Model Fenerler vb. için 31 Yıl LED Flaşör: 11 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Model deniz fenerleri geniş bir hayranlık uyandırıyor ve birçok sahip, sadece orada oturmak yerine model gerçekten parlasa ne kadar güzel olacağını düşünmelidir. Sorun şu ki, deniz feneri modellerinin piller ve devreler için çok az yeri olan küçük olması muhtemeldir ve yukarıdaki resimde gösterilen çay ışığı, yalnızca bir PP3 pil veya küçük bir lityum düğme yığını içinde sıkışacak yer olduğu durumlara iyi bir örnektir. çok küçük bir devre kartı ile birlikte hücreler.

İnternet, LED flaşörlerle doludur. Birçoğu 555 çipine dayanıyor ve bu nedenle, küçük bir pili günler içinde yassılaştıracak yaklaşık 10 mA akım tüketmesi beklenebilir. Bir devre tahtasında bileşenlerle rastgele oynadıktan sonra, bu makalenin temeli olan CMOS devresine rastladım. Bu devre bir 555'ten 5000 kat daha iyidir ve 2 mikroAmp tüketir, bu da bir alkalin 9 Volt PP3 pilin 31 yıl dayanması gerektiği anlamına gelir, ancak bu, pilin raf ömrünün çok ötesinde olduğu için akademik olmasına rağmen. Ayrıca 9 Volt veren 3 X 2032 lityum pil yığını yalnızca 12 yıl sürecek.

Bu performansı elde etmek için bazı kurallar çiğnenmiştir ve elektronik uzmanları iki değilse bile kaşlarını kaldıracaktır.

Adım 1: Temel Devre 1

Devreyi başlangıçta lehimsiz bir devre tahtası üzerinde çalıştırmak yararlı olabilir ve devre tahtasının yanı sıra ihtiyacınız olacak:

1 X CMOS CD4011 dörtlü NOR kapısı. (IC'yi dörtlü bir invertör olarak kullanıyoruz, bu nedenle bir CD 4001 de çalışacaktır.)

1 X 4.7 Meg Ohm direnç. (Daha uzun çevrim süreleri için 10 megOhm'a kadar kullanılabilir.)

1 X 10 Ohm direnç.

1 X 1000 microFarad elektrolitik kondansatör.

1 X 1 microFarad polar olmayan elektrolitik kapasitör. (1 microFarad seramik kapasitör kullanılabilir, ancak kaynaklanması biraz daha zordur.)

2 X yüksek verimli beyaz LED.

2 X 2N7000 N kanal FET.

1 X 4.7 microFarad elektrolitik kapasitör (tantal en iyisi olurdu.)

PP3 gibi 1 X 9 Volt pil.

Yukarıdaki şema, temel devreyi göstermektedir. Bir CMOS CD 4011, onu dörtlü bir invertör yapan tüm kapı giriş çiftlerine sahiptir. Kapılardan ikisi, 4,7 megOhm direnç ve 1 mikroFarad polar olmayan elektrolitik kapasitör tarafından tanımlanan zamanlama ile üç ila dört saniyelik bir döngü süresi ile sonuçlanan kararsız olarak kablolanmıştır. Paralel olarak başka bir 1 mikroFarad kapasitör veya daha fazlasının eklenmesiyle süre kolayca iki katına çıkarılabilir ve 4,7 megOhm direnç 10 megOhm'a yükseltilebilir, böylece uzun döngü süreleri uygulanabilir. Kalan iki kapı, kararsız bölümden beslenen invertörler olarak bağlanır ve bunların antifaz çıkışları, besleme hattı boyunca seri olarak bağlanan 2N7000 FET'lerin ilgili kapılarını besler. Zincir çıkışındaki son invertör yükseldiğinde, bir önceki düşük olacaktır ve en üstteki 2N7000, flaş vererek bir LED aracılığıyla 4.7 mikroFarad kapasitörünü şarj eder. Zincirdeki son invertör düştüğünde, alttaki 2N7000, 4.7 mikroFarad'ın diğer LED üzerinden deşarj olmasına izin vererek başka bir flaş verir. Çıkış aşaması, geçiş sürelerinin dışında sıfır akım tüketir.

