Загвар гэрэлт цамхаг гэх мэт 31 жилийн LED гэрэлтүүлэгч: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Загварын гэрэлт цамхагууд нь хүмүүсийн сонирхлыг ихэд татдаг бөгөөд олон эзэд зүгээр суухын оронд загвар нь үнэхээр гялалзаж байвал ямар сайхан байх бол гэж бодох ёстой. Асуудал нь гэрэлт цамхагийн загварууд нь зай, хэлхээний багтаамж багатай жижигхэн байх магадлалтай бөгөөд дээрх зурагт үзүүлсэн цайны гэрэл нь PP3 батерей эсвэл литийн товчлуурын жижиг овоолго дарахад тохиромжтой жишээ юм. маш жижиг хэлхээний самбартай хамт эсүүд.

Интернэтэд LED гэрэл асдаг. Ихэнх нь 555 чип дээр суурилдаг тул 10 мА орчим гүйдэл зарцуулдаг бөгөөд энэ нь жижиг батерейг хэд хоногийн дотор гадагшлуулдаг. Талхны тавцан дээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй тоглосны дараа би энэ нийтлэлийн үндэс болсон CMOS хэлхээг олж харав. Энэ хэлхээ нь 555 -аас 5000 дахин илүү бөгөөд 2 микроАмп зарцуулдаг бөгөөд энэ нь 9 вольтын PP3 шүлтлэг батерей нь 31 жил ажиллах ёстой гэсэн үг бөгөөд энэ нь батерейны ашиглалтын хугацаанаас хол байгаа тул академик шинж чанартай юм. 9 вольт өгдөг 3 X 2032 лити эсийн багц нь ердөө 12 жил үргэлжилнэ.

Энэ амжилтанд хүрэхийн тулд зарим дүрмийг зөрчсөн бөгөөд электроникийн мэргэжилтнүүд хоёр биш бол хөмсгөө өргөх болно.

Алхам 1: Үндсэн хэлхээ 1

Гагнуургүй талхны тавцан дээр хэлхээг эхлүүлэх нь тустай байж магадгүй бөгөөд үүнээс гадна танд хэрэгтэй болно.

1 X CMOS CD4011 дөрвөлжин NOR хаалга. (Бид IC -ийг квадрат инвертер болгон ашиглаж байгаа тул CD 4001 бас ажиллах болно.)

1 X 4.7 Мег Ом эсэргүүцэл. (10 мегаОм хүртэл мөчлөгийн урт хугацаанд ашиглах боломжтой.)

1 x 10 Ом эсэргүүцэл.

1 X 1000 microFarad электролитийн конденсатор.

1 X 1 microFarad туйлын бус электролитийн конденсатор. (1 microFarad керамик конденсаторыг ашиглаж болох боловч тэдгээрийг үүсгэхэд арай хэцүү байдаг.)

2 X өндөр үр ашигтай цагаан LED.

2 X 2N7000 N суваг FET.

1 X 4.7 microFarad электролит конденсатор (тантал хамгийн сайн байх болно.)

PP3 гэх мэт 1 X 9 вольтын батерей.

Дээрх схем нь үндсэн хэлхээг харуулав. CMOS CD 4011 нь бүх хос хаалганы оролтыг хооронд нь холбож, дөрвөлжин инвертер болгодог. Хоёр хаалга нь 4.7 megOhm эсэргүүцэл ба 1 microFarad туйлын бус электролитийн конденсатороор тодорхойлогдсон цаг хугацаатай уялдаатай бөгөөд мөчлөгийн үргэлжлэх хугацаа 3-4 секунд байна. Өөр 1 microFarad конденсаторыг параллель нэмж оруулснаар хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд 4.7 мегаОм эсэргүүцлийг 10 мегаОм хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой тул урт хугацааны мөчлөг хийх боломжтой болно. Үлдсэн хоёр хаалга нь гайхалтай хэсгээс тэжээгддэг инвертерүүд бөгөөд тэдгээрийн антифазын гаралтууд нь 2N7000 FET -ийн холбогдох хаалгуудыг тэжээлийн шугамаар цувралаар холбодог. Гинжний гаралтын хамгийн сүүлийн инвертер өндөр байх үед өмнөх нь бага байх ба дээд 2N7000 нь 4.7 микрофарад багтаамжтай конденсаторыг нэг LED -ээр цэнэглэдэг. Гинжин хэлхээний сүүлчийн инвертер буурахад доод 2N7000 нь 4.7 microFarad -ийг өөр LED -ээр дамжуулан асаах боломжийг олгодог. Гаралтын үе шат нь шилжилтийн үеэс гадуур тэг гүйдэл зарцуулдаг.

Цахилгаан хангамжийн шугамын 10 Ом эсэргүүцэл ба 1000 микрофарад конденсатор нь зөвхөн салгах зориулалттай бөгөөд амин чухал биш боловч туршилтын үе шатанд маш хэрэгтэй байдаг.

