Tea Light Clone: 5 trin (med billeder)

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

I denne instruktive vil jeg være lidt mere detaljeret om den vej, der førte til dette projekt, og hvordan jeg kom til resultatet, så det kræver lidt mere læsning.

Herhjemme har vi en del elektroniske telys, dem fra Philips, der kan oplades trådløst. Jeg har før lavet en Instructable relateret til dette emne, se Tea Light Charge Monitorr.

Efter et stykke tid holder disse telys op med at fungere, fordi det genopladelige batteri går dårligt. Der er to muligheder for at løse dette problem:

1. Du smider telyset væk og køber en ny
2. Du udskifter det genopladelige batteri

Jeg prøvede den anden mulighed. Videoen i det sidste trin i denne Instructable viser, hvordan du kan gøre det. Denne video viser også, hvordan Philips redesignede disse telygter i årenes løb, hvilket gjorde dem billigere at producere, men desværre reducerede levetiden for disse telys. Desuden lagde jeg mærke til, at det med de nyeste billigere designs er svært at tænde og slukke for telys. Det bruges som vippekontakt til det, men tilsyneladende ser det ikke altid ud til at de fungerer særlig godt.

Da jeg skiftede det genopladelige batteri for første gang, virkede telyset ikke. Jeg begyndte at tænke på, at telygten måske holder en slags tæller for at se, hvor ofte den bruges og derefter aldrig tænder igen. Det var grunden til at starte dette projekt, da jeg ønskede en telys, der ville fungere for evigt, selvfølgelig udskiftning af det genopladelige batteri en gang imellem.

Jeg må indrømme, at mine dårlige tanker var forkerte, når du har udskiftet batteriet - selv når de er opladet - skal du sætte telyset i en oplader meget kort tid for at få det til at fungere igen. Jeg ved ikke, hvorfor det er det, men det skal gøres for at få telyset i gang.

Anyway, jeg var allerede begyndt at lave min egen telys, der ville opføre sig det samme som Philips telys. Jeg analyserede elektronikken og det mønster, Philips bruger til at skabe den flotte stearinlyseffekt. Den originale elektronik var lidt mere kompleks, end jeg havde forventet, så jeg besluttede at lave mit eget enklere design. Jeg var i stand til at regne ud mønsteret for lyseffekten ved at analysere mønsteret på et oscilloskop. Nogle skærmbilleder af en del af dette mønster tilføjes. Et lavt signal betyder, at lysdioden er tændt.

Som sagt blev mit design enklere end Philips -designet, og det gør, hvad det skal gøre. Jeg genbrugte huset, lysdioderne, vippekontakten og spolen fra et telys, der ikke længere fungerede, og skabte min egen version med en PIC12F615 ved hjælp af JAL-programmeringssproget til at styre enheden.

Trin 1: Analyse af det originale telys

Inden klonen kunne laves, havde jeg brug for at finde ud af, hvordan det originale telys fungerede, men jeg kunne kun finde ud af det delvis, fordi det var mere komplekst, end jeg først troede.

Målinger afslørede følgende:

• Lysmønsteret er pseudo tilfældigt, da det gentages efter et stykke tid, hvor kun den øverste ledning af de to lysdioder ændrer lysstyrke. Den nederste LED er konstant tændt. Se videoen om, hvordan dette fungerer
• Telyset bruger to LED'er med høj lysstyrke ved hjælp af en strøm på ca. 7 mA pr. LED
• Enheden slukker selv, når batterispændingen falder til under 2,1 Volt
• Afhængigt af designet (se videoen i det sidste trin i denne instruktionsbog) oplades NiMH -batteriet med en strøm, der varierer fra 11 mA til 37 mA

Trin 2: Design af klonen

I det skematiske diagram ser du, hvordan jeg designede klonen. Følgende dele kan skelnes:

• Ensretterbroen ved hjælp af fire 1N5818 Schottky -dioder. Grunden til at bruge denne type dioder er på grund af lavspændingsfaldet. Denne bro konverterer AC -spændingen fra spolen til en DC -spænding for enheden.
• Kondensator C1. Det ser ikke ud til at være vigtigt, men denne kondensator bringer opladningsspolen til resonans, hvilket resulterer i et højspændingssving. Uden denne kondensator ville spolen ikke generere nok strøm til enheden. I de to skærmbilleder fra oscilloskopet ser du spolens udgangsspænding, når den placeres i en oplader uden (single peak) og med (sinus signal) kondensatoren.
• Zenerdiode D5 med en værdi på 5V1 virker lidt underlig i dette design, da forsyningsspændingen ikke bliver højere end omkring 2,5 V på grund af de to NiMH -batterier. Men hvis disse batterier er ved at være slut på deres levetid, stiger deres spænding, og spidserne i spændingen fra opladningsspolen bliver højere end den maksimale spænding, PIC kan håndtere - hvilket hvis 5.5V - så Zener skærer af disse toppe og beskytter PIC i den situation.
• Vippekontakten er forbundet til PIC's afbrydelsesstift. Dette garanterer, at PIC'en vågner, efter at den er blevet slukket.
• PIC styrer de to lysdioder direkte fra to af sine havne.

