Dupin-μια φορητή πηγή φωτός πολλών μήκους κύματος εξαιρετικά χαμηλού κόστους: 11 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Πήρε το όνομά του από τον Auguste Dupin, που θεωρείται ο πρώτος φανταστικός ντετέκτιβ, αυτή η φορητή πηγή φωτός τρέχει από οποιονδήποτε φορτιστή τηλεφώνου USB 5V ή τροφοδοτικό. Κάθε κεφαλή LED κουμπώνει μαγνητικά. Χρησιμοποιώντας led χαμηλού κόστους 3 αστέρων, που ψύχεται ενεργά από έναν μικρό ανεμιστήρα, η μονάδα είναι συμπαγής αλλά προσφέρει ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος υψηλής έντασης. Φυσικά, υποστηρίζει επίσης λευκές λυχνίες LED για φωτισμό πλήρους χρώματος.

Οι εικόνες εδώ δείχνουν απόδοση στα 415nm, 460nm, 490nm, 525nm, 560nm και 605nm.

Ωστόσο, τα LED που χρησιμοποιούνται είναι 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm και 740nm. Εμφανίζονται επίσης ένα LED «λευκού φωτός ημέρας» και ένα LED πλήρους φάσματος PAR που παράγει ένα ροζ φως χωρίς πράσινο συστατικό, που προορίζεται κυρίως για κηπουρικές εφαρμογές.

Η μονάδα τροφοδοτείται από μια σταθερή πηγή ακριβείας χαμηλής τάσης εγκατάστασης, προσφέρει 100 ρυθμίσεις φωτεινότητας μέσω περιστροφικού κωδικοποιητή και αποθηκεύει την τελευταία ρύθμιση φωτεινότητας όταν απενεργοποιείται, επιστρέφοντας έτσι αυτόματα στην τελευταία ρύθμιση φωτεινότητας όταν ενεργοποιηθεί ξανά.

Η μονάδα δεν χρησιμοποιεί PWM για τη διαχείριση της φωτεινότητας, οπότε δεν υπάρχει τρεμόπαιγμα, διευκολύνοντας τη χρήση της σε καταστάσεις όπου θέλετε να φωτογραφίζετε ή να βιντεοσκοπείτε εικόνες χωρίς τεχνουργήματα.

Η σταθερή πηγή ρεύματος διαθέτει έναν ενισχυτή ευρέος εύρους ζώνης και στάδιο εξόδου, επιτρέποντας γραμμική ή παλμική διαμόρφωση έως και αρκετές εκατοντάδες kilohertz ή ακόμη και για διαμόρφωση παλμών έως και σχεδόν ένα megahertz. Αυτό είναι χρήσιμο για τη μέτρηση φθορισμού ή για πειραματισμούς με την επικοινωνία φωτεινών δεδομένων κ.λπ.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την πηγή σταθερού ρεύματος για να οδηγήσετε πολλαπλές λυχνίες LED. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τροφοδοτικό 24V θα μπορούσατε να οδηγήσετε 10 κόκκινα LED με πτώση τάσης 2,2V ανά LED.

Σημειώστε ότι εξακολουθείτε να τροφοδοτείτε το κύριο κύκλωμα ελέγχου με 5V σε αυτό το σενάριο, αλλά συνδέετε τον συλλέκτη του τρανζίστορ ισχύος σε υψηλότερη τάση. Για περισσότερες πληροφορίες, δείτε το τελευταίο βήμα σε αυτό το διδακτικό

Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν ιατροδικαστική, μικροσκοπία, εξέταση εγγράφων, συλλογή γραμματοσήμων, εντομολογία, φθορισμό ορυκτών, υπεριώδη ακτινοβολία, υπέρυθρη ακτινοβολία και οπτική φωτογραφία, χρωματομετρία και ζωγραφική φωτός.

Προμήθειες

Σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις αυτοί είναι οι προμηθευτές που χρησιμοποίησα στην πραγματικότητα, εκτός από τον περίεργο πωλητή που δεν διαθέτει πλέον αυτό το προϊόν ή δεν βρίσκεται πλέον στο eBay/Amazon.

Αυτή η λίστα καλύπτει τα περισσότερα από τα αντικείμενα που χρειάζεστε, εξαιρουμένου του σύρματος, του αρσενικού βύσματος τροφοδοσίας 2,5 mm και των βιδών του μηχανήματος.

20 χιλιοστά ψύκτες για τα LED

www.ebay.co.uk/itm/Aluminium-Heatsink-for-…

Τα περισσότερα LED 3W παρέχονται από

futureeden.co.uk/

Το FutureEden παρέχει επίσης τους φακούς LED που είναι διαθέσιμοι σε μια σειρά γωνιών, συμπεριλαμβανομένων 15, 45 και 90 μοιρών. Χρησιμοποίησα φακούς 15 μοιρών στο πρωτότυπο.

