UVLamp - SRO2003: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

أهلا!

سأقدم لكم اليوم إنجاز مصباح LED للأشعة فوق البنفسجية. تعمل زوجتي كمصممة مجوهرات في طين البوليمر وغالبًا ما تستخدم الراتينج لصنع إبداعاتها. من حيث المبدأ ، تستخدم راتينج كلاسيكي يتبلمر في الهواء الطلق ، وهو يعمل بشكل جيد ولكنه طويل بما يكفي ليصبح صلبًا (حوالي يومين). لكنها اكتشفت مؤخرًا راتينجًا يتبلمر بفضل ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، وهو ما يكفي لتعريض الجسم المصقول لمصدر للأشعة فوق البنفسجية لفترة قصيرة لجعل الراتنج صلبًا. عندما طلبت الراتينج ترددت في شراء مصباح (لا يكلف الكثير …) لكنني أوقفته على الفور قائلاً: لدي مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية! لا أعرف ماذا أفعل به ، يمكنني صنع مصباحك !!! (نعم ، أتفاعل أحيانًا بسرعة كبيرة جدًا عندما يتعلق الأمر بالإلكترونيات … ؛))

وها أنا أحاول صنع مصباح بما لدي في قيعان الدرج …

الخطوة الأولى: الالتزامات

- يجب أن يكون الضوء المنبعث من المصباح متجانسًا قدر الإمكان ، يجب أن يضيء المصباح الكائن بأكمله الذي سيتم وضعه أدناه.

- يجب أن يكون للمصباح وقت عد تنازلي قابل للتعديل لا يقل عن دقيقة واحدة و 30 ثانية

- يجب أن يكون المصباح كبيرًا بما يكفي لتغطية الأشياء التي يصل قطرها إلى 6 سم ، ولكن يجب ألا يكون كبيرًا جدًا.

- يجب أن يكون المصباح متحركًا بسهولة.

- يجب تشغيل المصباح بواسطة مصدر طاقة "آمن" (بطارية / محول)

الخطوة 2: الأدوات والمكونات الإلكترونية

مكونات الإلكترونيات:

- عدد 1 شريحة ميكروشيب PIC 16F628A

- 2 أزرار تبديل لحظية

- عدد 2 ترانزستور BS170

- 1 ترانزستور 2N2222

- عرض رقمي مكون من رقمين

- 1 LED أحمر 5 مم

- 17 UV LED 5mm

- عدد 8 مقاومات 150 اوم

- 17 مقاومات 68 اوم

- عدد 2 مقاومات 10 كيلو أوم

- 1 المقاوم 220 اوم

- 1 جرس

- 2 لوح ثنائي الفينيل متعدد الكلور

- سلك تغليف (على سبيل المثال: 30 AWG)

مكونات أخرى:

- 8 فواصل

- بعض البراغي

- غطاء أنبوب بولي كلوريد الفينيل (100 مم)

- 1 غطاء أنبوب بولي كلوريد الفينيل (100 مم)

- أنابيب شرنك صحية

أدوات:

- تمرين

- لحام الحديد - اسلاك اللحام

- مبرمج لحقن الكود في Microchip 16F628 (مثل PICkit 2)

أنصحك باستخدام Microchip MPLAB IDE (برنامج مجاني) إذا كنت تريد تعديل الكود ولكنك ستحتاج أيضًا إلى CCS Compiler (برنامج تجريبي). يمكنك أيضًا استخدام مترجم آخر ولكنك ستحتاج إلى العديد من التغييرات في البرنامج. لكني سأقدم لك. ملف HEX بحيث يمكنك حقنه مباشرة في وحدة التحكم الدقيقة.

الخطوة 3: التخطيطي

هنا هو المخطط الذي تم إنشاؤه باستخدام CADENCE Capture CIS Lite. شرح دور المكونات:

- 16F628A: متحكم يدير المدخلات / المخرجات ووقت العد التنازلي

- SW1: ضبط زر ضبط المؤقت - SW2: زر التشغيل

- FND1 و FND2: شاشات رقمية للإشارة إلى وقت العد التنازلي

- U1 و U2: ترانزستورات الطاقة لشاشات العرض الرقمية (مضاعفة الإرسال)

- Q1: ترانزستور الطاقة لتشغيل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية

- D2 إلى D18: مصابيح الأشعة فوق البنفسجية

- D1: حالة LED ، تضيء عند تشغيل مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية

- LS1: جرس يصدر صوتًا عند انتهاء العد التنازلي

الخطوة 4: الحسابات والنماذج الأولية على اللوح

دعنا نجمع المكونات على اللوح وفقًا للتخطيط أعلاه ونبرمج المتحكم الدقيق!

لقد قسمت النظام إلى عدة أجزاء قبل تجميع الكل: - جزء لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية

- جزء لإدارة العرض

- جزء لإدارة الأزرار الانضغاطية ومؤشرات الضوء / الصوت

لكل جزء قمت بحساب قيم المكونات المختلفة ثم فحصت العملية الصحيحة على اللوح.

