31 -годишният LED мигач за модели фарове и др.: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Моделните фарове притежават голямо очарование и много собственици трябва да си помислят колко хубаво би било, ако вместо просто да седи там, моделът действително проблясва. Проблемът е, че моделите на фарове вероятно ще бъдат малки с малко място за батерии и електрически вериги, а светлината за чай, показана на снимката по-горе, е добър пример, когато има просто място за натискане на батерия PP3 или малък куп литиев бутон клетки заедно с много малка платка.

Интернет изобилства от LED мигачи. Много от тях са базирани на чипа 555 и следователно може да се очаква да консумират около 10 mA ток, което ще изглади малка батерия в рамките на дни. След известно убийствено игра с компоненти на чертеж попаднах на CMOS схемата, която е основата за тази статия. Тази схема е 5000 пъти по -добра от 555 и консумира 2 микроампера, което означава, че алкална 9 -волтова PP3 батерия трябва да издържи 31 години, въпреки че това е академично, тъй като е далеч от срока на годност на батерията. Купчина от 3 X 2032 литиеви клетки, които също дават 9 волта, ще издържат само 12 години.

За да се постигне това представяне, някои правила са нарушени и професионалистите в областта на електрониката ще вдигнат вежди, ако не и две.

Стъпка 1: Основната схема 1

Може да е полезно да започнете веригата първоначално върху спойка без запояване и освен платката ще ви трябва:

1 X CMOS CD4011 четворна NOR порта. (Използваме IC като четириядрен инвертор, така че CD 4001 също ще работи.)

1 X 4.7 Meg Ohm резистор. (До 10 megOhm могат да се използват за по -дълги цикли.)

1 X 10 Ohm резистор.

1 X 1000 microFarad електролитен кондензатор.

1 X 1 microFarad неполярен електролитен кондензатор. (Могат да се използват 1 керамични кондензатори microFarad, но те са малко по -трудни за източник.)

2 X високоефективни бели светодиода.

2 X 2N7000 N канал FET.

1 X 4.7 microFarad електролитен кондензатор (танталът би бил най -добрият.)

1 X 9 -волтова батерия като PP3.

Схемата по -горе показва основната схема. CMOS CD 4011 има всички двойки входове на порта, свързани заедно, което го прави четириядрен инвертор. Две от портите са свързани като нестабилни с времето, определено от резистора 4.7 megOhm и неполярния електролитен кондензатор 1 microFarad, което води до време на цикъл от три до четири секунди. Времето може лесно да се удвои чрез добавяне на още 1 microFarad кондензатор или повече паралелно и резисторът от 4,7 megOhm може да бъде увеличен до 10 megOhm, така че са възможни дългите цикли. Останалите две врати са свързани като инвертори, захранвани от стабилната секция, а техните антифазни изходи захранват съответните порти на 2N7000 FET, които са свързани последователно през захранващата линия. Когато последният инвертор във верижния изход се повиши, предишният ще бъде нисък и горният 2N7000 провежда зареждане на 4.7 microFarad кондензатора чрез един светодиод, даващ светкавица. Когато последният инвертор във веригата се спусне, долният 2N7000 провежда, което позволява на 4.7 microFarad да се разреди през другия светодиод, давайки нова светкавица. Изходният етап консумира нулев ток извън преходните времена.

Резисторът от 10 ома и кондензаторът от 1000 микрофарада в захранващата линия са само за отделяне и не са жизненоважни, но са много полезни в етапа на тестване.

Електронните пуристи ще посочат, че изходният етап не е добър дизайн, тъй като всяко закъснение или несигурност в точката, където превключвателите на веригата могат да доведат до включване на 2N7000 за кратко по едно и също време, което води до късо съединение в захранването. На практика откривам, че това не се случва и ще се появи в текущото потребление, вижте по -късно.

Установено е, че схемата, както е показано, консумира средно 270 микроАмпера, което е заслужаващо доверие, но твърде високо за нашите цели.

Стъпка 2: Основната схема 2

На снимката по -горе е показана веригата, сглобена върху спойка.

Стъпка 3: Подобрената верига 1

Схемата, показана на схемата по -горе, изглежда почти идентична с предишната. Тук добавянето само на един компонент влияе на трансформация в производителността, която е толкова драстична, колкото бихте могли да видите в обикновените електронни схеми.

Резистор от 1 MegOhm е поставен последователно с захранването към микросхемата CD4011. (Професионалистите в областта на електрониката ще кажат, че това е нещо, което никога не трябва да се прави.) Схемата продължава да работи, НО средната консумация пада до около 2 микроАмпера, което се равнява на живот от 31 години за алкална PP3 клетка с капацитет 550 mA часа. Невероятно е, че изходното напрежение все още е достатъчно високо, за да може надеждно да превключва 2N7000 FET.

Стъпка 4:

Снимката по -горе показва добавения резистор, оцветен в червено.

Измерването на средния ток, извлечен от тази верига, е обезсърчаваща задача, но бърз тест е да се извади батерията и да се позволи на веригата да се изтощи от заряда в кондензатора за отделяне на 1000 microFarad, ако сте го монтирали-веригата трябва да работи за пет или шест минути преди една от светкавиците да се откаже.