Güç kaynağı hattındaki 10 Ohm direnç ve 1000 mikrofarad kapasitör sadece ayırma içindir ve hayati önem taşımaz ancak test aşamasında çok faydalıdır.

Elektronik uzmanları, çıkış aşamasının iyi bir tasarım olmadığına dikkat çekeceklerdir, çünkü devre anahtarlarının bulunduğu noktada herhangi bir taklidi veya belirsizlik, her iki 2N7000'in aynı anda kısa süreliğine açılmasına ve güç kaynağında kısa devre olmasına neden olabilir. Pratikte bunun olmadığını ve mevcut tüketimde ortaya çıkacağını görüyorum, daha sonra bakınız.

Gösterilen devrenin ortalama 270 mikroAmp tükettiği tespit edildi, bu da bizim amacımız için güvenilir ancak çok yüksek.

Adım 2: Temel Devre 2

Yukarıdaki resim, lehimsiz bir devre tahtasına monte edilmiş devreyi göstermektedir.

Adım 3: Gelişmiş Devre 1

Yukarıdaki şemada gösterilen devre, bir öncekiyle neredeyse aynı görünüyor. Burada sadece bir bileşenin eklenmesi, performansta basit elektronik devrelerde görebileceğiniz kadar şiddetli bir dönüşüme neden olur.

CD4011 IC beslemesine seri olarak 1 MegOhm'luk bir direnç yerleştirilmiştir. (Elektronik uzmanları bunun asla yapılmaması gereken bir şey olduğunu söyleyeceklerdir.) Devre çalışmaya devam ediyor AMA ortalama tüketim 2 mikroAmp'a düşüyor ve bu da 550 mA saat kapasiteli alkalin PP3 hücresi için 31 yıllık bir ömre denk geliyor. İnanılmaz bir şekilde, çıkış voltajı 2N7000 FET'leri güvenilir bir şekilde değiştirmek için hala yeterince yüksek.

4. Adım:

Yukarıdaki resim, kırmızı halkalı eklenen direnci göstermektedir.

Bu devre tarafından çekilen ortalama akımı ölçmek göz korkutucu bir iştir, ancak hızlı bir test, pili çıkarmak ve eğer taktıysanız 1000 mikroFarad dekuplaj kondansatöründeki devrenin şarjının bitmesine izin vermektir - devre beş için çalışmalıdır. veya flaşlardan birinin kesilmesinden altı dakika önce.

100 Ohm'luk bir direnç artı 3 Farad süper kapasitör (polariteye dikkat edin), besleme hattına paralel olarak yerleştirerek ve dengeye ulaşılması için birkaç saat bekleyerek bir miktar başarı elde ettim. Bir mili-Voltmetre kullanarak direnç üzerindeki voltaj ölçülebilir ve Ohm Yasası kullanılarak ortalama akım hesaplanabilir.

Adım 5: Bu Aşamadaki Bazı Düşünceler

Bir CMOS IC'nin besleme hattına bir direnç yerleştirmenin en büyük günahını işledim. Ancak IC tek başına duruyor ve bir mantık zincirinin parçası değil ve bu tek IC'yi sadece tamamlayıcı CMOS transistörler topluluğu olarak kullanmamızı öneririm. Burada fakir bir adamın ultra düşük güçlü gevşeme osilatörü olabilir.

İki LED'i şarj eden ve boşaltan 'kova' kondansatörü, daha parlak bir flaş sağlamak için artırılabilir, ancak yüzlerce mikroFarad'daki değerlerle, tepe akımını sınırlamak için LED'lere seri olarak küçük bir direnç eklemek akıllıca bir önlem olabilir ve 47 veya 100 Ohm önerilir. Daha büyük kapasitör değerleriyle, kapasitör yükünün son kısmı alt LED'den dağıldığından flaş biraz 'tembel' olabilir, ancak daha gerçekçi bir deniz feneri deneyimi sağladığını düşünebilirsiniz. Akım tüketimi elbette belki yirmi ya da otuz mikroAmper'e kadar yükselecektir.

Adım 6: Devrenizin Kalıcı Versiyonunu Yapmak 1

Kolay olanı yaptık, ancak devrenin çalıştığını ve artık deniz fenerimize gitmek için kalıcı bir forma atanabileceğini kanıtlamalıydık.

