USB-Powered Nightlight W / Backup Battery (Miundo Mbili): 3 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Muda mfupi nyuma, niligundua hitaji la taa ya usiku inayotumia betri kwa chumba changu. Wazo lilikuwa kwamba sikutaka kuamka kitandani kila wakati nilipotaka kuzima taa yangu ili kwenda kulala. Nilihitaji pia mwangaza ambao haukuwa mkali kama taa yangu ya chumba cha kulala kwa sababu kutoka mwangaza sana hadi giza sio kupendeza machoni. Na juu ya hayo, kampuni yetu ya umeme ilikuwa na kipindi cha wakati ambapo nguvu zetu zingetoka kila wiki kadhaa kwa dakika kadhaa kwa wakati… mara kadhaa kwa wiki hiyo. Mawazo yangu ilikuwa ikiwa nguvu ingekuwa wazi kwa bahati nasibu bila sababu wakati wa majira ya joto, wakati wote, itakuwaje wakati wa baridi?

Hapa kuna mahitaji yangu kadhaa:

• Kwanza, nguvu ndogo. Bado ninafanya kazi kwenye sehemu hii, lakini tayari iko chini sana.
• Ninahisi kana kwamba ningeweza kufanya vizuri zaidi wakati huo huo kuifanya iwe rahisi, ambalo lilikuwa lengo la pili.
• Pia, kwa kweli, inaendeshwa na betri.
• Mwangaza - karibu kiwango cha chini; angavu vya kutosha kuona kila kitu ni nini. Jinsi hii ni mkali kwako, utahitaji kuijaribu. Ikiwa ni mkali sana, itakuwa ngumu kidogo machoni pako - haswa ikiwa itawabidi uiwashe tena baada ya kuzimwa kwa muda!
• Ubunifu kamili - nilitaka hii iketi pembeni ya dawati lililosongamana kwa sababu hiyo hufanyika mahali ambapo kitanda changu kinakaa. Sio kwenye dawati - kando yake.
• Sehemu ndogo kwa sababu ya kipengee kilichotangulia kwenye orodha na inasaidia bidhaa ya tatu.

Nilikuja na muundo wa Msingi Sana. Nilifikiria juu yake na nikapata matukio ambayo yangefanya muundo kuwa wa kukasirisha kutumia. Kwa mfano, ikiwa umeme ulizimwa wakati kulikuwa na giza, ningehitaji njia ya kuona kitufe cha umeme kikiwasha. Nilifikiria kutumia swichi na kiboreshaji kilichoangaza na kuweka tu ya kutosha kupitia hiyo kuifanya iwe nuru. Ingetumia nguvu kidogo tu, lakini labda hiyo inaweza kushughulikiwa baadaye katika muundo. Na, kuhusiana, nisingengojea mpaka iwe giza kabisa kabla ya kuwasha. Napenda wakati fulani kabla ya kuhitajika. Pia, ni nini ikiwa ningesahau kuizima kabla ya kwenda kulala? Nilihitaji njia ya kulinda betri.

Baada ya kufikiria zaidi, nilikuja na Muundo wa Msingi ambao ungesuluhisha mengi haya. Ilikuwa na maana ya kuingizwa kwenye ukuta ili kugundua ikiwa kuna kukatika kwa umeme kupitia mzunguko wa transistor. Niliamua kutumia hii kuwezesha relay badala yake na relay itachagua kati ya betri na chanzo kingine cha nguvu (haswa, ile inayowezesha relay) kwa LEDs.

Wakati nilitaja mradi huu kwa watu kadhaa, walikiri kuogopa giza na kitu kama hiki kitakuwa muhimu. Hii imenipa motisha ya kuendelea kufanya kazi kwenye mradi huo. Tangu wakati huo nimekuja na Toleo la Juu ambalo ni la kawaida (zaidi) la mkate, lakini niliruka moja kwa moja kuiweka kwenye bodi ya mzunguko wa kawaida, kwa hivyo sina maagizo ya mkutano wa mkate. Ikiwa unajua jinsi ya kuweka mkate na unaweza kufuata skimu, haupaswi kuwa na shida ya kuiunganisha.

