Jinsi Nilivyotengeneza Tochi ya Juu Zaidi Milele: Hatua 10 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Ubunifu wa PCB ni sehemu yangu dhaifu. Mara nyingi mimi hupata wazo rahisi na ninaamua kuigundua kuwa ngumu na kamilifu iwezekanavyo.

Kwa hivyo wakati mmoja niliangalia tochi ya zamani ya "kijeshi" ya 4.5V na balbu ya kawaida iliyokuwa ikikusanya vumbi a. Pato la taa kutoka kwa balbu hiyo lilikuwa la kusikitisha sana na betri hazikuweza kuchajiwa, maisha ya betri hayakuwepo. Lakini kesi yake ilikuwa nzuri.

Kwa hivyo niliamua kuipatia moyo mpya wa hali ya juu.

Kwa hivyo nilijiuliza: "Je! Ninataka kujenga kazi ngapi?" Na nikasema: "Ndio. Zote."

:)

Nilitaka: - maisha bora ya betri ambayo yalikuwa yamehifadhiwa na 3.7V 6000mAh (3x NCR18500A) betri inayoweza kuchajiwa ya Li-Ion. Maisha ya betri ni kati ya masaa 20 hadi 6, kulingana na mipangilio ya umeme.

- diode bora zaidi ya LED niliyoweza kupata - Ultra Cree XP-G3 (187lm / W)

- ufanisi wa hali ya juu wa dereva wa IC IC (zaidi ya 90%) - madereva ya LED ya watumiaji ni karibu 60% tu ya ufanisi

- Nilitaka kuchaji kupitia USB na kwa adapta ya nje hadi 40V, kwa hivyo ningeweza kuchaji mahali popote na chochote

- Nilitaka iweze pia kuwa benki ya nguvu, kwa hivyo ningeweza kuchaji simu yangu nayo

- Nilitaka hali ya malipo, ili niweze kuona ni kiasi gani cha juisi bado iko ndani

- na nilitaka kutoshea kila kitu ndani ya ile kesi ndogo

Kwa hivyo nilihitaji kubuni PCB ya kawaida ambayo itafaa ndani ya kesi yake na nilihitaji kutoshea kila kitu kilichoelezwa hapo juu kwenye ubao huo.

Hapo juu ni video inayoonyesha mchakato mzima wa muundo. Jisikie huru kutazama, kushiriki, kupenda na kujiunga na kituo changu cha youtube:)

Nitaelezea zaidi hatua za kubuni katika hii inayoweza kufundishwa.

Tunatumahi kuwa hii ya kufundisha itawapa watu wengine mtazamo juu ya kile kinachoweza kufanywa na ni kazi ngapi inachukua kuifanya na labda hata kuhamasisha watoto wengine kuwa wahandisi wa umeme:)

Hatua ya 1: Tochi ya Kale

Hii ilikuwa taa ya bei rahisi, inayotumia betri ya 4.5V na ilikuwa mkali kama mshumaa wa kawaida.

Ilikuwa na vichungi baridi, vya kijani na kijani vilivyoendeshwa kwa mikono ambavyo vilikuwa baridi sana.

Hatua ya 2: Kuweka Tochi

Nilitupa sehemu zote nje na kupima vipimo vya ndani. Nilihitaji kubuni bodi ambayo itafaa kabisa.

Niliamua kutumia betri 3 za lithiamu sambamba. Kesi hiyo ilikuwa ndogo sana kutumia seli za kawaida 18650. Kwa hivyo niliamua kutumia seli fupi kidogo za 18500 - Panasonic NCR18500A na karibu 2000mAh kila moja. Kwa hivyo nilikuwa na uwezo mzuri wa jumla ya 6Ah

Hii ilimaanisha nafasi ya PCB ilikuwa ndogo. Lakini wanasema: "mtu angeweza kusimamia ikiwa alijaribu":)

Hatua ya 3: Mpangilio

Kwa hivyo nilifanya skimu ngumu sana. Usiniulize kwa masaa niliyotumia kwa hii:)

Nilikuwa nikitafuta na kuchagua vifaa sahihi kwa siku kadhaa, kabla sijakagua kuhitimisha. Hii inamaanisha kuvinjari mtengenezaji (Texas Instruments, Microchip, Analog Devices…) tovuti za ICs na kategoria na kuchagua moja inayofaa mahitaji yangu. Na IC inahitaji kupatikana kununua kwa wingi kwenye tovuti kama Farnell, Mouser na Digikey.

Wiring IC zote sio ngumu kama inavyoonekana, kwa sababu wazalishaji kila wakati hujumuisha mchoro mmoja wa msingi wa wiring kwenye data ya IC. Sitatoa maelezo hapa juu ya mpango, ikiwa swali lolote linatokea, jisikie huru kuuliza kwenye maoni.

Mpangilio ni pamoja na nyaya ndogo zifuatazo:

- Chaji ya betri / malipo ya juu na ulinzi wa sasa unaoweka betri ndani ya mipaka salama ya uendeshaji.

