Clonă ușoară a ceaiului: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

În acest instructable voi fi un pic mai elaborat cu privire la calea care a condus la acest proiect și cum am ajuns la rezultat, astfel încât să necesite o lectură mai mult.

Acasă avem destul de multe lămpi electronice de ceai, cele de la Philips care pot fi încărcate fără fir. Am făcut un Instructable înainte legat de acest subiect, consultați Tea Light Charge Monitorr.

După ceva timp, aceste lămpi de ceai nu mai funcționează, deoarece bateria reîncărcabilă se strică. Există două opțiuni pentru a rezolva această problemă:

1. Arunci lumina ceaiului și cumperi una nouă
2. Înlocuiți bateria reîncărcabilă

Am încercat a doua opțiune. Videoclipul din ultimul pas al acestui instructabil arată cum puteți face acest lucru. Videoclipul arată, de asemenea, modul în care Philips a reproiectat aceste lămpi de ceai de-a lungul anilor, făcându-le mai ieftine de produs, dar, din păcate, scăzând durata de viață a acestor lămpi de ceai. Pe lângă asta, am observat că, cu cele mai recente modele mai ieftine, este greu să aprinzi și să oprești lumina ceaiului. Se folosește ca comutator de înclinare pentru asta, dar se pare că nu întotdeauna par să funcționeze foarte bine.

Când am înlocuit bateria reîncărcabilă pentru prima dată, lumina ceaiului nu a funcționat. Am început să mă gândesc că poate lumina de ceai păstrează un fel de contor pentru a vedea cât de des este folosită și apoi nu se mai aprinde niciodată. Acesta a fost motivul pentru care am început acest proiect, deoarece am vrut o lumină de ceai care să funcționeze pentru totdeauna, desigur înlocuind bateria reîncărcabilă din când în când.

Trebuie să recunosc că gândurile mele proaste au fost greșite, după ce ați înlocuit bateria - chiar și atunci când acestea sunt încărcate - trebuie să puneți lumina de ceai într-un încărcător foarte scurt pentru a o face să funcționeze din nou. Nu știu de ce, dar trebuie făcut pentru a începe lumina ceaiului.

Oricum, începusem deja să îmi fac propria mea ceai care să se comporte la fel ca ceaiul Philips. Am analizat electronica și modelul pe care Philips îl folosește pentru a crea efectul frumos de lumânare. Electronica originală era ceva mai complexă decât mă așteptam, așa că am decis să-mi fac propriul design mai simplu. Am reușit să-mi dau seama de modelul efectului de lumânare analizând modelul pe un osciloscop. Sunt adăugate câteva capturi de ecran ale unei părți a acestui model. Un semnal scăzut înseamnă că ledul este aprins.

După cum am spus, designul meu a devenit mai simplu decât designul Philips și face ceea ce trebuie să facă. Am refolosit carcasa, ledurile, comutatorul de înclinare și bobina de la o lampă de ceai care nu mai funcționa și am creat propria versiune cu un PIC12F615 folosind limbajul de programare JAL pentru a controla dispozitivul.

Pasul 1: Analiza luminii de ceai originale

Înainte ca clona să poată fi creată, trebuia să-mi dau seama cum funcționează lumina ceaiului original, dar nu puteam să-l dau seama decât parțial, deoarece era mai complex decât am crezut inițial.

Măsurătorile au relevat următoarele:

• Modelul lumânării este pseudo-aleatoriu, deoarece se repetă după un timp în care doar ledul superior al celor două leduri schimbă luminozitatea. Ledul inferior este aprins continuu. Vedeți videoclipul despre cum funcționează acest lucru
• Lumina de ceai folosește două leduri cu luminozitate ridicată folosind un curent de aproximativ 7 mA per led
• Dispozitivul se oprește când tensiunea bateriei scade sub 2,1 volți
• În funcție de design (consultați videoclipul din ultimul pas al acestui instructabil), bateria NiMH se încarcă cu un curent care variază de la 11 mA la 37 mA

Pasul 2: Proiectarea clonei

În diagrama schematică vedeți cum am proiectat clona. Se pot distinge următoarele părți:

• Puntea redresoare utilizează patru diode Schottky 1N5818. Motivul utilizării acestui tip de diode se datorează căderii de tensiune scăzută. Această punte convertește tensiunea alternativă de la bobină la o tensiune continuă pentru dispozitiv.
• Condensator C1. Nu pare a fi important, dar acest condensator aduce bobina de încărcare în rezonanță, rezultând o oscilație de înaltă tensiune. Fără acest condensator, bobina nu ar genera suficientă energie pentru dispozitiv. În cele două capturi de ecran de la osciloscop, vedeți tensiunea de ieșire a bobinei atunci când este plasată într-un încărcător fără (un singur vârf) și cu (semnal sinusal) condensatorul.
• Dioda Zener D5 cu o valoare de 5V1 pare puțin ciudată în acest design, deoarece tensiunea de alimentare nu depășește aproximativ 2,5 V din cauza celor două baterii NiMH. Cu toate acestea, dacă aceste baterii devin sfârșite de viață, tensiunea lor crește și vârfurile de tensiune din bobina de încărcare vor deveni mai mari decât tensiunea maximă pe care PIC o poate suporta - care, dacă este de 5,5 V -, astfel încât Zener să taie aceste vârfuri, protejând PIC în această situație.
• Comutatorul de înclinare este conectat la pinul de întrerupere al PIC. Acest lucru garantează că PIC se va trezi după ce a fost oprit.
• PIC controlează cele două led-uri direct din două dintre porturile sale.

