Klon lakog čaja: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

U ovom uputstvu bit ću malo detaljniji o putu koji vodi do ovog projekta i o tome kako sam došao do rezultata pa zahtijeva malo više čitanja.

Kod kuće imamo dosta elektroničkih svjetiljki za čaj, onih iz Philips -a koje se mogu puniti bežično. Već sam napravio Instructable u vezi sa ovom temom, pogledajte Tea Light Charge Monitor.

Nakon nekog vremena ova svjetla za čaj prestaju raditi jer se punjiva baterija pokvarila. Postoje dvije mogućnosti za rješavanje ovog problema:

1. Bacate svjetlo čaja i kupujete novo
2. Zamenite punjivu bateriju

Probao sam drugu opciju. Video u posljednjem koraku ovog uputstva pokazuje kako to možete učiniti. Taj video također pokazuje kako je Philips godinama redizajnirao ova svjetla za čaj, čineći ih jeftinijim za proizvodnju, ali nažalost skraćujući vijek trajanja tih svjetiljki za čaj. Osim toga, primijetio sam da je s najnovijim jeftinijim dizajnom teško uključiti i isključiti svjetlo za čaj. Za to se koristi kao prekidač za nagib, ali izgleda da ne djeluju uvijek dobro.

Kad sam prvi put zamijenio punjivu bateriju, lampica čaja nije radila. Počeo sam misliti da možda svjetlo za čaj drži neku vrstu brojača da vidi koliko se često koristi, a zatim se više nikada ne uključuje. To je bio razlog za početak ovog projekta jer sam htio čajnu svjetiljku koja će raditi vječno, naravno mijenjajući punjivu bateriju s vremena na vrijeme.

Moram priznati da su moje loše misli bile pogrešne, nakon što ste zamijenili bateriju - čak i kad je napunjena - morate vrlo brzo staviti svjetiljku za čaj u punjač kako bi opet radila. Ne znam zašto je to tako, ali to treba učiniti kako bi se upalilo svjetlo čaja.

U svakom slučaju, već sam počeo praviti vlastitu svjetiljku za čaj koja bi se ponašala isto kao i čajna svjetiljka Philips. Analizirao sam elektroniku i uzorak koji Philips koristi za stvaranje lijepog efekta svijeće. Originalna elektronika bila je malo složenija nego što sam očekivao pa sam odlučio napraviti svoj jednostavniji dizajn. Uspio sam shvatiti uzorak za efekt svijeće analizirajući uzorak na osciloskopu. Dodani su neki snimci zaslona dijela ovog uzorka. Nizak signal znači da je LED dioda uključena.

Kao što je rečeno, moj dizajn je postao jednostavniji od Philips dizajna i radi ono što treba. Ponovno sam koristio kućište, LED diode, prekidač za nagib i zavojnicu iz svjetiljke za čaj koja više nije radila i stvorio svoju vlastitu verziju s PIC12F615 koristeći programski jezik JAL za kontrolu uređaja.

Korak 1: Analiza izvornog svjetla čaja

Prije nego što je klon mogao biti napravljen, morao sam shvatiti kako funkcionira izvorna svjetlost čaja, ali sam to mogao samo djelimično shvatiti jer je bio složeniji nego što sam isprva mislio.

Mjerenja su otkrila sljedeće:

• Uzorak svijeće je pseudo slučajan jer se ponavlja nakon nekog vremena gdje samo gornja dioda od dvije LED diode mijenja svjetlinu. Donja LED lampica je stalno uključena. Pogledajte video kako to funkcionira
• Svjetlo za čaj koristi dvije LED diode velike svjetline koje koriste struju od oko 7 mA po LED -u
• Uređaj se sam isključuje kada napon baterije padne ispod 2,1 Volta
• Ovisno o dizajnu (pogledajte video u posljednjem koraku ovog uputstva), NiMH baterija se puni strujom koja varira od 11 mA do 37 mA

Korak 2: Dizajniranje klona

Na shematskom dijagramu vidite kako sam dizajnirao klon. Mogu se razlikovati sljedeći dijelovi:

• Ispravljački most koji koristi četiri 1N5818 Schottky diode. Razlog korištenja ove vrste dioda je niski pad napona. Ovaj most pretvara izmjenični napon iz zavojnice u istosmjerni napon za uređaj.
• Kondenzator C1. Čini se da to nije važno, ali ovaj kondenzator dovodi zavojnicu za punjenje u rezonanciju što rezultira zamahom visokog napona. Bez ovog kondenzatora zavojnica ne bi generirala dovoljno energije za uređaj. Na dva snimka zaslona s osciloskopa vidite izlazni napon zavojnice kada se stavi u punjač bez (jedan vrh) i (sinusni signal) kondenzatora.
• Zener dioda D5 s vrijednošću 5V1 izgleda pomalo čudno u ovom dizajnu jer napon napajanja ne prelazi oko 2,5 V zbog dvije NiMH baterije. Međutim, ako ovim baterijama prestaje životni vijek, njihov napon se povećava, a vrhovi napona iz zavojnice za punjenje postat će veći od maksimalnog napona koji PIC može podnijeti - što ako je 5,5 V - pa Zener presijeca ove vrhove, štiteći PIC u toj situaciji.
• Prekidač za nagib je spojen na prekidni pin na PIC -u. Ovo garantuje da će se PIC probuditi nakon što se isključi.
• PIC kontroliše dve LED diode direktno sa dva porta.

