Automatické noční osvětlení DIY: 15 kroků (s obrázky)

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

Vytvořte jednoduché noční světlo, které se ve tmě rozsvítí a ve světle zhasne!

Krok 1: BEZPEČNOST !

Varování: tento projekt používá obvod známý jako „kapacitní kapátko“nebo „beztransformátorový napájecí zdroj“pro zesílení 120 Vst ze zásuvky až na 12,8 V DC potřebných pro LED diody. Tyto typy napájecích zdrojů NEJSOU izolovány ze zásuvky! To znamená, že pokud se dotknete části tohoto obvodu a něčeho, co je uzemněno, můžete být šokováni !!! Tento obvod je bezpečné používat pouze tehdy, pokud je zabudován do plastové krabice bez jakýchkoli odkrytých vodičů.

Je také důležité použít izolační transformátor, pokud se v tomto obvodu chystáte sondovat osciloskopem. Bez oddělovacího transformátoru máte velkou šanci opéct si svůj rozsah.

Tento obvod je tak bezpečný jako vy, buďte opatrní.

Krok 2: Jak to funguje?

Než budeme moci postavit toto noční světlo, musíme pochopit, jak to dělá, co dělá.

Obecná myšlenka je následující: první částí tohoto obvodu je poloviční vlnový usměrněný kapacitní kapátko, jehož výkon je v průměru 7,5 ma. Slouží k napájení čtyř 3,2 V teplých bílých LED diod. Když do světelného senzoru zasáhne dostatek světla, výstup na LED diody se zkratuje a 7,5 ma protéká tranzistorem místo toho, aby svítil LED diody.

Pokud vás zajímá, jak jednotlivé komponenty interagují, podívejte se níže:

Vstupem jsou dvě drátové podložky na levé straně schématu označené AC1 a AC2. Tyto podložky přijímají napětí 120 V ze zásuvky. Potřebujeme způsob, jak omezit proud protékající tímto obvodem na něco, co LED diody zvládnou.

Toto omezení proudu by mohl provést odpor, ale odpor by plýtval spoustou energie jako teplo. To je zbytečné, takže místo toho použijeme kondenzátor k omezení proudu. Zde obvod dostane název „kapacitní kapátko“. Jak kondenzátor omezuje proud?

C1 omezuje proud zhruba na 15 mA. Způsob, jakým to C1 dělá, je takzvaná impedance. Vysvětlení, co je to impedance a odkud pochází, přesahuje rámec tohoto pokynu, ale myslete na impedanci jako odpor, který se mění s frekvencí. Impedance kondenzátoru je dána rovnicí: Xc = 1 / (2 pi F C), kde Xc je impedance v ohmech, pi je 3,14, F je střídavá frekvence 60 Hz v USA, C je kapacita, pokud je Farads. Potřebujeme 15 ma max., Takže po nějaké vyšší úrovni matematiky C1 skončil jako kondenzátor třídy X 0,33 uF. Kondenzátory omezující proud by měly být kondenzátory třídy X, protože jsou vyrobeny tak, aby se neotevřely a nespálily místo.

R1 je tam, aby vybilo C1, když je noční světlo odpojeno, takže nikdo nebude šokován z hrotů. Byl vybrán jako odpor 470k ohm 1/4 watt, ale cokoli od 470k do 1meg by fungovalo.

R2 je odpor 470 ohmů, který omezuje rázový proud, který by mohl protékat obvodem při prvním zapojení nočního světla.

D2 je poloviční vlnový usměrňovač, který nabíjí C2 pulsem 15 ma pokaždé, když AC1 přejde do kladného stavu. Vzhledem k tomu, že AC1 je kladný, je pouze polovina času průměrného proudu přes D2 7,5 ma. Bylo zjištěno, že 7,5 ma rozsvítí LED diody dostatečně jasně pro noční osvětlení a zároveň omezí spotřebu energie na minimum.

D1 je zapotřebí k tomu, aby se C1 nabila opačným způsobem pokaždé, když AC1 přejde do záporného stavu. Pokud by zde nebyl D1, C1 by vyslal pouze jeden 15 ma puls přes D2, ale s D1 by cyklus pulsů mohl pokračovat navždy.

C2 je 470uF elektrolytický kondenzátor, který vyhlazuje proudové impulsy z D2, takže LED diody neblikají při 60 Hz.

Pady CDS1 a CDS2 jsou místem, kde se buňka CDS připojuje k desce plošných spojů. Buňka CDS je speciální odpor, jehož odpor klesá, protože je na něm stále více světla. Tato buňka CDS pracuje s otočením tranzistoru Q1 a zkratem C2. Protože kapacitní kapátka jsou proudově omezené zásoby, lze jejich výstupy zkratovat dohromady bez poškození.

R3 má zvýšit množství světla potřebného k zapnutí Q1, a pokud tedy zvýšíte R3, místnost bude muset být tmavší, aby se světlo rozsvítilo. Hodnota 4,7 k ohmu se zdá být správná.

Nakonec LED+ a LED- jsou podložky pro připojení řady 4 LED diod.

Krok 3: PCB

Zatímco tento obvod může být postaven na výkonové desce, je nejlepší pro to vyrobit skutečnou desku s plošnými spoji, protože chyby zapojení končí opravdu velmi špatně při zapojování věcí do zdi.

Navrhl jsem jednostranný PCB, který je zhruba 1in x 2in tak, aby se vešel do většiny běžných případů bradavic na zdi.