LED 560nm και 570nm

www.ebay.co.uk/itm/10pcs-3W-3-Watt-Green-5…

LED 490nm

www.ebay.co.uk/itm/New-10pcs-3W-Cyan-490nm…

LED 365nm

www.ebay.co.uk/itm/3W-365nm-UV-LED-ultravi…

Τρανζίστορ ισχύος D44H11

www.ebay.co.uk/itm/10-x-Fairchild-Semicond…

Καρφίτσες ράφι 5mm

www.amazon.co.uk/gp/product/B06XFP1ZGK/ref…

Ανεμιστήρας και ψύκτρα

www.amazon.co.uk/gp/product/B07J5C16B9/ref…

PCB

www.amazon.co.uk/gp/product/B01M7R5YIB/ref…

Μαγνητικοί σύνδεσμοι

www.ebay.co.uk/itm/Pair-of-Magnetic-Electr…

Γυναικεία πρίζα 2,5mm

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

BAT43 δίοδος Schottky

www.ebay.co.uk/itm/10-x-BAT43-Small-Signal…

Μικρό κιτ τρανζίστορ σήματος (συμπεριλαμβανομένου του BC327/337 που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο)

www.ebay.co.uk/itm/200PCS-10-Value-PNP-NPN…

Περιστροφικός κωδικοποιητής (ο πωλητής που χρησιμοποίησα δεν είναι πλέον στο eBay αλλά αυτή είναι η ίδια μονάδα)

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Encoder-5-pin-To…

X9C104P (αυτό προέρχεται από διαφορετικό πωλητή)

www.ebay.co.uk/itm/X9C104P-DIP-8-Integrate…

TLV2770

www.mouser.co.uk/ProductDetail/texas-instr…

Τρέχουσα οθόνη USB (προαιρετικό)

www.amazon.co.uk/gp/product/B01AW1MBNU/ref…

Βήμα 1: Συνέλευση θήκης

Η κύρια θήκη της μονάδας και η κεφαλή LED εκτυπώνονται σε 3D. Μια μικρή επίπεδη πλάκα προσαρτάται στο πίσω μέρος της θήκης για να υποστηρίξει τον κωδικοποιητή. Η τροφοδοσία παρέχεται μέσω μιας τυπικής πρίζας τροφοδοσίας 2,5 mm. Ένα τυπικό καλώδιο USB κόβεται για να γίνει το καλώδιο τροφοδοσίας.

Όλα τα στοιχεία εκτυπώνονται σε PLA με 100% πλήρωση και ύψος στρώματος 0,2mm. Τα αρχεία STL περιλαμβάνονται ως συνημμένα.

Εκτυπώστε τη διάταξη της θήκης κάθετα με το πίσω μέρος της θήκης στη βάση. Δεν απαιτούνται υποστηρίγματα.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση κεφαλής LED

Κάθε συγκρότημα κεφαλής LED περιλαμβάνει δύο τρισδιάστατα εκτυπωμένα μέρη, το συγκρότημα της άνω κεφαλής και την πλάκα στερέωσης πίσω. Εκτυπώστε τα σε PLA σε 100% πλήρωση και ύψος στρώσης 0,2 mm. Δεν απαιτούνται υποστηρίγματα. Η πλάκα στερέωσης πίσω θα πρέπει να εκτυπώνεται με την επίπεδη πίσω επιφάνεια να αγγίζει την πλάκα βάσης.

Λάβετε υπόψη ότι οι εικόνες stl που εμφανίστηκαν προηγουμένως έχουν τον προσανατολισμό της πίσω πλάκας κατά 180 μοίρες προς τα έξω - η επίπεδη πλευρά είναι η εξωτερική επιφάνεια της πλάτης όταν συνδέετε τα πράγματα μεταξύ τους.

Κάθε συγκρότημα κεφαλής έχει στη συνέχεια μια ψύκτρα 20mm x 10mm με το συνδεδεμένο πρέσα LED τοποθετημένο στο πάνω συγκρότημα. Οι φωτογραφίες δείχνουν πώς να το συναρμολογήσετε. Ξεκινήστε ξεκολλώντας το χαρτί από το αυτοκόλλητο μαξιλάρι και κολλήστε το LED, φροντίζοντας να διατηρήσετε την ψύκτρα LED πλήρως εντός του περιγράμματος ψύκτρας 20 mm.

Στη συνέχεια, κολλήστε δύο καλώδια στο LED και στη συνέχεια σπρώξτε τη ψύκτρα στο συγκρότημα της επάνω κεφαλής, φροντίζοντας να βεβαιωθείτε ότι τα πτερύγια της ψύκτρας είναι προσανατολισμένα όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Αυτό γίνεται για να μεγιστοποιηθεί η ροή του αέρα για ψύξη.

Μόλις τοποθετήσετε τη ψύκτρα, τραβήξτε τα καλώδια και κόψτε τα όπως φαίνεται στη φωτογραφία, αφήνοντας περίπου 3/4 ίντσα σύρμα. Απογυμνώστε και κολλήστε τα άκρα των συρμάτων.

Η κεφαλή LED συνδέεται με τη θήκη μέσω δύο πείρων οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από νικελωτούς χαλύβδινους πείρους. Αυτά είναι τέλεια για τη δουλειά καθώς έχουν μια φλάντζα που μας επιτρέπει να τα κλειδώνουμε στη θέση τους.

