Latarka Joule Thief z obudową: 16 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tym projekcie dowiesz się, jak zbudować obwód Joule Thief i odpowiednią obudowę dla obwodu. Jest to stosunkowo łatwy tor dla początkujących i średniozaawansowanych.

Złodziej Joule podąża za bardzo prostą koncepcją, która jest również podobna do jego nazwy. Pobiera lub „kradnie” dżule (energię) z systemów niskonapięciowych. Np. Większość niesprawnych baterii ma w sobie około 20-30% soku. Jednak ich napięcie jest zbyt niskie i nie jest w stanie niczego zasilić. Obwód złodzieja Joule'a może faktycznie pobierać tę energię niskiego napięcia z baterii (lub dowolnego źródła) i dość jasno zasilać standardowe 5mm światło LED. Wyjście nie jest ograniczone do diody LED.

Jest to bardzo łatwy, praktyczny i użyteczny obwód, który możesz mieć w swoim domu. Jeśli nie możesz znaleźć sprawnej baterii, której pilnie potrzebujesz, lub chcesz w pełni wykorzystać zakupione baterie, będzie to idealne rozwiązanie.

Wreszcie, ten Instructables zaprezentuje również wydrukowaną w 3D obudowę złodzieja Joule. Jeśli jednak nie masz drukarki 3D, możesz sprawdzić moje pudełko akrylowe wycinane laserowo lub samodzielnie zaprojektować obudowę. Nawet zwykłe plastikowe pudełko byłoby satysfakcjonujące. Nie polecałbym wychodzenia z obwodu bez obudowy.

Krok 1: Materiały i narzędzia

Kieszonkowe dzieci:

1. Płyta perforowana

2. Uchwyt baterii AA (może być na 2 baterie lub 1)

3. Toroid ferrytowy (z dwiema cewkami nad nim)

4. Dotykowy przełącznik zatrzaskowy

5. Dioda LED 5mm (dowolny kolor)

6. 5mm ramka LED + nakrętka

7. Tranzystor NPN (użyłem C1815)

8. Nakrętki 3mm x4

9. Śruby 3mm x2

10. Przewody

Narzędzia:

1. Drut lutowniczy i żelazko

2. Szczypce do cięcia drutu

3. Multimetr (jeśli go nie masz, możesz zrobić jeden DIY. Sprawdź mój multimetr zasilany Arduino)

4. Pompa rozlutowująca (opcja)

5. Szczypce półokrągłe

6. Ołówek/długopis/marker

7. Superklej

Krok 2: Schemat obwodu i sposób jego działania

Oto bardzo, co bardzo ładnie wyjaśnia, jak działa złodziej dżuli:

KREDYT DO ELECTRONICGURU ZA OBRAZY

Krok 3: Mocowanie uchwytu baterii do deski

1. Czarnym markerem zaznaczyłem, gdzie na płytce drukowanej znajdują się otwory w uchwycie baterii.

2. Użyłem szczypiec do cięcia drutu, aby wykonać otwory w płycie perforowanej. Wkrótce był wystarczająco duży, aby pomieścić śrubę 3 mm. Jeśli masz wiertarkę ręczną lub elektryczną, proces ten jest znacznie łatwiejszy. Ważne jest, aby sprawdzić, czy otwory są wystarczająco duże dla śruby.

3. Dodałem dodatkowy zestaw nakrętek między płytą perforowaną a uchwytem baterii, aby śruba tak bardzo nie wystawała z drugiego końca.

4. Dwie pozostałe śruby zostały użyte do zamocowania uchwytu baterii na płycie perforowanej.

Krok 4: Zrozumienie tranzystora C1815

Niektóre tranzystory mają różne schematy i wyprowadzenia. Dlatego dla wyjaśnienia chciałem określić, które piny tranzystora to baza/kolektor/emiter

Przesuwając się od lewej do prawej, płaską stroną skierowaną do siebie, szpilki są podstawą, kolektorem i emiterem w tej kolejności. Dokładnie tak, jak pokazano na schemacie.

Krok 5: Przygotowanie toroidu ferrytowego

Dostałem ferrytowy toroid z uszkodzonego obwodu samochodu RC

1. Biorąc cienki emaliowany drut miedziany, owinąłem cewkę wokół pierścieniowego ferrytoroidu 7 razy. Widzieć zdjęcie

2. Drut został przecięty po 7 zwojach o długości do lutowania i połączeń. Druga cewka zaczęła się w tym samym miejscu, w którym rozpoczęła się pierwsza cewka. Zgodnie z kształtem pierwszej cewki, druga cewka również została wyciągnięta po 7 zwojach i odcięta z nadmiarem.

