UVLamp - SRO2003: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

היי!

היום אציג בפניכם את המימוש של מנורת LED UV. אשתי היא מעצבת תכשיטים בחימר פולימרי ולעיתים קרובות היא משתמשת בשרף כדי ליצור את יצירותיה. באופן עקרוני היא משתמשת בשרף קלאסי שפשוט מפלימר באוויר הפתוח, הוא פועל היטב אך הוא מספיק זמן כדי להיות מוצק (בערך יומיים). אך לאחרונה היא גילתה שרף המפלמר בזכות אור UV, מספיק לחשוף את האובייקט שרף למקור של קרני UV לזמן קצר כדי להפוך את השרף למוצק. כשהזמינה את השרף היא היססה לקנות מנורה (זה לא עולה הרבה …) אבל עצרתי את זה מיד ואמרתי: יש לי נוריות UV! אני לא יודע עם מה לעשות, אני יכול להכין את המנורה שלך !!! (כן אני לפעמים מגיב קצת מהר מדי כשזה מגיע לאלקטרוניקה …;)

אז הנה אני מנסה להכין מנורה עם מה שיש לי בתחתית המגירות שלי …

שלב 1: חובות

- האור הנפלט על ידי המנורה צריך להיות הומוגני ככל האפשר, המנורה צריכה להאיר את כל האובייקט שיוצב מתחת.

- המנורה חייבת להיות בעלת זמן ספירה לאחור המתכוונן של לפחות דקה אחת 30 שניות

- המנורה צריכה להיות גדולה מספיק כדי לכסות עצמים בקוטר של עד 6 ס מ אך לא צריכה להיות מגושמת מדי.

- המנורה חייבת להיות ניעה בקלות.

- המנורה חייבת להיות מופעלת על ידי מקור חשמל "מאובטח" (סוללה/מתאם)

שלב 2: כלים ורכיבי אלקטרוניקה

רכיבי אלקטרוניקה:

- שבב אחד PIC 16F628A

- 2 לחצני מתג רגעיים

- 2 טרנזיסטורים BS170

- טרנזיסטור 1 2N2222

- תצוגה מספרית חד ספרתית

- 1 LED אדום 5 מ מ

- 17 UV LED 5 מ מ

- 8 נגדים 150 אוהם

- 17 נגדים 68 אוהם

- 2 נגדים 10 קאוהם

- נגד אחד 220 אוהם

- זמזם אחד

- 2 לוחות PCB

- חוט עטיפה (למשל: 30 AWG)

רכיבים אחרים:

- 8 מרווחים

- כמה ברגים

- מכסה צינור PVC אחד (100 מ מ)

- שרוול צינור PVC אחד (100 מ מ)

- צינורות כיווץ של הית '

כלים:

- מקדחה

- הלחמה- חוט ריתוך

- מתכנת להזריק את הקוד לשבב 16F628 (למשל PICkit 2)

אני ממליץ לך להשתמש ב- Microchip MPLAB IDE (תוכנה חופשית) אם ברצונך לשנות את הקוד אך תזדקק גם למהדר CCS (תוכנת שיתוף). תוכל גם להשתמש במהדר אחר אך תזדקק לשינויים רבים בתוכנית. אבל אני אספק לך את. קובץ HEX כך שתוכל להזריק אותו ישירות לתוך המיקרו -בקר.

שלב 3: סכמטי

להלן הסכימה שנוצרה עם CADENCE Capture CIS Lite. הסבר על תפקיד המרכיבים:

- 16F628A: מיקרו -בקר שמנהל כניסות/יציאות וזמן לספירה לאחור

- SW1: כפתור הגדרת טיימר- SW2: לחצן ההפעלה

- FND1 ו- FND2: צגים מספריים ספרתיים לציון זמן הספירה לאחור

- U1 ו- U2: טרנזיסטורים כוח לתצוגות מספריות ספרתיות (ריבוב)

- Q1: טרנזיסטור כוח להפעלה על נוריות UV

- D2 עד D18: נורות UV

- D1: נורית סטטוס, נדלקת כאשר נוריות UV מופעלות

- LS1: זמזם הפולט צליל עם סיום הספירה לאחור

שלב 4: חישובים ואב טיפוס על לוח לחם

בואו להרכיב את הרכיבים על לוח לחם לפי הסכימה לעיל ולתכנת את המיקרו -בקר!

