Batteryvrye 5 Volt-projekkrag: 16 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Nou kan u voortdurend 'n gereguleerde kragtoevoer binne u vingers hê, GEEN batterye om te vervang of te herlaai nie! Hierdie instruksie wys u hoe u 'n dinamo-flitslig met sleutelhanger kan verander in 'n skraal gemiddelde toevoer wat batterye kan vervang vir projekte wat 'n vinnige 5 volt gelykstroom (5V DC) benodig.

As u selfs digitale logika, analoog skyfies of 'n mikrobeheerder by 'n projek ingesluit het, is die kans goed dat u 'n manier moes vind om 5V DC aan u stroombaan te verskaf. Daar is min primêre bronne van 5V, dus u kan 'n muurwrat gebruik om wisselstroom om te skakel (wat uiteraard beperk waarheen u u nuwe apparaat kan neem), of u kan ekstra tyd spandeer aan die bou van 'n reguleerkring om verskeie 1.5V -batterye by te voeg. Spanning. Hierdie oplossings is nodig vir sommige kringe, maar vir kleiner toestelle, sou dit nie aangenaam wees om 'n altyd gereed voorraad te hê sodat u aan die ander aspekte van die projek kan werk nie? Deur 'n paar elektroniese komponente by 'n dinamo -flitslig te kry, kan u klein toestelle vir 'n kort tydjie aandryf sonder om afsetpunte of batterye te gebruik. Die verbeterde dinamo is ideaal vir die werkbank of om byna oral nuwe projekte uit te stal. Hierdie instruksies beskryf hoe u 'n opwaartse DC-DC-omvormer kan saamstel en installeer wat die wisselende lae spanning van die generator van die sleutelhanger-dynamo in 'n konstante 5V verander. Die opstartkring laai 'n groot kondensator wat energieberging en 'n bietjie krag bied, selfs as die dinamo nie draai nie. Deur die stappe in hierdie instruksies te volg, kan u dit alles bereik sonder om 'n spesiale printplaat te vervaardig of om harde-soldeerbare oppervlakmonteringskomponente te gebruik. Om die elektroniese onderdele in die sleutelhanger te kry, benodig u 'n kring -origami, maar na ongeveer 'n uur se knoeiery het u 'n netjiese toestel wat tot 50 milliampies stroom kan lewer teen 'n konstante 5V DC, terwyl dit gedurende minute draai en milliwatt krag !

Stap 1: Hoe dit werk

Elektriese kragopwekker Stroom wat in 'n motor vloei, skep 'n magnetiese veld in spoele wat aan die as geheg is, wat in die teenwoordigheid van 'n magnetiese veld deur vaste magnete draai. As 'n motor agteruit loop - krag word toegepas deur die as te draai - word 'n spanning in die spoel veroorsaak. Volgens Faraday se wet is hierdie spanning eweredig aan die tempo waarteen die magnetiese veld in die spoel verander. Hoe vinniger die as gedraai word, hoe groter is die spanning. Ratingsverhoudings 'n Reeks ratte word binne die sleutelhanger gebruik om die kragopwekker so vinnig as moontlik te laat draai. As u die handvatsel draai, sit dit drie saamgestelde tandwiele in beweging. Die een helfte van elke saamgestelde rat het 'n klein radius en die ander helfte het 'n groot radius. As die klein radius gedraai word, verander die tande aan die rand van die groter radius in 'n proporsioneel vinniger tempo. Deur hierdie saamgestelde ratte te laat vaar, kan die kranksnelheid verskeie kere vermenigvuldig word en kan die kragopwekker baie vinniger gedraai word as wat 'n mens dit kan draai. redelike draai, maar die spanning is nie hoog genoeg om 5V te bereik nie. Hierdie spanning wissel ook vinnig, gebaseer op die as -rotasietempo. Om 'n konstante 5V-uitset te kry, is 'n opstapomskakelaar nodig. Die spesifieke geïntegreerde stroombaan wat gekies word - die MAX756 - kan spanning van so laag as 0,7V na 5V verander en kom in 'n handige 8 -pins pakket. Die opstartkring is gebaseer op die toepassingsbaan in die datablad MAX756. https://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX756-MAX757.pdf Alhoewel hierdie dynamo-sleutelhanger-flitse geadverteer word sonder dat hulle batterye benodig, lyk dit asof hulle drie muntbatterye binne het. Die kragopwekker word aan hierdie muntbattery in 'n ietwat ru laaikring gesoldeer. Ek dink egter nie dat hierdie batterye herlaaibaar is nie, en dit is geneig om vinnig leeg te raak na die aanvanklike ontlading. Hierdie instruksie vervang hierdie muntstuk met 'n groot kondensator wat meer gereeld herlaai kan word en meer doeltreffend is. Die spesifieke komponente is gekies om maklik met die hand te soldeer, terwyl dit die kleinste groottes was wat nog vir die spannings in die stroombaan beoordeel is. Opmerking: die MAX756 -datablad het C3 as 'n 150 uF -kapasitor. Die 150 uF kapasitors wat ek gevind het, was baie fisies groter as die 100 uF en sou nie in die klein sleutelhanger pas nie. So het ek C3 vervang met 'n 100 uF kapasitor en dit lyk asof dit goed werk.