جزء مصابيح الأشعة فوق البنفسجية: يتم توصيل المصابيح بـ Vcc (+ 5V) على الأنودات الخاصة بها عبر المقاومات ويتم توصيلها بـ GND على كاثوداتها عبر الترانزستور Q1 (2N2222).

بالنسبة لهذا الجزء ، من الضروري ببساطة حساب المقاوم الأساسي اللازم للترانزستور للحصول على تيار كافٍ لتشبعه بشكل صحيح. اخترت تزويد مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية بتيار 20 مللي أمبير لكل منها. هناك 17 مصباحًا ، لذلك سيكون هناك تيار إجمالي 17 * 20mA = 340mA والذي سيعبر الترانزستور من جامعه إلى باعثه.

فيما يلي القيم المفيدة المختلفة من التوثيق الفني لإجراء الحسابات: Betamin = 30 Vcesat = 1V (تقريبًا …) Vbesat = 0.6V

بمعرفة قيمة التيار على جامع الترانزستور والبيتامين يمكننا أن نستنتج منه الحد الأدنى للتيار الموجود على قاعدة الترانزستور بحيث يكون مشبعًا: Ibmin = Ic / Betamin Ibmin = 340mA / 30 Ibmin = 11.33 مللي أمبير

نأخذ المعامل K = 2 للتأكد من أن الترانزستور مشبع:

إبسات = إبمين * 2

إبسات = 22.33 مللي أمبير

الآن دعونا نحسب قيمة المقاوم الأساسي للترانزستور:

Rb = (Vcc-Vbesat) / إبسات

Rb = (5-0.6) /22.33mA

Rb = 200 أوم

اخترت قيمة قياسية من سلسلة E12: Rb = 220 أوم من حيث المبدأ ، كان علي أن أختار مقاومًا بقيمة طبيعية تساوي أو تقل عن 200 أوم ، لكن لم يكن لدي الكثير من الخيارات في قيم المقاومات بعد الآن ، لذلك اتخذت الأقرب القيمة.

جزء إدارة العرض:

حساب المقاوم المحدد الحالي لشرائح العرض:

فيما يلي القيم المفيدة المختلفة من الوثائق الفنية (عرض الأرقام والترانزستور BS170) لإجراء الحسابات:

Vf = 2V

إذا = 20mA

حساب قيمة الحد الحالي:

R = Vcc-Vf / إذا

R = 5-2 / 20 مللي أمبير

R = 150 أوم

اخترت قيمة قياسية من سلسلة E12: R = 150 أوم

إدارة مضاعفة:

اخترت استخدام تقنية العرض متعدد الإرسال للحد من عدد الأسلاك اللازمة للتحكم في الأحرف على شاشات العرض ، فهناك شاشة تتوافق مع رقم العشرات وشاشة أخرى تتوافق مع رقم الوحدات. هذه التقنية سهلة التنفيذ ، وإليك طريقة عملها (على سبيل المثال: عرض الرقم 27)

1 - يرسل الميكروكونترولر إشارات على 7 مخرجات مطابقة للحرف المراد عرضه لرقم العشرات (الرقم 2) 2 - يقوم المتحكم الدقيق بتنشيط الترانزستور الذي يوفر العرض الذي يتوافق مع العشرات 3 - ينقضي تأخير بمقدار 2 مللي ثانية 4 - يقوم المتحكم الدقيق بإلغاء تنشيط الترانزستور الذي يوفر العرض الذي يتوافق مع العشرات 5 - يرسل الميكروكونترولر إشارات على 7 مخرجات مطابقة للحرف المراد عرضه لرقم الوحدات (الرقم 7) 6 - يقوم المتحكم الدقيق بتنشيط الترانزستور الذي يزود الشاشة المقابلة للوحدات 7 - ينقضي تأخير بمقدار 2 مللي ثانية 8 - يقوم المتحكم الدقيق بتعطيل الترانزستور الذي يوفر العرض المطابق للوحدات

ويتكرر هذا التسلسل في حلقة بسرعة كبيرة بحيث لا تدرك العين البشرية اللحظة التي يكون فيها أحد الشاشات مغلقًا.

جزء الأزرار الانضغاطية ومؤشرات الضوء / الصوت:

هناك القليل جدًا من اختبارات الأجهزة وحتى حساب أقل لهذا الجزء.

يحسب أن مقاومة الحد الحالية للحالة أدت: R = Vcc-Vf / إذا كانت R = 5-2 / 20mA R = 150 أوم

اخترت قيمة قياسية من سلسلة E12: R = 150 أوم

بالنسبة إلى الأزرار الانضغاطية ، قمت ببساطة بالتحقق من أنني قادر على اكتشاف الضغط بفضل وحدة التحكم الدقيقة وزيادة عدد الضغطات على شاشات العرض. لقد اختبرت أيضًا تنشيط الجرس لمعرفة ما إذا كان يعمل بشكل صحيح.

