USB-ээр ажилладаг шөнийн гэрэл, зайны нөөц (хоёр загвар): 3 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Хэсэг хугацааны дараа би өрөөндөө батерейгаар ажилладаг шөнийн гэрэл хэрэгтэй байгааг олж мэдэв. Орондоо орохын тулд гэрлээ унтраах болгонд би орноосоо босохыг хүсдэггүй байсан гэсэн санаа байсан. Надад унтлагын өрөөний гэрэл шиг тийм ч тод биш гэрэл хэрэгтэй байсан, учир нь үнэхээр тодоос үнэхээр харанхуй руу шилжих нь нүдэнд тийм ч таатай санагддаггүй. Дээрээс нь манай эрчим хүчний компанид хэдэн долоо хоног тутамд хэдэн минутын турш бидний цахилгаан тасрах үе байсан … тэр долоо хоногт хэд хэдэн удаа. Миний бодлоор хэрэв зуны улиралд ямар ч шалтгаангүйгээр цахилгаан санамсаргүй байдлаар унтрах юм бол өвлийн улиралд ямар байх вэ?

Энд миний хэрэгцээтэй хэд хэдэн зүйл байна:

• Нэгдүгээрт, бага хүч чадал. Би энэ хэсэг дээр ажилласаар байгаа боловч аль хэдийнээ нэлээд доогуур байна.
• Би илүү сайн хийж чадах юм шиг санагдаж байна. Үүний зэрэгцээ үүнийг хямд болгож чадсан нь хоёр дахь зорилго байсан юм.
• Мэдээжийн хэрэг, батерейгаар ажилладаг.
• Гэрэлтүүлэг - дунд доод түвшний тухай; бүх зүйл юу болохыг харах хангалттай гэрэл гэгээтэй. Энэ нь таны хувьд хичнээн гэрэл гэгээтэй вэ, та үүнийг туршиж үзэх хэрэгтэй болно. Хэрэв хэтэрхий гэрэл гэгээтэй байвал таны нүдэнд жаахан хэцүү байх болно-ялангуяа хэсэг хугацааны дараа унтрааж асаах шаардлагатай бол!
• Компакт дизайн - Энэ бол эмх замбараагүй ширээний ирмэг дээр суухыг би хүссэн, учир нь энэ нь миний орны суудаг газар юм. Ширээн дээр биш-хажууд нь.
• Жагсаалтанд орсон өмнөх зүйлээс шалтгаалан хамгийн бага хэсгүүд байдаг бөгөөд энэ нь гурав дахь зүйлд тусалдаг.

Би маш энгийн загвар зохион бүтээсэн. Би энэ талаар бодож, дизайныг ашиглахад дургүйцлийг төрүүлэх хувилбаруудыг гаргаж ирэв. Жишээлбэл, хэрэв харанхуй байхад цахилгаан тасарсан бол асаахын тулд цахилгаан унтраалгыг харах арга хэрэгтэй болно. Би гэрэлтүүлэгтэй идэвхжүүлэгчтэй унтраалга ашиглах талаар бодож, гэрэлтүүлэхийн тулд зөвхөн хангалттай гүйдэл дамжуулахыг бодсон. Энэ нь жаахан илүү их хүч зарцуулах болно, гэхдээ үүнийг дизайны дараа нөхөж магадгүй юм. Үүнтэй холбогдуулан асаахаасаа өмнө бүрэн харанхуй болтол би хүлээхгүй. Энэ нь үнэхээр хэрэгтэй болохоос өмнө би хэзээ нэгэн цагт хийх байсан. Бас унтахаасаа өмнө унтраахаа мартсан бол яах вэ? Надад батерейг хамгаалах арга хэрэгтэй байсан.

Жаахан бодсоны эцэст энэ олон зүйлийг шийдэх үндсэн загварыг гаргаж ирэв. Энэ нь транзисторын хэлхээгээр цахилгаан тасарсан эсэхийг илрүүлэхийн тулд хананд залгагдах ёстой байв. Би үүнийг реле асаахын тулд ашиглахаар шийдсэн бөгөөд реле нь батерей болон өөр тэжээлийн эх үүсвэрийг (тодруулбал, реле асаах) сонгох болно.