Stap 2: Onderdele en gereedskap

Onderdele vir die opstartomskakelaar Die dele vir die opstartkring kan verkry word by 'n elektroniese verspreider, soos Digikey. U1-MAX756 3.3V/5V stap-up DC-GS-omvormer, 8-pins DIP-pakket [Digikey# MAX756CPA+-ND] C1-0.33 F 5.5V kondensator, muntstuk [Digikey# 604-1024-ND] C2, C3-100 uF 6.3V aluminium elektrolitiese kondensator, mini radiaal [Digikey# P803-ND] C4-0.1 uF 25V keramiek algemene kondensator, deurgat [Digikey# BC1148CT-ND] L1-22 uH RF-choke, aksiaal [Digikey# M8138CT-ND] R1-1k, 1/4W algemene koolstoffilmweerstand, axiaal [Digikey# 1.0KQBK -ND] D2-1A 20V Schottky-diode, aksiaal [Digikey# 1N5817GOS-ND] D3-As u nie die oorspronklike LED's in die flitslig kan herwin nie omdat die leidings te kort geknip is, kan u enige 2 mA LED gebruik, ronde T1 3mm [bv Digikey# 475-1402-ND] Dynamo sleutelhanger flitslig Daar is verskillende flitsligte op die mark wat deur verskillende vervaardigers op die mark vervaardig word - ek het dit by kruidenierswinkels (Giant aan die ooskus) en rekenaarwinkels (Microcenter) gesien. U kan hulle aanlyn vind deur Googling: dynamo sleutelhanger flitslig. Hulle kos gewoonlik minder as $ 5. Ek het ontdek dat daar 'n paar klein variasies is tussen flitsligte wat deur verskillende vervaardigers gemaak word. Een flitslig wat ek by Microcenter gekry het, het nie 'n printplaat vir die LED's nie - die LED's is net direk aan die battery gesoldeer. Hierdie LED -bord is lekker, maar nie nodig nie. As u agterkom dat daar geen aparte printplaat vir die LED's is nie, kan u die onderskeie positiewe en negatiewe leidings van die LED+-weerstandskombineer en uitgangskabel aanmekaar soldeer. 'N Bietjie warm gom binne -in die voorplaat naby die LED- en uitgangskabel kan die eenheid meganiese sterkte gee. Die ander variasie was dat leidrade op die skakelaar van hierdie weergawe ook effens anders as die battery gesoldeer is. Andersins was dit redelik identies. Uitgangskabel Ek het 'n USB A-manlike na 'n mini-B USB-manlike kabel gebruik wat van 'n dooie MP3-speler verwyder is as die uitsetkabel. Ek het hierdie kabel gekies omdat die mini-USB-ingang algemeen is vir klein stroombane. Aangesien daar 4 aansluitings binne hierdie kabel is, moet u uitvind watter drade die positiewe en negatiewe leidrade is. U kan egter enige tipe kabel wat u benodig, gebruik as u die polariteit ken. Om die kring te toets, sal u waarskynlik ook die aanvullende aansluiting vir die uitvoeradapter beskikbaar wil hê. Ek het die mini-B-houer van die dooie MP3-speler ontsoldeer en rooi en swart drade op 5V en grondpenne onderskeidelik verbind. Gereedskap U benodig die volgende gereedskap om die aangepaste dinamo te bou en te toets:-draadstropper-soldeer yster, soldeer en flux (hierdie instruksies neem aan dat u al voorheen gesoldeer het)- voltmeter en meetkabels- klein Phillips-skroewedraaier (om die flitsligkas oop te maak)- elektriese band- klein draadsnyers- klein tang- pincet (opsioneel, maar aanbeveel)- verstelbare armskroef, derdehandse gereedskap (opsioneel, maar aanbeveel)- klein plat skroewedraaier (opsioneel, maar aanbeveel)- warm gomgeweer (opsioneel, maar aanbeveel)- stokperdjie mes (opsioneel, maar aanbeveel)

