Tea Light Clone: 5 Adım (Resimlerle)

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

Bu talimatta, bu projeye giden yol ve sonuca nasıl ulaştığım hakkında biraz daha ayrıntılı olacağım, bu yüzden biraz daha okuma gerektiriyor.

Evde, Philips'ten kablosuz olarak şarj edilebilen oldukça fazla elektronik çay lambamız var. Bu konuyla ilgili daha önce bir Eğitilebilirlik yaptım, bkz. Tea Light Charge Monitor.

Bir süre sonra bu çay lambaları, şarj edilebilir pil bozulduğu için çalışmayı durdurur. Bu sorunu çözmek için iki seçenek vardır:

1. Çay ışığını atıyorsun ve yenisini alıyorsun
2. Şarj edilebilir pili değiştirirsiniz

İkinci seçeneği denedim. Bu Eğitilebilir Tablonun son adımındaki video, bunu nasıl yapabileceğinizi gösterir. Bu video aynı zamanda Philips'in bu çay ışıklarını yıllar içinde nasıl yeniden tasarladığını ve bunları üretmeyi daha ucuz hale getirdiğini, ancak ne yazık ki bu çay ışıklarının ömrünü kısalttığını gösteriyor. Bunun yanında, en son ucuz tasarımlarda çay ışığını açıp kapatmanın zor olduğunu fark ettim. Bunun için eğim anahtarı olarak kullanılıyor ama görünüşe göre her zaman çok iyi çalışmıyorlar.

Şarj edilebilir pili ilk kez değiştirdiğimde çay ışığı çalışmadı. Çay ışığının ne sıklıkta kullanıldığını görmek için bir çeşit sayaç tuttuğunu ve sonra bir daha asla açılmadığını düşünmeye başladım. Bu projeye başlama sebebim, sonsuza kadar çalışacak bir çay ışığı istediğim için, tabii ki arada bir şarj edilebilir pili de değiştirerek.

Kötü düşüncelerimin yanlış olduğunu kabul etmeliyim, pili değiştirdikten sonra – şarj edilmiş olsalar bile – tekrar çalışması için çay ışığını çok kısa bir süre içinde şarj cihazına koymanız gerekir. Bunun neden olduğunu bilmiyorum ama çay ışığını başlatmak için yapılması gerekiyor.

Her neyse, Philips çay ışığı gibi davranacak olan kendi çay ışığımı yapmaya çoktan başlamıştım. Philips'in güzel mum efekti yaratmak için kullandığı elektronikleri ve deseni analiz ettim. Orijinal elektronikler beklediğimden biraz daha karmaşıktı, bu yüzden kendi basit tasarımımı yapmaya karar verdim. Bir osiloskop üzerindeki deseni analiz ederek mum etkisinin modelini bulabildim. Bu kalıbın bir bölümünün bazı ekran görüntüleri eklendi. Düşük sinyal, ledin açık olduğu anlamına gelir.

Söylendiği gibi tasarımım Philips tasarımından daha basit hale geldi ve yapması gerekeni yapıyor. Artık çalışmayan bir çay ışığından gövde, ledler, tilt anahtarı ve bobini yeniden kullandım ve cihazı kontrol etmek için JAL programlama dilini kullanarak PIC12F615 ile kendi versiyonumu oluşturdum.

Adım 1: Orijinal Çay Işığını Analiz Etme

Klon yapılmadan önce orijinal çay ışığının nasıl çalıştığını çözmem gerekiyordu ama bunu sadece kısmen çözebildim çünkü başlangıçta düşündüğümden daha karmaşıktı.

