hang nie af van die skakelaar nie, as die muuradapter ingeprop word, word die battery gehef.

Aanvaar dat die regterpen aan die positiewe terminaal van die LED gekoppel is. As u die skakelaar skakel om die middel en die regte penne te oorbrug, sal u die mosfet omseil. Die LED sal aan wees solank die TP4056 krag kan verskaf.

Die oorblywende opsie is om die skakelaar in te skakel om die middelste pen na die mosfet -bronpen te oorbrug. In hierdie konfigurasie neem die mosfet beheer. As die hekpen die muuradapter se spanning sien, sal dit nie toelaat dat stroom tussen bron en drein vloei nie, en die LED sal af wees. As die verduistering inskop, sal die laaispanning vinnig tot nul daal. Nou sal die mosfet se hekterminal nul volt sien en die stroom laat vloei, sodat die LED aan sal wees solank die TP4056 krag kan verskaf.

Nie sleg vir net 'n mosfet en 'n eenvoudige skakelaar nie. ^_^

Stap 3: Montering

Die bedradingsdiagram is aangeheg, R1 is die stroombeperkingsweerstand, R2 is die aftrekweerstand.

Om die ontwerpte spore van die saak te benut, moet u die mosfet verander soos ek gedoen het. Eerstens moet u die boonste metaaldeel sny en die sentrale pen bedek om dit in die gat te laat loop om die onderliggende spoor te gebruik. Moenie bekommerd wees nie, hierdie mosfet word beoordeel vir baie meer lastige take as om 'n klein LED te bestuur; dit sal nie kreupel wees nie weens die minder verspreide gebied.

Soldeer op die 18650 -sel is 'n fyn taak, en weet wat u doen. Dit is nie moeilik nie, maar dit is gevaarlik. Basies moet u die soldeerbout met maksimum krag vir die minste moontlike tyd gebruik, maar spandeer 'n paar minute om 'n spesifieke handleiding te verstaan; daar is baie daarvan. Beter veilig as jammer.

Boonop is die bedradingproses redelik eenvoudig; u hoef slegs die aangehegte diagram te volg en na die foto's te kyk. Probeer om nie die omhulsel met die soldeerbout te smelt nie; ek het in elk geval my kissie in PLA gedruk, wat nie te veel is as dit verhit word nie. Sodra die bedrading klaar is, gebruik 'n paar druppels warm gom om alles veilig te hou.

Die DC -aansluiting is opsioneel, u kan ook die ingeboude USB -poort gebruik. Ek sal 'n DC -aansluiting soldeer, want ek wil nie 'n mikro -usb -kabel vir hierdie lamp bespreek nie. Ek moet ou laaiers teruggee!

As u die USB -poort wil gebruik, kan u enige standaard 5V USB -kabel gebruik.

Eintlik kan u ook die ou muuradapterkabel sny en die GND en positiewe drade daarvan aansluit op 'n ekstra mikro -USB -aansluiting. Sny net die USB -kabel en ontbloot die koper van die drade, verbind die GND -kabel met pen 5 en koppel die positiewe kabel aan pen 1 (prent hierby aangeheg). Om te kyk watter draad pen 1 en 5 is, moet u 'n multimeter as kontinuïteitstoetser gebruik. Wel, dit is haalbaar, maar word nie aanbeveel nie. U eindig met 'n nie -standaard spanning -USB -aansluiting, en u doen baie moeite om iets makliker te doen met 'n eenvoudige DC -aansluiting.

Stap 4: Gebruik

Koppel die laaier of die USB -kabel aan die noodlig.

Stel die skakelaar in watter modus u ook al wil, skakel dit na outomaties as u wil hê dat die lamp as 'n regte noodlig moet optree.

Wag die volgende verduistering en geniet hoe u hoeke maklik kan vermy!:)

Kyk na die video, dit wys hoe hierdie lamp optree. As u van die projek hou, duim vas en teken in vir nog meer.

PS: Dit is veronderstel om 'n NOOD -lamp te wees; u moet dit nie as 'n standaardlamp gebruik nie. Die probleem is eenvoudig en dit is 'n TP4056 "fout". Lang storie kort: as u die lamp in die bypass -modus gebruik (altyd aan) en die laaier is ingeprop, eindig die laaiproses nie behoorlik nie. Dit sal waarskynlik glad nie eindig nie. Ja, met litiumsel is dit 'n probleem; u kan nie vir altyd lading in 'n sel pomp nie! Hierdie opset is eintlik nie gevaarlik as dit 'n paar minute gebruik word nie. Hierdie lamp sal nie 'n ontploffing veroorsaak as u hierdie probleem vergeet nie en u is toevallig in hierdie situasie. As u lig van hierdie lamp nodig het, laat ons sê, gedurende 10 minute, kan u dit steeds in hierdie modus gebruik sonder om in gevaar te wees. Moet net nie die lamp in hierdie konfigurasie hou/vergeet nie, anders kan slegte dinge gebeur.