UVLamp - SRO2003: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hej!

I dag vil jeg præsentere dig for realiseringen af en UV LED -lampe. Min kone er en smykkedesigner i polymer ler, og hun bruger ofte harpiks til at lave sine kreationer. I princippet bruger den en klassisk harpiks, der simpelthen polymeriserer i det fri, den fungerer godt, men den er lang nok til at blive solid (ca. 2 dage). Men for nylig opdagede hun en harpiks, der polymeriserer takket være UV -lys, det er nok at udsætte den harpiksede genstand for en kilde til UV -stråler i kort tid for at gøre harpiksen fast. Da hun bestilte harpiksen, tøvede hun med at købe en lampe (det koster ikke meget …), men jeg stoppede det med det samme og sagde: JEG HAR UV -LED! JEG VED IKKE HVAD DE SKAL GØRE MED, JEG KAN LAGE DIN LAMPE !!! (ja jeg reagerer nogle gange lidt for hurtigt når det kommer til elektronik …;))

Og så her prøver jeg at lave en lampe med det, jeg har i mine skuffebunde …

Trin 1: Forpligtelser

- Lyset fra lampen skal være så homogent som muligt, lampen skal belyse hele objektet, der skal placeres nedenfor.

- Lampen skal have en justerbar nedtællingstid på mindst 1 minut og 30 sekunder

- Lampen skal være stor nok til at dække genstande op til 6 cm i diameter, men bør ikke være for omfangsrig.

- Lampen skal være let at flytte.

- Lampen skal drives af en "sikker" strømkilde (batteri/adapter)

Trin 2: Værktøjer og elektronikkomponenter

Elektronik komponenter:

- 1 mikrochip PIC 16F628A

- 2 kortvarige afbryderknapper

- 2 transistorer BS170

- 1 transistor 2N2222

- 2 encifret numerisk display

- 1 rød LED 5 mm

- 17 UV LED 5 mm

- 8 modstande 150 ohm

- 17 modstande 68 ohm

- 2 modstande 10 Kohm

- 1 modstand 220 ohm

- 1 summer

- 2 printkort

- indpakningstråd (f.eks.: 30 AWG)

Andre komponenter:

- 8 afstandsstykker

- nogle skruer

- 1 pvc rørdæksel (100 mm)

- 1 pvc rørmuffe (100 mm)

- hede krympeslanger

Værktøjer:

- en boremaskine

- loddejern- svejsetråd

- en programmør til at injicere koden i en Microchip 16F628 (f.eks. PICkit 2)

Jeg råder dig til at bruge Microchip MPLAB IDE (freeware), hvis du vil ændre koden, men du skal også bruge CCS Compiler (shareware). Du kan også bruge en anden kompilator, men du skal bruge mange ændringer i programmet. Men jeg vil give dig. HEX -fil, så du kan injicere den direkte i mikrokontrolleren.

Trin 3: Skematisk

Her er skematikken oprettet med CADENCE Capture CIS Lite. Forklaring af komponenternes rolle:

- 16F628A: mikrokontroller, der administrerer input/output og tid til nedtællingen

- SW1: knap til indstilling af timer- SW2: startknap

- FND1 og FND2: cifrede numeriske visninger for at angive nedtællingstiden

- U1 og U2: effekttransistorer til numeriske numeriske displays (multiplexing)

- Q1: effekttransistor til at tænde for UV -lysdioder

- D2 til D18: UV -lysdioder

- D1: status -LED, lyser, når UV -lysdioder er tændt

- LS1: summer, der udsender en lyd, når nedtællingen er slut

Trin 4: Beregninger og prototyper på brødbræt

Lad os samle komponenterne på et brødbræt i henhold til ovenstående skematisk og programmere mikrokontrolleren!

Jeg opdelte systemet i flere dele, før jeg samlede det hele:- en del til UV-lysdioder

- en del til displaystyring

- en del til styring af trykknapper og lys-/lydindikatorer

For hver del beregnede jeg værdierne for de forskellige komponenter og kontrollerede derefter deres korrekte funktion på brødbrættet.

UV -leds -delen: Lysdioderne er forbundet til Vcc (+5V) på deres anoder via modstandene og er forbundet til GND på deres katoder via transistor Q1 (2N2222).

For denne del er det simpelthen nødvendigt at beregne den basismodstand, der er nødvendig for at transistoren har en tilstrækkelig strøm til at mætte den korrekt. Jeg valgte at levere UV -lysdioderne en strøm på 20mA til hver af dem. Der er 17 lysdioder, så der vil være en samlet strøm på 17*20mA = 340mA, som vil krydse transistoren fra dens kollektor til dens emitter.

Her er de forskellige nyttige værdier fra den tekniske dokumentation til beregningerne: Betamin = 30 Vcesat = 1V (ca.…) Vbesat = 0,6V

Når vi kender værdien af strømmen på transistorens kollektor og Betamin -en, kan vi udlede den mindste strøm, der skal have på bunden af transistoren, så den er mættet: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Vi tager en koefficient K = 2 for at være sikker på, at transistoren er mættet:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33mA

Lad os nu beregne basismodstandsværdien for transistoren:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

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

Rb = 200 ohm

Jeg vælger en standardværdi fra E12 -serien: Rb = 220 ohm I princippet skulle jeg have valgt en modstand med en normaliseret værdi, der er lig med eller lavere end 200 ohm, men jeg havde ikke meget valg i værdier for modstandene længere, så jeg tog den tætteste værdi.