Ölçümler şunları ortaya çıkardı:

• Mum deseni, iki ledin sadece üst ledinin parlaklığı değiştirdiği bir süre sonra tekrarlandığından sözde rastgeledir. Alt led sürekli yanıyor. Bunun nasıl çalıştığına dair videoya bakın
• Çay ışığı, led başına yaklaşık 7 mA akım kullanan iki yüksek parlaklıkta led kullanır
• Akü voltajı 2,1 Volt'un altına düştüğünde cihaz kendini kapatır
• Tasarıma bağlı olarak (bu Talimatın son adımındaki videoya bakın) NiMH pil, 11 mA ila 37 mA arasında değişen bir akımla şarj olur.

Adım 2: Klonu Tasarlamak

Şematik diyagramda klonu nasıl tasarladığımı görüyorsunuz. Aşağıdaki parçalar ayırt edilebilir:

• Dört 1N5818 Schottky diyot kullanan doğrultucu köprü. Bu tip diyotların kullanılmasının nedeni düşük voltaj düşüşüdür. Bu köprü, bobinden gelen AC voltajını cihaz için bir DC voltajına dönüştürür.
• Kapasitör C1. Önemli görünmüyor ancak bu kapasitör, şarj bobinini rezonansa sokarak yüksek voltaj salınımına neden oluyor. Bu kapasitör olmadan bobin, cihaz için yeterli güç üretemez. Osiloskoptan alınan iki ekran görüntüsünde, kondansatörsüz (tek tepe) ve (sinüs sinyali) bir şarj cihazına yerleştirildiğinde bobin çıkış voltajını görüyorsunuz.
• 5V1 değerine sahip Zener diyot D5, bu tasarımda biraz garip görünüyor çünkü besleme voltajı iki NiMH pil nedeniyle 2,5 V'tan daha yüksek değil. Bununla birlikte, bu pillerin kullanım ömrü sona eriyorsa, voltajları artar ve şarj bobininden gelen voltajdaki tepe noktaları, PIC'nin kaldırabileceği maksimum voltajdan daha yüksek olur - ki 5.5V ise - böylece Zener bu tepeleri keser, korur. PIC bu durumda.
• Eğim anahtarı, PIC'nin kesme pimine bağlanır. Bu, PIC kapatıldıktan sonra uyanacağını garanti eder.
• PIC, iki led'i doğrudan iki bağlantı noktasından kontrol eder.

Bu tasarımda pillerin şarj akımı, kablosuz şarj cihazına yerleştirildiğinde yaklaşık 17 mA'dır. Pillerin kapasitesi 300 mAh'dir. Bu tip pil, kapasitenin 1/10'u kadar akımla 14 saat şarj edildiğinde tam olarak şarj olur, yani bu durumda 30 mA. Bu, cihazın iki kez şarj olmadıkça asla tam olarak şarj olmayacağı anlamına gelir. Bu Talimatın sonundaki pil değiştirme ile ilgili videoda, Philips'in en son tasarımlarında 160 mAh kapasiteli şarj edilebilir piller kullandığını da görüyorsunuz.

Videoda orjinal tea light ve klonunun çalışmasını görebilirsiniz. Hangisinin orijinal, hangisinin klon olduğunu görüyor musunuz?

Adım 3: Gerekli Bileşenler ve Klonu Oluşturma

Bu proje için aşağıdaki bileşenlere sahip olmanız gerekir:

• Bir parça ekmek tahtası
• PIC mikrodenetleyici 12F615
• 8 pinli IC soketi
• Diyotlar: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF seramik kapasitörler
• Dirençler: 1*1MOhm, 2*56 Ohm
• 2*3 mm yüksek parlak led (eski bir çay ışığından)
• Eğim anahtarı (eski bir çay ışığından)
• Eski bir çay ışığından şarj bobini
• Eski bir çay ışığından konut

Bileşenlerin nasıl bağlanacağına ilişkin önceki bölümdeki şematik diyagrama bakın.

