UVLamp - SRO2003: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Hej!

Idag presenterar jag förverkligandet av en UV LED -lampa. Min fru är en smyckesdesigner i polymerlera och hon använder ofta harts för att skapa sina skapelser. I princip använder den ett klassiskt harts som helt enkelt polymeriserar utomhus, det fungerar bra men det är tillräckligt länge för att bli fast (ca 2 dagar). Men nyligen upptäckte hon ett harts som polymeriseras tack vare UV -ljus, det räcker med att exponera det hartsade föremålet för en UV -strålkälla under en kort tid för att göra hartset fast. När hon beställde hartset tvekade hon att köpa en lampa (det kostar inte mycket …) men jag stoppade det direkt och sa: JAG HAR UV -LED! Jag vet inte vad jag ska göra med, jag kan göra din lampa !!! (ja jag reagerar ibland lite för snabbt när det gäller elektronik …;))

Och så här försöker jag göra en lampa med det jag har i mina lådbottnar …

Steg 1: Skyldigheter

- Ljuset från lampan ska vara så homogent som möjligt, lampan ska belysa hela föremålet som kommer att placeras nedanför.

- Lampan måste ha en justerbar nedräkningstid på minst 1 minut och 30 sekunder

- Lampan ska vara tillräckligt stor för att täcka föremål upp till 6 cm i diameter men bör inte vara för skrymmande.

- Lampan måste vara lätt att flytta.

- Lampan måste drivas av en "säker" strömkälla (batteri/adapter)

Steg 2: Verktyg och elektronikkomponenter

Elektronikkomponenter:

- 1 mikrochip PIC 16F628A

- 2 tillfälliga knappar

- 2 transistorer BS170

- 1 transistor 2N2222

- 2 enkelsiffrig numerisk display

- 1 röd LED 5 mm

- 17 UV LED 5 mm

- 8 motstånd 150 ohm

- 17 motstånd 68 ohm

- 2 motstånd 10 Kohm

- 1 motstånd 220 ohm

- 1 summer

- 2 kretskort

- omslagstråd (t.ex.: 30 AWG)

Andra komponenter:

- 8 distanser

- några skruvar

- 1 pvc -rörlock (100 mm)

- 1 pvc rörhylsa (100 mm)

- krymprör av hede

Verktyg:

- en borr

- lödkolv- svetstråd

- en programmerare för att injicera koden i ett mikrochip 16F628 (t.ex. PICkit 2)

Jag råder dig att använda Microchip MPLAB IDE (freeware) om du vill ändra koden men du kommer också att behöva CCS Compiler (shareware). Du kan också använda en annan kompilator men du kommer att behöva många ändringar i programmet. Men jag kommer att ge dig. HEX -fil så att du kan injicera den direkt i mikrokontrollen.

Steg 3: Schematisk

Här är schemat som skapats med CADENCE Capture CIS Lite. Förklaring av komponenternas roll:

- 16F628A: mikrokontroller som hanterar ingångar/utgångar och tid för nedräkning

- SW1: knapp för inställning av timer- SW2: startknapp

- FND1 och FND2: numeriska siffror för att indikera nedräkningstiden

- U1 och U2: effekttransistorer för numeriska numeriska displayer (multiplex)

- Q1: effekttransistor för att slå på UV -lysdioder

- D2 till D18: UV -lysdioder

- D1: status -LED, tänds när UV -lampor slås på

- LS1: summer som avger ett ljud när nedräkningen är över

Steg 4: Beräkningar och prototyper på brödbräda

Låt oss montera komponenterna på en brödbräda enligt ovanstående schema och programmera mikrokontrollern!

Jag delade upp systemet i flera delar innan jag monterade det hela:- en del för UV-lysdioder

- en del för displayhantering

- en del för hantering av tryckknappar och ljus-/ljudindikatorer

För varje del beräknade jag värdena för de olika komponenterna och kontrollerade sedan hur de fungerar på brödbrädan.

UV -LED -delen: Lysdioderna är anslutna till Vcc (+5V) på sina anoder via motstånden och är anslutna till GND på sina katoder via transistorn Q1 (2N2222).

För denna del är det helt enkelt nödvändigt att beräkna basmotståndet som behövs för att transistorn ska ha en tillräcklig ström för att mätta den korrekt. Jag valde att förse UV -lysdioderna med en ström på 20mA för var och en av dem. Det finns 17 lysdioder, så det blir en total ström på 17*20mA = 340mA som kommer att korsa transistorn från sin kollektor till dess sändare.

Här är de olika användbara värdena från den tekniska dokumentationen för att göra beräkningarna: Betamin = 30 Vcesat = 1V (cirka …) Vbesat = 0,6V

Genom att känna till värdet av strömmen på transistorns kollektor och Betamin kan vi härleda från den minsta strömmen att ha på basen av transistorn så att den är mättad: Ibmin = Ic/Betamin Ibmin = 340mA/30 Ibmin = 11,33 mA

Vi tar en koefficient K = 2 för att vara säker på att transistorn är mättad:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33mA

Låt oss nu beräkna basmotståndsvärdet för transistorn:

Rb = (Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb = (5-0,6) /22,33mA

Rb = 200 ohm

Jag väljer ett standardvärde från E12 -serien: Rb = 220 ohm I princip borde jag ha valt ett motstånd med ett normaliserat värde lika med eller lägre än 200 ohm men jag hade inte mycket val i värden för motstånden längre så jag tog det närmaste värde.