חילקתי את המערכת למספר חלקים לפני שהרכבתי את השלם:- חלק עבור תאי UV

- חלק לניהול תצוגה

- חלק לניהול כפתורי לחיצה ומחווני אור/צליל

עבור כל חלק חישבתי את ערכי המרכיבים השונים ולאחר מכן בדקתי את פעולתם הנכונה על לוח הלחם.

חלק תאי ה- UV: התאים מחוברים ל- Vcc (+5V) באנודות שלהם באמצעות הנגדים ומחוברים ל- GND בקתודות שלהם באמצעות הטרנזיסטור Q1 (2N2222).

עבור חלק זה פשוט יש צורך לחשב את הנגד הבסיסי הדרוש כדי שהטרנזיסטור יהיה בעל זרם מספיק כדי להרוות אותו כראוי. בחרתי לספק לדורות ה- UV זרם של 20mA לכל אחת מהן. ישנם 17 נוריות, כך שיהיה זרם כולל של 17*20mA = 340mA שיחצה את הטרנזיסטור מהאספן שלו לפולט שלו.

להלן הערכים השימושיים השונים מהתיעוד הטכני לביצוע החישובים: Betamin = 30 Vcesat = 1V (בערך …) Vbesat = 0.6V

בידיעת ערך הזרם על אספן הטרנזיסטור והבטמין אחד אנו יכולים להסיק ממנו את הזרם המינימלי שיש על בסיס הטרנזיסטור כך שהוא רווי: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11.33mA

אנו לוקחים מקדם K = 2 כדי להיות בטוחים שהטרנזיסטור רווי:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22.33mA

כעת נחשב את ערך הנגד הבסיסי של הטרנזיסטור:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb = (5-0.6) /22.33mA

Rb = 200 אוהם

אני בוחר ערך סטנדרטי מסדרת E12: Rb = 220 ohm בעיקרון הייתי צריך לבחור נגד בעל ערך מנורמל שווה או נמוך מ 200 ohm אבל כבר לא הייתה לי הרבה ברירה בערכים לנגדים אז לקחתי את הקרוב ביותר ערך.

החלק לניהול התצוגה:

חישוב הנגד המגביל את הזרם לפלחי תצוגה:

להלן הערכים השימושיים השונים מהתיעוד הטכני (תצוגת ספרות וטרנזיסטור BS170) לביצוע החישובים:

Vf = 2V

אם = 20mA

חישוב ערך הגבול הנוכחי:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 אוהם

אני בוחר בערך סטנדרטי מסדרת E12: R = 150 אוהם

ניהול ריבוב:

בחרתי להשתמש בטכניקת התצוגה המרובעת כדי להגביל את מספר החוטים הדרושים לשליטה על התווים המוצגים. יש תצוגה המתאימה לספרת העשרות ותצוגה נוספת התואמת את ספרת היחידות. טכניקה זו היא די פשוטה ליישום, כך היא פועלת (למשל: להציג את המספר 27)

1 - המיקרו -בקר שולח אותות על 7 יציאות המתאימות לתו שיוצג עבור ספרת העשרות (ספרה 2) 2 - המיקרו -בקר מפעיל את הטרנזיסטור המספק את התצוגה המתאימה לעשרות 3 - עיכוב של 2ms עובר 4 - ה- מיקרו -בקר מבטל את הטרנזיסטור המספק את התצוגה המתאימה לעשרות 5 - המיקרו -בקר שולח אותות על 7 יציאות המתאימות לתו שיוצג עבור ספרת היחידות (ספרה 7) 6 - המיקרו -בקר מפעיל את הטרנזיסטור המספק את התצוגה המקביל ליחידות 7 - חלוף של 2ms 8 - המיקרו -בקר מבטל את הטרנזיסטור המספק את התצוגה המתאימה ליחידות

והרצף הזה חוזר על עצמו בלופ מהר מאוד, כך שהעין האנושית לא תופסת את הרגע שבו אחת התצוגות כבויה.

לחצני הלחיצה ומחווני האור/הצליל חלק:

יש מעט מאוד בדיקות חומרה ואפילו פחות חישוב לחלק זה.

מחושב כי ההתנגדות המגבילה הנוכחית למעמד הובילה: R = Vcc-Vf/If R = 5-2/20mA R = 150 אוהם

אני בוחר בערך סטנדרטי מסדרת E12: R = 150 אוהם

בכפתורי הלחיצה פשוט בדקתי שאני מסוגל לזהות את הלחיצה הודות למיקרו -בקר ולהגדיל את מספר הלחיצות במסכים. בדקתי גם את הפעלת הבאזר כדי לראות אם הוא פועל כראוי.