Tasarım herhangi bir SMD bileşeni kullanmadığından, orijinal versiyondan daha fazla alana ihtiyaç duyar. Bu nedenle breadboard, yanlarda daha fazla boşluk olacak şekilde kesildi. Bu, yalnızca yüksek bir çay ışığınız varsa çalışır. Daha küçük versiyonları da vardır (bu Eğitilebilir Yazının son adımındaki videoya bakın), ancak SMD bileşenleriyle oluşturmadığınız sürece tasarım sığmaz.

Resimlerde cihazın nasıl yapıldığını görüyorsunuz. Üst led, diğer ledin üzerine yerleştirilebilecek şekilde breadboard'un lehim tarafına monte edilmiştir.

4. Adım: Yazılım

Daha önce de belirtildiği gibi, yazılım bir PIC12F615 için JAL programlama dili kullanılarak yazılmıştır.

Başlangıçta PIC, ilk kez açıldığında uyku modunda olacak ve bu durumda neredeyse hiç güç tüketmeyecektir.

Yazılım aşağıdaki görevleri gerçekleştirir:

• Cihaz ters çevrildiğinde eğim anahtarı zeminle temas kurarak PIC'i uyku modundan çıkaracaktır.
• Uyandığında alttaki led yanar ve üstteki led, ledin parlaklığını değiştirmek için klonlanmış Philips mum modelini kullanır.
• Çalışma sırasında PIC, yerleşik Analog-Dijital Dönüştürücüyü (ADC) kullanarak besleme voltajını ölçecektir. Bu voltaj 2.1V altına düştüğünde ledleri kapatacak ve PIC'i uyku moduna alacaktır. PIC hala 2,1 V'ta iyi çalışabilir ancak şarj edilebilir pillerin tamamen boşalması iyi değildir.

Orijinal çay ışığının klonla karşılaştırıldığında nasıl davrandığı konusunda bir fark var. Akü voltajı 2,1 V'nin altına düştüğünde, cihaz tekrar şarj olana kadar orijinal çay ışığı çalışmayacaktır, bu nedenle açılışta besleme voltajını ölçüyor gibi görünüyor. Ancak klon, aktif olduktan sonra besleme voltajını ölçecektir. Yani besleme gerilimi 2,1 V'un altına düştüğünde ledler kısa bir süre çalışacak ve ardından cihaz tekrar uykuya geçecektir.

Çözemediğim bir nokta kaldı. Piller bozulduğunda, pilin besleme voltajı yeterli olsa bile orijinal çay ışığı artık yanmayacaktır (cihaz hakkında ilk baştaki kötü düşüncelerimin sebebini hatırlıyor musunuz?). Belki de yüksek bir pil voltajı ölçtüğü için pillerin bozulduğunu hatırlar. Klonda bu yapılmaz. Piller bozulsa ve besleme voltajı yükselse bile – Zener diyot tarafından korunur – cihaz çalışır ancak pilin kötü olması nedeniyle çalışma süresi kısalır.

PIC'yi programlamak için JAL kaynak dosyası ve Intel Hex dosyası ektedir. Pascal benzeri bir programlama dili olan JAL ile PIC mikro denetleyiciyi kullanmakla ilgileniyorsanız, JAL web sitesini ziyaret edin.

Adım 5: Şarj Edilebilir Pillerin Değiştirilmesi

Klon yapmak istemiyor ama sadece pili değiştirmek istiyorsanız bu videoya bir göz atın. Aynı zamanda orijinal tea light tasarımının nasıl basitleştirilerek ne yazık ki daha kısa ömürlü bir ürünle sonuçlandığını da gösteriyor.

Daha önce de belirtildiği gibi, en son basit tasarımın başka bir sorunu var gibi görünüyor çünkü bu çay ışıklarını kapatmak çok zor. Başlangıçta bunun kötü bir eğim anahtarı yüzünden olduğunu düşündüm ama bu anahtarı klonda yeniden kullanmak her şey yolunda gitti. Yani klonlama sonuçta iyi bir seçenek olabilir.

Kendi projenizi oluştururken ve tepkilerinizi dört gözle beklerken iyi eğlenceler.