Χρησιμοποιώντας μια άκρη συγκόλλησης σμίλης μεγαλύτερης διαμέτρου, κασσίτερε το πάνω μέρος κάθε πείρου. Κρατήστε τις καρφίτσες σε ένα κακό ή ιδανικά σε ένα από αυτά τα μικρά gadgets πάγκου εργασίας, όπως φαίνεται - είναι πολύ βολικά για την κατασκευή καλωδίων επίσης.

Στη συνέχεια, συνδέστε τα καλώδια στους πείρους, εξασφαλίζοντας ότι το σύρμα δείχνει προς τα πάνω, όπως φαίνεται στην εικόνα. Αφήνουμε να κρυώσει.

Όταν οι πείροι κρυώσουν, στερεώστε την πλάκα στερέωσης πίσω χρησιμοποιώντας 2 βίδες και παξιμάδια μηχανής 2 X M2 12 mm. Βεβαιωθείτε πριν το κάνετε αυτό ότι οι οπές στερέωσης της πίσω πλάκας έχουν καθαριστεί με ένα τρυπάνι περιστροφής ή κωνικό δοχείο. Οι χαλύβδινες καρφίτσες θα πρέπει να μπορούν να ταλαντεύονται ελαφρώς. Αυτό είναι σημαντικό για να διασφαλιστεί ότι οι μαγνητικές επαφές είναι αξιόπιστες.

Σημείωση: Χρησιμοποίησα νάιλον βίδες και παξιμάδια για μερικές μονάδες και στη συνέχεια χαλύβδινες για τις άλλες. Οι χάλυβες πιθανότατα χρειάζονται ροδέλες κλειδαριάς καθώς επίσης έχουν την τάση να ξεβιδώνονται με την πάροδο του χρόνου. οι βίδες από νάιλον τείνουν να έχουν μεγαλύτερη τριβή και αυτό είναι λιγότερο ζήτημα.

Προαιρετικά, κολλήστε ένα φακό στη λυχνία LED εάν θέλετε να συγκρούσετε τη δέσμη, η οποία κατά τα άλλα είναι αρκετά ευρεία.

Βήμα 3: Κύριο PCB

Η κύρια πλακέτα κυκλώματος κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας μια πλακέτα μήτρας 30 x 70 mm. Αυτές είναι ευρέως διαθέσιμες, υψηλής ποιότητας σανίδες από fiberglass με μήτρα 0,1 ιντσών από καλυμμένες οπές.

Η καλωδίωση από σημείο σε σημείο χρησιμοποιεί το λεγόμενο «καλώδιο μολυβιού», το οποίο είναι περίπου 0,2 χιλιοστά σμάλτο σύρμα χαλκού. Η μόνωση λιώνει με ένα κανονικό άκρο συγκόλλησης.

Ο περιστροφικός κωδικοποιητής συγκολλάται απευθείας στο τέλος της πλακέτας. Σημειώστε ότι οι ακίδες κωδικοποιητή είναι συνδεδεμένες στο κάτω μέρος της πλακέτας.

Στα παρακάτω βήματα θα χτίσετε μεμονωμένα μέρη ολόκληρου του κυκλώματος και θα τα δοκιμάσετε πριν συνεχίσετε. Αυτό διασφαλίζει ότι η τελική πλακέτα κυκλώματος πρέπει να λειτουργεί σωστά.

Οι φωτογραφίες δείχνουν τον πίνακα κατά τη συναρμολόγηση. Το καλώδιο μολυβιού φαίνεται στην πίσω πλευρά, συνδέοντας τα περισσότερα εξαρτήματα. Το παχύτερο σύρμα χρησιμοποιείται όταν εμπλέκονται υψηλότερα ρεύματα. Ορισμένα αποσυνδεδεμένα καλώδια εξαρτημάτων χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μιας σιδηροτροχιάς ισχύος και γείωσης στο πάνω και κάτω μέρος της σανίδας.

Σημείωση: ο χώρος είναι περιορισμένος. Τοποθετήστε αντιστάσεις κάθετα για εξοικονόμηση χώρου. Η διάταξη εδώ «εξελίχθηκε» καθώς συναρμολογήθηκε ο πίνακας και ήμουν λίγο αισιόδοξος για τον απαιτούμενο χώρο και θα έπρεπε να είχα τοποθετήσει όλες τις αντιστάσεις κάθετα και όχι οριζόντια όπως φαίνεται.

Οι συνδέσεις γίνονται χρησιμοποιώντας "veropins", αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα βρόχο από σύρμα, με τα άκρα να είναι σπαρμένα από κάτω. Ωστόσο, αυτό απαιτεί δύο οπές ανά σύνδεση και όχι μία με έναν πείρο.

