DIY automatické nočné osvetlenie: 15 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Vytvorte jednoduché nočné svetlo, ktoré sa v tme zapne a na svetle vypne!

Krok 1: BEZPEČNOSŤ !!

Upozornenie: Tento projekt používa obvod známy ako „kapacitný kvapkadlo“alebo „beztransformátorový napájací zdroj“na zvýšenie napätia 120 VAC z elektrickej zásuvky na 12,8 V DC potrebného pre diódy LED. Tieto typy napájacích zdrojov NIE SÚ Izolované zo zásuvky v stene! To znamená, že ak sa dotknete časti tohto obvodu a niečoho, čo je uzemnené, môžete byť šokovaní !!! Tento obvod je bezpečný na použitie iba vtedy, ak je zabudovaný do plastovej škatule bez odhalených vodičov.

Je tiež dôležité použiť izolačný transformátor, ak sa chystáte v tomto obvode sondovať osciloskopom. Bez izolačného transformátora máte veľkú šancu, že si opečiete ďalekohľad.

Tento obvod je len taký bezpečný ako vy, buďte opatrní.

Krok 2: Ako to funguje?

Predtým, ako budeme môcť postaviť toto nočné svetlo, musíme pochopiť, ako robí to, čo robí.

Všeobecná myšlienka je nasledovná: prvá časť tohto obvodu je polvlnovo usmernený kapacitný kvapkadlo, ktorého výstup je v priemere 7,5 ma. Používa sa na napájanie štyroch 3,2 V teplých bielych LED diód. Keď na svetelný senzor zasiahne dostatok svetla, výstup na LED diódy sa skratuje a 7,5 mA preteká tranzistorom, namiesto toho, aby svietil LED diódy.

Ak vás zaujíma, ako jednotlivé komponenty interagujú, pozrite sa nižšie:

Vstupom sú dve drôtené podložky vľavo od schémy označené AC1 a AC2. Tieto podložky akceptujú napätie 120 V z elektrickej zásuvky. Potrebujeme spôsob, ako obmedziť prúd pretekajúci týmto obvodom na niečo, čo LED diódy zvládnu.

Toto obmedzenie prúdu môže vykonať odpor, ale odpor by stratil veľa energie ako teplo. Je to zbytočné, takže namiesto toho použijeme kondenzátor na obmedzenie prúdu. Tu obvod získa názov „kapacitný kvapkadlo“. Ako kondenzátor obmedzuje prúd?

C1 obmedzuje prúd na zhruba 15 mA. Spôsob, akým to C1 robí, je takzvaná impedancia. Vysvetlenie, čo je to impedancia a odkiaľ pochádza, presahuje rámec tohto pokynu, ale myslite na impedanciu ako odpor, ktorý sa mení s frekvenciou. Impedancia kondenzátora je daná rovnicou: Xc = 1 / (2 pi F C), kde Xc je impedancia v ohmoch, pi je 3,14, F je striedavá frekvencia 60 Hz v USA, C je kapacita, ak je Farads. Potrebujeme maximálne 15 ma, takže po matematike vyššej úrovne C1 bude kondenzátor triedy X 0,33 uF. Kondenzátory obmedzujúce prúd by mali byť kondenzátory triedy X, pretože sú vyrobené tak, aby sa neotvorili a nespálili miesto.

R1 je tam, aby vybilo C1, keď je nočné svetlo odpojené, aby nikto nebol šokovaný z hrotov. Bol zvolený odpor 470 kOhm 1/4 W, ale fungovalo by čokoľvek od 470 k do 1 meg.

R2 je odpor 470 ohmov, ktorý obmedzuje nárazový prúd, ktorý by mohol pretekať obvodom pri prvom zapojení nočného svetla.