Би энэ төслийг хэд хэдэн хүнд хэлэхдээ тэд харанхуйгаас айдаг гэдгээ хүлээн зөвшөөрсөн бөгөөд иймэрхүү зүйл ашигтай байх болно. Энэ нь надад төсөл дээр үргэлжлүүлэн ажиллах урам зориг өгсөн юм. Би үүнээс хойш талхны тавцанд ээлтэй дэвшилтэт хувилбарыг гаргаж ирсэн боловч би шууд тохируулж хэлхээний самбар дээр байрлуулсан тул талхны хавтан угсрах заавар надад байхгүй байна. Хэрэв та талхны самбарыг хэрхэн яаж хийхийг мэддэг бөгөөд схемийг дагаж чаддаг бол үүнийг холбоход асуудал гарах ёсгүй.

Хангамж:

Хэрэв та миний эхлүүлсэн үндсэн хувилбарыг ашиглахыг хүсвэл энэ жагсаалтыг ашиглана уу.

1. Нэг Sacrificial ™ ханын уут (хуучин утасны цэнэглэгч эсвэл хаа нэгтээ шургуулга, хайрцагт байгаа хэдэн зуун цахилгаан блокуудын нэгийг нь бодоорой)
2. Өмнөх зүйлийн хүчдэлд тохирсон нэг SPDT реле. Би олон жилийн өмнө техникчээр сольсон хуучин HVAC реле ашиглаж байсан (би хувьдаа үүнээс ямар ч буруу зүйл олж чадаагүй). HVAC реле нь жаахан эвгүй: тэд DPST боловч нэг контакт багц нь ихэвчлэн нээлттэй, нөгөө хэсэг нь ихэвчлэн хаалттай байдаг. Тэд мөн 24 VAC -т үнэлэгддэг бөгөөд миний сонгосон хананы залгуур нь 12 VDC унтраасан.
3. Нэг 12 вольтын цагаан LED бар: Би эдгээрийн аль нэгийг нь ашигласан боловч вэбсайт цаашид зарагдахгүй байна. Та өөртөө байгаа эсвэл хандах боломжтой байгаа зүйлдээ дасан зохицох, бүр өөрийн гэсэн загвар гаргахад үргэлж чөлөөтэй байдаг.
4. Нэг SPST унтраалга
5. Нэг буюу хэд хэдэн батерей. Би 6 вольтын дэнлүүний хоёр батерейг цувралаар ашигласан боловч ганц 12 вольтын дэнлүүтэй батерей ашиглахыг хүссэн.
6. Бүгдийг хооронд нь холбох зарим арга зам

Хэрэв та сайжруулсан хувилбарыг гаргахыг хүсвэл энэ жагсаалтыг ашиглана уу.

1. Нэг гадаад 5 VDC тэжээлийн эх үүсвэр. Энэ загвар нь шууд ПХБ -тэй холбогдсон (энэ талаар дараа нь дэлгэрэнгүй үзэх болно), тиймээс би USB төрлийн В төрлийн эмэгтэй залгуурыг алгадав. Та Sacrificial ™ USB кабелийн үзүүрийг хайчилж, утсыг салгаж болно (танд зөвхөн 5 вольтын утас ба GND хэрэгтэй болно)
2. Нэг нөөц тэжээлийн эх үүсвэр, өөрөөр хэлбэл батерей
3. Нэг 5 вольтын үнэлгээтэй DPDT реле. Би үүнийг ашигласан. Энэ нь талхны самбарт ээлтэй юм!
4. Нэг DPST шилжүүлэгч
5. Нэг LM7805 хүчдэлийн зохицуулагч (энд)
6. Нэг 0.22uF конденсатор (заавал биш). Өгөгдлийн хүснэгтэд энэ нь керамик хэлбэртэй байх ёстой гэсэн утгатай боловч гаралтын конденсатортой адил байх ёстой гэж шууд хэлээгүй болно.
7. LED-ийн гүйдэл хязгаарлах таван резистор эсвэл (илүү зохимжтой) резистор автобус. Энэ жагсаалтад байгаа LED нь 3.3V хүчдэлийн уналттай бөгөөд 85 Ом -ийг шаардлагатай эсэргүүцэл гэж тооцоолсон. Би эндээс 150 Ом эсэргүүцэлтэй автобус ашигладаг байсан.
8. Нэг 1N4004 диод
9. Таван цагаан LED (3v3 @ 20mA)
10. Бүгдийг хооронд нь холбох арга