Βήμα 4: Κύκλωμα κωδικοποίησης

Έχω σχεδιάσει το κύκλωμα ως διάφορα ξεχωριστά σχήματα. Αυτό είναι έτσι ώστε να μπορείτε να δείτε καθαρά τι κάνει το κάθε μέρος. Θα πρέπει να κατασκευάσετε το κύκλωμα σε βήματα, ελέγχοντας ότι κάθε τμήμα λειτουργεί σωστά πριν προσθέσετε το επόμενο μέρος. Αυτό διασφαλίζει ότι το όλο πράγμα θα λειτουργήσει σωστά χωρίς πολλή κουραστική αντιμετώπιση προβλημάτων.

Πριν ξεκινήσω, λίγα λόγια για τη συγκόλληση. Χρησιμοποιώ κολλήσεις με μόλυβδο, όχι αμόλυβδη. Αυτό συμβαίνει επειδή η αμόλυβδη συγκόλληση είναι πολύ πιο δύσκολο να λειτουργήσει με σενάρια συγκόλλησης στο χέρι. Κονιάζει άσχημα και γενικά είναι ένας πόνος. Η συγκόλληση με μόλυβδο είναι αρκετά ασφαλής και δεν θα εκτεθείτε σε επικίνδυνους καπνούς ενώ εργάζεστε με αυτήν. Απλώς χρησιμοποιήστε την κοινή λογική και πλύνετε τα χέρια σας μετά τη συγκόλληση και πριν φάτε, πιείτε ή καπνίσετε. Η Amazon πωλεί καλής ποιότητας ρολά από κολλητήρι μολύβδου λεπτού εύρους.

Η διεπαφή κωδικοποιητή

Αυτό είναι αρκετά απλό. Ο κωδικοποιητής έχει τρεις ακίδες, Α, Β και Γ (κοινές). Όπως μπορείτε να δείτε, γειώνουμε τον πείρο C και τραβάμε τους πείρους Α και Β μέσω αντιστάσεων 10Κ. Στη συνέχεια προσθέτουμε πυκνωτές 10nF στη γείωση για να εξομαλυνθεί η αναπήδηση επαφής, η οποία μπορεί να προκαλέσει ακανόνιστη λειτουργία.

Στη συνέχεια, οι ακίδες Α και Β συνδέονται με τις ακίδες INC και U/D στο ψηφιακό δοχείο IC. (X9C104). Συνδέστε αυτό το κύκλωμα και συνδέστε επίσης τις ακίδες ισχύος και γείωσης X9C104. Προσθέστε τους πυκνωτές αποσύνδεσης ισχύος 470uF και 0.1uF αυτήν τη στιγμή επίσης.

Οι ακίδες του κωδικοποιητή πρέπει να συγκολληθούν στο κάτω μέρος της πλακέτας κυκλώματος. η τρύπα στην πίσω πλάκα θα ευθυγραμμιστεί με τον άξονα του κωδικοποιητή.

Συνδέστε προσωρινά τον πείρο CS στο X9C104P σε +5V. Θα το συνδέσουμε σε άλλο μέρος του κυκλώματος αργότερα.

Τώρα συνδέστε το 5V στο κύκλωμα και χρησιμοποιώντας έναν μετρητή, βεβαιωθείτε ότι η αντίσταση μεταξύ των ακίδων H και W στο X9C104P αλλάζει ομαλά μεταξύ σχεδόν 0 Ohms και 100K Ohm καθώς περιστρέφετε τον κωδικοποιητή.

Βήμα 5: Κύκλωμα τροφοδοσίας σταθερού ρεύματος

Μόλις είστε σίγουροι ότι το κύκλωμα κωδικοποιητή λειτουργεί, ήρθε η ώρα να δημιουργήσετε το τμήμα τροφοδοσίας σταθερού ρεύματος. Συνδέστε το τροφοδοτικό και τη γείωση του op-amp του TLV2770 και, στη συνέχεια, σύρμα όπως φαίνεται, συνδέοντας μέχρι τις ακίδες H, W και L του X9C104P.

Βεβαιωθείτε ότι συνδέετε την αντίσταση ανίχνευσης ρεύματος 0,1 ohm απευθείας στον πείρο γείωσης του TLV2770 και, στη συνέχεια, "αστέρι" συνδέστε τα υπόλοιπα γειωμένα εξαρτήματα σε αυτό το σημείο (κάθοδος 1N4148, αντίσταση 10K, πυκνωτής 0.1uF). Στη συνέχεια, συνδέστε αυτό το σημείο γείωσης με τη ράγα γείωσης στην πλακέτα κυκλώματος. Αυτό διασφαλίζει ότι οι μικρές αντιστάσεις μεταξύ της ράγας γείωσης και της αντίστασης ανίχνευσης ρεύματος δεν θεωρούνται από το opamp ως λανθασμένες τάσεις αίσθησης. Θυμηθείτε ότι στα 750mA η τάση στην αντίσταση 0,1 ohm είναι μόνο 75mV.

Συνδέστε προσωρινά τη γραμμή SHDN σε +5V. Θα το συνδέσουμε σε άλλο τμήμα του κυκλώματος αργότερα.

Ο ανεμιστήρας ψύξης που χρησιμοποιούμε προορίζεται για ένα Raspberry Pi. Έρχεται, βολικά, με ένα σετ ψύκτρων, μία από τις οποίες θα χρησιμοποιήσουμε για το κύριο τρανζίστορ ισχύος.