בואו נראה איך כל זה מטופל עם התוכנית …

שלב 5: התוכנית

התוכנית כתובה בשפת C עם MPLAB IDE והקוד מורכב עם מהדר CCS C.

הקוד מובא במלואו ודי פשוט להבנה. אני נותן לך להוריד את המקורות אם אתה רוצה לדעת איך הוא עובד או אם אתה רוצה לשנות אותו.

הדבר היחיד קצת מסובך הוא אולי ניהול הספירה לאחור עם הטיימר של המיקרו -בקר, אנסה להסביר מספיק מהר את העיקרון:

פונקציה מיוחדת נקראת כל 2 ms על ידי המיקרו -בקר, זוהי הפונקציה הנקראת RTCC_isr () בתוכנית. פונקציה זו מנהלת את ריבוב התצוגה וגם את ניהול הספירה לאחור. כל 2 ms התצוגות מתעדכנות כפי שהוסבר לעיל, ובמקביל הפונקציה TimeManagment נקראת גם כל 2 ms ומנהלת את ערך הספירה לאחור.

בלולאה הראשית של התוכנית יש פשוט ניהול כפתורי הלחיצה, בפונקציה הזו יש את הגדרת ערך הספירה לאחור והכפתור להפעלת התאורה של נוריות ה- UV והספירה לאחור.

ראה להלן קובץ zip של פרויקט MPLAB:

שלב 6: הלחמה והרכבה

חילקתי את כל המערכת על 2 לוחות: לוח אחד תומך בהתנגדות של נוריות ה- UV ולוח אחר התומך בכל שאר הרכיבים. לאחר מכן הוספתי מרווחים כדי להניח את הכרטיסים. הדבר המסובך ביותר היה הלחמת כל החיבורים של הלוח העליון, במיוחד בגלל התצוגות הדורשות הרבה חוטים, אפילו עם מערכת המרבב …

איחדתי את החיבורים ואת החוט בעזרת דבק חם ומעטה המתכווץ בחום כדי לקבל את התוצאה הנקייה ביותר האפשרית.

לאחר מכן עשיתי סימנים על מכסה ה- PVC על מנת להפיץ את הלדים הכי טוב שאפשר כדי לקבל את האור הכי אחיד שאפשר. אחר כך קידחתי את החורים בקוטר הלדים, בתמונות אפשר לראות שיש יותר נוריות במרכז זה נורמלי כי המנורה תשמש בעיקר לפליטת אור על עצמים קטנים.

(אתה יכול לראות בתמונות המצגת בתחילת הפרויקט כי צינור ה- PVC אינו צבוע כמו הכובע, זה נורמלי שאשתי רוצה לקשט אותה בעצמה … אם יום אחד יהיו לי תמונות אני אוסיף אותן!)

ולבסוף הלחמתי מחבר USB נקבה על מנת שאוכל להפעיל את המנורה באמצעות מטען לטלפון נייד או סוללה חיצונית למשל (באמצעות כבל זכר-זכר שהיה לי בבית …)

צילמתי הרבה תמונות במהלך המימוש והן די "מדברות".

שלב 7: תרשים פעולת המערכת

להלן התרשים כיצד המערכת פועלת, לא התוכנית. זה סוג של מדריך למשתמש מיני. שמתי את קובץ ה- PDF של התרשים כקובץ מצורף.

שלב 8: וידאו

שלב 9: מסקנה

זהו סוף הפרויקט הזה שאקרא לו "אופטיוניסט", אכן עשיתי את הפרויקט הזה כדי לענות על צורך מיידי, אז עשיתי עם ציוד השחזור שכבר היה לי אבל אני בכל זאת די גאה בתוצאה הסופית, במיוחד ההיבט האסתטי הנקי למדי שהצלחתי להשיג.

אני לא יודע אם סגנון הכתיבה שלי יהיה נכון כיוון שאני משתמש בחלקו במתרגם אוטומטי כדי לעבור מהר יותר ומאחר שאני לא דובר אנגלית כשפת אם אני חושב שחלק מהמשפטים יהיו מוזרים לאנשים שכותבים אנגלית בצורה מושלמת. אז תודה למתרגם DeepL על עזרתו;)

אם יש לך שאלות או הערות בנוגע לפרויקט זה, אנא יידע אותי!