Хэрэв та Circuit Board -ийн хувилбарыг хүсч байвал энэ нь ерөнхийдөө дээрх жагсаалттай ижил боловч зарим ялгаатай талуудтай:

1. Мэдээжийн хэрэг, ПХБ. Энэхүү загварыг одоогоор зөвхөн ХАБЭА -н цэцэрлэгт байршуулж байгаа бөгөөд самбарыг гурваар нь зардаг. Та самбарыг эндээс авах боломжтой.
2. Энэ нь терминал блок хийх цэгтэй боловч утсыг шууд самбар дээр гагнах боломжтой. Би энэ хэв маягийг ашигласан.
3. Нэг батерейны хавчаар (би 9В батерей ашигласан)
4. Өмнө дурдсан USB холбогч. Би мини эсвэл микро В биш В хэлбэрийг сонгосон, учир нь эдгээр хоёр нь миний хувьд хэтэрхий эмзэг юм.

Алхам 1: Маш энгийн хувилбар

Тухайн үед хамт ажиллаж байсан болохоор надад тулгарах олон бэрхшээл тулгарсан. Надад байсан релейг эхний зураг дээр зурсан болно. Миний бодож олсон зүйл тийм ч тохиромжтой биш байсан ч үр дүнгээ өгсөн (хоёр дахь зураг). Би өөрийн эвгүй DPST релеийг хоёр терминалыг богиносгож нийтлэг зүү болгон SPDT болгон хөрвүүлэв. Энэ холболт нь унтраалга руу, дараа нь LED баар руу, дараа нь газардсан. Миний хийсэн батерейны банк-эерэг тал нь реле дээрх NC холболт руу явсан. Релений ороомог нь гадаад тэжээлд холбогдсон бөгөөд энэ нь релеийг "асаалттай" байрлалд байлгах болно. Цахилгаан хангамж нь мөн реле дээрх NO холболттой холбогддог. Бүх үндэслэлүүд хоорондоо холбоотой.

Онол бол гадны хүчийг авах үед реле "асаалттай" төлөвт байх тул NO холболт хаагдаж, NC холболт нээлттэй байна. Энэ нь нийтлэг холболт нь гадаад эх үүсвэрээс эрчим хүч авдаг гэсэн үг юм. Хэрэв цахилгаан тасарвал реле нь "унтарсан" төлөвт орж, нийтлэг холболт нь батерейгаас тэжээл авч эхэлдэг. Ямар эх үүсвэрээс үл хамааран унтраалга нь LED зурвасын хүчийг хянадаг. Бүх зүйлийн хоорондох нийтлэг ойлголт нь аль ч тохиолдолд бүрэн хэлхээг бий болгох боломжийг олгодог.

Би ихэнх хэлхээнд жинхэнэ утсан холбогч ашигладаг байсан тул юу ч гагнах шаардлагагүй болно. Батерейг холбохын тулд (тэдгээр нь хаврын терминалуудтай) би Sacrificial ™ туршилтын утаснуудыг ашигласан (утсыг хавсаргасан матрын хавчаар), нэгийг нь талыг нь огтолж, утсыг хуулж (мөн утсан холбогч нэмсэн). Батерейг хоёуланг нь холбоход ашигладаг төхөөрөмж одоо хүртэл нэг хэсэг хэвээр байна. Бүгдийг улаан SparkFun тээвэрлэх хайрцагт суурилуулсан болно.

Надад эцсийн бүтээгдэхүүний зураг байхгүй байна, гэхдээ хэрэв хүсвэл би авах болно.

Алхам 2: Нарийвчилсан хувилбар

Эцэст нь би хэлхээний маш сайн хувилбарыг гаргахад шаардлагатай хэсгүүдийг захиалах боломжтой болсон (би аль хэдийн зурсан байсан). Энэхүү загварт оруулсан чухал өөрчлөлтүүд нь 5В -ийн зохицуулалттай тэжээлээр ажиллахаар төлөвлөж байсан бөгөөд реле нь байнга тэжээгддэггүй байв. Би унтраалгыг DPST төрлөөр солих шаардлагатай болсон. Үйл ажиллагааны онол бол арай илүү төвөгтэй юм.