Displayhanteringsdelen:

Beräkning av strömbegränsningsmotståndet för visningssegment:

Här är de olika användbara värdena från den tekniska dokumentationen (sifferdisplay och BS170 -transistor) för att göra beräkningarna:

Vf = 2V

Om = 20mA

Beräkning av det aktuella gränsvärdet:

R = Vcc-Vf/If

R = 5-2/20mA

R = 150 ohm

Jag väljer ett standardvärde från E12 -serien: R = 150 ohm

Multiplexhantering:

Jag valde att använda den multiplexade displaytekniken för att begränsa antalet kablar som behövs för att styra tecknen på displayerna. Det finns en display som motsvarar tiotalssiffran och en annan display som motsvarar enhetssiffran. Denna teknik är ganska enkel att implementera, så här fungerar det (t.ex.: att visa siffran 27)

1 - mikrokontrollern sänder signaler på 7 utgångar som motsvarar tecknet som ska visas för tiotalet (siffra 2) 2 - mikrokontrollern aktiverar transistorn som levererar displayen som motsvarar tioerna 3 - en fördröjning på 2ms går 4 - mikrokontroller avaktiverar transistorn som levererar displayen som motsvarar tiotalet - mikrokontrollern skickar signaler på 7 utgångar som motsvarar tecknet som ska visas för enhetens siffra (siffra 7) 6 - mikrokontrollern aktiverar transistorn som levererar displayen motsvarande enheterna 7 - en fördröjning på 2 ms går 8 - mikrokontrollern inaktiverar transistorn som levererar displayen motsvarande enheterna

Och denna sekvens upprepas i loop mycket snabbt så att det mänskliga ögat inte uppfattar det ögonblick då en av displayerna är avstängd.

Tryckknapparna och ljus/ljudindikatorer del:

Det finns väldigt lite hårdvarutestning och ännu mindre beräkning för denna del.

Det beräknas att det strömbegränsande motståndet för statusledningen: R = Vcc-Vf/If R = 5-2/20mA R = 150 ohm

Jag väljer ett standardvärde från E12 -serien: R = 150 ohm

För tryckknapparna kontrollerade jag helt enkelt att jag kunde upptäcka tryckningen tack vare mikrokontrollen och öka antalet tryck på displayerna. Jag testade också summerns aktivering för att se om det fungerade korrekt.

Låt oss se hur allt detta hanteras med programmet …

Steg 5: Programmet

Programmet är skrivet på C -språk med MPLAB IDE och koden kompileras med CCS C Compiler.

Koden är fullständigt kommenterad och ganska enkel att förstå. Jag låter dig ladda ner källorna om du vill veta hur det fungerar eller om du vill ändra det.

Det enda lite komplicerade är kanske hanteringen av nedräkningen med mikrokontrollerns timer, jag ska försöka förklara tillräckligt snabbt principen:

En speciell funktion kallas varannan ms av mikrokontrollern, detta är funktionen som heter RTCC_isr () i programmet. Denna funktion hanterar multiplexering av displayen och även hantering av nedräkningen. Varje 2 ms uppdateras displayerna enligt ovan, och samtidigt kallas TimeManagment -funktionen varannan ms och hanterar nedräkningsvärdet.

I programmets huvudslinga finns det helt enkelt hantering av tryckknapparna, det är i denna funktion som det finns inställning av nedräkningsvärdet och knappen för att starta belysningen av UV -lysdioderna och nedräkningen.

Se nedan en zip -fil av MPLAB -projektet:

Steg 6: Lödning och montering

Jag har distribuerat hela systemet på 2 kort: ett kort stöder UV -lysdiodernas motstånd och ett annat kort som stöder alla andra komponenter. Jag lade sedan till distanser för att överlagra korten. Det mest komplicerade var att löda alla anslutningar på det övre brädet, särskilt på grund av displayerna som kräver mycket ledningar, även med multiplexsystemet …

Jag konsoliderade anslutningarna och tråden med smältlim och värmekrympbar mantel för att få ett så rent resultat som möjligt.

Jag gjorde sedan märken på PVC -locket för att distribuera lysdioderna så bra som möjligt för att få ett så enhetligt ljus som möjligt. Sedan borrade jag hålen med lysdiodernas diameter, på bilderna kan du se att det finns fler lysdioder i mitten det är normalt eftersom lampan främst kommer att användas för att avge ljus på små föremål.

(Du kan se på presentationsbilderna i början av projektet att PVC -röret inte är målat som locket, det är normalt att min fru vill dekorera det själv … om jag en dag har bilder ska jag lägga till dem!)

Och slutligen lödde jag en kvinnlig USB-kontakt för att kunna driva lampan med en mobiltelefonladdare eller ett externt batteri till exempel (via en hane-kabel som jag hade hemma …)

Jag tog många bilder under insikten och de är ganska "prata".

Steg 7: Diagram över systemdrift

Här är diagrammet över hur systemet fungerar, inte programmet. Det är en slags minianvändarhandbok. Jag har lagt PDF -filen i diagrammet som en bilaga.

Steg 8: Video

Steg 9: Slutsats

Detta är slutet på det här projektet som jag skulle kalla "oportunist", jag gjorde verkligen det här projektet för att tillgodose ett omedelbart behov, så jag gjorde det med den återställningsutrustning jag redan hade men jag är ändå ganska stolt över det slutliga resultatet, särskilt den ganska rena estetiska aspekten som jag kunde få.

Jag vet inte om min skrivstil kommer att vara korrekt eftersom jag delvis använder en automatisk översättare för att gå snabbare och eftersom jag inte är engelsktalande infödda tror jag att vissa meningar förmodligen kommer att vara konstiga för folk som skriver engelska perfekt. Så tack till DeepL -översättaren för hans hjälp;)

Om du har några frågor eller kommentarer om detta projekt, vänligen meddela mig!