Το τρανζίστορ ισχύος D44H11 πρέπει να τοποθετηθεί σε ορθή γωνία με την πλακέτα, κολλημένο στη μεγαλύτερη ψύκτρα που συνοδεύει το κιτ ανεμιστήρα Raspberry Pi.

Η αντίσταση 680K μπορεί να χρειαστεί ρύθμιση για να διασφαλιστεί ότι το μέγιστο ρεύμα μέσω των LED δεν είναι μεγαλύτερο από 750mA.

Συνδέστε ξανά +5V και μια λυχνία LED ισχύος, τοποθετημένη σε μια ψύκτρα. Τώρα επαληθεύστε ότι μπορείτε να αλλάξετε ομαλά το ρεύμα μέσω της λυχνίας LED περιστρέφοντας τον κωδικοποιητή. Το ελάχιστο ρεύμα επιλέγεται να είναι περίπου 30mA, το οποίο θα πρέπει να είναι αρκετό για να διασφαλιστεί ότι τα περισσότερα πακέτα κινητής τηλεφωνίας 5V δεν θα κλείνουν αυτόματα στην ελάχιστη φωτεινότητα.

Η προαιρετική τρέχουσα οθόνη USB είναι ένα χρήσιμο αξεσουάρ εδώ, αλλά αν τη χρησιμοποιήσετε θα πρέπει προφανώς να κάνετε πρώτα το καλώδιο τροφοδοσίας, όπως συζητήθηκε στην ενότητα αργότερα.

Σημείωση: οι μικρότερες λυχνίες LED μήκους κύματος θα ζεσταθούν αρκετά σε υψηλό ρεύμα, καθώς δεν ψύχουμε ακόμη τη ψύκτρα, οπότε κρατήστε το χρόνο λειτουργίας αρκετά σύντομο (λίγα λεπτά) κατά τη διάρκεια της δοκιμής.

Πώς λειτουργεί: η τάση στην αντίσταση ανίχνευσης ρεύματος συγκρίνεται με την τάση αναφοράς. Το opamp προσαρμόζει την έξοδο του για να διασφαλίσει ότι οι δύο είσοδοι είναι στην ίδια τάση (αγνοώντας την τάση μετατόπισης εισόδου του opamp). Ο πυκνωτής 0.1uF στο ψηφιακό ποτενσιόμετρο εξυπηρετεί δύο σκοπούς. φιλτράρει τον θόρυβο της αντλίας φόρτισης 85KHz από τη συσκευή X9C104 και διασφαλίζει επίσης ότι κατά την ενεργοποίηση το ρεύμα ζήτησης είναι μηδενικό. Μόλις σταθεροποιηθεί η λειτουργία και η ανάδραση, η τάση στον πυκνωτή θα αυξηθεί στην τάση ζήτησης. Αυτό αποτρέπει τις ακίδες ρεύματος ενεργοποίησης μέσω του φορτίου.

Το τρανζίστορ D44H11 επιλέχθηκε επειδή έχει επαρκείς βαθμολογίες ρεύματος και υψηλό ελάχιστο κέρδος τουλάχιστον 60, το οποίο είναι καλό για ένα τρανζίστορ ισχύος. Έχει επίσης υψηλή συχνότητα διακοπής που διευκολύνει τη διαμόρφωση υψηλής ταχύτητας της τρέχουσας πηγής, εάν χρειάζεται.

Βήμα 6: Κύκλωμα διαχείρισης ισχύος

Το κύκλωμα διαχείρισης ενέργειας μετατρέπει κυρίως τον διακόπτη στιγμιαίας ώθησης του περιστροφικού κωδικοποιητή σε διακόπτη εναλλαγής ισχύος.

Τα τρανζίστορ BC327 και BC337 χρησιμοποιούνται επειδή έχουν αρκετά υψηλή απόδοση και μέγιστο ρεύμα συλλέκτη 800mA που είναι βολικό για τον διακόπτη ανεμιστήρα όπου ο ανεμιστήρας αντλεί περίπου 100mA. Αγόρασα ένα φθηνό κιτ διαφόρων μικρών τρανζίστορ σήματος που περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα χρήσιμων συσκευών. Σημειώστε ότι στο πρωτότυπο αυτά τα τρανζίστορ έχουν την κατάληξη -40 που υποδεικνύει τον κάδο υψηλότερου κέρδους. Ενώ αμφιβάλλω ότι αυτό έχει μεγάλη σημασία και θα πρέπει να αποκτήσετε παρόμοιες συσκευές εάν αγοράσετε το ίδιο κιτ, απλώς να το γνωρίζετε.

Ο έλεγχος της ισχύος γίνεται με την εναλλαγή του πείρου SHDN στο εμπόδιο TLV2770. Όταν ο πείρος SHDN είναι χαμηλός, το opamp απενεργοποιείται και όταν είναι υψηλό το opamp λειτουργεί κανονικά.