Цахим пуристууд нь гаралтын үе шат нь тийм ч сайн дизайн биш гэдгийг онцлон тэмдэглэх болно, учир нь хэлхээний унтраалгыг солих эсвэл эргэлзээтэй байдал нь 2N7000 -ийг хоёуланг нь нэгэн зэрэг богино хугацаанд асаахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан хангамжийг богино хугацаанд холбоход хүргэдэг. Практик дээр ийм зүйл болоогүй бөгөөд одоогийн хэрэглээнд харагдах болно гэдгийг олж мэдээрэй, дараа нь үзнэ үү.

Зурагт үзүүлсэн шиг энэ хэлхээ нь дунджаар 270 микроАмп зарцуулдаг нь батлагдсан боловч бидний хувьд хэт өндөр юм.

Алхам 2: Үндсэн хэлхээ 2

Дээрх зураг дээр гагнуургүй талхны самбар дээр угсарсан хэлхээг харуулав.

Алхам 3: Сайжруулсан тойрог 1

Дээрх бүдүүвч зурагт үзүүлсэн хэлхээ нь өмнөх схемтэй бараг адилхан харагдаж байна. Энд зөвхөн нэг бүрэлдэхүүн хэсгийг нэмж оруулсан нь энгийн электрон хэлхээнд харж байсан шиг гүйцэтгэлийн өөрчлөлтөд нөлөөлнө.

1 MegOhm резисторыг CD4011 IC -ийн тэжээлийн хамт цувралаар байрлуулсан болно. (Электроникийн мэргэжилтнүүд үүнийг хэзээ ч хийх ёсгүй зүйл гэж хэлэх болно.) Хэлхээ ажилласаар байгаа боловч дундаж хэрэглээ нь 2 микроАмп хүртэл буурч, 550 мА цагийн багтаамжтай шүлтлэг PP3 эсийн 31 жилийн хугацаатай тэнцэнэ. Гайхалтай нь гаралтын хүчдэл нь 2N7000 FET -ийг найдвартай солих хангалттай өндөр хэвээр байна.

Алхам 4:

Дээрх зураг дээр нэмэлт резисторыг улаанаар бөгжлөн харуулжээ.

Энэ хэлхээгээр авсан дундаж гүйдлийг хэмжих нь маш хэцүү ажил боловч батерейг салгаж, хэрэв та үүнийг суулгасан бол 1000 microFarad задлах конденсаторыг цэнэгээр цэнэглэх боломжийг олгодог. эсвэл нэг анивчихаасаа зургаан минутын өмнө бууж өгөх болно.

Би 100 Ом эсэргүүцэл нэмэх 3 Фарад супер конденсаторыг (туйлыг ажиглах) нийлүүлэлтийн шугамд зэрэгцүүлэн оруулж, тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд хэдэн цаг зарцуулж амжилтанд хүрсэн. Милли вольтметр ашиглан резистор дээрх хүчдэлийг хэмжиж, дундаж гүйдлийг Омын хуулиар тооцоолж болно.

Алхам 5: Энэ үе шатанд зарим бодол

Би CMOS IC -ийн нийлүүлэлтийн шугамд резистор байрлуулах гол нүгэл үйлдсэн. Гэсэн хэдий ч IC нь логик хэлхээний нэг хэсэг биш бөгөөд дангаараа зогсож байгаа тул бид энэхүү ганц IC -ийг энгийн CMOS транзисторуудын цуглуулга болгон ашиглахыг санал болгож байна. Энд бид ядуу хүний хэт бага хүчдэлийн амралтын осциллятортой байж магадгүй юм.

Хоёр LED -ээр цэнэглэж, цэнэглэдэг "хувин" конденсаторыг илүү гэрэл гэгээтэй болгохын тулд нэмэгдүүлэх боломжтой боловч хэдэн зуун микрофарадын утгатай бол оргил гүйдлийг хязгаарлахын тулд LED -тэй цувралаар жижиг эсэргүүцэл нэмэх нь ухаалаг хэрэг юм. 47 эсвэл 100 Ом санал болгож байна. Илүү том конденсаторын хувьд флэш нь бага зэрэг "залхуу" болж магадгүй тул конденсаторын цэнэгийн сүүлийн хэсэг нь доод LED -ээр дамждаг. Мэдээжийн хэрэг одоогийн хэрэглээ хорин гучин микроАмп хүртэл нэмэгдэх болно.

Алхам 6: Таны тойргийн байнгын хувилбар гаргах 1

Бид хялбархан хэсгийг хийсэн боловч хэлхээ нь ажилладаг гэдгийг батлах ёстой байсан бөгөөд одоо манай гэрэлт цамхаг руу орохын тулд байнгын хэлбэртэй болно.