Постигнах известен успех, като вмъкнах паралелно в захранващата линия резистор от 100 ома плюс суперкондензатор 3 Фарад (спазвайте полярността) и оставихте няколко часа за постигане на равновесие. С помощта на миливолтметър напрежението в резистора може да бъде измерено и средният ток да се изчисли по закона на Ом.

Стъпка 5: Някои мисли на този етап

Извърших кардиналния грях от поставянето на резистор в захранващата линия на CMOS IC. Въпреки това IC стои сам и не е част от логическа верига и бих предположил, че използваме тази единична IC просто като колекция от комплементарни CMOS транзистори. Възможно е тук да имаме релаксационен осцилатор с ултра ниска мощност на беден човек.

Кондензаторът „кофа“, който се зарежда и разрежда през двата светодиода, може да бъде увеличен, за да осигури по -ярка светкавица, но със стойности в стотиците микрофаради може да е разумна предпазна мярка да добавите малък резистор последователно със светодиодите, за да ограничите пиковия ток и Предлагат се 47 или 100 ома. При по -големи стойности на кондензатора светкавицата може да стане малко „мързелива“, тъй като последната част от заряда на кондензатора се разсейва през долния светодиод, въпреки че може да смятате, че осигурява по -реалистично изживяване на фара. Разходът на ток ще се увеличи, разбира се, дори до двадесет или тридесет микроАмпера.

Стъпка 6: Създаване на постоянна версия на вашия кръг 1

Направихме лесната част, но трябваше да докажем, че веригата работи и вече може да бъде ангажирана с постоянна форма, за да влезе в нашия фар.

Това ще изисква елементарни електронни инструменти и умения за сглобяване. Необходимите компоненти ще зависят от това как сте избрали да изпълните тази част и от уменията, които имате. Ще покажа няколко примера и ще дам допълнителни предложения.

Снимката по-горе показва малка двустранна прототипна печатна платка от лента от точка до точка. Те се предлагат в EBay в различни размери и този е един от най -малките. Показан е и квадрат от обикновена печатна платка с прикрепен проводник и това ще образува една връзка за нашата батерия, която трябва да бъде купчина от три клетки с литиеви бутони. С този тип дъска откривам, че не е възможно да се преодолеят съседните подложки с спойка, тъй като спойката се стича надолу през отворите-трябва да се свърже с тел.

Стъпка 7: Създаване на постоянна версия на вашия кръг 2

На горната снимка виждаме, че строителството е в ход. Обърнете внимание, че два кондензатора 1 microFarad са използвани за синхронизиране и три 2025 литиеви бутони са готови за поставяне между конекторите на батерията.

Стъпка 8: Създаване на постоянна версия на вашата схема 3

На горната снимка виждаме готовата статия, готова за инсталиране в фар. Обърнете внимание, че трите литиеви клетки са свързани последователно положително към отрицателно до горния положителен, който е свързан с квадрата от обикновена PC платка, запоена към червения проводник. Купчината клетки след това се свързва плътно със самоамалимираща се лента. Ще намерите примери за този метод за производство на батерии от множество бутони клетки другаде на сайта на Instructables.

Стъпка 9: Създаване на постоянна версия на вашата схема 4

На горната снимка виждаме друга версия, сглобена на лента, която е модерната версия на Veroboard. Това е добре, но модерната платка не прощава грешки и няма да издържи много запояване и разпаяване преди повдигането на медни ленти, така че направете го правилно от първия път! Батерията е алкална PP3, която при капацитет от 450 mA часа изчислява на доста академичен живот от 31 години.

Стъпка 10: Създаване на постоянна версия на вашата схема 5

Тук лентата за ленти и батерията PP3 са опаковани в пластмасови опаковъчни материали и са вклинени в държача на чаената лампа, което позволява монтажа на нашия монтаж нагоре във фара.

За проста схема като тази можете също да направите своя собствена печатна платка с писалка, но трябва да можете да я гравирате, за предпочитане не в кухнята! И накрая, малък лист обикновена печатна платка може да бъде обект на „мъртва грешка“, която може да даде най -малката и най -здравата конструкция от всички примери.

Стъпка 11: Последни мисли

Тази схема е толкова евтина за изработка, че е за еднократна употреба. Тя може да бъде направена толкова малка, че да влезе в малък стъклен буркан, а след това дори да се постави в смола или восък, ако светодиодите останат на чисто място. В такава здрава форма може да има множество потенциални приложения. Бих предположил, че може да бъде ценен обект на безопасност при пещери и особено при гмуркане в пещери, където редица от тях биха могли да осветят изход от пещера или от вътрешността на изкривена развалина. Те биха могли да останат на място с години.

Кондензаторът на кофата може да бъде намален, като понижи консумацията на енергия до ниво, при което веригата може да бъде задвижвана от „купчина“батерия от различни метални пластини, преплетени с електролитни подложки. Това може дори да доведе до сглобяване, което може да бъде поставено във „капсула с време“, което да бъде изкопано петдесет години по -късно!