Tea Light Clone: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V této instruktáži budu trochu podrobnější o cestě, která vedla k tomuto projektu a jak jsem se dostal k výsledku, takže to vyžaduje trochu více čtení.

Doma máme docela dost elektronických čajových svíček, těch od Philips, které lze nabíjet bezdrátově. Předtím jsem vytvořil Instructable související s tímto tématem, viz Monitor světla nabíjení čajového světla.

Po nějaké době přestanou tyto čajové svíčky fungovat, protože se vybije dobíjecí baterie. K řešení tohoto problému existují dvě možnosti:

1. Odhodíte čajovou svíčku a koupíte si novou
2. Vyměňte dobíjecí baterii

Zkusil jsem druhou možnost. Video v posledním kroku tohoto Instructable ukazuje, jak to můžete udělat. Toto video také ukazuje, jak společnost Philips v průběhu let přepracovala tyto čajové lampy tak, aby byly levnější, ale bohužel se zkrátila životnost těchto čajových svíček. Kromě toho jsem si všiml, že s nejnovějšími levnějšími designy je těžké zapnout a vypnout čajové světlo. K tomu slouží jako přepínač náklonu, ale zdá se, že ne vždy fungují velmi dobře.

Když jsem poprvé vyměnil dobíjecí baterii, čajová svíčka nefungovala. Začal jsem si myslet, že čajová lampa možná drží nějaký čítač, aby viděla, jak často se používá, a pak se už nikdy nezapne. To byl důvod pro zahájení tohoto projektu, protože jsem chtěl čajovou svíčku, která bude fungovat navždy, samozřejmě jednou za čas vyměnit dobíjecí baterii.

Musím přiznat, že moje špatné myšlenky byly špatné, jakmile vyměníte baterii - i když jsou nabité - musíte čajovou lampu velmi brzy vložit do nabíječky, aby opět fungovala. Nevím, proč tomu tak je, ale je třeba to udělat, aby se čajová svíčka spustila.

Každopádně jsem už začal vyrábět vlastní čajovou svíčku, která by se chovala stejně jako čajová svíčka Philips. Analyzoval jsem elektroniku a vzor, který společnost Philips používá k vytvoření efektu pěkné svíčky. Původní elektronika byla o něco složitější, než jsem očekával, a tak jsem se rozhodl vytvořit si vlastní jednodušší design. Byl jsem schopen zjistit vzor pro efekt svíčky analýzou vzoru na osciloskopu. Jsou přidány některé snímky obrazovky části tohoto vzoru. Nízký signál znamená, že LED svítí.

Jak již bylo řečeno, můj návrh se stal jednodušším než design společnosti Philips a dělá to, co potřebuje. Znovu jsem použil pouzdro, ledky, přepínač náklonu a cívku z čajové svíčky, která už nefungovala, a vytvořil jsem si vlastní verzi s PIC12F615 pomocí programovacího jazyka JAL k ovládání zařízení.

Krok 1: Analýza původního čajového světla

Než byl klon vyroben, potřeboval jsem zjistit, jak původní čajová svíčka funguje, ale přišel jsem na to jen částečně, protože byla složitější, než jsem si původně myslel.

Měření odhalila následující:

• Vzor svíčky je pseudonáhodný, protože se po chvíli opakuje, kde jas mění pouze horní LED dioda. Spodní dioda svítí nepřetržitě. Podívejte se na video, jak to funguje
• Čajová lampa používá dvě diody s vysokým jasem, které používají proud asi 7 mA na led
• Zařízení se vypne, když napětí baterie klesne pod 2,1 V.
• V závislosti na konstrukci (viz video v posledním kroku tohoto Instructable) se baterie NiMH nabíjí proudem od 11 mA do 37 mA

Krok 2: Navrhování klonu

Ve schematickém diagramu vidíte, jak jsem klon navrhl. Lze rozlišit následující části:

• Usměrňovací můstek využívající čtyři diody Schottky 1N5818. Důvodem pro použití těchto typů diod je nízký pokles napětí. Tento můstek převádí střídavé napětí z cívky na stejnosměrné napětí pro zařízení.
• Kondenzátor C1. Nezdá se to být důležité, ale tento kondenzátor přivádí nabíjecí cívku do rezonance, což má za následek výkyv vysokého napětí. Bez tohoto kondenzátoru by cívka nevytvářela dostatek energie pro zařízení. Na dvou snímcích z osciloskopu vidíte výstupní napětí cívky, když je umístěno v nabíječce bez (jediného vrcholu) a (sinusového signálu) kondenzátoru.
• Zenerova dioda D5 s hodnotou 5V1 vypadá v tomto provedení trochu divně, protože napájecí napětí se díky dvěma bateriím NiMH nedostane nad 2,5 V. Pokud však těmto bateriím končí životnost, jejich napětí se zvyšuje a špičky napětí z nabíjecí cívky se stanou vyšší než maximální napětí, které PIC zvládne - což pokud 5,5 V - tak Zener tyto vrcholy prořízne a chrání PIC v této situaci.
• Přepínač naklonění je připojen k přerušovacímu kolíku PIC. To zaručuje, že se PIC probudí po vypnutí.
• PIC ovládá dvě LED přímo ze dvou svých portů.