Ugavi:

Ikiwa unataka kutumia Toleo la Msingi nililoanza nalo, tumia orodha hii:

1. Wart moja ya ukutani ya wart (fikiria chaja ya zamani ya simu au moja ya mamia ya vizuizi vya umeme ulivyo na droo au sanduku mahali ambapo haujui wanaenda)
2. Uwasilishaji mmoja wa SPDT ulipimwa kwa voltage ya kitu kilichotangulia. Nilitumia relay ya zamani ya HVAC ambayo fundi alibadilisha miaka mingi iliyopita (mimi mwenyewe sikuona chochote kibaya nayo). Reli za HVAC ni ngumu kidogo: ni DPST, lakini seti moja ya anwani kawaida huwa wazi na seti nyingine kawaida hufungwa. Pia wamepimwa kwa 24 VAC na kuziba ukuta wangu uliochaguliwa kuweka nje 12 VDC.
3. Baa moja ya 12 Volt nyeupe ya LED: Nilitumia mojawapo ya hizi, lakini wavuti haiwauzi tena. Wewe ni huru kila wakati kubadilika kwa kile ulicho nacho au unachoweza kufikia, au hata kubuni yako mwenyewe.
4. Kubadilisha moja ya SPST
5. Betri moja au zaidi. Nilitumia betri mbili za taa za Volt 6 mfululizo, ingawa nilitaka kutumia betri moja ya taa ya Volt 12.
6. Njia fulani ya kuiunganisha yote pamoja

Ikiwa unataka kufanya Toleo lililoboreshwa, tumia orodha hii:

1. Chanzo kimoja cha nje cha 5 VDC. Ubuni huu ulikwenda moja kwa moja kwa PCB (zaidi juu ya hii baadaye), kwa hivyo nikapiga kibao cha kike cha USB cha B hapo. Unaweza kukata mwisho wa kebo ya USB ya Sacrificial ™ na kuvua waya (unahitaji tu waya 5 wa Volt na GND)
2. Chanzo kimoja cha nguvu ya chelezo, yaani betri
3. Volti moja 5 ilikadiri relay ya DPDT. Nilitumia hii. Ni rafiki wa mkate!
4. Kitufe kimoja cha DPST
5. Mdhibiti mmoja wa voltage LM7805 (hapa)
6. Capacitor moja 0.22uF (hiari). Jedwali linamaanisha inapaswa kuwa aina ya kauri, lakini haisemi wazi inapaswa kuwa kama inavyofanya kwa capacitor ya pato (ambayo sikuongeza)
7. Vipinga vitano vya sasa vya kuzuia LED au (ikiwezekana) basi ya kupinga. Taa zilizo kwenye orodha hii zina kushuka kwa voltage 3.3V na nilihesabu 85 Ohms kama upinzani unaohitajika. Nilitumia basi ya kupinga na upinzani wa 150 Ohms, uliopatikana hapa.
8. Diode 1N4004
9. Taa tano nyeupe (3v3 @ 20mA)
10. Njia ya kuunganisha yote pamoja

Ikiwa unataka Toleo la Bodi ya Mzunguko, kwa ujumla ni orodha hiyo hiyo hapo juu lakini na tofauti kadhaa:

1. Ni wazi, PCB. Ubunifu huo umepakiwa tu kwa OSH Park na wanauza bodi kwa makundi ya tatu. Unaweza kupata bodi hapa.
2. Inayo doa ya vizuizi vya waya lakini waya zinaweza kuuzwa moja kwa moja kwa bodi. Nilitumia mtindo huu.
3. Sehemu moja ya Betri (nilitumia betri ya 9V)
4. Kontakt USB iliyotajwa hapo awali. Nilichagua aina B na sio mini au ndogo B kwa sababu hizo mbili ni dhaifu sana kwa kupenda kwangu.

Hatua ya 1: Toleo la Msingi la Msingi

Kwa sababu ya kile nilikuwa nikifanya kazi na wakati huo, nilikuwa na changamoto nyingi za kukabili. Relay nilikuwa nayo imetolewa kwenye picha ya kwanza. Wakati kile nilichokuja nacho hakikuwa bora kwa njia yoyote, ilifanya kazi (picha ya pili). Nilibadilisha relay yangu mbaya ya DPST kuwa SPDT kwa kufupisha vituo viwili pamoja ili kufanya pini ya kawaida. Uunganisho huu ulikwenda kwa swichi, kisha kwenye mwambaa wa LED, kisha chini. Benki ya betri niliyoifanya - upande mzuri ulikwenda kwa unganisho la NC kwenye relay. Coil ya relay iliunganishwa na usambazaji wa nje, ambayo ingeweka relay katika nafasi yake "juu". Ugavi wa umeme pia unaunganisha kwenye unganisho la HAPANA kwenye relay. Viwanja vyote vimeunganishwa pamoja.

Nadharia ni kwamba wakati inapata nguvu ya nje, relay inakaa katika hali ya "juu", kwa hivyo uhusiano wa NO umefungwa na unganisho la NC liko wazi. Hii inamaanisha unganisho la kawaida linapata nguvu kutoka kwa chanzo cha nje. Ikiwa nguvu inapotea, relay inarudi katika hali yake ya "kuzima" na unganisho la kawaida huanza kupata nguvu kutoka kwa betri. Chanzo chochote, swichi inadhibiti nguvu kwenye mwambaa wa LED. Sehemu ya kawaida kati ya kila kitu inaruhusu mzunguko kamili katika hali yoyote.