- Kidhibiti cha malipo cha polepole cha USB - hutumika kuchaji tochi polepole kupitia bandari ndogo ya USB. Hii imeongezwa kwa urahisi, lakini tochi inaweza kuchaji hadi masaa 12 kupitia chaguo hili niliongeza swichi kuchagua sasa ya kuchaji kati ya 100mA (kikomo cha sasa cha USB 1.0), 500mA (kiwango cha kawaida cha USB) na 800mA (chaja ya ukuta)

- Kidhibiti cha kuchaji haraka - IC hii inadhibiti kuchaji kupitia kontakt ya jack ya DC iliyowekwa kwenye kesi ya betri. Inaweza kushughulikia voltage ya uingizaji kutoka 5V hadi 40V, ina ulinzi wa polarity wa nyuma na inaweza kuchaji betri kwa saa chache. Niliongeza swichi kuchagua mikondo miwili tofauti ya kuchaji kulingana na upeo wa chanzo cha umeme. Ya sasa inaweza kuchagua kati ya 1A na 3A. Kwa njia hii huwezi kupakia adapta ya chini ya ukuta wa DC. Nilitaka iwe kwa wote:)

- Dereva wa LED - Nilichagua ufanisi wa hali ya juu (90%) dereva wa LED, anayeweza kuendesha LED na hadi 1A ya sasa (karibu 3W). Hii ni nguvu ya chini sana, lakini nilichagua ufanisi bora zaidi wa LED niliyoweza kupata - Cree XP-G3 (187lm / W) ambayo hufanya nguvu ya chini ya kuendesha. Nilitaka ufanisi bora zaidi na maisha ya betri. Dereva inasaidia mipangilio 4 ya umeme inayoweza kusuluhishwa. Nilichagua Off, 1W, 2W na 3W.

- Kubadilisha kuzunguka kwa dekoda ya binary - hii ni kwa sababu matokeo ya nguvu ya dereva wa LED yalikuwa na nambari za binary na nilihitaji kubadilisha pato kutoka kwa swichi hadi nambari 2 ya binary iliyo na mbili au lango la IC.

- Kiashiria cha kupima mafuta ya betri nilibuni kwa hiari na kulinganisha 4, rejea ya usahihi wa voltage na wagawanyaji wa usahihi wa kupinga. Ilionyesha uwezo uliobaki kulingana na voltage ya betri. Nilipata mzunguko wa voltage ya kutokwa kwa seli inayofanana ya betri na kuhesabu wagawanyaji wa kontena ili waweze kuwasha LED ipasavyo.

- USB powerbank kazi na malipo ya haraka mtawala. IC ya kwanza inazalisha 5V IC thabiti kutoka kwa voltage ya betri ya 2.5V - 4.2V. IC ya pili ni nyongeza nzuri - ni mtawala wa malipo ya USB. Unapounganisha simu kwa bandari ya kuchaji, IC hii inawasiliana na simu na kuiambia ni nini hii ni bandari nzuri ya kuchaji na inaiambia simu kuwa inaweza kuchukua hadi 1.5A ya malipo ya sasa. Bila hii IC simu nyingi zingechaji tu kwa hali chaguomsingi ya USB ya 500mA. Wakati kuchaji haraka kunawashwa huwasha LED ili uweze kuona kuwa simu inachaji haraka. Kubadilisha kidogo kwenye PCB hutumiwa kuwezesha utendaji wa benki ya nguvu.

Ikiwa unaamini au la, juu ya mpango huu kuna vifaa 125:)

Ninaamuru kuzitoshea kwenye ubao mdogo sana ilibidi nitumie vifaa vidogo vya ukubwa wa 0402 - saizi moja ya kupinga ni 1mm x 0.5mm au 0.04 kwa inchi 0.02. Kwa hivyo saizi yao 0402.

Hatua ya 4: PCB

Halafu, wakati mpango ukamilika, ni wakati wa kutengeneza eneo la PCB kwa vipimo unavyotaka na uweke vifaa kwenye PCB.

Hii ni kazi ndefu kabisa, lakini utafurahiya kuifanya. Ni kazi nzuri na ya kupumzika.

Ujuzi kidogo juu ya uwekaji wa sehemu fulani hufaa. Inapatikana zaidi na vitabu na mafunzo na zingine huja katika mazoezi. PCB nyingi zaidi utafanya bora kuwa katika kuifanya.

Ninatumia Mbuni wa Altium ambayo ni programu ya kitaalam na ninapata leseni kutoka kwa kazi yangu. Lakini kwa mtu anayependeza, Tai, Kicad, PCB ya kubuni na zingine nyingi ni suluhisho bora kwani ni rahisi sana kuanza.

Ninafanya kazi na vifaa ambavyo pia vimechorwa katika 3D, ambayo inasaidia sana kuibua na kuunda viambatanisho, kwa sababu unajua vitu viko wapi na viko juu vipi. Lakini kuchora nyayo za sehemu na miili ya 3D inachukua kazi mara 3 zaidi. Lakini inastahili mwishowe.