دعونا نرى كيف يتم التعامل مع كل هذا مع البرنامج …

الخطوة الخامسة: البرنامج

البرنامج مكتوب بلغة C مع MPLAB IDE ويتم تجميع الكود باستخدام مترجم CCS C.

تم التعليق على الكود بالكامل وبسيط فهمه ، وأسمح لك بتنزيل المصادر إذا كنت تريد معرفة كيفية عمله أو إذا كنت ترغب في تعديله.

الشيء الوحيد المعقد قليلاً ربما هو إدارة العد التنازلي باستخدام مؤقت المتحكم الدقيق ، سأحاول شرح المبدأ بسرعة كافية:

يتم استدعاء وظيفة خاصة كل 2 مللي ثانية بواسطة الميكروكونترولر ، هذه هي الوظيفة التي تسمى RTCC_isr () في البرنامج ، هذه الوظيفة تدير تعدد إرسال الشاشة وكذلك إدارة العد التنازلي. يتم تحديث شاشات العرض كل 2 مللي ثانية كما هو موضح أعلاه ، وفي نفس الوقت تُسمى وظيفة إدارة الوقت أيضًا كل 2 مللي ثانية وتدير قيمة العد التنازلي.

في الحلقة الرئيسية للبرنامج ، يوجد ببساطة إدارة أزرار الضغط ، وفي هذه الوظيفة يوجد إعداد لقيمة العد التنازلي والزر لبدء إضاءة مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية والعد التنازلي.

انظر أدناه ملف مضغوط لمشروع MPLAB:

الخطوة 6: اللحام والتجميع

لقد قمت بتوزيع النظام بأكمله على لوحين: لوحة واحدة تدعم مقاومة مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية ولوحة أخرى تدعم جميع المكونات الأخرى. ثم أضفت الفواصل لتركيب البطاقات. كان الأمر الأكثر تعقيدًا هو لحام جميع وصلات اللوحة العلوية ، خاصة بسبب الشاشات التي تتطلب الكثير من الأسلاك ، حتى مع نظام تعدد الإرسال …

لقد قمت بتوحيد الوصلات والسلك بغراء ذائب ساخن وغمد قابل للتقلص بالحرارة للحصول على أنظف نتيجة ممكنة.

ثم قمت بوضع علامات على غطاء PVC من أجل توزيع مصابيح LED قدر الإمكان للحصول على إضاءة أكثر اتساقًا ممكنًا. ثم قمت بحفر الثقوب بقطر مصابيح LED ، في الصور يمكنك أن ترى أن هناك المزيد من مصابيح LED في الوسط ، فمن الطبيعي أن المصباح سيستخدم بشكل أساسي لإصدار الضوء على الأشياء الصغيرة.

(يمكنك أن ترى في صور العرض التقديمي في بداية المشروع أن أنبوب PVC ليس مطليًا مثل الغطاء ، فمن الطبيعي أن زوجتي تريد تزيينها بنفسها … إذا كان لدي صور سأضيفها في يوم من الأيام!)

وأخيرًا ، قمت بلحام موصل USB أنثى لكي أتمكن من تشغيل المصباح بشاحن هاتف محمول أو بطارية خارجية على سبيل المثال (عبر كابل ذكر ذكر كان لدي في المنزل …)

لقد التقطت الكثير من الصور أثناء الإدراك وهم يتحدثون تمامًا.

الخطوة 7: مخطط تشغيل النظام

هذا هو الرسم التخطيطي لكيفية عمل النظام ، وليس البرنامج. إنه نوع من دليل المستخدم المصغر. لقد وضعت ملف PDF للرسم التخطيطي كمرفق.

الخطوة 8: الفيديو

الخطوة 9: الخاتمة

هذه هي نهاية هذا المشروع الذي أود أن أسميه "oportunist" ، لقد قمت بالفعل بهذا المشروع من أجل تلبية حاجة فورية ، لذلك فعلت ذلك مع معدات الاسترداد التي أمتلكها بالفعل ولكنني مع ذلك فخور جدًا بالنتيجة النهائية ، خاصةً الجانب الجمالي النظيف الذي تمكنت من الحصول عليه.

لا أعرف ما إذا كان أسلوبي في الكتابة سيكون صحيحًا لأنني أستخدم جزئيًا مترجمًا آليًا من أجل أن أكون أسرع ولأنني لا أتحدث الإنجليزية أصلاً ، أعتقد أن بعض الجمل ربما تكون غريبة بالنسبة للأشخاص الذين يكتبون اللغة الإنجليزية بشكل مثالي. شكرًا لمترجم DeepL لمساعدته ؛)

إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات حول هذا المشروع ، فيرجى إبلاغي بذلك!