Stap 3: Circuit Origami: MAX756 en bergingskondensator

A. Identifiseer die 8 penne op die MAX756 en oriënteer die chip met pen 1 links onder.

B. Draai die chip om (dws draai 180 grade deur die lang as) en knip penne 4 en 5. Hierdie penne gaan na die MAX756 se lae battery-aanwyserfunksie en word nie in hierdie instruksies gebruik nie. U kan die stroombaan verander en hierdie penne gebruik om te bepaal wanneer die spanning op die bergingskondensator (C1) laag is. Draai die stoorkapasitor om sodat die negatiewe pen aan die linkerkant is. C. Plaas die MAX756 op die bergingskondensator sodat die chip ongeveer tussen die negatiewe C1 (-) en positiewe C1 (+) penne van die opbergingskondensator is. D. Buig die opbergkapasitorpenne na die MAX756 asof dit die skyfie vasmaak. Buig penne 2 en 7 op die MAX756 sodat hulle byna die negatiewe pen C1 (-) van die opbergkapasitor raak. Buig pen 6 sodat dit die positiewe pen C1 (+) van die opbergkapasitor amper raak. E. Soldeer saam C1 (-) en penne 2 en 7 op die MAX756. Soldeer dan C1 (+) en pen 6 op die MAX756 vas. F. Sny laastens 'n klein stukkie elektriese band ongeveer die grootte en hoogte van die MAX756. Gebruik hierdie stuk om die gewrigte wat in E. gesoldeer is, te bedek

Stap 4: Kring origami: induktor, verwysingskondensator, Schottky -diode

A. Plaas induktor L1 teen penne 1 en 8 op die MAX756. Druk die L1 -leidings teen die MAX756 -penne sodat die komponent so na as moontlik aan die skyfliggaam is.

B. Soldeer L1 na penne 1 en 8 en knip die oorblywende L1 -kabellengte vas. C. Plaas die keramiek -kondensator C4 sodat die een lood pen 3 op die MAX756 raak en die ander een druk teen 'n blootgestelde deel van pen 2, wat nou meestal onder die elektriese band is. D. Soldeer C4 aan penne 2 en 3 en knip die oorblywende C4 -kabellengte vas. E. Kyk na MAX756 met pen 1 links bo, plaas die Schottky -diode D2 op die rand wat deur die groot kapasitor C1 geskep is. Buig die D2 katode D2 (-) pen-geïdentifiseer met 'n band-om die MAX756 liggaam sodat dit die positiewe terminaal van C1, C1 (+) raak. Buig die D2 -anode D2 (+) sodat dit pen 8 op die MAX756 raak. F. Soldeer die D2 -penne aan die MAX756 en knip die oorblywende kabellengte vas. Sny penne 8 en 3 af.

