Akumulatorowa niebieska dioda LED SAD Light Book: 17 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Terapia światłem niebieskim może być stosowana do poprawy nastroju, poprawy snu, leczenia jet lag, dostosowania pory snu i zwiększenia energii. Terapia światłem przynosi korzyści uczniom, którzy zaczynają szkołę wcześnie, gdy jest jeszcze ciemno. Ten zmieści się w plecaku, można go przyciemniać, ma regulowany timer, a jego zbudowanie nie kosztuje zbyt wiele. Używanie go rano może zmienić Cię w rannego ptaszka, a wieczorem w nocnego markę. Można go używać podczas jazdy autobusem. Zasilany baterią AC lub Li-ion Szeroki zakres napięcia wejściowego: 8,4-24V 200 diod LED Szeroki kąt widzenia Pobór mocy: 14W Żywotność baterii przy pełnej jasności: 1h 30min (przy użyciu dwóch baterii 18650 2,5Ah) Zakres jasności: 256 poziomów Rozproszony ekran

Krok 1: Materiały

1 - wydrążona książka z 8 x 6-1/4 x 1/8 miejsca do przechowywania 1 - przezroczysty arkusz z tworzywa sztucznego większy niż 8 x 6-1/4 x 1/8 z niewidoczną taśmą 1 - 4 x 8 płyta platerowana miedzią 1 - 3 x 1-1/4 miedziana płyta platerowana 2 - kondensatory 100nF 1 - dioda Zenera 12-20V 1 - dioda 1N4001 200 - 0805 szerokokątne niebieskie diody LED 470nm (120-130 stopni) 1 - IRFZ44N MOSFET 1 - AO3400 MOSFET 2 - Rezystory 10M 1 - rezystor 33k 1 - rezystor 1k 1 - rezystor 10k 20 - rezystory 100R 1 - włącznik on-off 1 - regulator LM7805 1 - ATtiny85 1 - 8-pinowy uchwyt chipa DIP 1 - arduino ATTiny85) 1 - LM2577 DC-DC converter boost module 2 - 10k potencjometrów 1 - gniazdo zasilania DC 1 - zasilacz 9-24V (18W lub wyższy) 1 - 2 ogniwa 18650 uchwyt na chronione ogniwa (chronione ogniwa są nieco dłuższe niż niezabezpieczone) 2 - zabezpieczone akumulatory Li-ion 18650 1 - Bezpiecznik zwłoczny 3A (w przypadku korzystania z akumulatorów niezabezpieczonych) 4 - zestawy podkładek (myślę, że 1/8") 4 - zestawy śrub i nakrętek (grubość 1/8") * wszystkie rezystory i kondensatory mieć 0805 paczek

Krok 2: Obwód

W tym układzie zaprogramowałem ATTiny85 jako timer i ściemniacz światła PWM. Q1 to przełącznik obciążenia do jego zasilania. IRFZ44N o dużej mocy obsługuje prąd rozruchowy konwertera. D1 chroni Q1 o niskim poborze mocy, zapobiegając przekroczeniu przez napięcie bramki 20V. R5 chroni Q2 przed spadkiem napięcia w tablicy, umożliwiając przepływ przez nie niewielkiej ilości, utrzymując Vds Q2 przed przekroczeniem 30V. Zauważysz, że nawet gdy timer jest wyłączony, będą słabo oświetlone. Konwerter podwyższający napięcie LM2577 utrzymuje napięcie 30-35V tablicy LED i pozwala nam korzystać z szerokiego zakresu napięć zasilania. Można go ustawić na niższe napięcie, jeśli prąd jest zbyt wysoki lub potrzebujesz mniej światła. Miałem napięcie wyjściowe ustawione na 32,3V, a rezystory na 1,5V, co dało 15mA. Gniazdo DC zostało okablowane, aby umożliwić podwójne zasilanie, łącząc jego środkowy styk z masą akumulatora, a zewnętrzny styk z masą zasilacza.