D2 je polovičný vlnový usmerňovač, ktorý nabíja C2 15ma impulzom vždy, keď je AC1 kladný. Pretože AC1 je kladný, je iba polovičnýkrát priemerný prúd cez D2 7,5 mA. Zistilo sa, že 7.5ma rozsvieti LED diódy dostatočne jasne na nočné svetlo a zároveň obmedzí spotrebu energie na minimum.

D1 je potrebná na to, aby sa C1 nabila opačným spôsobom vždy, keď sa AC1 zmení na záporný. Ak by tu nebola D1, C1 by poslala iba jeden 15 ma impulz cez D2, ale s D1 by cyklus impulzov mohol pokračovať navždy.

C2 je 470uF elektrolytický kondenzátor, ktorý vyhladzuje prúdové impulzy z D2 tak, aby diódy LED neblikali pri 60 Hz.

Podložky CDS1 a CDS2 sú miestom, kde sa bunka CDS pripája k doske plošných spojov. Bunka CDS je špeciálny odpor, ktorého odpor klesá, pretože je na ňom stále viac svetla. Táto bunka CDS pracuje s otočením tranzistora Q1 a so skratom C2. Pretože kapacitné kvapkadlá sú dodávky s obmedzeným prúdom, ich výstupy je možné skratovať bez poškodenia.

R3 má zvýšiť množstvo svetla potrebného na zapnutie Q1, a preto ak zvýšite R3, miestnosť bude musieť byť tmavšia, aby sa svetlo zaplo. Hodnota 4,7 k ohmu sa zdá byť správna.

Nakoniec LED+ a LED- sú podložky na pripojenie reťazca 4 LED diód.

Krok 3: DPS

Aj keď je tento obvod možné postaviť na doske, je najlepšie na to vyrobiť skutočnú dosku s plošnými spojmi, pretože chyby zapojenia sa pri zapojení vecí do steny končia naozaj zle.

Navrhol som jednostranný plošný spoj, ktorý má zhruba 1 x 2 palce, aby sa zmestil do väčšiny bežných prípadov bradavíc na stene.

Jedna vec, ktorú musíte mať na pamäti, je nechať veľa priestoru medzi podložkami a stopami, keď pracujete s 120 V alebo viac. Hádanie medzi stopami je také zábavné, ako by ste si mohli myslieť.

Krok 4: Diely

1x lacný napájací zdroj na spínanie bradavíc (môže byť akékoľvek napätie, chceme iba plastové puzdro s hrotmi)

1x pcb

1x kondenzátor triedy 0,33uF x

2x diódy 1N4007

1x odpor 470 kOhm

1x odpor 470 ohmov

1x odpor 4,7 kOhm

1x 2N3904 NPN tranzistor

1x 470uF 16v elektrolytický kondenzátor

1x CDS bunka

4x 5mm teplé biele LED diódy

POZNÁMKA: všetky odpory majú 1/4 wattu

Krok 5: Otvorte kryt

Vypáčte a otvorte puzdro na bradavicu pomocou plochého skrutkovača. Väčšina lacných spínacích režimov z eBay sa dá ľahko roztrhnúť, ak sa skrutkovač spustí tam, kde vychádza kábel.

Krok 6: Vyberte dosku plošných spojov

Odpojte dva vodiče, ktoré spájajú dosku spínacieho režimu s hrotmi. Obvykle sú to najlacnejšie drôty v okolí, takže ich neskôr nahradíme lepšími vodičmi. Vyhoďte PCB do nevyžiadanej pošty pre budúce projekty.

Krok 7: Vŕtajte otvory

Najprv vyvŕtajte testovací otvor do plastového šrotu, aby ste sa presvedčili, že diódy LED pasujú. Malo by to priliehať. Keď sa nájde správny bit, vyvŕtajte do vonkajšej polovice puzdra 4 otvory pre diódy LED, z ktorých jedna, na oboch stranách, horná a predná strana, zdá sa, že celkom dobre osvetlia miestnosť.