Stap 5: Kring origami: elektrolitiese kondensators, deel 1

A. Staan elektrolitiese kapasitors C2 en C3 aan hul ente sodat die negatiewe terminale, C2 (-) en C3 (-), langs mekaar is.

B. Buig C3 (-) om C2 (-). C. Soldeer die twee negatiewe leidrade saam naby C2. Dit sal 'n grondleiding vir die twee kapasitors skep. Maak seker dat u nie die positiewe terminaal van C2 per ongeluk soldeer nie. Knip die oorblywende lengte van C2 (-) vas. D. Draai die kapasitors na u toe. Buig C3 (-) in die kanaal tussen die twee kapasitors. Buig die oorblywende lengte 90 grade naby die einde van die kapasitors, asof u 'n voet vir die twee kapasitors skep. E. Met C1 (-) na u toe, plaas C2 en C3 aan die linkerkant en steek die C3 (-) voet tussen die C1 (-) terminaal en die C1 liggaam. F. Soldeer C3 (-) tot C1 (-). Jy bind die grondpenne van C2, C3 en C1 saam.

Stap 6: Kring origami: elektrolitiese kondensators, deel 2

A. Buig die positiewe terminaal van C3, C3 (+) na pen 1 op die MAX756 sodat dit binne -in pen 1 en 2 is.

B. Soldeer C3 (+) tot pen 1 op die MAX756. Sny die oorblywende lengte van pen 1. C. Draai die eenheid sodat dit op die negatiewe voorpunt van C1, C1 (-) rus. Sny 'n strook elektriese band wat smaller is as die breedte van kapasitors C2 en C3 saam en ongeveer twee keer so lank. Plaas hierdie elektriese band tussen C1 en C2/C3 sodat dit die C2/C3 grondpenne sal bedek. Dit sal verhoed dat C2 (+) per ongeluk raak en kortsluit tot op die grond. E. Buig C2 (+) 90 grade sodat dit oor die C2/C3 soldeerverbinding is. Buig dit dan 90 grade na die C1 (+) terminaal. F. Soldeer C2 (+) tot C1 (+) en sny die oorblywende lengte af.

Stap 7: Maak die uitgangskabel

Die proses vir die vervaardiging van die uitvoerkabel hang af van watter adapter u vir u projekte kies. Hierdie stap beskryf hoe u 'n USB mini-B-mannekabel kan opneem, aangesien dit 'n algemene kragprop-formaat is. Ek het 'n kabel gebruik wat uit 'n dooie MP3-speler gekom het, met USB-A-mannetjies en mini-B-mannetjies.

Sny die kabel ongeveer 5 sentimeter van die punt van die mini-B-einde af. Trek die USB-A-uiteinde en die 4 drade binne. Om vas te stel watter drade die positiewe en grond is, moet u die USB-A in 'n USB-aansluiting aansluit. Toets kombinasies van drade met 'n voltmeter - as daar rooi en swart drade is, lewer hulle waarskynlik onderskeidelik positiewe krag en grond. Trek die buitenste isolator aan die mini-B-einde ongeveer 1/4 duim af. Sodra u weet watter drade positief en gemaal is, J1 (+) en J1 (-), stroop u hierdie drade in die mini-B-einde en snoei u die oorblywende twee drade.

Stap 8: Demonteer die flitslig

A. Gebruik 'n Phillips -skroewedraaier op die vier skroewe om die flitslig uitmekaar te haal.

B. Die flitslig moet maklik uitmekaar trek. Identifiseer watter dele die bokant, onderkant en voorblad is. C. Trek die elektronika uit. D. Maak die twee drade naby die voorplaat vas. U gebruik die draad wat aan die skakelaar gesoldeer is, so hou die draad so lank as moontlik. Knip dan die draad en die einde van die diode D1 (die negatiewe, katode -einde is gemerk met 'n swart lyn) naby die gestapelde muntbatterye sodat die lengte van die draad en diode wat van die motor M1 strek, so lank as moontlik is.