Το κύκλωμα διαχείρισης ισχύος ελέγχει επίσης τη γραμμή CS στο ψηφιακό ποτενσιόμετρο X9C104. Όταν η τροφοδοσία είναι απενεργοποιημένη, η γραμμή CS ανεβαίνει ψηλά, διασφαλίζοντας ότι η τρέχουσα ρύθμιση του δοχείου επιστρέφεται στη μη πτητική μνήμη flash του.

Πώς λειτουργεί: αρχικά η διασταύρωση της αντίστασης 100Κ και του πυκνωτή 1uF είναι στα +5V. Όταν πιέζεται ο στιγμιαίος διακόπτης, η υψηλή τάση μεταφέρεται μέσω του πυκνωτή 10nF στη βάση του Q1, η οποία ενεργοποιείται. Με αυτόν τον τρόπο, τραβάει τον συλλέκτη χαμηλά και αυτό προκαλεί επίσης ενεργοποίηση του Q2. Το κύκλωμα στη συνέχεια ενεργοποιείται μέσω της αντίστασης ανάδρασης 270K, διασφαλίζοντας ότι το Q1 και το Q2 παραμένουν αναμμένα και η έξοδος SHDN είναι υψηλή.

Σε αυτό το σημείο η διασταύρωση της αντίστασης 100Κ και του καπακιού 1uF τραβιέται τώρα χαμηλά κατά το Q1. Όταν πιέζεται ξανά ο στιγμιαίος διακόπτης, η βάση του Q1 τραβιέται χαμηλά, απενεργοποιώντας τον. Ο συλλέκτης ανεβαίνει στα +5V απενεργοποιώντας το Q2 και η έξοδος SHDN μειώνεται τώρα. Σε αυτό το σημείο το κύκλωμα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.

Συναρμολογήστε το κύκλωμα διαχείρισης ισχύος και συνδέστε τον στιγμιαίο διακόπτη του κωδικοποιητή σε αυτό. Βεβαιωθείτε ότι το SHDN αλλάζει κάθε φορά που πατάτε το διακόπτη και ότι όταν το SHDN είναι χαμηλό, το CS είναι υψηλό και αντίστροφα.

Συνδέστε προσωρινά τον ανεμιστήρα ψύξης με τον συλλέκτη του Q3 και τη ράγα +5V (που είναι το θετικό καλώδιο από τον ανεμιστήρα) και βεβαιωθείτε ότι όταν το SHDN είναι υψηλό, ο ανεμιστήρας ανάβει.

Στη συνέχεια, συνδέστε το κύκλωμα διαχείρισης ισχύος στην τροφοδοσία σταθερού ρεύματος και συνδέστε το CS στο ψηφιακό ποτενσιόμετρο X9C104P, αφαιρώντας τον προσωρινό σύνδεσμο γείωσης. Συνδέστε το SHDN στο TLV2770 και αφαιρέστε επίσης τον προσωρινό σύνδεσμο σε αυτόν τον πείρο.

Θα πρέπει τώρα να μπορείτε να επιβεβαιώσετε ότι το κύκλωμα ενεργοποιείται σωστά και ενεργοποιείται και απενεργοποιείται όταν πατηθεί ο διακόπτης κωδικοποιητή.

Βήμα 7: Κύκλωμα προστασίας βλαβών

Όπως τα περισσότερα σταθερά ρεύματα τροφοδοσίας, υπάρχει πρόβλημα εάν το φορτίο αποσυνδεθεί και στη συνέχεια επανασυνδεθεί. Όταν το φορτίο αποσυνδεθεί, το Q4 κορεσμένο καθώς το opamp προσπαθεί να οδηγήσει ρεύμα μέσω του φορτίου. Όταν το φορτίο επανασυνδεθεί, επειδή το Q4 είναι πλήρως ενεργοποιημένο, ένα υψηλό παροδικό ρεύμα μπορεί να ρέει μέσα του για αρκετά μικροδευτερόλεπτα. Ενώ αυτά τα led 3W είναι αρκετά ανεκτικά σε παροδικά, εξακολουθούν να υπερβαίνουν τις βαθμολογίες του φύλλου δεδομένων (1Α για 1ms) και αν το φορτίο ήταν μια ευαίσθητη δίοδος λέιζερ θα μπορούσε εύκολα να καταστραφεί.

Το κύκλωμα προστασίας από σφάλματα παρακολουθεί το ρεύμα βάσης μέσω του Q4. Όταν το φορτίο αποσυνδεθεί, αυτό ανεβαίνει περίπου στα 30mA, με αποτέλεσμα η τάση στην αντίσταση 27 ohm να αυξηθεί αρκετά για να ενεργοποιήσει το Q5 και αυτό με τη σειρά του προκαλεί την ενεργοποίηση του Q6 και ο συλλέκτης του στη συνέχεια πέφτει σχεδόν στη γείωση. Η δίοδος schottky (επιλέχθηκε επειδή η τάση 0,4V προς τα εμπρός είναι μικρότερη από τα 0,7V που απαιτούνται για να ενεργοποιήσετε ένα τρανζίστορ), στη συνέχεια, χαμηλώνει τη γραμμή FLT, απενεργοποιώντας το Q1 και το Q2 και κλείνοντας έτσι την ισχύ.

