DIY automatisk nattlampa: 15 steg (med bilder)

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

Gör ett enkelt nattljus som tänds i mörkret och släcks i ljuset!

Steg 1: SÄKERHET !!

Varning: detta projekt använder en krets som kallas en "kapacitve dropper" eller en "transformatorlös strömförsörjning" för att stega 120vac från vägguttaget ner till 12,8vdc som behövs för lysdioderna. Dessa typer av nätaggregat ISOLERAS INTE från vägguttaget! Det betyder att om du rör vid en del av denna krets och något som är jordat kan du bli chockad !!! Denna krets är säker att använda om och bara om den är inbyggd i en plastlåda utan några utsatta ledningar.

Det är också viktigt att använda en isoleringstransformator om du ska söka runt i denna krets med ett oscilloskop. Utan isoleringstransformatorn har du en god chans att rosta upp din omfattning.

Denna krets är bara så säker som du är, var försiktig.

Steg 2: Hur fungerar det?

Innan vi kan bygga detta nattljus måste vi förstå hur det gör vad det gör.

Den allmänna idén är följande: den första delen av denna krets är en halvvågsriktad kapacitiv droppare som har en genomsnittlig effekt på 7,5ma. Detta används för att mata fyra 3,2v varmvita lysdioder. När tillräckligt med ljus träffar ljussensorn är utgången till lysdioderna kortslutna och 7,5ma strömmar genom transistorn istället för att tända lysdioderna.

Om du är intresserad av hur varje komponent interagerar, se nedan:

Ingången är de två trådkuddarna till vänster om schemat som är märkt AC1 och AC2. Dessa kuddar accepterar 120vac från vägguttaget. Vi behöver ett sätt att begränsa strömmen som flödar genom denna krets till något som lysdioderna kan hantera.

Denna strömbegränsning kan göras av ett motstånd men motståndet skulle slösa mycket kraft som värme. Detta är bara slöseri så vi använder en kondensator för att begränsa strömmen istället. Det är här kretsen får namnet "capacitve dropper". Hur begränsar kondensatorn ström?

C1 begränsar strömmen till ungefär 15ma. Sättet C1 gör detta på är vad som kallas impedans. Förklara vad impedans är och var den kommer från utanför ramen för denna instruerbara men tänk bara på impedans som motstånd som förändras med frekvens. Impedans för en kondensator ges av ekvationen: Xc = 1 / (2 pi F C) där Xc är impedansen i ohm, pi är 3,14, F är AC -frekvensen 60Hz i USA, C är kapacitansen om Farads. Vi behöver max 15ma så efter lite högre matematik C1 hamnade 0.33uF klass X kondensator. Strömbegränsande kondensatorer bör vara klass X -kondensatorer eftersom de är gjorda för att misslyckas öppna och inte bränna ner platsen.

R1 är där för att ladda ur C1 när nattljuset är urkopplat så att ingen blir chockad av tapparna. Det valdes att vara ett 470k ohm 1/4 watt motstånd men allt från 470k till 1meg skulle fungera.

R2 är ett 470 ohm motstånd för att begränsa överspänningsströmmen som kan flöda genom kretsen när nattljuset först kopplas in.

D2 är en halvvågslikriktare som laddar C2 med en 15ma puls varje gång AC1 blir positiv. Eftersom AC1 är positivt är bara halva tiden den genomsnittliga strömmen genom D2 7,5 ma. 7,5ma visade sig lysa upp lysdioderna tillräckligt starka för ett nattljus samtidigt som strömförbrukningen var minimal.

D1 behövs för att låta C1 ladda upp motsatt sätt varje gång AC1 blir negativ. Om D1 inte var här skulle C1 bara skicka en 15ma puls genom D2 men med D1 kan pulscykeln fortsätta för alltid.

C2 är en 470uF elektrolytkondensator som jämnar ut strömpulserna från D2 så att lysdioderna inte flimrar vid 60Hz.

Kuddar CDS1 och CDS2 är där CDS -cellen ansluter till kretskortet. En CDS -cell är ett speciellt motstånd som motstånd går ner när mer och mer ljus visas på den. Denna CDS -cell fungerar för att vrida transistorn Q1 och korta ut C2. Eftersom kapacitiva droppare är strömbegränsade förbrukningsmaterial kan deras utgångar kortas ihop utan skada.

R3 är där för att öka mängden ljus som behövs för att slå på Q1 och så om du ökar R3 måste rummet vara mörkare för att ljuset ska tändas. Ett värde på 4,7k ohm verkar vara helt rätt.

Slutligen är LED+ och LED- plattorna för att ansluta strängen med 4 lysdioder.

Steg 3: PCB

Även om denna krets kan byggas på perf-board är det bäst att göra ett riktigt kretskort för detta eftersom ledningsfel slutar riktigt, riktigt dåligt när du ansluter saker till väggen.