Bu, temel elektronik araçlar ve montaj becerileri gerektirecektir. Gerekli bileşenler, bu bölümü nasıl yapmayı seçtiğinize ve sahip olduğunuz becerilere bağlı olacaktır. Birkaç örnek göstereceğim ve daha fazla öneride bulunacağım.

Yukarıdaki resim, küçük bir çift taraflı Prototip PCB stripboard noktadan noktaya devre kartını göstermektedir. Bunlar EBay'de çeşitli boyutlarda mevcuttur ve bu en küçüklerinden biridir. Ayrıca ekli bir tel ile bir kare düz baskılı devre kartı gösterilmektedir ve bu, üç lityum düğme hücre yığını olacak olan pilimiz için bir bağlantı oluşturacaktır. Bu tip bir tahta ile, lehim deliklerden aşağı akarken bitişik pedleri lehimle köprülemenin mümkün olmadığını görüyorum - tel ile köprü yapmalısınız.

Adım 7: Devrenizin Kalıcı Versiyonunu Yapmak 2

Yukarıdaki resimde inşaatın devam ettiğini görüyoruz. Zamanlama için iki adet 1 microFarad kapasitör kullanıldığını ve üç adet 2025 lityum düğme hücresinin pil ucu konektörleri arasına sıkıştırılmaya hazır olduğunu unutmayın.

Adım 8: Devrenizin Kalıcı Versiyonunu Yapmak 3

Yukarıdaki resimde bir deniz fenerine kurulmaya hazır bitmiş ürünü görüyoruz. Üç lityum pilin, kırmızı uca lehimlenmiş düz PC kartının karesine bağlı olan üst pozitife kadar pozitiften negatife seri olarak bağlandığına dikkat edin. Hücre yığını daha sonra kendiliğinden birleşen bantla sıkıca birbirine bağlanmıştır. Birden fazla düğme hücresinden pil yapma yönteminin örneklerini Instructables sitesinde başka bir yerde bulacaksınız.

Adım 9: Devrenizin Kalıcı Versiyonunu Oluşturma 4

Yukarıdaki resimde Veroboard'un modern versiyonu olan stripboard üzerine monte edilmiş başka bir versiyonu görüyoruz. Bu iyidir, ancak modern tahta hataları affetmez ve bakır şeritler kalkmadan önce lehimlemeye ve lehim sökmeye fazla dayanmaz, bu yüzden ilk seferde doğru yapın! Pil, 450 mA saat kapasitede oldukça akademik bir 31 yıllık ömrü hesaplayan bir alkalin PP3'tür.

Adım 10: Devrenizin Kalıcı Versiyonunu Yapmak 5

Burada stripboard devresi artı PP3 pil, plastik ambalaj malzemesiyle koza haline getirildi ve montajımızın deniz fenerine takılmasını sağlayan tealight tutucuya sıkıştırıldı.

Bunun gibi basit bir devre için, baskılı devre kalemiyle kendi baskılı devre kartınızı da yapabilirsiniz, ancak onu aşındırabilmeniz gerekir, tercihen mutfakta değil! Son olarak, küçük bir düz baskılı devre kartı sayfası, tüm örneklerin en küçük ve en sağlam yapısını verebilen 'ölü böcek' yapısının konusu olabilir.

Adım 11: Son Düşünceler

Bu devre tek kullanımlık olacak kadar ucuza yapılır. Küçük bir cam kavanoza girecek kadar küçük yapılabilir ve daha sonra LED'ler açıkta bırakılırsa reçine veya balmumu ile saksılanabilir. Böyle sağlam bir formda çok sayıda potansiyel kullanım olabilir. Mağaracılıkta ve özellikle bunlardan birçoğunun bir mağaradan çıkış yolunu veya dolambaçlı bir enkazın içinden bir yolu aydınlatabileceği mağara dalışında değerli bir güvenlik öğesi olabileceğini öneririm. Yıllarca yerinde bırakılabilirler.

Kepçe kondansatörü, güç tüketimini, devrenin elektrolit pedleri ile aralanmış farklı metal plakalardan oluşan bir 'kazık' pil tarafından sürülebileceği bir seviyeye düşürerek daha küçük yapılabilir. Bu, bir 'zaman kapsülüne' yerleştirilebilecek bir düzeneğin yaklaşık elli yıl sonra kazılmasıyla bile sonuçlanabilir!