I dette design er batteriets ladestrøm omkring 17 mA, når de placeres i den trådløse oplader. Batterierne har en kapacitet på 300 mAh. Denne type batteri er fuldt opladet, når den oplades i 14 timer med en strøm på 1/10 af kapaciteten, så i dette tilfælde 30 mA. Det betyder, at enheden aldrig bliver fuldt opladet, medmindre den oplades to gange. I videoen om udskiftning af batteriet i slutningen af denne instruktionsbog ser du også, at Philips bruger genopladelige batterier med en kapacitet på 160 mAh i deres nyeste designs.

I videoen kan du se driften af det originale telys og klonen. Kan du se, hvilken er originalen, og hvilken er klonen?

Trin 3: Påkrævede komponenter og opbygning af klonen

Du skal have følgende komponenter til dette projekt:

• Et stykke brødbræt
• PIC mikrokontroller 12F615
• 8-polet IC-stik
• Dioder: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keramiske kondensatorer
• Modstande: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• 2 * 3 mm høj lys LED (fra en gammel telys)
• Vipekontakt (fra en gammel telys)
• Opladningsspole fra en gammel telys
• Hus fra en gammel telys

Se skematisk diagram i det foregående afsnit om, hvordan komponenterne tilsluttes.

Da designet ikke bruger nogen SMD -komponenter, har det brug for mere plads end den originale version. På grund af det blev brødbrættet skåret på en sådan måde, at det har mere plads på siderne. Dette virker kun, hvis du har et high tea -lys. Der er også en mindre version (se videoen i det sidste trin i denne Instructable), men designet passer ikke, medmindre du bygger det med SMD -komponenter.

På billederne ser du, hvordan enheden blev bygget. Bemærk, at den øverste led er monteret på loddekanten af brødbrættet for at kunne placere den oven på den anden ledning.

Trin 4: Softwaren

Som allerede nævnt er softwaren skrevet til en PIC12F615 ved hjælp af JAL programmeringssprog.

I første omgang vil PIC'en være i slumretilstand, når den tændes for første gang, og bruger næsten ingen strøm i denne tilstand.

Softwaren udfører følgende opgaver:

• Når enheden vendes på hovedet, vil vippekontakten komme i kontakt med jorden, hvilket vil vække PIC'en fra søvn.
• Når den er vågnet, tændes den nederste LED, og den øverste LED bruger det klonede Philips stearinlysmønster til at ændre lysstyrken på LED'en.
• Under drift måler PIC forsyningsspændingen ved hjælp af den indbyggede Analog to Digital Converter (ADC). Når denne spænding falder til under 2,1V, slukker den lysdioderne og sætter PIC'en i dvaletilstand. PIC'en kan stadig fungere godt ved 2,1 V, men det er ikke godt for de genopladelige batterier at blive helt afladet.

Der er forskel på, hvordan det originale telys opfører sig i forhold til klonen. Når batterispændingen falder til under 2,1 V, starter den originale telys ikke, før enheden er opladet igen, så det ser ud til, at den måler forsyningsspændingen ved opstart. Klonen måler imidlertid forsyningsspændingen, efter at den er aktiv. Det betyder, at når forsyningsspændingen er under 2,1 V, vil lysdioderne fungere i en kort periode, hvorefter den går i dvale igen.

Der er et punkt tilbage, som jeg ikke fandt ud af. Når batterierne bliver dårlige, tændes det originale telys ikke længere, selvom batteriets forsyningsspænding er tilstrækkelig (grunden til mine første dårlige tanker om enheden, kan du huske?). Måske husker den, at batterierne er gået dårligt ved at have målt en høj batterispænding. I klonen gøres dette ikke. Selvom batterierne er gået dårligt, og forsyningsspændingen bliver høj - beskyttet af Zener -dioden - fungerer enheden, men på grund af det dårlige batteri bliver driftstiden kortere.

JAL -kildefilen og Intel Hex -filen til programmering af PIC'en er vedhæftet. Hvis du er interesseret i at bruge PIC -mikrokontrolleren med JAL - et Pascal -lignende programmeringssprog - kan du besøge JAL -webstedet.

Trin 5: Udskiftning af de genopladelige batterier

Hvis du ikke vil bygge klonen, men kun vil udskifte batteriet, kan du se denne video. Det viser også, hvordan det originale telysdesign blev forenklet, hvilket desværre resulterede i et produkt, der har en kortere levetid.

Som tidligere nævnt synes det nyeste enkle design at have et andet problem, da disse telys er meget svære at tænde. Oprindeligt troede jeg, at det var på grund af en dårlig vippekontakt, men efter at have genbrugt denne switch i klonen fungerede det hele fint. Så kloning kan trods alt være en god mulighed.

God fornøjelse med at bygge dit eget projekt og glæde dig til dine reaktioner.