Үүнд анхан шатны электрон хэрэгсэл, угсрах ур чадвар шаардагдана. Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь энэ хэсгийг хэрхэн хийхээ сонгох, өөрийн эзэмшсэн ур чадвараас хамаарна. Би хэд хэдэн жишээ үзүүлж, нэмэлт зөвлөмж өгөх болно.

Дээрх зураг дээр жижиг хоёр талт прототип ПХБ-ийн туузны самбараас цэгт хэлхээний самбарыг харуулав. Эдгээр нь EBay дээр хэд хэдэн хэмжээтэй байдаг бөгөөд энэ нь хамгийн жижиг хэмжээтэй юм. Мөн утсан хавсаргасан дөрвөлжин энгийн хэвлэмэл хэлхээний самбарыг харуулсан бөгөөд энэ нь манай батерейны нэг холболт болох бөгөөд энэ нь гурван литийн товчлууртай эсийн багц байх болно. Энэ төрлийн хавтангийн тусламжтайгаар гагнуур нь нүхээр урсдаг тул зэргэлдээ дэвсгэрийг гагнуураар холбох боломжгүй гэдгийг олж мэдэв-та утсаар гүүр хийх ёстой.

Алхам 7: Таны хэлхээний байнгын хувилбар гаргах 2

Дээрх зураг дээр барилгын ажил ид явагдаж байгааг бид харж байна. Цагийг тооцоолоход 1 microFarad гэсэн 2 конденсатор ашигласан бөгөөд 2025 лити товчлуур бүхий гурван эсийг зайны төгсгөлийн холбогчдын хооронд хавчуулахад бэлэн байгааг анхаарна уу.

Алхам 8: Таны тойргийн байнгын хувилбар гаргах 3

Дээрх зурган дээр бид гэрэлт цамхагт суурилуулахад бэлэн болсон нийтлэлийг харж байна. Гурван лити эсийг улаан тугалган дээр гагнасан энгийн компьютерийн хавтангийн дөрвөлжинд холбосон дээд эерэг хүртэл эерэг ба сөрөг дарааллаар холбосон болохыг анхаарна уу. Дараа нь эсийн овоолгыг өөрөө нэгтгэх соронзон хальсаар нягт холбосон байна. Та Instructables сайтын өөр өөр товчлуур бүхий батерейг үйлдвэрлэх энэ аргын жишээг олох болно.

Алхам 9: Таны тойргийн байнгын хувилбар гаргах 4

Дээрх зурган дээр бид самбар дээр угсарсан өөр нэг хувилбарыг харж байна, энэ бол Veroboard -ийн орчин үеийн хувилбар юм. Энэ бол зүгээр, гэхдээ орчин үеийн самбар нь алдааг уучлахгүй бөгөөд зэс тууз өргөхөөс өмнө гагнах, задлахад тийм ч их тэсвэрлэдэггүй тул үүнийг зөв хийх хэрэгтэй. Батерей нь шүлтлэг PP3 бөгөөд 450 мА цаг багтаамжтай бөгөөд 31 жилийн академик амьдралыг тооцдог.

Алхам 10: Таны тойргийн байнгын хувилбар гаргах 5

Энд туузан хавтангийн хэлхээ ба PP3 батерейг хуванцар сав баглаа боодлын материалаар хийж, цайны хайрцагт бэхлэв.

Ийм энгийн хэлхээний хувьд та өөрөө хэвлэмэл хэлхээний самбар ашиглан хэвлэмэл хэлхээ хийх боломжтой боловч гал тогооны өрөөнд биш бол сийлбэр хийх чадвартай байх ёстой! Эцэст нь хэлэхэд жижиг хэвлэмэл хэлхээний самбар нь бүх жишээнүүдийн хамгийн жижиг бөгөөд бат бөх бүтцийг бий болгож чадах "үхсэн алдааны" барилгын сэдэв байж болно.

Алхам 11: Сүүлчийн бодол

Энэ хэлхээг нэг удаагийн болгоход маш хямд юм. Үүнийг жижиг шилэн саванд хийж, дараа нь LED -ийг ил тод орхисон бол давирхай эсвэл лаваар хийж болно. Ийм бат бөх хэлбэрээр олон боломжит хэрэглээ байж болно. Энэ нь агуйд шумбах, ялангуяа агуйд шумбах үед аюулгүй байдлын үнэ цэнэтэй зүйл байж болох юм. Тэд олон жилийн турш байрандаа үлдэж магадгүй юм.

Шанагны конденсаторыг жижиг болгож, цахилгаан зарцуулалтыг бууруулж, электролитийн дэвсгэртэй өөр хоорондоо ялгаатай металл хавтан бүхий "овоолсон" батерейгаар дамжуулж болно. Энэ нь бүр "цаг хугацааны капсул" -д тавин жилийн дараа ухах боломжтой угсралтыг бий болгож магадгүй юм!