U ovom dizajnu struja punjenja baterija je oko 17 mA kada se stave u bežični punjač. Baterije su kapaciteta 300 mAh. Ova vrsta baterije je potpuno napunjena kada se puni 14 sati sa strujom od 1/10 kapaciteta, dakle u ovom slučaju 30 mA. To znači da se uređaj nikada neće potpuno napuniti ako se ne napuni dva puta. U videu o zamjeni baterije na kraju ovog uputstva vidite i da Philips koristi punjive baterije kapaciteta 160 mAh u svom najnovijem dizajnu.

U videu možete vidjeti rad originalnog svjetla za čaj i klona. Vidite li koji je original, a koji klon?

Korak 3: Potrebne komponente i izgradnja klona

Za ovaj projekt trebate imati sljedeće komponente:

• Komad oplate
• PIC mikrokontroler 12F615
• 8-polna IC utičnica
• Diode: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF keramički kondenzatori
• Otpornici: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• 2 * 3 mm visoka svijetla LED dioda (iz stare svjetiljke za čaj)
• Prekidač za nagib (sa stare svjetiljke za čaj)
• Napunite namotaj iz stare svjetiljke za čaj
• Kućište od stare čajne lampe

Pogledajte shematski dijagram u prethodnom odjeljku o tome kako spojiti komponente.

Budući da dizajn ne koristi SMD komponente, potrebno mu je više prostora od originalne verzije. Zbog toga je ploča za rezanje izrezana na takav način da ima više prostora sa strana. Ovo funkcionira samo ako imate jako svjetlo za čaj. Postoje i manje verzije (pogledajte video u posljednjem koraku ovog uputstva), ali dizajn se neće uklopiti ako ga ne izgradite sa SMD komponentama.

Na slikama vidite kako je uređaj napravljen. Imajte na umu da je gornja LED dioda montirana na lemnu stranu matične ploče kako bi se mogla postaviti na drugu LED.

Korak 4: Softver

Kao što je već spomenuto, softver je napisan za PIC12F615 koristeći programski jezik JAL.

U početku će PIC biti u stanju mirovanja kada se uključi prvi put, trošeći gotovo ništa energije u tom stanju.

Softver obavlja sljedeće zadatke:

• Kada se uređaj okrene naopako, prekidač za nagib će uspostaviti kontakt sa zemljom što će probuditi PIC iz stanja mirovanja.
• Kada se probudi, donja LED lampica će se uključiti, a gornja LED će koristiti klonirani uzorak svijeće Philips za promjenu svjetline LED diode.
• Tokom rada PIC će mjeriti napon napajanja pomoću ugrađenog analogno-digitalnog pretvarača (ADC). Kad napon padne ispod 2,1 V, isključit će LED diode i prebaciti PIC u stanje mirovanja. PIC bi i dalje mogao dobro raditi na 2,1 V, ali nije dobro da se punjive baterije potpuno isprazne.

Postoji razlika u ponašanju izvorne svjetlosti čaja u odnosu na klon. Kad napon baterije padne ispod 2,1 V, izvorno svjetlo za čaj neće se upaliti dok se uređaj ponovno ne napuni, pa se čini da mjeri napon napajanja pri uključivanju. Klon će, međutim, mjeriti napon napajanja nakon što je aktivan. To znači da će, kada je napon napajanja ispod 2,1 V, LED diode raditi kratko vrijeme nakon čega će uređaj ponovno zaspati.

Postoji još jedna stvar koju nisam shvatio. Kad se baterije isprazne, izvorno svjetlo za čaj neće se više paliti čak ni kada je napon napajanja baterije dovoljan (razlog za moje početne loše misli o uređaju, sjećate se?). Možda se sjeća da su se baterije pokvarile mjerenjem visokog napona baterije. U klonu to nije učinjeno. Čak i ako su se baterije ispraznile i napon napajanja postane visok - zaštićen Zener diodom - uređaj će raditi, ali zbog loše baterije vrijeme rada se skraćuje.

Priložene su JAL izvorna datoteka i Intel Hex datoteka za programiranje PIC -a. Ako ste zainteresirani za korištenje PIC mikrokontrolera s JAL -om - programskim jezikom sličnim Pascalu - posjetite web stranicu JAL -a.

Korak 5: Zamjena punjivih baterija

Ako ne želite izgraditi klon, već samo želite zamijeniti bateriju, pogledajte ovaj video. Također pokazuje kako je originalni dizajn svjetlosti čaja pojednostavljen što je nažalost rezultiralo proizvodom koji ima kraći vijek trajanja.

Kao što je ranije spomenuto, čini se da najnoviji jednostavan dizajn ima još jedan problem jer se ova čajna svjetla vrlo teško isključuju. U početku sam mislio da je to zbog lošeg prekidača nagiba, ali nakon što sam ponovno koristio ovaj prekidač u klonu sve je radilo dobro. Dakle, kloniranje bi ipak moglo biti dobra opcija.

Zabavite se u izgradnji vlastitog projekta i radujte se vašim reakcijama.