UVLamp - SRO2003: 9 Adım (Resimlerle)

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

Selam!

Bugün size bir UV LED lambanın gerçekleştirilmesini sunacağım. Eşim polimer kilden bir mücevher tasarımcısı ve kreasyonlarını yapmak için sıklıkla reçine kullanıyor. Prensipte, açık havada basitçe polimerize olan klasik bir reçine kullanır, iyi çalışır ancak katı hale gelmesi için yeterince uzun (yaklaşık 2 gün). Ancak son zamanlarda UV ışığı sayesinde polimerleşen bir reçine keşfetti, reçineyi katı hale getirmek için reçineli nesneyi kısa bir süre UV ışınlarına maruz bırakmak yeterlidir. Reçine sipariş ettiğinde bir lamba almakta tereddüt etti (çok pahalı değil…) ama hemen durdurdum: UV LED'LERİM VAR! NE YAPACAĞIMI BİLMİYORUM, LAMBAINIZI YAPABİLİRİM!!! (evet, elektronik söz konusu olduğunda bazen biraz fazla hızlı tepki veriyorum…;))

İşte şimdi çekmece diplerimde olanlarla bir lamba yapmaya çalışıyorum…

Adım 1: Yükümlülükler

- Lambanın yaydığı ışık mümkün olduğunca homojen olmalı, lamba altına konulacak tüm cismi aydınlatmalıdır.

- Lambanın ayarlanabilir geri sayım süresi en az 1 dakika 30 saniye olmalıdır.

- Lamba, çapı 6 cm'ye kadar olan nesneleri kaplayacak kadar büyük olmalı, ancak çok hacimli olmamalıdır.

- Lamba kolayca hareket ettirilebilir olmalıdır.

- Lamba, "güvenli" bir güç kaynağından (pil/adaptör) güç almalıdır.

Adım 2: Araçlar ve Elektronik Bileşenler

Elektronik bileşenler:

- 1 Mikroçip PIC 16F628A

- 2 anlık geçiş düğmesi

- 2 transistör BS170

- 1 transistör 2N2222

- 2 tek haneli sayısal ekran

- 1 kırmızı LED 5mm

- 17 UV LED 5mm

- 8 direnç 150 ohm

- 17 direnç 68 ohm

- 2 direnç 10 Kohm

- 1 direnç 220 ohm

- 1 zil

- 2 PCB kartı

- sarma teli (örneğin: 30 AWG)

Diğer bileşenler:

- 8 ara parça

- bazı vidalar

- 1 adet pvc boru kapağı (100mm)

- 1 adet pvc boru manşonu (100mm)

- daralan makaronlar

Aletler:

- Bir matkap

- havya - kaynak teli

- kodu bir Microchip 16F628'e (örn. PICkit 2) enjekte edecek bir programcı

Kodu değiştirmek istiyorsanız Microchip MPLAB IDE (ücretsiz yazılım) kullanmanızı tavsiye ederim ancak ayrıca CCS Derleyicisine (shareware) ihtiyacınız olacak. Başka bir derleyici de kullanabilirsiniz ancak programda birçok değişikliğe ihtiyacınız olacak. Ama size sağlayacağım. HEX dosyası, böylece doğrudan mikrodenetleyiciye enjekte edebilirsiniz.

Adım 3: Şematik

İşte CADENCE Capture CIS Lite ile oluşturulan şema. Bileşenlerin rolünün açıklaması:

- 16F628A: giriş/çıkışları ve geri sayım süresini yöneten mikro denetleyici

- SW1: zamanlayıcı ayar düğmesi - SW2: başlat düğmesi

- FND1 ve FND2: geri sayım süresini belirtmek için haneli sayısal ekranlar

- U1 ve U2: basamaklı sayısal ekranlar için güç transistörleri (çoğullama)

- Q1: UV ledlerini çalıştırmak için güç transistörü

- D2 - D18: UV ledleri

- D1: durum LED'i, UV ledleri açıldığında yanar

- LS1: Geri sayım bittiğinde ses çıkaran zil

Adım 4: Breadboard'da Hesaplamalar ve Prototipleme

Yukarıdaki şemaya göre bileşenleri bir breadboard üzerinde birleştirelim ve mikrodenetleyiciyi programlayalım!