V tomto provedení je nabíjecí proud baterií asi 17 mA, když jsou umístěny do bezdrátové nabíječky. Baterie mají kapacitu 300 mAh. Tento typ baterie je plně nabitý při 14hodinovém nabíjení proudem 1/10 kapacity, tedy v tomto případě 30 mA. To znamená, že zařízení nebude nikdy plně nabito, pokud nebude dvakrát nabito. Ve videu o výměně baterie na konci tohoto Instructable také vidíte, že společnost Philips používá v nejnovějších verzích nabíjecí baterie s kapacitou 160 mAh.

Ve videu můžete vidět fungování původní čajové svíčky a klonu. Vidíte, který je originál a který je klon?

Krok 3: Požadované součásti a stavba klonu

Pro tento projekt musíte mít následující komponenty:

• Kousek prkénka
• Mikrokontrolér PIC 12F615
• 8pinový IC konektor
• Diody: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keramické kondenzátory
• Rezistory: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• 2 * 3 mm vysoká jasná LED (ze staré čajové svíčky)
• Přepínač naklonění (ze starého čajového světla)
• Nabíjecí cívka ze staré čajové svíčky
• Bydlení ze staré čajové svíčky

Podívejte se na schematický diagram v předchozí části, jak připojit součásti.

Protože design nepoužívá žádné komponenty SMD, potřebuje více místa než původní verze. Kvůli tomu bylo prkénko nařezáno tak, aby mělo po stranách více místa. To funguje pouze tehdy, pokud máte vysokou čajovou svíčku. Existují také menší verze (viz video v posledním kroku tohoto Instructable), ale design se nevejde, pokud jej nevybudujete z komponent SMD.

Na obrázcích vidíte, jak bylo zařízení sestaveno. Všimněte si toho, že horní LED je připevněna na pájecí straně prkénka, aby bylo možné ji umístit na druhou LED.

Krok 4: Software

Jak již bylo zmíněno, software je napsán pro PIC12F615 pomocí programovacího jazyka JAL.

Zpočátku bude PIC při prvním zapnutí v režimu spánku, přičemž v tomto stavu spotřebovává téměř žádnou energii.

Software provádí následující úkoly:

• Když je zařízení otočeno vzhůru nohama, přepínač naklonění se dotkne země, což probudí PIC ze spánku.
• Jakmile se probudíte, spodní LED se zapne a horní LED použije klonovaný vzor svíčky Philips ke změně jasu LED.
• Během provozu bude PIC měřit napájecí napětí pomocí integrovaného převodníku analogového signálu na digitální (ADC). Když toto napětí klesne pod 2,1 V, vypne diody a přepne PIC do režimu spánku. PIC by mohl stále fungovat dobře při 2,1 V, ale není dobré, aby se nabíjecí baterie úplně vybily.

Je rozdíl v tom, jak se původní čajová svíčka chová oproti klonu. Když napětí baterie klesne pod 2,1 V, původní čajová svíčka se nespustí, dokud se zařízení znovu nenabije, takže se zdá, že měří napájecí napětí při zapnutí. Klon však bude měřit napájecí napětí poté, co je aktivní. To znamená, že když je napájecí napětí nižší než 2,1 V, LED diody budou krátce fungovat, poté zařízení znovu usne.

Zbývá jeden bod, který jsem nezjistil. Když se baterie vybijí, původní čajová lampa se již nezapne, i když je napájecí napětí baterie dostatečné (důvod mých počátečních špatných myšlenek o zařízení, pamatujete?). Možná si pamatuje, že se baterie pokazily měřením vysokého napětí baterie. V klonu se to nedělá. I když se baterie pokazí a napájecí napětí se zvýší - chráněno Zenerovou diodou - zařízení bude fungovat, ale kvůli špatné baterii se doba provozu zkrátí.

Připojen je zdrojový soubor JAL a soubor Intel Hex pro programování PIC. Pokud vás zajímá používání mikrokontroléru PIC s JAL - programovacím jazykem jako Pascal - navštivte webové stránky JAL.

Krok 5: Výměna dobíjecích baterií

Pokud nechcete stavět klon, ale chcete pouze vyměnit baterii, podívejte se na toto video. Ukazuje také, jak se původní design čajového světla zjednodušil, což bohužel vedlo k produktu, který má kratší životnost.

Jak již bylo zmíněno dříve, zdá se, že nejnovější jednoduchý design má další problém, protože tyto čajové svíčky je velmi těžké vypnout a vypnout. Zpočátku jsem si myslel, že je to kvůli špatnému přepínači náklonu, ale když jsem znovu použil tento přepínač v klonu, všechno fungovalo dobře. Klonování tedy může být nakonec dobrou volbou.

Bavte se budováním vlastního projektu a těšte se na vaše reakce.