Батерейны хэлхээний талыг хараад унтраалгыг унтраасан гэж үзье. Реле нь утастай хэвээр байгаа тул "унтраасан" байдал нь зайг 5 вольтын зохицуулагчид холбоход хүргэдэг бөгөөд дараа нь зохицуулагчийн гаралтыг реле рүү (Сүлжээний Холболтын холболтуудын нэг), дараа нь LED руу буцааж өгдөг. Шилжүүлэгч нь батерей ба релений хооронд утастай бөгөөд хэлхээг тасалж, гүйдэл гүйхгүй байх болно. Хэрэв унтраалга ассан бол гүйдэл нь хэлхээгээр дамжих боломжтой болно.

Цахилгаан хэлхээний нөгөө талыг харахад USB -ээс авсан хүч тэр даруй унтраалга руу, дараа нь релений ороомог, реле дээрх NO холболтуудын нэг рүү орж байгааг бид харж байна. Энэхүү холболтын нийтлэг зүүг өмнө нь дурдсан NC холболттой хуваалцдаг тул энэ нь тэжээлийн хангамжийн хооронд шилжих контактуудын багц юм. Нөгөө контактууд нь хүчдэлийн зохицуулагчийг хамгаалах зориулалттай. Хэрэв унтраалга асаалттай байвал реле асч, гадаад хүчийг LED руу илгээдэг.

Реле цахилгаан тасалдал дээр "асаалттай" байдлаас "унтраах" байрлал руу шилжих үед буцах хүчдэлийг бууруулахын тулд диодыг релетэй зэрэгцээ (гэхдээ эсрэгээр) холбодог. Энэ нь тэжээлийн эх үүсвэрийг хамгаалах зорилготой юм: өөрөөр хэлбэл USB утасны цэнэглэгч эсвэл PC -ийн USB порт.

Конденсаторыг хасч болно. Зохицуулагчийн мэдээллийн хүснэгтэд "цахилгаан хангамжийн шүүлтүүрээс хэр хол" байгааг заагаагүй тул би үүнийг ямар ч байсан оруулах боломжтой гэж бодсон.

Алхам 3: ПХБ -ийн хувилбар

ПХБ -ийн хувилбар нь Нарийвчилсан хувилбартай яг ижил боловч хэлхээний самбар дээр байдаг. Бүх эд ангиудыг самбарын дээд хэсэгт байрлуулсан бөгөөд сэлбэгийн дугаараар (эсвэл бусад чухал мэдээллээр) шошголсон бөгөөд ингэснээр шаардлагатай эсвэл хүссэн хэсгүүдийг нь сольж, орлуулах боломжтой болно. Зайны оролт (унтраалгын оролтоос тусгаарлагдсан) нь (+) оролттой ба (-) оролттой. (+) Тал нь (+) тэмдэглэгдсэн байна.

Шилжүүлэгчийн оролт нь A ба B хэсгүүдтэй бөгөөд тэдгээрийг А ба В гэж тэмдэглэсэн байдаг. "А" орчмын хоёр терминал нь А оролт юм. Үүний нэгэн адил, B терминалууд нь "B" -г тойрсон байна.

Түүнчлэн USB залгууртай ойрхон хоёр бэхэлгээний нүх байдаг. Тэд ямар ч юманд, бүр бие биедээ цахилгаан холболтгүй.

Гурван зургийг өөр өөр цаг үед авсан. Эхнийх нь хоосон самбар юм. Хоёр дахь нь хэсэгчлэн хүн амтай, холимог хэсгүүдтэй самбар юм. Гурав дахь нь шаардлагатай бүх хэсгийг ашиглан дууссан самбар юм.

Нийтлэлийн өмнөх засвар:

Би KiCAD файлуудыг хавсаргахыг оролдсон (зип хэлбэрээр), гэхдээ алдаа гарлаа. Дараа нь хавсаргах өөр аргыг хайж олох болно.