Hapa kuna data ya muundo wa PCB pamoja na vijidudu, faili kubwa za skimu, mkusanyiko na muswada wa vifaa:

Ninatumia JLCPCB kutengeneza bodi zangu. Gharama ya bodi hii ni $ chache tu kwa 5pcs (pamoja na usafirishaji) ambayo ni biashara! Jisajili kupata $ 18 kuponi za watumiaji mpya:

Unaweza kutumia nambari ya kuponi "JLCPCBcom" wakati wa kulipia punguzo ndogo.

Hatua ya 5: Utengenezaji wa PCB

Siku za kuchimba PCB nyumbani zimehesabiwa. Katika shule ya upili miaka 10 iliyopita nilikuwa nikipiga PCB zangu nyumbani. Ilikuwa njia ya bei rahisi kwa njia hiyo. Lakini basi hakukuwa na kampuni za Wachina zinazotoa PCB kwa karibu bure.:)

Sasa unaweza kupata PCB za safu 2 zilizotengenezwa kwa usafirishaji wa 2usd + kwenye tovuti kama JLCPCB.com. Ni njia rahisi zaidi kwa njia hii na unapata bodi za daraja la kitaalam.

Unahitaji tu kusafirisha faili za kijaruba (ambazo zina habari juu ya tabaka za shaba kwenye PCB) na uzipakie kwenye wavuti yao na subiri wiki chache kwa mtunzaji wako unayempenda atoe kito chako.

Hatua ya 6: Kufunga

Vipengele vya kugundua ndogo hii sio kazi rahisi. Lakini kwa chuma kizuri cha kutengeneza na maono mazuri inaweza kufanywa.

Ninatumia kituo cha kutengenezea Icon cha Ersa ambacho hufanya kazi vizuri sana.

Kwa mradi huu nilichagua vitu vidogo vya ujinga kwa sababu nilikuwa na nafasi ndogo sana. Vinginevyo ningechagua vifaa vya 0603 au 0805 ambavyo ni rahisi zaidi kutengeneza.

Hatua ya 7: Heatsink ya LED

Nilihitaji kutoshea wingi wa aluminium ndani ya boma ili kusambaza joto kutoka kwa LED.

Kwa kuwa nilikuwa na mtindo wa 3D wa bodi yangu, ningeweza kuiga kipande hicho kwa urahisi na kuitengeneza kwa njia yangu ya kupendeza.

Ningeweza kukata mashimo yote na njia zilizokatwa kutoshea kikamilifu.

Hatua ya 8: Kuanzisha Mkutano

Kisha mkutano ulianza na kila kitu ghafla kilitoshea kabisa.

Chini ya PCB niligonga mkanda wa Kapton kwa hivyo bodi ilitengwa kwa umeme na alumini hivyo hakuna mizunguko fupi inayoweza kutokea.

Hatua ya 9: Saa chache za Ulemavu wa Cable Baadaye…

Mnyama alikuwa karibu kabisa!

Nilikaza nyaya,, nikapachika swichi na kiunganishi cha umeme, nikaunganisha vitu vyote, nikapachika lensi kwa LED na kuweka betri ndani ya wamiliki wa betri, nikaunganisha wagunduzi wa kupima joto la betri. IC za kuchaji huweka betri ndani ya mipaka salama. Ikiwa hali ya joto ni ya chini sana au ya moto sana, sasa ya kuchaji imepunguzwa ili isiharibu betri.

Hatua ya 10: Na Kisha…

Imemalizika!

Tochi ilikuwa imekamilika! Tazama video juu ya inayoweza kufundishwa ili kuiona kwa vitendo na jinsi inang'aa sana!

Jambo pekee linalohitaji uboreshaji ni kwamba ninahitaji kuziba shimo karibu na viunganishi vya USB kwa vumbi.

Lakini bado sijafikiria jinsi ya kuifanya vizuri. Ikiwa una wazo lolote, liambie kwenye maoni.

Kwa hivyo.. Sasa unafikiri mimi ni mtaalamu na hauwezi kuunda kitu kama hicho. Lakini umekosea. Nilipoanza na vifaa vya elektroniki katika shule ya kati, pia sikuwa na wazo lolote juu ya kile nilikuwa nikifanya. Nilikuwa natafuta mkondoni kwa skimu na nilijaribu kuziunganisha wakati hata sikujua ni nini transistor ilikuwa na jinsi ilifanya kazi. Kwa kweli wengi wao hawakufanya kazi. Kupitia majaribio na makosa nilikuwa nikiboresha na kuwa bora. Nilisoma vitabu kadhaa, nikaenda kusoma uhandisi wa umeme na nikaanza kutengeneza PCB nyingi. Kwa kila mmoja nilipata nafuu. Na wewe pia unaweza!

Asante kwa kusoma maelekezo yangu! Tafadhali angalia maelekezo yangu mengine!

Unaweza kunifuata kwenye Facebook na Instagram

www.instagram.com/jt_makes_it

kwa waharibifu juu ya kile ninachofanya kazi sasa, nyuma ya pazia na nyongeza zingine!

Mkimbiaji Juu katika Changamoto ya Kubuni ya PCB