Stap 9: Voorbereiding van die voorplaat

Let wel: nie alle dynamo -sleutelhanger -flitse het 'n LED -bord nie. As joune dit nie doen nie, kan u hierdie stap oorslaan.

A. Sit 'n platskroewedraaier tussen die voorplaat en die LED -printplaat vas. B. Draai die skroewedraaier. Die voorplaat en LED -bord moet uitmekaar spring. C. Soek die punt op die plastiekblad. D. Maak die punt vas met draadsnyers. E. Die kantkant sal in die nuwe dinamo uitkyk. F. Los die LED's van die LED -printplaat af. Probeer om die LED's ongeskonde te verwyder en laat die gate oop vir toekomstige penne.

Stap 10: Maak die voorplaat

A. As u LED-printplaat soortgelyk is aan die in die diagram, moet u LED D3 oriënteer sodat die katodepen D3 (-) in die gat teenoor die plat punt van die ronde wit LED1-omtrek gaan.

B. Buig die D3-anode D3 (+) 90 grade en steek D3 (-) in die gat in die LED-printplaat. C. Sny D3 (+) na die buiging sodat dit minder as 'n 1/8 duim lank is. Knip een lood van die 1k ohm -weerstand R1 vas sodat dit ook ongeveer 1/8 duim lank is. Voer die lang punt van R1, R1 (2) deur die gat in die LED -bord en soldeer die kort ente van R1 en D3 (+) saam. D. Draai die LED -kring om. Soldeer R1 (2) aan die gat onbeset deur D3 (+) en sny die oorblywende lengte af. Die strook koper R1 (2) wat nou vasgesoldeer is, is die positiewe bus. E. Draai die LED -kring terug. Voer die uitgangskabel deur een van die gate in die plastiek voorplaat. Let op dat die rigting van die voorplaat nou omgekeerd is en dat die voorplaat uitsteek as u klaar is. F. Soldeer die J1 (+) deur die gat wat met die positiewe bus verbind word. Soldeer J1 (-) na die grondbus.

Stap 11: Voltooiing van die voorplaat

A. Smeer 'n bietjie warm gom in die skeur tussen die LED -printplaat en die voorplaat aan die kabelkant. Dit gee die samestelling 'n mate van meganiese sterkte.

B. Omdat u nie die muntbatterye nodig het nie, moet u 'n draad uit die stapel losmaak. Soldeer hierdie draad tot R1 (2). Hierdie draad sal die LED en die uitgangskabel van krag voorsien nadat dit aan die uitgang van die omskakelaar gekoppel is.

Stap 12: Die installering van die skakelaar- en stap-omskakelaarbaan

A. Los die skakelaar van die flitslig se muntbattery af.

B. Maak seker dat die aansluiting van die skakelaar soortgelyk aan die foto lyk, met 'n draad aan die boonste pen SW1 (2) gesoldeer en geen op die onderste twee nie. Buig die middelste pen SW1 (1) ongeveer 45 grade van die skakelaar af. U kan die onderste pen vasmaak. C. Die onderste helfte van die omhulsel het drie plastiekkenmerke aan die voorkant, wat verhoed dat die nuwe stroombaan binne pas. Sny dit met behulp van draadknipsels. D. Miskien moet u 'n stokperdjemes gebruik om hierdie funksies met die res van die saak af te sny. E. Plaas die skakelaar in die onderste helfte van die omhulsel op sy oorspronklike plek. Maak seker dat die pen met die draad, SW1 (2), die naaste aan die voorkant is. F. Plaas die hele omskakelaarstroombaan in die holte, met die groot kapasitor C1 na die skakelaar en die twee elektrolitiese kapasitors C2 en C3 agter. SW1 (1) moet teen die negatiewe terminaal van C1, C1 (-) druk. As dit nie die geval is nie, buig dit na die kapasitor. Dit is moontlik dat u 'n elektriese band op C1 (-) agter die SW1 (2) pen wil sit sodat dit nie kortkom nie.

