Automatyczna lampka nocna DIY: 15 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Stwórz prostą lampkę nocną, która włącza się w ciemności i wyłącza w świetle!

Krok 1: BEZPIECZEŃSTWO!

Ostrzeżenie: ten projekt wykorzystuje obwód znany jako „pojemnościowy zakraplacz” lub „beztransformatorowy zasilacz”, aby obniżyć napięcie 120 V z gniazdka ściennego do 12,8 V DC potrzebnego do diod LED. Te typy zasilaczy NIE SĄ ODIZOLOWANE od gniazdka ściennego! Oznacza to, że jeśli dotkniesz części tego obwodu i czegoś, co jest uziemione, możesz doznać szoku!!! Ten obwód jest bezpieczny w użyciu wtedy i tylko wtedy, gdy jest wbudowany w plastikowe pudełko bez żadnych odsłoniętych przewodów.

Ważne jest również, aby użyć transformatora izolującego, jeśli zamierzasz sondować ten obwód za pomocą oscyloskopu. Bez transformatora izolującego masz duże szanse na to, aby upiec swój lunetę.

Ten obwód jest tak bezpieczny, jak Ty, proszę bądź ostrożny.

Krok 2: Jak to działa?

Zanim zbudujemy tę lampkę nocną, musimy zrozumieć, jak robi to, co robi.

Ogólna idea jest następująca: pierwsza część tego obwodu to rektyfikowany pojemnościowy zakraplacz półfalowy, którego moc wyjściowa wynosi średnio 7,5 mA. Służy do zasilania czterech ciepłych białych diod LED o napięciu 3,2 V. Gdy wystarczająca ilość światła dociera do czujnika światła, wyjście do diod LED jest zwarte i prąd 7,5mA przepływa przez tranzystor zamiast zapalać diody LED.

Jeśli interesuje Cię interakcja poszczególnych komponentów, zobacz poniżej:

Wejście to dwa pady przewodów po lewej stronie schematu oznaczone AC1 i AC2. Te podkładki akceptują 120 VAC z gniazdka ściennego. Potrzebujemy sposobu na ograniczenie prądu przepływającego przez ten obwód do czegoś, co mogą obsłużyć diody LED.

To ograniczenie prądu można wykonać za pomocą rezystora, ale rezystor zmarnowałby dużo energii w postaci ciepła. Jest to po prostu marnotrawstwo, więc zamiast tego użyjemy kondensatora, aby ograniczyć prąd. W tym miejscu obwód otrzymuje nazwę „pojemnościowy zakraplacz”. Jak kondensator ogranicza prąd?

C1 ogranicza prąd do około 15mA. Sposób, w jaki C1 to robi, to tak zwana impedancja. Wyjaśnienie, czym jest impedancja i skąd pochodzi, poza zakresem tej instrukcji, ale po prostu pomyśl o impedancji jako o oporze, który zmienia się wraz z częstotliwością. Impedancja kondensatora jest określona równaniem: Xc = 1 / (2 pi F C) gdzie Xc to impedancja w omach, pi to 3,14, F to częstotliwość prądu przemiennego 60 Hz w USA, C to pojemność w Faradach. Potrzebujemy maksymalnie 15mA, więc po jakimś wyższym poziomie matematyki C1 okazał się kondensatorem 0.33uF klasy X. Kondensatory ograniczające prąd powinny być kondensatorami klasy X, ponieważ są zaprojektowane tak, aby nie otwierały się i nie spalały miejsca.

R1 służy do rozładowania C1, gdy lampka nocna jest odłączona, więc nikt nie zostanie zszokowany z bolców. Został wybrany jako rezystor 470k omów 1/4 wata, ale wszystko od 470k do 1meg będzie działać.

R2 to rezystor 470 omów, który ogranicza prąd udarowy, który może przepływać przez obwód po pierwszym podłączeniu lampki nocnej.