Jedna věc, kterou je třeba mít na paměti, je ponechat spoustu místa mezi podložkami a stopami při jednání s 120 V nebo více. Oblouk mezi stopami je tak zábavný, jak byste si mysleli.

Krok 4: Díly

1x levný napájecí zdroj na spínání bradavic (může být jakékoli napětí, chceme pouze plastové pouzdro s hroty)

1x pcb

1 x 0,33uF třída x kondenzátor

2x diody 1N4007

1x odpor 470 kOhm

1x odpor 470 ohmů

1x odpor 4,7 kOhm

1x 2N3904 NPN tranzistor

1x 470uF 16v elektrolytický kondenzátor

1x CDS buňka

4x 5mm teplé bílé LED

POZNÁMKA: všechny odpory jsou 1/4 wattů

Krok 5: Otevřete pouzdro

Otevřete pouzdro na bradavici pomocí plochého šroubováku. Většina levných přepínacích režimů z eBay se snadno rozpadne, pokud se šroubovák spustí tam, kde vychází kabel.

Krok 6: Vyjměte desku plošných spojů

Odpojte dva vodiče, které spojují desku plošných spojů s hroty. Obvykle se jedná o nejlevnější dráty v okolí, takže je později nahradíme lepšími. Vyhoďte PCB do nevyžádané pošty pro budoucí projekty.

Krok 7: Vyvrtejte otvory

Nejprve vyvrtejte testovací otvor do plastového šrotu, abyste se ujistili, že LED diody budou pasovat. Mělo by to být pohodlné. Jakmile byl nalezen správný bit, vyvrtejte do vnější poloviny pouzdra 4 otvory pro LED diody, jednu na obou stranách, horní a přední část osvětlí místnost docela dobře.

Vpředu vyvrtejte jeden otvor pro buňku CDS. Tento otvor by měl být vzdálen od LED diod, aby světlo z LED nepřekáželo.

Krok 8: Lepidlo v LED diodách

Rozetřete kolem každé LED malou kuličku super lepidla a zatlačte ji do otvoru. Zdá se, že na to nejlépe funguje gelové super lepidlo. Udělejte bod tak, aby kladný náskok jednoho bodu LED směřoval k zápornému vývodu další nejbližší LED diody.

Krok 9: Drátové LED v sérii

Pomocí malých kousků kleští na drát a jehlu nasaďte LED diody do série tak, aby se kladný bod jednoho spojil s negativem druhého. Veďte přívody po obvodu pouzdra, abyste zabránili zkratům. Pak je dobré nanést trochu horkého lepidla, aby dráty nevibrovaly.

Nakonec vlepte do buňky CDS.

Krok 10: Připojte dráty

Připájejte vodič ke zbývajícím vodičům LED. Červený na kladný vodič na první LED a černý na negativní na poslední LED v sérii. Smršťovací hadice by měla být použita přes spoje, aby se zabránilo zkratům.

Vývody buňky CDS jsou dostatečně dlouhé, aby nevyžadovaly připojení vodičů, ale došlo k problému. Problém je v tom, že svody nejsou izolovány, takže by se mohly při zkratování něčeho zkratovat. opravit tento řez dvěma kusy hadiček na špagety (tenké izolační trubičky jen pro takové příležitosti) a nasunout je přes vodiče, jak je vidět na obrázcích.

Krok 11: Sestavte desku plošných spojů

Udělejte si čas a sledujte tato barevná pásma při umísťování odporů do obvodu. Všechny tři se liší pouze o jedno pásmo, ale výsledky by byly katastrofální, kdyby byl jeden umístěn na špatné místo. Je dobré si tu práci dvakrát zkontrolovat, protože v obvodech běžících na 120 V, když se něco pokazí, jde to VELMI špatně!

Krok 12: Pájecí drát na hroty

Pájecí dva 1in dlouhé pevné jádro připojte dráty k hrotům v zadní části pouzdra.

Krok 13: ZKONTROLUJTE VŠE

V tomto okamžiku byste měli mít:

Dva dráty připájené k hrotům na zadní straně pouzdra na bradavici

Jedna dokončená DPS

Čtyři LED diody přilepené a zapojené do přední části pouzdra na bradavice se dvěma izolovanými vodiči buněk CDS trčí a z LED řetězce vyčnívá kladný a záporný vodič.

Krok 14: Spojte to dohromady

Je čas na finální montáž…

Všechny vodiče se dají skrz otvory v desce plošných spojů shora a pájí se zespodu. Poté se obvodová deska otočí, jak je znázorněno na obrázcích, a obě poloviny pouzdra se zaskočí zpět k sobě. Síla stlačených drátů pro připojení pevného jádra je dostatečná k tomu, aby držela desku plošných spojů na místě ve spodní části skříně, jak je znázorněno na obrázku. Pokud se však lepením dolů horkým lepidlem budete cítit lépe, jděte do toho.

Krok 15: VYZKOUŠEJTE !!!!!!

Dobře, nervy drásající část doporučuji najít prodlužovací kabel, do kterého ho zapojíte, a PAK zapojte napájecí kabel do zdi. Tímto způsobem, pokud se něco pokazí při montáži, nezačne hořet v plamenech ve vaší ruce!

Pokud vše půjde dobře, mělo by tam prostě sedět. Vypněte světla nebo zakryjte buňku CDS kusem černé elektrické pásky a LED diody by se měly rozsvítit.

Gratulujeme, vyrobili jste noční světlo!