Nilitumia viunganisho halisi vya waya kwenye mzunguko mwingi ili nisingelazimika kuuza chochote. Kuunganisha betri (zina vituo vya chemchemi), nilitumia risasi za Sacrhetic ™ (sehemu za alligator zilizo na waya zilizounganishwa) kwa kukata moja kwa nusu na kuvua waya (na kuongeza viunganishi vya waya). Iliyotumiwa kuunganisha betri zote mbili pamoja bado iko kwenye kipande kimoja. Kila kitu kimewekwa kwenye sanduku nyekundu la usafirishaji la SparkFun.

Sina picha za bidhaa ya mwisho, lakini nitachukua zingine ikiwa zitaombwa.

Hatua ya 2: Toleo la Juu

Mwishowe niliweza kuagiza sehemu zinazohitajika kutengeneza toleo zuri la mzunguko (ambao nilikuwa nimekwisha kuchora). Mabadiliko muhimu yaliyofanywa katika muundo huu yalikuwa yakiibuni kufanya kazi kwa usambazaji wa 5V iliyosimamiwa na pia relay kutopewa nguvu kila wakati. Ilinibidi nibadilishe swichi kwa aina ya DPST pia. Nadharia ya operesheni ni kugusa tu ngumu zaidi.

Kuangalia nusu ya betri ya mzunguko, wacha tuseme swichi imezimwa. Relay bado ina waya ili hali yake ya "kuzima" inasababisha betri kushikamana na mdhibiti wa 5 Volt, kisha pato la mdhibiti limerudishwa kwenye relay (moja ya unganisho la NC), kisha LED. Kubadili ni wired kati ya betri na relay ili kuvunja mzunguko na kuweka sasa kutoka kwa mtiririko. Ikiwa swichi imewashwa, basi sasa itaweza kupita kupitia mzunguko.

Kuangalia nusu nyingine ya mzunguko, tunaona kwamba nguvu kutoka kwa USB inaendeshwa mara moja kwenye swichi, kisha coil ya relay na moja ya unganisho la HAPANA kwenye relay. Pini ya kawaida ya unganisho hili inashirikiwa na unganisho la NC lililotajwa hapo awali, kwa hivyo hii ni seti ya anwani inayobadilika kati ya vifaa vya umeme. Seti nyingine ya mawasiliano ni ya kulinda mdhibiti wa voltage. Ikiwa swichi imewashwa, relay inageuka na kutuma nguvu ya nje kwa LED.

Diode imeunganishwa sawa (lakini kwa nyuma) kwa relay ili kupunguza voltage ya kuruka wakati relay inabadilika kutoka kwa "on" hadi "off" nafasi ya kupoteza nguvu. Hii ni kulinda chanzo cha umeme: yaani, chaja ya simu ya USB au bandari ya PC USB.

Capacitor inaweza kutengwa. Jedwali la data la mdhibiti halielezei ni umbali gani "mbali na kichungi cha usambazaji wa umeme" ni, kwa hivyo nikaona ningeweza pia kuijumuisha.

Hatua ya 3: Toleo la PCB

Toleo la PCB ni sawa kabisa na Toleo la Juu, lakini kwenye bodi ya mzunguko. Sehemu zote zimewekwa juu ya ubao na zina lebo na nambari za sehemu (au habari zingine muhimu) ili uweze kupata sehemu za kubadilisha au kubadilisha kama inavyotakiwa au inavyotakiwa. Uingizaji wa betri (uliotengwa kutoka kwa pembejeo ya kubadili) ina pembejeo (+) na pembejeo (-). Upande wa (+) umeandikwa na (+).

Ingizo la kubadili lilikuwa na sehemu ya A na sehemu ya B, ambayo imeandikwa A na B. Vituo viwili vinavyozunguka "A" ni pembejeo A. Vivyo hivyo, vituo vya B vinazunguka "B."

Zilizowekwa pia ni mashimo mawili ya kufunga karibu na kuziba USB. Hawana uhusiano wa umeme na kitu chochote, hata hata kila mmoja.

Picha hizo tatu zilipigwa kwa nyakati tofauti. Ya kwanza ni bodi tupu. Ya pili ni bodi yenye idadi ya watu na sehemu zilizochanganywa. Ya tatu ni bodi iliyokamilishwa kwa kutumia sehemu zote zinazoitwa.

Hariri kabla ya Chapisho:

Nilijaribu kuambatisha faili za KiCAD (kama zip) lakini nikapata hitilafu. Tutapata njia nyingine ya kushikamana baadaye.