Αυτό εξασφαλίζει ότι το φορτίο δεν μπορεί ποτέ να συνδεθεί με την ενεργοποίηση, αποφεύγοντας ενδεχομένως βλαβερές παροδικές παροχές.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση

Συγκολλήστε τους μαγνητικούς ζεύκτες σε μικρό μήκος εύκαμπτου καλωδίου (μήκους περίπου 6 ίντσες), διασφαλίζοντας ότι το σύρμα θα χωρέσει στις οπές της θήκης.

Βεβαιωθείτε ότι οι οπές της θήκης είναι καθαρές - χρησιμοποιήστε ένα τρυπάνι περιστροφής για να το εξασφαλίσετε και ένα μικρότερο τρυπάνι για να βεβαιωθείτε ότι οι οπές σύρματος στο πίσω μέρος είναι επίσης καθαρές.

Χρησιμοποιώντας τώρα μια κεφαλή LED, στερεώστε τις ζεύξεις στις ακίδες της κεφαλής και τοποθετήστε τις στη θήκη. Η κεφαλή LED θα πρέπει να ταιριάζει έτσι ώστε όταν κοιτάζετε την είσοδο του κλειδιού, να υπάρχει ένα μικρό κενό μεταξύ του διαδρόμου και της θήκης. Μόλις βεβαιωθείτε ότι οι ζεύκτες προσαρμόζονται σωστά, τοποθετήστε μια μικρή σταγόνα εποξειδικού στο πίσω μέρος του καθενός και τοποθετήστε το με την κεφαλή LED και τοποθετήστε το κάπου εκτός δρόμου ενώ η κόλλα σκληραίνει. Συνδέω τις συναρμολογήσεις κεφαλής LED έτσι ώστε με την πλάτη της διάταξης κεφαλής στραμμένη προς το μέρος σας και το κλειδί προς τα πάνω, η θετική σύνδεση να βρίσκεται στη δεξιά σας πλευρά.

Μόλις σκληρύνει η κόλλα, αφαιρέστε την κεφαλή και τοποθετήστε τον ανεμιστήρα, με την ετικέτα να φαίνεται, δηλαδή η ροή αέρα σπρώχνει τον αέρα πάνω από τη ψύκτρα της κεφαλής. Χρησιμοποίησα δύο βίδες μηχανής M2 X 19mm και ένα παξιμάδι για να τοποθετήσω τον ανεμιστήρα, είναι βολικό, αλλά σύρετέ το από την πίσω θήκη και στη συνέχεια θα πρέπει να μπορείτε να τα παρατάξετε όλα και να τα στερεώσετε.

Τώρα μπορείτε να τοποθετήσετε την πρίζα 2,5 χιλιοστών και να συνδέσετε όλα τα καλώδια στο PCB, αφήνοντας αρκετή χαλάρωση, ώστε να μπορείτε να το συνδέσετε εύκολα και στη συνέχεια να το σύρετε στη θήκη στις ράγες που εκτυπώνονται στη θήκη.

Το συγκρότημα της πίσω πλάκας στερεώνεται με τέσσερις μικρές βίδες αυτοεπιπεδώματος. Σημειώστε ότι η θέση του άξονα του κωδικοποιητή δεν είναι αρκετά κεντραρισμένη στην πλάκα, οπότε βεβαιωθείτε ότι την περιστρέφετε μέχρι να ευθυγραμμιστούν οι οπές των βιδών.

Βήμα 9: Καλώδιο τροφοδοσίας USB

Το καλώδιο τροφοδοσίας είναι φτιαγμένο από ένα φθηνό καλώδιο USB. Κόψτε το καλώδιο περίπου 1 ίντσα μακριά από το μεγαλύτερο βύσμα USB και αφαιρέστε το. Τα κόκκινα και μαύρα καλώδια είναι ισχύος και γείωσης. Συνδέστε κάποιο παχύτερο καλώδιο σχήματος 8 σε αυτά, χρησιμοποιώντας θερμοσυρρίκνωση για μόνωση και, στη συνέχεια, κολλήστε στο άλλο άκρο ένα τυπικό βύσμα τροφοδοσίας 2,5 mm.

Κόψαμε το καλώδιο USB σύντομα γιατί τα καλώδια είναι πολύ λεπτά για να μεταφέρουν το ρεύμα και διαφορετικά θα πέσουν πάρα πολύ.

Βήμα 10: Επιλογή διαμόρφωσης και σύζευξη ινών

Για να διαμορφώσετε την τρέχουσα πηγή, αποσυνδέστε τον πυκνωτή 0.1uF και τον πείρο W από τη μη αναστρέψιμη είσοδο του opamp και συνδέστε την είσοδο στη γείωση μέσω αντίστασης 68 ohm. Στη συνέχεια, συνδέστε μια αντίσταση 390 ohm στη μη αναστρέψιμη είσοδο. Το άλλο άκρο της αντίστασης είναι στη συνέχεια η είσοδος διαμόρφωσης, με 5V να οδηγεί το LED σε πλήρες ρεύμα. Θα μπορούσατε να τοποθετήσετε μερικά άλματα στον πίνακα για να διευκολύνετε την αλλαγή από τον κωδικοποιητή σε εξωτερική διαμόρφωση.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το STL από το έργο Angstrom για τους ζεύκτες ινών 3 mm, εάν θέλετε να συνδέσετε τα LED με ίνες, π.χ. για μικροσκόπηση κ.λπ.