D2 to prostownik półfalowy, który ładuje C2 impulsem 15 mA za każdym razem, gdy AC1 staje się dodatni. Ponieważ AC1 jest dodatnie tylko w połowie czasu, średni prąd płynący przez D2 wynosi 7,5mA. Stwierdzono, że 7,5ma oświetla diody LED wystarczająco jasno, aby świecić w nocy, przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia energii do minimum.

D1 jest potrzebne, aby C1 ładował się w przeciwnym kierunku za każdym razem, gdy AC1 staje się ujemny. Gdyby nie było D1 tutaj, C1 wysłałby tylko jeden impuls 15m przez D2, ale z D1 cykl impulsów może trwać w nieskończoność.

C2 to kondensator elektrolityczny 470uF, który wygładza impulsy prądowe z D2, dzięki czemu diody LED nie migoczą przy 60Hz.

Podkładki CDS1 i CDS2 to miejsce, w którym komórka CDS łączy się z płytą drukowaną. Ogniwo CDS to specjalny rezystor, którego rezystancja spada wraz z pojawianiem się coraz większej ilości światła. Ta komórka CDS działa, aby włączyć tranzystor Q1 i zwierać C2. Ponieważ pojemnościowe kroplomierze mają ograniczone źródła prądu, ich wyjścia mogą być zwarte razem bez szkody.

R3 jest po to, aby zwiększyć ilość światła potrzebną do włączenia Q1, więc jeśli zwiększysz R3, pomieszczenie będzie musiało być ciemniejsze, aby światło mogło się włączyć. Wartość 4,7 tys. omów wydaje się być w sam raz.

Wreszcie LED+ i LED- to pady do podłączenia ciągu 4 diod LED.

Krok 3: PCB

Chociaż ten obwód można zbudować na płytce perf, najlepiej jest zrobić prawdziwą płytkę drukowaną, ponieważ błędy okablowania kończą się naprawdę, bardzo źle, gdy podłączasz urządzenia do ściany.

Zaprojektowałem jednostronną płytkę drukowaną, która ma mniej więcej 1 cal x 2 cale, aby pasowała do większości typowych przypadków brodawek ściennych.

Jedną rzeczą, o której należy pamiętać, jest pozostawienie dużej przestrzeni między padami i śladami, gdy mamy do czynienia z napięciem 120 V lub większym. Łuk między śladami jest tak zabawny, jak myślisz.

Krok 4: Części

1x tani zasilacz ścienny z przełącznikiem trybu brodawek (może być dowolne napięcie, po prostu potrzebujemy plastikowej obudowy z zębami)

1x pcb

1x kondensator klasy 0.33uF

2x diody 1N4007

1x 470 kΩ rezystor

1x rezystor 470 omów, 1x opornik 4,7 kΩ

1x2N3904 tranzystor NPN

1x 470uF 16v kondensator elektrolityczny;

1x komórka CDS

4x 5mm ciepłobiałe diody LED

UWAGA: wszystkie rezystory mają moc 1/4 wata

Krok 5: Otwórz obudowę

Podważ obudowę brodawek ściennych za pomocą płaskiego śrubokręta. Większość tanich przełączników w serwisie eBay łatwo się rozpada, jeśli śrubokręt zostanie uruchomiony w miejscu, w którym wychodzi przewód.

Krok 6: Usuń płytkę drukowaną

Odlutuj dwa przewody łączące płytkę przełącznika trybu z bolcami. Są to zwykle najtańsze przewody, więc później zastąpimy je lepszymi przewodami. Wrzuć płytkę drukowaną do śmieci na przyszłe projekty.

Krok 7: Wywierć otwory

Najpierw wywierć otwór testowy w kawałku plastiku, aby upewnić się, że diody LED będą pasować. Powinien być dobrze dopasowany. Po znalezieniu odpowiedniego wiertła wywierć 4 otwory w zewnętrznej połowie obudowy na diody LED po obu stronach, góra i przód wydają się dość dobrze oświetlać pomieszczenie.

Wywierć z przodu jeden otwór na komorę CDS. Otwór ten powinien być odsunięty od diod LED, aby światło z diod nie przeszkadzało w nim.