Krok 3: Szkic do ATtiny85

Ten szkic programuje ATtiny85 zarówno jako ściemniacz PWM, jak i timer lampy. VR1 ustawia poziom jasności matrycy LED w 255 krokach, a VR2 ustawia czas zabiegu od 0 do 60 minut, powtarzając co godzinę, co może być preferowane, jeśli pracujesz w nocy. Będziesz musiał dostosować ustawienia przed włączeniem, ponieważ ATtiny85 odczytuje je tylko na początku. Jeśli chcesz inny okres włączenia/wyłączenia, zmień wartość periodMin. Możesz dowiedzieć się, jak programować ATtiny85 tutaj: https://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/ int LEDPin = 0; // wejście PWM podłączone do pinu cyfrowego 0 int brightPin = 2; // potencjometr jasności podłączony do pinu analogowego 2 int timerPin = 3; // potencjometr czasowy podłączony do pinu analogowego 3 long periodMin = 60; // ustawia okres czasu w minutach long periodSec = periodMin*60; // oblicza okres czasu w sekundach long period = 1000*okresSek; // oblicza okres czasu w milisekundach void setup() { pinMode(LEDPin, OUTPUT); // ustawia pin jako wyjście } void loop() { int val1 = analogRead(brightPin); // odczytaj ustawienie jasności potencjometru analogWrite(LEDPin, val1 / 4); // ustawia poziomy jasności tablicy LED od 0 do 255 int val2 = analogRead(timerPin); // odczyt potencjometru ustawiania timera long on = (okres*val2/1023); // czas włączenia w milisekundach długi off = (okres włączenia); // czas wyłączenia w milisekundach delay(on); zapis analogowy(LEDPin, 0); // ustawia jasność tablicy LED na 0 delay(off); }

Krok 4: Pliki ExpressPCB

Zaprojektowałem płytki drukowane za pomocą ExpressPCB i dołączyłem plik do drukowania na całej stronie. Zachęcamy do modyfikowania projektu, jeśli masz inny pakiet komponentów. Możesz pobrać ExpressPCB z tej witryny: https://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Download.htm W przypadku systemu Linux możesz zainstalować WINE, aby korzystać z programu.

Krok 5: Odporność na wytrawianie płytek drukowanych

Krok 6: Wytrawianie płytki drukowanej

Do wytrawienia desek użyłem chlorku żelazowego.

Krok 7: Usunięto odporność na trawienie

Usuń odporność na trawienie za pomocą acetonu.

Krok 8: Elementy lutowane

W tym kroku ręcznie lutowałem elementy SMD. Topnik należy stosować przed ułożeniem komponentów, co jest najbardziej żmudną częścią tego etapu. Do przesuwania diod LED potrzebna jest pęseta, a do przytrzymania diod LED do pól lutowniczych podczas lutowania można użyć pinezki.

Krok 9: Usunięto pozostałości topnika

Usunąć pozostałość topnika acetonem.

Krok 10: Przewody z odciążeniem naprężeń

Użyj gorącego kleju, aby odciążyć przewody.

Krok 11: Otwory do mocowania płytek drukowanych

Wywierć otwory pasujące do wsporników i gniazda zasilania prądem stałym. Aby spłaszczyć krawędzie otworów, użyj narzędzia Dremel.

Krok 12: Śruby do płytek drukowanych i uchwytu baterii

Krok 13: Przewody z opaskami kablowymi

Krok 14: Przezroczysta osłona na diody LED

Przyklej na gorąco przezroczysty plastikowy arkusz do książki. Jako dyfuzor użyjesz niewidzialnej taśmy, więc będziemy potrzebować plastikowego arkusza, aby go podtrzymać.

Krok 15: Niewidoczna taśma jako dyfuzor światła

Przykryj przezroczysty plastik niewidoczną taśmą.

Krok 16: Oznaczenia podziału dla potencjometru

Zmierz napięcie na środkowym odczepie VR2 z przyrostem 500mV. Odpowiadałoby to 10% lub 6 minutom na 1 godzinę. Zaznacz podziały na płytce drukowanej.

Krok 17: Ulepszenia

Użyj uchwytu na akumulator litowo-jonowy od 3 do 6 ogniw: przy wyższym napięciu zasilania, lekka książka staje się bardziej wydajna i działa chłodniej, ponieważ konwerter wymagałby mniej prądu, a obciążony MOSFET jest w pełni włączony. Komponenty do tablicy LED: Może się okazać, że diody LED z otworami przelotowymi są łatwiejsze do lutowania i nie trzeba nawet wytrawiać płytki! Poszukaj diod LED o szerokim kącie wiązki około 130 stopni i zamiast tego użyj płyty perforowanej. Możesz potrzebować grubszej książki, aby uzyskać równomierne oświetlenie.

II nagroda w Konkursie Mikrokontrolerów