Βήμα 11: Τροφοδοσία πολλαπλών LED

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πρόγραμμα οδήγησης σταθερού ρεύματος για να οδηγήσετε πολλαπλές λυχνίες LED. Οι λυχνίες LED δεν μπορούν να συνδεθούν παράλληλα καθώς ένα LED θα έπαιρνε το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος. Συνεπώς, συνδέετε τις λυχνίες LED σε σειρά και στη συνέχεια συνδέετε την άνοδο της επάνω λυχνίας LED σε μια κατάλληλη πηγή τροφοδοσίας, αφήνοντας το κύριο κύκλωμα ελέγχου να λειτουργεί ακόμα στα 5V.

Είναι πιο εύκολο στις περισσότερες περιπτώσεις να χρησιμοποιείτε ξεχωριστό τροφοδοτικό για τις λυχνίες LED και να αφήνετε όλα τα άλλα να λειτουργούν με έναν τυπικό φορτιστή τηλεφώνου.

Για να υπολογίσετε την τάση, πάρτε τον αριθμό των LED και πολλαπλάσιο με την πτώση τάσης για κάθε LED. Στη συνέχεια, αφήστε περίπου 1,5V περιθώριο. Για παράδειγμα, 10 LED με πτώση τάσης 2,2V το καθένα απαιτεί 22V, οπότε μια παροχή 24V θα λειτουργούσε καλά.

Πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η τάση στο τρανζίστορ ισχύος δεν είναι πολύ υψηλή, διαφορετικά θα ζεσταθεί πολύ - όπως έχει σχεδιαστεί εδώ, πέφτει σχεδόν 3V στο χειρότερο σενάριο (οδήγηση υπέρυθρου LED με χαμηλή τάση εμπρός) το μέγιστο που πρέπει να στοχεύσετε εκτός αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μεγαλύτερη ψύκτρα. Σε κάθε περίπτωση θα διατηρούσα την τάση μικρότερη από 10V επειδή αρχίζετε να μπαίνετε σε περιορισμούς ρεύματος με βάση την ασφαλή περιοχή λειτουργίας του τρανζίστορ.

Σημειώστε ότι οι μικρότεροι εκπομπές μήκους κύματος έχουν υψηλότερες τάσεις προς τα εμπρός, με τα LED 365nm να πέφτουν σχεδόν 4V. Η σύνδεση 10 από αυτά σε σειρά θα έπεφτε 40V και ένα τυπικό τροφοδοτικό 48V θα απαιτούσε μεγαλύτερη ψύκτρα στο τρανζίστορ ισχύος. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αρκετές διόδους 1Α σε σειρά με τα LED για να μειώσετε την επιπλέον τάση στα 0,7V ανά δίοδο, ας πούμε 8 για να πέσει στα 5,6V και στη συνέχεια αυτό αφήνει μόνο 2,4V στο τρανζίστορ ισχύος.

Θα ήμουν επιφυλακτικός με τη χρήση υψηλότερων τάσεων από αυτήν. Αρχίζετε να αντιμετωπίζετε ζητήματα ασφάλειας εάν έρθετε σε επαφή με το τροφοδοτικό. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει μια κατάλληλη ασφάλεια σε σειρά με τις λυχνίες LED. όπως σχεδιάστηκε εδώ, το τροφοδοτικό 5V έχει ασφαλή ρεύμα και δεν χρειαζόμαστε ένα, αλλά σε αυτό το σενάριο σίγουρα θα θέλαμε προστασία από βραχυκύκλωμα. Σημειώστε ότι η βραχυκύκλωση μιας σειράς LED όπως αυτή θα οδηγήσει πιθανώς σε μια αρκετά θεαματική κατάρρευση του τρανζίστορ ισχύος, οπότε προσέξτε !. Εάν θέλετε να τροφοδοτήσετε περισσότερες λυχνίες LED, πιθανότατα χρειάζεστε ένα παράλληλο σύνολο τρέχουσας πηγής. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε πολλά αντίγραφα του προγράμματος οδήγησης σταθερού ρεύματος (μαζί με το δικό του κύκλωμα προστασίας από σφάλματα) και να μοιραστείτε έναν κοινό κωδικοποιητή, κύκλωμα ελέγχου ισχύος και αναφορά τάσης μεταξύ τους, κάθε αντίγραφο θα έχει το δικό του τρανζίστορ ισχύος και μονάδα δίσκου, για παράδειγμα, 10 LED Το Ολόκληρο το κύκλωμα μπορεί να παραλληλιστεί επειδή οι οδηγοί σταθερού ρεύματος χειρίζονται ο καθένας μία σειρά LED σε αυτό το σενάριο.