Bütünü monte etmeden önce sistemi birkaç parçaya ayırdım:- UV ledler için bir parça

- ekran yönetimi için bir parça

- basma düğmelerinin ve ışık/ses göstergelerinin yönetimi için bir parça

Her parça için farklı bileşenlerin değerlerini hesapladım ve ardından devre tahtasında doğru çalışıp çalışmadıklarını kontrol ettim.

UV ledler kısmı:Ledler anotları üzerindeki Vcc'ye (+5V) dirençler vasıtasıyla bağlanır ve transistör Q1 (2N2222) ile katotları üzerindeki GND'ye bağlanır.

Bu kısım için, transistörün onu doğru şekilde doyurmak için yeterli bir akıma sahip olması için gereken temel direnci hesaplamak yeterlidir. UV ledlerini her biri için 20mA akımla beslemeyi seçtim. 17 adet led vardır, bu nedenle transistörü kollektöründen emiterine geçecek toplam 17*20mA=340mA akım olacaktır.

Hesaplamaları yapmak için teknik dokümantasyondan farklı faydalı değerler şunlardır: Betamin=30 Vcesat= 1V (yaklaşık…) Vbesat=0.6V

Transistörün ve Betamin'in kollektöründeki akımın değerini bilerek, ondan transistörün doygun olması için sahip olması gereken minimum akımı çıkarabiliriz: Ibmin=Ic/Betamin Ibmin=340mA/30 Ibmin= 11.33mA

Transistörün doygun olduğundan emin olmak için K=2 katsayısını alıyoruz:

İbsat=İbmin * 2

Ibsat= 22.33mA

Şimdi transistör için taban direnç değerini hesaplayalım:

Rb=(Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb=(5-0.6)/22.33mA

Rb=200 ohm

E12 serisinden standart bir değer seçiyorum: Rb=220 ohm Prensip olarak normalleştirilmiş değeri 200 ohm'a eşit veya daha düşük bir direnç seçmeliydim ama artık dirençler için çok fazla seçeneğim yoktu, bu yüzden en yakın olanı aldım. değer.

Ekran yönetimi bölümü:

Ekran segmentleri için akım sınırlama direncinin hesaplanması:

Hesaplamaları yapmak için teknik belgelerden (rakam ekranı ve BS170 transistör) farklı faydalı değerler şunlardır:

Vf=2V

eğer=20mA

Akım sınır değerinin hesaplanması:

R=Vcc-Vf/Eğer

R=5-2/20mA

R=150 ohm

E12 serisinden standart bir değer seçiyorum: R=150 ohm

Çoğullama yönetimi:

Ekranlardaki karakterleri kontrol etmek için gereken kablo sayısını sınırlamak için multipleks ekran tekniğini kullanmayı seçtim. Onlarca basamağa karşılık gelen bir ekran ve birler basamağına karşılık gelen başka bir ekran var. Bu tekniğin uygulanması oldukça basittir, işte nasıl çalıştığı (örneğin: 27 sayısını görüntülemek için)

1 - mikrodenetleyici, onlar basamağı (hane 2) için görüntülenecek karaktere karşılık gelen 7 çıkışa sinyaller gönderir 2 - mikrodenetleyici, onlara karşılık gelen ekranı besleyen transistörü etkinleştirir 3 - 2ms'lik bir gecikme geçer 4 - mikrodenetleyici, onlarcaya karşılık gelen ekranı besleyen transistörü devre dışı bırakır 5 - mikrodenetleyici, birimlerin basamağı (rakam 7) için görüntülenecek karaktere karşılık gelen 7 çıkışa sinyal gönderir 6 - mikrodenetleyici, ekranı besleyen transistörü etkinleştirir birimlere karşılık gelen 7 - 2 ms'lik bir gecikme geçer 8 - mikro denetleyici, birimlere karşılık gelen ekranı besleyen transistörü devre dışı bırakır

Ve bu dizi döngü içinde çok hızlı bir şekilde tekrar eder, böylece insan gözü ekranlardan birinin kapalı olduğu anı algılamaz.

Basmalı düğmeler ve ışık/ses göstergeleri bölümü:

Bu kısım için çok az donanım testi ve daha da az hesaplama var.

Led durumu için akım sınırlama direnci hesaplanır:R=Vcc-Vf/R=5-2/20mA ise R= 150 ohm

E12 serisinden standart bir değer seçiyorum: R=150 ohm

Basma düğmeleri için mikro denetleyici sayesinde basmayı algılayabildiğimi kontrol ettim ve ekranlardaki basma sayısını artırdım. Ayrıca düzgün çalışıp çalışmadığını görmek için sesli uyarıyı da test ettim.