Vpredu vyvŕtajte jeden otvor pre bunku CDS. Tento otvor by mal byť vzdialený od LED diód, aby svetlo z LED diód nerušilo.

Krok 8: Prilepte LED diódy

Okolo každej LED diódy rozotrite malú perličku super lepidla a zatlačte ju do otvoru. Zdá sa, že na to najlepšie funguje gélové super lepidlo. Zamerajte sa na to, aby kladný vodič jedného bodu LED smeroval k zápornému pólu ďalšej najbližšej diódy LED.

Krok 9: Drôtové LED diódy v sérii

Pomocou malých kúskov klieští na drôt a ihlu spájajte LED diódy do série tak, aby sa kladný bod jedného spájal s negatívom druhého. Vodiče veďte po obvode puzdra, aby ste predišli skratom. Potom je dobré naniesť horúce lepidlo, aby drôty nevibrovali.

Nakoniec zalepte bunku CDS.

Krok 10: Pripojte drôty

Spájkujte vodič k zostávajúcim vodičom LED. Červený k kladnému vodiču na prvej LED dióde a čierny k zápornému vodiču na poslednej LED v sérii. Na spoje by sa mala použiť zmršťovacia hadička, aby sa zabránilo skratu.

Vývody bunky CDS sú dostatočne dlhé, aby nevyžadovali pripojenie káblov, ale existuje problém. Problém je v tom, že zvody nie sú izolované, takže pri skladaní puzdra môžu na niečom skratovať. na opravu tohto odstrihnite dva kusy špagetových rúrok (tenké izolačné trubičky len pre takéto príležitosti) a prevlečte ich cez vodiče, ako je vidieť na obrázkoch.

Krok 11: Zostavte DPS

Nájdite si čas a sledujte tieto farebné pásy pri umiestňovaní odporov do obvodu. Všetky tri sa líšia iba o jeden pás, ale výsledky by boli katastrofálne, keby bol jeden umiestnený na nesprávne miesto. Tu je dobré svoju prácu dvakrát skontrolovať, pretože v obvodoch napájaných 120 V, keď sa niečo pokazí, ide to VEĽMI zle!

Krok 12: Spájkujte drôt na hroty

Spájkujte dva 1 -palcové dlhé pevné jadro zapojené drôty k hrotom v zadnej časti puzdra.

Krok 13: Skontrolujte VŠETKO

V tomto okamihu by ste mali mať:

Dva drôty spájkované k hrotom na zadnej strane puzdra na bradavicu

Jedna dokončená DPS

Štyri LED diódy prilepené a zapojené do prednej časti puzdra na bradavice s dvoma izolovanými vodičmi bunky CDS vyčnievajú a z reťazca LED vyčnieva kladný a záporný vodič.

Krok 14: Spojte ho dohromady

Je čas na konečnú montáž…

Všetky vodiče sa prevlečú cez otvory plošných spojov zhora a spájkujú sa zospodu. Potom sa doska plošných spojov otočí, ako je znázornené na obrázkoch, a dve polovice puzdra sa zaskočia späť k sebe. Sila stlačených drôtov na stlačenie pevného jadra je dostatočná na to, aby držali DPS na mieste v spodnej časti puzdra, ako je znázornené na obrázku. Ak sa však lepením tam dole horúcim lepidlom budete cítiť lepšie, choďte do toho.

Krok 15: VYSKÚŠAJTE !!!!!!!

OK, časť pre nervy, ktorú odporúčam, odporúčam nájsť rozvodku, do ktorej ju zapojíte, a POTOM zapojte napájací kábel do steny. Týmto spôsobom, ak sa niečo pokazí pri montáži, nezhorí to v plameňoch vo vašej ruke!

Ak všetko pôjde dobre, malo by to sedieť. Vypnite svetlá alebo prikryte bunku CDS kúskom čiernej elektrickej pásky a diódy LED by sa mali rozsvietiť.

Blahoželáme, že ste vytvorili nočné svetlo!