UVLamp - SRO2003: 9 стъпки (със снимки)

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

Здравейте!

Днес ще ви представя реализацията на UV LED лампа. Съпругата ми е дизайнер на бижута от полимерна глина и често използва смола за направата си. По принцип използва класическа смола, която просто се полимеризира на открито, работи добре, но е достатъчно дълга, за да стане твърда (около 2 дни). Но наскоро тя откри смола, която се полимеризира благодарение на ултравиолетовата светлина, достатъчно е да изложите резинирания обект на източник на UV лъчи за кратко, за да стане смолата твърда. Когато поръча смолата, тя се поколеба да купи лампа (не струва много …), но веднага я спрях, казвайки: ИМАМ UV LED! НЕ ЗНАМ С КАКВО ДА ПРАВЯ, МОГА ДА НАПРАВЯ ЛАМПАТА ВИ !!! (да, понякога реагирам малко прекалено бързо, когато става въпрос за електроника …;))

И тук се опитвам да направя лампа с това, което имам в дъното на чекмеджето си …

Стъпка 1: Задължения

- Светлината, излъчвана от лампата, трябва да бъде възможно най -хомогенна, лампата трябва да осветява целия обект, който ще бъде поставен отдолу.

- Лампата трябва да има регулируемо време за обратно отброяване най -малко 1 минута 30 секунди

- Лампата трябва да е достатъчно голяма, за да покрива предмети с диаметър до 6 см, но не трябва да бъде прекалено обемна.

- Лампата трябва да бъде лесно подвижна.

- Лампата трябва да се захранва от "сигурен" източник на захранване (батерия/адаптер)

Стъпка 2: Инструменти и електронни компоненти

Електронни компоненти:

- 1 микрочип PIC 16F628A

- 2 бутона за превключване за момент

- 2 транзистора BS170

- 1 транзистор 2N2222

- 2 -цифрен цифров дисплей

- 1 червен светодиод 5 мм

- 17 UV LED 5 мм

- 8 резистора 150 ома

- 17 резистора 68 ома

- 2 резистора 10 Kohm

- 1 резистор 220 ома

- 1 зумер

- 2 печатни платки

- опаковъчна тел (напр.: 30 AWG)

Други компоненти:

- 8 дистанционни елемента

- няколко винта

- 1 пвц тръбна капачка (100 мм)

- 1 PVC тръбна втулка (100 мм)

- здрави тръби за свиване

Инструменти:

- бормашина

- поялник- заваръчна тел

- програмист за инжектиране на кода в Microchip 16F628 (напр. PICkit 2)

Съветвам ви да използвате Microchip MPLAB IDE (безплатна програма), ако искате да промените кода, но ще ви е необходим и CCS компилатор (shareware). Можете също да използвате друг компилатор, но ще ви трябват много промени в програмата. Но аз ще ви го предоставя. HEX файл, за да можете да го инжектирате директно в микроконтролера.

Стъпка 3: Схематично

Ето схемата, създадена с CADENCE Capture CIS Lite. Обяснение на ролята на компонентите:

- 16F628A: микроконтролер, който управлява входовете/изходите и времето за обратно отброяване

- SW1: бутон за настройка на таймера- SW2: бутон за стартиране

- FND1 и FND2: цифров цифров дисплей, който показва времето за обратно отброяване

- U1 и U2: захранващи транзистори за цифрови цифрови дисплеи (мултиплексиране)

- Q1: захранващ транзистор за захранване на UV светодиоди

- D2 до D18: UV светодиоди

- D1: светодиод за състоянието, свети, когато UV светодиодите са включени

- LS1: зумер, който издава звук, когато отброяването приключи

Стъпка 4: Изчисления и прототипиране на макета

Нека да съберем компонентите на макет съгласно горната схема и да програмираме микроконтролера!

Разделих системата на няколко части, преди да сглобя цялата:- част за UV светодиоди

- част за управление на дисплея

- част за управление на бутони и светлинни/звукови индикатори

За всяка част изчислих стойностите на различните компоненти и след това проверих правилната им работа на макета.

Частта от UV светодиодите: Светодиодите са свързани към Vcc (+5V) на техните аноди чрез резисторите и са свързани към GND на техните катоди чрез транзистор Q1 (2N2222).

За тази част е просто необходимо да се изчисли базовият резистор, необходим за транзистора да има достатъчен ток, за да го насити правилно. Избрах да захранвам UV светодиодите с ток от 20mA за всеки от тях. Има 17 светодиода, така че ще има общ ток 17*20mA = 340mA, който ще пресича транзистора от колектора към излъчвателя.

Ето различните полезни стойности от техническата документация за извършване на изчисленията: Betamin = 30 Vcesat = 1V (приблизително…) Vbesat = 0.6V

Знаейки стойността на тока върху колектора на транзистора и този на бетамина, можем да извлечем от него минималния ток, който трябва да има върху основата на транзистора, така че да е наситен: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Взимаме коефициент K = 2, за да сме сигурни, че транзисторът е наситен:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22.33mA

Сега нека изчислим стойността на базовия резистор за транзистора:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb = (5-0,6)/22,33 mA

Rb = 200 ома

Избирам стандартна стойност от серията E12: Rb = 220 ома По принцип трябваше да избера резистор с нормализирана стойност, равна или по -ниска от 200 ома, но вече нямах голям избор в стойностите за резисторите, затова взех най -близкия стойност.