În acest design, curentul de încărcare al bateriilor este de aproximativ 17 mA atunci când este plasat în încărcătorul wireless. Bateriile au o capacitate de 300 mAh. Acest tip de baterie este complet încărcat când este încărcat timp de 14 ore cu un curent de 1/10 din capacitate, deci în acest caz 30 mA. Aceasta înseamnă că dispozitivul nu va fi niciodată complet încărcat decât dacă este încărcat de două ori. În videoclipul despre schimbarea bateriei la sfârșitul acestui instructiv, vedeți, de asemenea, că Philips folosește baterii reîncărcabile cu o capacitate de 160 mAh în ultimele lor modele.

În videoclip puteți vedea funcționarea luminii de ceai originale și a clonei. Vedeți care este originalul și care este clona?

Pasul 3: Componente necesare și construirea clonei

Trebuie să aveți următoarele componente pentru acest proiect:

• O bucată de panou
• Microcontroler PIC 12F615
• Priză IC cu 8 pini
• Diode: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• Condensatoare ceramice 2 * 100nF
• Rezistoare: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• Led luminos înalt de 2 * 3 mm (dintr-o lumină de ceai veche)
• Comutator de înclinare (dintr-o lumină de ceai veche)
• Încărcați bobina de la o lampă de ceai veche
• Carcasă dintr-o lumină de ceai veche

Consultați schema din secțiunea anterioară despre cum să conectați componentele.

Deoarece designul nu utilizează componente SMD, are nevoie de mai mult spațiu decât versiunea originală. Din acest motiv, panoul a fost tăiat în așa fel încât să aibă mai mult spațiu pe laturi. Acest lucru funcționează numai dacă aveți o lumină de ceai ridicată. Există, de asemenea, versiuni mai mici (a se vedea videoclipul din ultimul pas al acestui instructabil), dar designul nu se va potrivi decât dacă îl construiți cu componente SMD.

În imagini vedeți cum a fost construit dispozitivul. Rețineți că ledul superior este montat pe partea de lipit a plăcii pentru a-l putea pune deasupra celuilalt led.

Pasul 4: Software-ul

După cum sa menționat deja, software-ul este scris pentru un PIC12F615 utilizând limbajul de programare JAL.

Inițial, PIC va fi în modul de repaus atunci când este pornit pentru prima dată, consumând cu greu energie în acea stare.

Software-ul efectuează următoarele sarcini:

• Când dispozitivul este dat peste cap, comutatorul de înclinare va intra în contact cu solul, care va trezi PIC din repaus.
• Odată trezit, ledul inferior va fi pornit, iar ledul superior va folosi modelul de lumânare Philips clonat pentru a schimba luminozitatea ledului.
• În timpul funcționării, PIC va măsura tensiunea de alimentare utilizând convertorul analog la digital (ADC) de la bord. Când această tensiune scade sub 2,1 V, va opri ledurile și va pune PIC în modul de repaus. PIC ar putea funcționa în continuare bine la 2,1 V, dar nu este bine ca bateriile reîncărcabile să fie complet descărcate.

Există o diferență în modul în care se comportă lumina ceaiului originală în comparație cu clona. Când tensiunea bateriei scade sub 2,1 V, lumina originală a ceaiului nu va porni până când dispozitivul nu va fi încărcat din nou, deci se pare că măsoară tensiunea de alimentare la pornire. Cu toate acestea, clona va măsura tensiunea de alimentare după ce este activă. Aceasta înseamnă că, atunci când tensiunea de alimentare este sub 2,1 V, ledurile vor funcționa pentru o scurtă perioadă de timp, după care dispozitivul va dormi din nou.

Mai rămâne un punct pe care nu l-am dat seama. Când bateriile se strică, lampa de ceai originală nu se va mai aprinde chiar și atunci când tensiunea de alimentare a bateriei este suficientă (motivul gândurilor mele rele inițiale despre dispozitiv, îți amintești?). Poate își amintește că bateriile s-au deteriorat prin măsurarea unei tensiuni ridicate a bateriei. În clonă, acest lucru nu se face. Chiar dacă bateriile s-au deteriorat și tensiunea de alimentare devine ridicată - protejată de dioda Zener - dispozitivul va funcționa, dar din cauza bateriei defectuoase, timpul de funcționare devine mai scurt.

Fișierul sursă JAL și fișierul Intel Hex pentru programarea PIC sunt atașate. Dacă sunteți interesat să utilizați microcontrolerul PIC cu JAL - un limbaj de programare ca Pascal - vizitați site-ul web JAL.

Pasul 5: Înlocuirea bateriilor reîncărcabile

Dacă nu doriți să construiți clona, ci doriți doar să înlocuiți bateria, aruncați o privire la acest videoclip. De asemenea, arată modul în care designul original al luminii de ceai s-a simplificat, rezultând din păcate un produs care are o durată de viață mai scurtă.

După cum sa menționat mai devreme, cel mai recent design simplu pare să aibă o altă problemă, deoarece aceste lumini de ceai sunt foarte greu de pornit. Inițial am crezut că se datorează unui comutator de înclinare defectuos, dar reutilizarea acestui comutator în clonă a funcționat bine. Deci, clonarea poate fi o opțiune bună la urma urmei.

Distrează-te construindu-ți propriul proiect și așteptând cu nerăbdare reacțiile tale.