3. Aby odróżnić cewki, cewka 1 miała znacznie dłuższe nogi niż cewka 2.

4. Ponieważ mój toroid ferrytowy był bardzo mały, użyłem bardzo cienkiego drutu miedzianego. Najprawdopodobniej 26 SWG. Jeśli twój toroid jest większy, możesz użyć większych, a nawet normalnych przewodów

5. Następnie będziesz miał 4 różne końce drutu. 2 dla cewki 1 i 2 dla cewki 2. Te 4 można również zapisać jako 2 dla strony początkowej i 2 dla strony końcowej.

6. Aby uprościć zapamiętywanie cewek, nadałem końcówkom cewek następujące nazwy. S1, S2, E1, E2. S i E oznaczają stronę początkową i końcową. 1 i 2 oznaczają numer cewki.

7. S2 i E1 są skręcone razem, tworząc w sumie 3 nogi. Pozostałe to S1, E2 i zwinięta noga.

Krok 6: Przygotowanie diody LED

1. Dołączona ramka LED. Dioda LED wsuwa się do białej wtyczki. Biała wtyczka pasuje do metalowej ramki.

2. Wyprowadzenia lutownicze do nóżek LED. Upewnij się, która noga jest anodą i katodą.

Krok 7: Lutowanie przełącznika dotykowego i połączeń

1. Przewód dodatni akumulatora podłączony do przełącznika zatrzaskowego

2. Nawinięta część ferrytowej cewki toroidalnej podłączona do innego zacisku tego samego przełącznika zatrzaskowego.

3. E2 (cewka po stronie końcowej 2) jest podłączony do rezystora 1K (brązowo-czarno-czerwony).

4. S1 (strona startowa - cewka 1) jest podłączona do pinu kolektora tranzystora.

Krok 8: Lutowanie tranzystora i połączeń

1. Rezystor 1K Ohm podłączony do pinu bazy tranzystora.

2. S1 podłączony do pinu kolektora tranzystora.

Krok 9: Lutowanie na LED

1. Anoda LED łączy się z kolektorem tranzystora.

2. Katoda LED łączy się z emiterem tranzystora.

Krok 10: Obudowa Model 3D

1. Do zaprojektowania obudowy układu użyłem Fusion360.

2. Poniżej znajdują się pliki.step i.gcode. Jeśli chcesz zmienić obudowę, pobierz plik.step i użyj oprogramowania do modelowania 3D, aby go edytować.

3. Jeśli chcesz od razu przejść do drukowania modelu 3D, możesz pobrać plik.gcode i przesłać go do drukarki. Czas drukowania to około 14 godzin. Przybliżone wymiary modelu to 150mm x 80mm x 100mm.

4. Użyłem Ultimaker Cura jako krajalnicy i Endera 3 jako drukarki 3D.

Szczegóły dotyczące obudowy:

1. Projekt próbuje odtworzyć kształt myszy z klawiaturą. Łatwe dopasowanie do dłoni. Ergonomiczny

2. Tylny panel jest zabezpieczony gumkami. Gumki pasują do rowków, trzymając ciasno oba elementy, a jednocześnie ułatwiają wyjmowanie i dostęp do obwodów wewnątrz.

3. Istnieją 2 otwory na ramkę LED oraz przełącznik zatrzaskowy.

Krok 11: Drukowanie 3D

1. Użyłem Ultimaker Cura jako krajalnicy i Endera 3 jako drukarki 3D.

2. Plik został wgrany do drukarki 3D. Wstępnie ustawione temperatury wynosiły 200 stopni C dla dyszy i 50 stopni C dla złoża.

3. Wydruk trwał około 13,5 godziny. Za pomocą szczypiec zdjąłem model z platformy i zdjąłem podpory.

4. Otwór na przełącznik zatrzaskowy był trochę mały, więc wyszlifowałem go cienkim pilnikiem.

Krok 12: Mocowanie przycisku i ramki LED do modelu

1. Przełącznik zatrzaskowy i dioda + ramka musiały zostać wylutowane i usunięte z płytki perforowanej, aby można je było przymocować do obudowy.

2. Przełącznik zatrzaskowy został przylutowany do małego kawałka płytki perforowanej, a wyprowadzenia zostały przymocowane do odpowiednich pinów. Ułatwia to zabezpieczenie przełącznika w otworze.

3. Ramka LED została przełożona przez okrągły otwór z przodu modelu. Po drugiej stronie dodano nakrętkę i dokręcono szczypcami.

Krok 13: Ponowne zakończenie obwodu

1. Przewody przełącznika zatrzaskowego zostały wlutowane z powrotem do obwodu głównego.

2. Superglue został umieszczony między wewnętrzną powierzchnią modelu a małym kawałkiem płyty perforowanej, aby utrzymać przełącznik na miejscu.

3. Wyprowadzenia diody LED również zostały przylutowane z powrotem do obwodu.

Krok 14: Mocowanie tylnego panelu

1. Zrobiłem małe gumki używając kilku większych.

2. Tylny panel został umieszczony na podstawie modelu, a gumki zostały owinięte w rowki.