Частта за управление на дисплея:

Изчисляване на резистор за ограничаване на тока за сегменти на дисплея:

Ето различните полезни стойности от техническата документация (цифров дисплей и BS170 транзистор), за да направите изчисленията:

Vf = 2V

Ако = 20mA

Изчисляване на текущата гранична стойност:

R = Vcc-Vf/Ако

R = 5-2/20mA

R = 150 ома

Избирам стандартна стойност от серията E12: R = 150 ома

Управление на мултиплексиране:

Избрах да използвам техниката за мултиплексиран дисплей, за да огранича броя на проводниците, необходими за контролиране на символите на дисплеите. Има дисплей, който съответства на десетките цифри и друг дисплей, който съответства на цифрите на единици. Тази техника е доста лесна за изпълнение, ето как работи (например: за показване на числото 27)

1 - микроконтролерът изпраща сигнали на 7 изхода, съответстващи на символа, който трябва да се покаже за десетичната цифра (цифра 2) 2 - микроконтролерът активира транзистора, който захранва дисплея, който съответства на десетките 3 - изтича закъснение от 2ms 4 - микроконтролерът деактивира транзистора, който захранва дисплея, който съответства на десетките 5 - микроконтролерът изпраща сигнали на 7 изхода, съответстващи на символа, който трябва да се покаже за цифрата на единиците (цифра 7) 6 - микроконтролерът активира транзистора, който захранва дисплея съответстващ на блоковете 7 - изтича закъснение от 2 мс 8 - микроконтролерът деактивира транзистора, който захранва дисплея, съответстващ на единиците

И тази последователност се повтаря в цикъл много бързо, така че човешкото око да не възприема момента, когато един от дисплеите е изключен.

Бутоните и светлинните/звуковите индикатори са част:

Има много малко хардуерно тестване и още по -малко изчисления за тази част.

Изчислено е, че токовото ограничаващо съпротивление за състоянието доведе: R = Vcc-Vf/Ако R = 5-2/20mA R = 150 ома

Избирам стандартна стойност от серията E12: R = 150 ома

За бутоните просто проверих дали мога да открия натискането благодарение на микроконтролера и да увелича броя на натисканията на дисплеите. Също така тествах активирането на зумера, за да видя дали работи правилно.

Нека видим как всичко това се обработва с програмата …

Стъпка 5: Програмата

Програмата е написана на език C с MPLAB IDE и кодът се компилира с CCS C компилатора.

Кодът е напълно коментиран и доста лесен за разбиране. Позволявам ви да изтеглите източниците, ако искате да знаете как работи или ако искате да го промените.

Единственото малко сложно е може би управлението на обратното броене с таймера на микроконтролера, ще се опитам да обясня достатъчно бързо принципа:

Специална функция се извиква на всеки 2ms от микроконтролера, това е функцията, наречена RTCC_isr () в програмата. Тази функция управлява мултиплексирането на дисплея, а също и управлението на обратното броене. На всеки 2 ms дисплеите се актуализират, както е обяснено по -горе, и в същото време функцията TimeManagment също се извиква на всеки 2ms и управлява стойността на обратното броене.

В основния цикъл на програмата има просто управление на бутоните, именно в тази функция има настройка на стойността на обратното броене и бутона за стартиране на осветяването на UV светодиодите и обратното броене.

Вижте по -долу zip файл на проекта MPLAB:

Стъпка 6: Запояване и сглобяване

Разпределих цялата система на 2 платки: една платка поддържа съпротивленията на UV светодиодите и друга платка, която поддържа всички останали компоненти. След това добавих разделители, за да наслагвам картите. Най -сложното нещо беше да запоите всички връзки на горната платка, особено поради дисплеите, които изискват много проводници, дори със системата за мултиплексиране …

Консолидирах връзките и жицата с горещо лепило и термосвиваема обвивка, за да постигна възможно най-чист резултат.

След това направих маркировки върху PVC капачката, за да разпределя светодиодите възможно най -добре, за да получа възможно най -равномерна светлина. След това пробих дупките с диаметъра на светодиодите, на снимките можете да видите, че има повече светодиоди в центъра е нормално, защото лампата ще се използва главно за излъчване на светлина върху малки предмети.

(Можете да видите на снимките на презентацията в началото на проекта, че PVC тръбата не е боядисана като капачката, нормално е жена ми да иска да я украси сама … ако един ден имам снимки, ще ги добавя!)

И накрая запоявах женски USB конектор, за да мога да захранвам лампата със зарядно за мобилен телефон или външна батерия например (чрез мъжки-мъжки кабел, който имах у дома …)

Направих много снимки по време на реализацията и те доста "говорят".

Стъпка 7: Диаграма на работа на системата

Ето диаграмата за това как работи системата, а не програмата. Това е някакво мини ръководство за потребителя. Сложих PDF файла на диаграмата като прикачен файл.

Стъпка 8: Видео

Стъпка 9: Заключение

Това е краят на този проект, който бих нарекъл „опортунист“, наистина направих този проект, за да задоволя непосредствена нужда, затова го направих с оборудването за възстановяване, което вече имах, но въпреки това съм доста горд от крайния резултат, особено доста чистият естетически аспект, който успях да придобия.

Не знам дали стилът ми на писане ще бъде правилен, защото отчасти използвам автоматичен преводач, за да вървя по -бързо и тъй като не говоря английски, мисля, че някои изречения вероятно ще бъдат странни за хората, които пишат перфектно английски. Така че благодаря на преводача на DeepL за помощта;)

Ако имате въпроси или коментари относно този проект, моля, уведомете ме!