Libro luminoso SAD LED blu ricaricabile: 17 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

La terapia della luce blu può essere utilizzata per migliorare l'umore, migliorare il sonno, trattare il jet lag, regolare l'ora di andare a dormire e aumentare l'energia. La terapia della luce avvantaggia gli studenti che iniziano la scuola presto quando è ancora buio. Questo può stare nello zaino, è dimmerabile, ha un timer regolabile e non costa troppo da costruire. Usarlo al mattino può trasformarti in un mattiniero e usarlo la sera può trasformarti in un nottambulo. Puoi usarlo mentre guidi l'autobus. Funziona con alimentazione a batteria CA o agli ioni di litio Ampia gamma di tensioni di ingresso: 8,4-24 V 200 LED Ampio angolo di visione Consumo energetico: 14 W Durata della batteria a piena luminosità: 1 ora e 30 minuti (usando due batterie 18650 da 2,5 Ah) Gamma di luminosità: 256 livelli Schermo diffuso

Passaggio 1: materiali

1 - libro scavato con 8 x 6-1/4 x 1/8 di spazio di archiviazione 1 - foglio di plastica trasparente più grande di 8 x 6-1/4 x 1/8 con nastro invisibile 1 - pannello rivestito di rame 4 x 8 1 - 3 x 1-1/4 scheda rivestita in rame 2 - Condensatori 100nF 1 - Diodo zener 12-20V 1 - Diodo 1N4001 200 - 0805 LED blu grandangolare 470nm (120-130 gradi) 1 - MOSFET IRFZ44N 1 - MOSFET AO3400 2 - Resistenze 10M 1 - Resistenza 33k 1 - Resistenza 1k 1 - Resistenza 10k 20 - Resistenze 100R 1 - interruttore on-off 1 - Regolatore LM7805 1 - ATtiny85 1 - Porta chip DIP 8 pin 1 - arduino (è necessario solo per programmare il ATTiny85) 1 - Modulo boost convertitore DC-DC LM2577 2 - Potenziometri 10k 1 - Jack alimentazione DC 1 - Alimentatore 9-24V (18W o superiore) 1 - 2 celle 18650 supporto per celle protette (le celle protette sono leggermente più lunghe di quelle non protette) 2 - batterie agli ioni di litio 18650 protette 1 - fusibile da 3A ad azione lenta (se si utilizzano batterie non protette) 4 - set di distanziatori (si pensi a 1/8") 4 - set di dadi e bulloni (spessore 1/8") * tutte le resistenze e i condensatori avere 0805 pacchetti

Passaggio 2: circuito

In questo circuito, ho programmato l'ATTiny85 come timer e dimmer PWM. Q1 è l'interruttore di carico per alimentarlo. L'IRFZ44N ad alta potenza gestisce la corrente di spunto del convertitore. D1 protegge il Q1 a bassa potenza impedendo che la sua tensione di gate superi i 20V. R5 protegge Q2 dalla caduta di tensione dell'array consentendo a una piccola quantità di fluire attraverso di essi, impedendo ai Vds di Q2 di superare i 30V. Noterai che anche quando il timer è spento, saranno poco illuminati. Il convertitore step-up LM2577 mantiene l'array di LED a 30-35 V e ci consente di utilizzare un'ampia gamma di tensioni di alimentazione. Può essere regolato su una tensione più bassa se la corrente è troppo alta o hai bisogno di meno luce. Avevo la tensione di uscita impostata su 32,3 V e le resistenze erano a 1,5 V, dando 15 mA. Il jack DC è stato cablato per consentire la doppia alimentazione collegando il suo pin centrale alla massa della batteria, il pin esterno alla massa dell'alimentatore.