Displaystyringsdelen:

Beregning af strømbegrænsningsmodstand til displaysegmenter:

Her er de forskellige nyttige værdier fra den tekniske dokumentation (cifret display og BS170 transistor) til at foretage beregningerne:

Vf = 2V

Hvis = 20mA

Beregning af den aktuelle grænseværdi:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 ohm

Jeg vælger en standardværdi fra E12 -serien: R = 150 ohm

Multiplexing -styring:

Jeg valgte at bruge den multipleksede displayteknik til at begrænse antallet af ledninger, der er nødvendige for at styre tegnene på displayene. Denne teknik er ganske enkel at implementere, her er hvordan det fungerer (f.eks.: at vise tallet 27)

1 - mikrokontrolleren sender signaler på 7 udgange svarende til det tegn, der skal vises for ti -cifret (ciffer 2) 2 - mikrokontrolleren aktiverer transistoren, der leverer displayet, der svarer til tierne 3 - en forsinkelse på 2ms forløber 4 - den mikrokontroller deaktiverer transistoren, der leverer displayet, der svarer til tierne - mikrokontrolleren sender signaler på 7 udgange svarende til det tegn, der skal vises for enhedernes ciffer (ciffer 7) 6 - mikrokontrolleren aktiverer transistoren, der forsyner displayet svarende til enhederne 7 - der går en forsinkelse på 2 ms 8 - mikrokontrolleren deaktiverer transistoren, der leverer displayet svarende til enhederne

Og denne sekvens gentages i loop meget hurtigt, så det menneskelige øje ikke opfatter det øjeblik, hvor et af displayene er slukket.

Trykknapperne og lys/lyd indikatorer del:

Der er meget lidt hardwaretest og endnu mindre beregning for denne del.

Det beregnes, at den nuværende begrænsende modstand for status førte: R = Vcc-Vf/If R = 5-2/20mA R = 150 ohm

Jeg vælger en standardværdi fra E12 -serien: R = 150 ohm

For trykknapperne kontrollerede jeg simpelthen, at jeg var i stand til at registrere trykningen takket være mikrokontrolleren og øge antallet af tryk på skærmene. Jeg testede også summer aktiveringen for at se, om den fungerede korrekt.

Lad os se, hvordan alt dette håndteres med programmet …

Trin 5: Programmet

Programmet er skrevet på C -sprog med MPLAB IDE, og koden er kompileret med CCS C Compiler.

Koden er fuldt kommenteret og ganske enkel at forstå. Jeg lader dig downloade kilderne, hvis du vil vide, hvordan den fungerer, eller hvis du vil ændre den.

Det eneste lidt komplicerede er måske styringen af nedtællingen med mikrokontrollerens timer, jeg vil forsøge at forklare princippet hurtigt nok:

En særlig funktion kaldes hver 2. ms af mikrokontrolleren, dette er funktionen kaldet RTCC_isr () i programmet. Denne funktion styrer multiplexering af displayet og også styringen af nedtællingen. Hver 2. ms opdateres skærmene som forklaret ovenfor, og samtidig kaldes TimeManagment -funktionen også hver 2. ms og administrerer nedtællingsværdien.

I programmets hovedsløjfe er der simpelthen styring af trykknapperne, det er i denne funktion, at der er indstilling af nedtællingsværdien og knappen for at starte belysningen af UV -lysdioderne og nedtællingen.

Se nedenfor en zip -fil af MPLAB -projektet:

Trin 6: Lodning og samling

Jeg har fordelt hele systemet på 2 tavler: et bord understøtter UV -lysdiodernes modstand og et andet kort, der understøtter alle de andre komponenter. Jeg tilføjede derefter afstandsstykker for at lægge kortene oven på hinanden. Det mest komplicerede var at lodde alle forbindelser på det øverste bord, især på grund af de skærme, der kræver mange ledninger, selv med multiplexsystemet …

Jeg konsoliderede forbindelserne og tråden med smeltelim og varmekrympbar kappe for at få det reneste mulige resultat.

Jeg lavede derefter mærker på PVC -hætten for at distribuere LED'erne så godt som muligt for at få det mest ensartede lys muligt. Derefter borede jeg hullerne med lysdiodernes diameter, på billederne kan du se, at der er flere lysdioder i midten, det er normalt, fordi lampen hovedsageligt vil blive brugt til at udsende lys på små genstande.

(Du kan se på præsentationsbillederne i starten af projektet, at PVC -røret ikke er malet som hætten, det er normalt, min kone vil dekorere det selv … hvis jeg en dag har billeder, tilføjer jeg dem!)

Og til sidst lod jeg et hun-USB-stik for at kunne forsyne lampen med en mobiltelefonoplader eller et eksternt batteri for eksempel (via et han-han-kabel, som jeg havde derhjemme …)

Jeg tog mange billeder under realiseringen, og de taler ret meget.

Trin 7: Systemdriftsdiagram

Her er diagrammet over hvordan systemet fungerer, ikke programmet. Det er en slags mini brugermanual. Jeg har lagt PDF -filen i diagrammet som en vedhæftet fil.

Trin 8: Video

Trin 9: Konklusion

Dette er slutningen på dette projekt, som jeg ville kalde "oportunist", ja jeg lavede dette projekt for at imødekomme et øjeblikkeligt behov, så jeg gjorde det med det genoprettelsesudstyr, jeg allerede havde, men jeg er ikke desto mindre ret stolt af det endelige resultat, især det ret rene æstetiske aspekt, som jeg var i stand til at opnå.

Jeg ved ikke, om min skrivestil vil være korrekt, fordi jeg delvis bruger en automatisk oversætter for at gå hurtigere, og da jeg ikke er engelsktalende indfødt, tror jeg, at nogle sætninger sandsynligvis vil være underlige for folk, der skriver perfekt engelsk. Så tak til DeepL -oversætteren for hans hjælp;)

Hvis du har spørgsmål eller kommentarer til dette projekt, så lad mig det vide!