Jag konstruerade en enkelsidig PCB som är ungefär 1in X 2in så att den skulle passa i de flesta vanliga väggvårtor.

En sak att tänka på är att lämna mycket utrymme mellan kuddar och spår när det gäller 120v eller mer. Arcing mellan spår är så roligt som du tror att det skulle vara.

Steg 4: Delar

1x billig väggbrytarläge strömförsörjning (kan vara vilken spänning som helst vi vill bara ha ett plastfodral med tappar)

1x PCB

1x 0.33uF klass x kondensator

2x 1N4007 dioder

1x 470k ohm motstånd

1x 470 ohm motstånd

1x 4,7k ohm motstånd

1x 2N3904 NPN -transistor

1x 470uF 16v elektrolytkondensator

1x CDS -cell

4x 5 mm varmvita lysdioder

OBS: alla motstånd är 1/4 watt

Steg 5: Öppna fodralet

Lirka upp väggkärlet med en platt skruvmejsel. De flesta billiga switchlägena från ebay springer lätt isär om skruvmejseln startas där sladden kommer ut.

Steg 6: Ta bort kretskortet

Lossa de två ledningarna som ansluter omkopplarläge -kretskortet till tapparna. Dessa är vanligtvis den billigaste ledningen så vi kommer att ersätta dem med bättre ledningar senare. Kasta kretskortet i skräpboxen för framtida projekt.

Steg 7: Borrhål

Borra först ett testhål i en plastbit för att se till att lysdioderna passar. Det ska passa bra. När den rätta biten har hittats borra 4 hål i den yttre halvan av fodralet för lysdioderna en på båda sidorna, uppe och framsida verkar lysa upp ett rum ganska bra.

Borra ett hål på framsidan för CDS -cellen. Detta hål ska vara åtskilt från lysdioderna så att ljuset från lysdioderna inte stör det.

Steg 8: Limma in lysdioderna

Bred ut en liten pärla med superlim runt varje LED och tryck in den i hålet. Gel superlim verkar fungera bäst för detta. Gör en punkt för att ha den positiva ledningen för en LED -punkt mot den negativa ledningen för nästa närmaste LED.

Steg 9: Led -lysdioder i serie

Använd små bitar av tråd och nåltång för att löda lysdioderna i serie så att den positiva av den ena ansluter till den andra av den andra. Dra ledningarna runt fodralet för att förhindra shorts. Då är det en bra idé att applicera lite varmt lim för att förhindra att trådarna vibrerar.

Lim till sist i CDS -cellen.

Steg 10: Fäst trådar

Löd en tråd till de återstående LED -ledningarna. En röd till den positiva ledningen på den första lysdioden och en svart till den negativa ledningen på den sista lysdioden i serien. Krympslang ska appliceras över anslutningarna för att förhindra shorts.

CDS -cellens ledningar är tillräckligt långa för att de inte kräver att kablar läggs till men det finns ett problem. Problemet är att ledningarna inte är isolerade så att de kan korta på något när ärendet sätts ihop. För att fixa detta klipp två bitar av spagettislang (tunn isolerande slang för just sådana tillfällen) och skjut den över ledningarna som ses på bilderna.

Steg 11: Montera kretskortet

Ta dig tid och titta på dessa färgband när du placerar motstånden i kretsen. Alla tre skiljer sig bara med ett band men resultaten skulle bli katastrofala om man hamnade på fel plats. Det är en bra idé att dubbelkolla ditt arbete här för i kretsar som kör på 120v när något går fel går det MYCKET fel!

Steg 12: Lödtråd till spetsar

Löd två två tum långa fasta kärnkablar för att ansluta trådarna till tapparna på baksidan av fodralet.

Steg 13: Dubbelkolla ALLT

Vid denna tidpunkt bör du ha:

Två trådar lödda på tapparna på baksidan av väggvårtens hölje

Ett färdigt kretskort

Fyra lysdioder limmade och anslutna till väggfodralets framsida med två isolerade CDS -cellledningar som sticker ut och en positiv och en negativ tråd som sticker ut från LED -strängen.

Steg 14: Löd ihop det

Det är dags för den sista församlingen …

Alla ledningar sätts genom kretskortshålen uppifrån och löds på botten. Sedan roteras kretskortet som visas på bilderna och de två halvorna av höljet knäpps ihop igen. Kraften hos de komprimerade fasta kärnkrokarna är tillräcklig för att hålla kretskortet på plats i botten av fodralet som visas. Men om du limmar ner det med mer varmt lim får du dig att må bättre.

Steg 15: TESTA DET !!!!!!!

OK, nervställningen rekommenderar jag att du hittar en strömsladd för att ansluta den och sedan kopplar den in i väggen. På detta sätt går det inte upp i lågor i din hand om något gick fel vid montering!

Om allt går bra ska det bara sitta där. Släck lamporna eller täck över CDS -cellen med en bit svart tejp så ska lysdioderna lysa.

Grattis du gjorde ett nattljus!