Tüm bunların programla nasıl ele alındığını görelim…

Adım 5: Program

Program MPLAB IDE ile C dilinde yazılmış ve kod CCS C Compiler ile derlenmiştir.

Kod tamamen yorumlanmıştır ve anlaşılması oldukça basittir Nasıl çalıştığını bilmek istiyorsanız veya değiştirmek istiyorsanız kaynakları indirmenize izin veriyorum.

Biraz karmaşık olan tek şey, belki de mikrodenetleyicinin zamanlayıcısı ile geri sayımın yönetimi, prensibi yeterince hızlı bir şekilde açıklamaya çalışacağım:

Mikrodenetleyici tarafından her 2 ms'de bir özel bir fonksiyon çağrılır, bu programda RTCC_isr() adı verilen fonksiyondur. Bu fonksiyon, ekranın çoğullanmasını ve ayrıca geri sayımın yönetimini yönetir. Her 2 ms'de bir ekranlar yukarıda açıklandığı gibi güncellenir ve aynı zamanda TimeManagment işlevi de her 2 ms'de bir çağrılır ve geri sayım değerini yönetir.

Programın ana döngüsünde sadece butonların yönetimi vardır, bu fonksiyonda geri sayım değeri ayarı ve UV LED'lerin yanmasını ve geri sayımı başlatmak için buton bulunur.

MPLAB projesinin bir zip dosyasına bakın:

Adım 6: Lehimleme ve Montaj

Tüm sistemi 2 karta dağıttım: bir kart UV LED'lerin dirençlerini ve diğer tüm bileşenleri destekleyen başka bir kart. Daha sonra kartları üst üste bindirmek için aralayıcılar ekledim. En karmaşık olanı, özellikle çok fazla kablo gerektiren ekranlar nedeniyle, çoğullama sistemiyle bile, üst kartın tüm bağlantılarını lehimlemekti…

Mümkün olan en temiz sonucu elde etmek için bağlantıları ve teli sıcakta eriyen yapıştırıcı ve ısıyla büzüşebilir kılıfla birleştirdim.

Daha sonra, mümkün olan en düzgün ışığı elde etmek için LED'leri mümkün olduğunca dağıtmak için PVC kapak üzerinde işaretler yaptım. Daha sonra LED'lerin çapı ile delikler açtım, resimlerde merkezde daha fazla LED olduğunu görebilirsiniz, çünkü lamba esas olarak küçük nesnelere ışık yaymak için kullanılacaktır.

(Projenin başındaki tanıtım resimlerinde görebilirsiniz PVC boru kapak gibi boyanmıyor, eşimin kendisi süslemek istemesi normal… bir gün resimlerim olursa onları da eklerim!)

Ve son olarak, örneğin bir cep telefonu şarj cihazı veya harici bir pil ile lambayı besleyebilmek için dişi bir USB konektörü lehimledim (evde sahip olduğum bir erkek-erkek kablo ile…)

Gerçekleşme sırasında çok fazla fotoğraf çektim ve oldukça "konuşuyorlar".

Adım 7: Sistem Çalışma Şeması

İşte programın değil, sistemin nasıl çalıştığının şeması. Bir çeşit mini kullanım kılavuzu. Diyagramın PDF dosyasını ek olarak koydum.

8. Adım: Video

9. Adım: Sonuç

İşte oportünist diyeceğim bu projenin sonu bu, gerçekten acil bir ihtiyacı karşılamak için bu projeyi yaptım, bu yüzden zaten sahip olduğum kurtarma ekipmanı ile yaptım ama yine de sonuçtan oldukça gurur duyuyorum, özellikle de elde edebildiğim oldukça temiz estetik yön.

Yazma stilimin doğru olup olmayacağını bilmiyorum çünkü daha hızlı gitmek için kısmen otomatik çevirmen kullanıyorum ve anadili İngilizce olmadığı için İngilizceyi mükemmel yazan insanlar için bazı cümlelerin muhtemelen garip olacağını düşünüyorum. DeepL tercümanına yardımı için teşekkürler;)

Bu proje hakkında herhangi bir sorunuz veya yorumunuz varsa, lütfen bana bildirin!