Passaggio 3: schizzo per ATtiny85

Questo schizzo programma l'ATtiny85 sia in un dimmer PWM che in un timer della lampada. VR1 imposta il livello di luminosità dell'array LED in 255 passaggi e VR2 imposta il tempo di trattamento tra 0 e 60 minuti, ripetendo ogni ora, che può essere preferibile se si lavora di notte. Dovrai regolare le impostazioni prima di accenderlo poiché ATtiny85 lo legge solo all'inizio. Se si desidera un periodo di attivazione/disattivazione diverso, modificare il valore di periodMin. Puoi imparare come programmare ATtiny85 qui: https://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/ int LEDPin = 0; // Ingresso PWM collegato al pin digitale 0 int brightPin = 2; // potenziometro di luminosità collegato al pin analogico 2 int timerPin = 3; // potenziometro timer collegato al pin analogico 3 long periodMin = 60; // imposta il periodo di tempo in minuti long periodSec = periodMin*60; // calcola il periodo di tempo in secondi long period = 1000*periodSec; // calcola il periodo di tempo in millisecondi void setup() { pinMode(LEDPin, OUTPUT); // imposta il pin come output } void loop() { int val1 = analogRead(brightPin); // legge il potenziometro di impostazione della luminosità analogWrite(LEDPin, val1/4); // imposta i livelli di luminosità dell'array LED da 0 a 255 int val2 = analogRead(timerPin); // legge il potenziometro di impostazione del timer long on = (period*val2/1023); // on time in millisecondi long off = (period-on); // tempo di spegnimento in millisecondi delay(on); analogWrite(LEDPin, 0); // imposta la luminosità dell'array di LED su 0 delay(off); }

Passaggio 4: file ExpressPCB

Ho progettato i circuiti stampati utilizzando ExpressPCB e incluso un file per la stampa a pagina intera. Sentiti libero di modificare il design se hai un pacchetto di componenti diverso. È possibile scaricare ExpressPCB da questo sito Web: https://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Download.htm Per Linux, è possibile installare WINE per utilizzare il programma.

Passaggio 5: Etch-resist per i circuiti stampati

Passaggio 6: incisione del circuito stampato

Ho usato cloruro ferrico per incidere le schede.

Passaggio 7: Etch-resist rimosso

Rimuovere l'etch-resist con acetone.

Passaggio 8: componenti saldati

Ho saldato a mano i componenti SMD in questo passaggio. Il flusso dovrebbe essere usato prima di allineare i componenti che è la parte più noiosa di questo passaggio. È necessaria una pinzetta per spostare i LED e una puntina da disegno può essere utilizzata per tenere i LED sui pad di saldatura durante la saldatura.

Passaggio 9: rimozione dei residui di flusso

Rimuovere i residui di fondente con acetone.

Passaggio 10: fili con pressacavo

Usa la colla a caldo per fissare i fili.

Passaggio 11: fori per il fissaggio dei circuiti stampati

Praticare dei fori per montare i distanziatori e il jack di alimentazione CC. Per appiattire i bordi del foro, usa un Dremel.

Passaggio 12: viti per circuiti stampati e portabatterie

Passaggio 13: fili con fascette per cavi

Passaggio 14: copertura trasparente per LED

Incolla a caldo il foglio di plastica trasparente sul libro. Utilizzerai del nastro invisibile come diffusore, quindi avremo bisogno del foglio di plastica per sostenerlo.

Passaggio 15: nastro invisibile come diffusore di luce

Copri la plastica trasparente con del nastro adesivo invisibile.

Passaggio 16: segni di divisione per il potenziometro

Misurare la tensione alla presa centrale di VR2 con incrementi di 500 mV. Ciò equivarrebbe al 10% o 6 minuti per 1 ora. Segna le divisioni sul circuito.

Passaggio 17: miglioramenti

Utilizzare un portabatteria agli ioni di litio da 3 a 6 celle: con una tensione di alimentazione più elevata, il libro luminoso diventa più efficiente e funziona a temperature più basse perché il convertitore richiederebbe meno corrente e il MOSFET di carico è completamente acceso. Utilizzare il foro passante componenti per l'array LED: potresti trovare i LED a foro passante più facili da saldare e non devi nemmeno incidere la scheda! Cerca LED con ampi angoli del fascio di circa 130 gradi e usa invece una scheda perf. Potrebbe essere necessario un libro più spesso per un'illuminazione uniforme.

Secondo Premio al Concorso Microcontrollori