Stap 13: Koppel die voorplaat en die stap-omskakelaarkring

A. Plaas die motor M1 terug in sy oorspronklike plek in die onderste helfte van die omhulsel. Verleng die draad wat uit die motor kom - die grond M1 (-) draad - sodat dit die middelste pen van die skakelaar, SW1 (1) en die negatiewe aansluiting van die groot kapasitor, C1 (-) raak.

B. Sny en strook die M1 (-) draad tot die toepaslike lengte en soldeer die draad, SW1 (1) en C1 (-) saam. Dit is 'n belangrike verbinding, dus maak seker dat die drie gesoldeer is. C. Draai die omhulsel sodat die motor aan u linkerkant is, en buig die katodekabel van D1, D1 (-), sodat dit 'n blootgestelde deel van die positiewe terminaal van C3, C3 (+) raak. D. Soldeer D1 (-) en C3 (+) saam en sny die oorblywende lengte van D1 (-) af. E. Soldeer die SW1 (2) draad aan die negatiewe bus van die voorplaat. F. Soldeer die draad wat aan die positiewe bus van die voorplaat gekoppel is aan die positiewe aansluiting van die groot kapasitor, C1 (+).

Stap 14: Monteer weer

Om die montering te voltooi, pas die voorplaat in die onderste helfte van die omhulsel. Die lip van die voorblad moet binne -in die lip van die omhulsel wees om dit op sy plek te hou.

As u dink dat die diode D1 'n risiko van kortsluiting in die motorkas het, moet u 'n elektriese band op die motor plaas. Sit die ratte en handvatsel terug in hul oorspronklike posisies. Raadpleeg die onderstaande foto om te sien hoe dit in die geval gerig is. Sit die boonste helfte van die omhulsel bo -op die onderste helfte. Die twee dele moet nou bymekaar pas as die opstapomskakelaar baie naby aan die in hierdie instruksies was. Draai die nuwe en verbeterde kragtoevoer om en draai die vier skroewe vas.

Stap 15: Toets

Skakel die skakelaar na die voorplaat. Dit is die Aan -posisie.

Hou die dinamo -kragtoevoer in u linkerhand en draai die handvatsel met u regterhand. Ongeveer twee rotasies per sekonde is goed. U moet 'n bietjie weerstand ondervind - dit is die kapasitor wat laai. Na 'n paar sekondes sal die spanning hoog genoeg wees om die LED te lig. As die kondensator 5V nader, sal die weerstand daal. Op daardie stadium word die kapasitor gelaai. As u 'n aanvullende adapter met kragkabels vir u uitgangskabel het, kan u dit aan 'n voltmeter koppel. Rondom die punt waar die krankweerstand daal, moet u sien dat die spanning nader en naby 5V bly. As u weerstand ondervind, maar die LED nie brand nie, kyk na die aansluitings op die voorplaat. As die uitgangsspanning 5V ernstig oorskry, moet u seker maak dat die elektrolitiese kapasitors korrek gesoldeer is. As u geen weerstand ondervind nie en dit duidelik nie werk nie, is dit moontlik dat daar êrens 'n kort in die opstartomskakelaarbaan is.

Stap 16: Toepassing

Ek het die dinamo -toevoer gebruik om 'n Luminary LM3S811 -evalueringsbord aan te dryf waarop '5V - sonder battery' gedruk word. na 'n OLED -skerm. As gevolg van die skyfies wat op hierdie bord gebruik word, trek dit 'n redelike hoeveelheid stroom … ongeveer 80 mA. Gevolglik werk dit nie baie lank op die dinamo -kragtoevoer voordat dit nodig is nie, maar dit loop lank genoeg om verskillende teks op die skerm te laat flikker. Die dinamo -kragtoevoer werk die beste met stroombane wat 'n paar mA stroom trek. Kringe kan tot 10 minute loop sonder om te draai, afhangende van hul minimum werkspanning.

Ek het ook die dinamotoevoer met 'n stokperdjie -motor getoets. Terwyl hy gedraai het, brom die motor saam met 'n stroom van 50 mA.