Krok 8: Przyklej diody LED

Rozprowadź małą kulkę super kleju wokół każdej diody LED i wciśnij ją w otwór. Żelowy super klej wydaje się działać najlepiej do tego. Postaraj się, aby dodatnie wyprzedzenie jednej diody było skierowane w stronę ujemnego wyprzedzenia następnej najbliższej diody LED.

Krok 9: Drutowe diody LED w serii

Użyj małych kawałków drutu i szczypiec, aby przylutować diody LED szeregowo, tak aby dodatni jeden łączył się z ujemnym drugiego. Poprowadź przewody po obwodzie etui, aby zapobiec powstawaniu szortów. Wtedy dobrym pomysłem jest nałożenie gorącego kleju, aby zapobiec drganiom przewodów.

Na koniec sklej w komórce CDS.

Krok 10: Podłącz przewody

Przylutuj przewód do pozostałych przewodów LED. Czerwony do dodatniego przewodu na pierwszej diodzie LED i czarny do ujemnego przewodu na ostatniej diodzie LED w serii. Na połączeniach należy nałożyć rurki termokurczliwe, aby zapobiec powstawaniu zwarć.

Przewody komórki CDS są na tyle długie, że nie wymagają dokładania przewodów, ale jest problem. Problem polega na tym, że przewody nie są nasłonecznione, więc mogą się na czymś zwrzeć, gdy obudowa zostanie złożona. aby to naprawić, wytnij dwa kawałki rurki spaghetti (cienkie rurki izolacyjne na takie okazje) i nasuń je na przewody, jak widać na zdjęciach.

Krok 11: Złóż PCB

Nie spiesz się i obserwuj te kolorowe paski podczas umieszczania rezystorów w obwodzie. Wszystkie trzy różnią się tylko jednym pasmem, ale wyniki byłyby katastrofalne, gdyby jeden został umieszczony w niewłaściwym miejscu. Dobrym pomysłem jest podwójne sprawdzenie swojej pracy tutaj, ponieważ w obwodach pracujących na 120V, gdy coś pójdzie nie tak, idzie BARDZO źle!

Krok 12: Przylutuj drut do zębów

Przylutuj dwa długie, solidne przewody o długości 1 cala do bolców z tyłu obudowy.

Krok 13: Sprawdź dokładnie WSZYSTKO

W tym momencie powinieneś mieć:

Dwa przewody przylutowane do bolców z tyłu obudowy brodawki ściennej

Jedna ukończona płytka drukowana

Cztery diody LED przyklejone i podłączone z przodu obudowy ściennej z dwoma izolowanymi przewodami ogniw CDS wystającymi oraz dodatnim i ujemnym przewodem wystającym z łańcucha LED.

Krok 14: Przylutuj to razem

Czas na ostateczny montaż…

Wszystkie przewody przechodzą przez otwory w płytce drukowanej od góry i lutowane od dołu. Następnie płytka drukowana jest obracana, jak pokazano na zdjęciach, a dwie połówki obudowy są ponownie łączone. Siła skompresowanych drutów łączących z rdzeniem stałym jest wystarczająca, aby utrzymać płytkę drukowaną na miejscu w dolnej części obudowy, jak pokazano. Jeśli jednak przyklejenie go tam większą ilością gorącego kleju sprawi, że poczujesz się lepiej.

Krok 15: PRZETESTUJ !!!!!!

OK, nerwowa część, którą polecam znaleźć listwę zasilającą, aby ją podłączyć, a następnie podłączyć listwę zasilającą do ściany. W ten sposób, jeśli coś poszło nie tak podczas montażu, nie spłonie w twojej dłoni!

Jeśli wszystko pójdzie dobrze, powinien po prostu tam siedzieć. Wyłącz światła lub zakryj ogniwo CDS kawałkiem czarnej taśmy elektrycznej, a diody LED powinny się zaświecić.

Gratulacje zrobiłeś lampkę nocną!