Luce notturna automatica fai-da-te: 15 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Crea una semplice luce notturna che si accende al buio e si spegne alla luce!

Fase 1: SICUREZZA!

Attenzione: questo progetto utilizza un circuito noto come "contagocce capacitivo" o "alimentatore senza trasformatore" per far passare i 120 Vca dalla presa a muro fino ai 12,8 V CC necessari per i LED. Questi tipi di alimentatori NON SONO ISOLATI dalla presa a muro! Questo significa che se tocchi una parte di questo circuito e qualcosa che è a terra puoi rimanere scioccato!!! Questo circuito è sicuro da usare se e solo se è integrato in una scatola di plastica senza fili scoperti.

È anche importante utilizzare un trasformatore di isolamento se si intende sondare questo circuito con un oscilloscopio. Senza il trasformatore di isolamento hai buone possibilità di brindare al tuo cannocchiale.

Questo circuito è sicuro solo quanto te, per favore fai attenzione.

Passaggio 2: come funziona?

Prima di poter costruire questa luce notturna, dobbiamo capire come fa quello che fa.

L'idea generale è la seguente: la prima parte di questo circuito è un contagocce capacitivo raddrizzato a mezza onda la cui uscita è in media di 7,5 mA. Questo viene utilizzato per alimentare quattro LED bianco caldo da 3,2 V. Quando una quantità sufficiente di luce colpisce il sensore di luce, l'uscita ai LED viene messa in cortocircuito e il 7,5 mA scorre attraverso il transistor invece di accendere i LED.

Se sei interessato a come ogni componente interagisce, vedi di seguito:

L'ingresso sono i due pad di filo a sinistra dello schema etichettati AC1 e AC2. Questi pad accettano il 120vac dalla presa a muro. Abbiamo bisogno di un modo per limitare la corrente che scorre attraverso questo circuito a qualcosa che i LED possono gestire.

Questa limitazione di corrente potrebbe essere eseguita da un resistore, ma il resistore sprecherebbe molta energia sotto forma di calore. Questo è solo uno spreco, quindi useremo un condensatore per limitare la corrente. È qui che il circuito prende il nome di "contagocce capacitivo". In che modo il condensatore limita la corrente?

C1 limita la corrente a circa 15 mA. Il modo in cui C1 lo fa è quello che viene chiamato impedenza. Spiegare cos'è l'impedenza e da dove viene oltre lo scopo di questo istruibile, ma pensa all'impedenza come resistenza che cambia con la frequenza. L'impedenza per un condensatore è data dall'equazione: Xc = 1 / (2 pi F C) dove Xc è l'impedenza in ohm, pi è 3,14, F è la frequenza CA 60Hz negli Stati Uniti, C è la capacità se Farad. Abbiamo bisogno di un massimo di 15 mA, quindi dopo alcuni calcoli matematici di livello superiore C1 è diventato un condensatore di classe X da 0,33 uF. I condensatori di limitazione della corrente dovrebbero essere condensatori di classe X poiché sono fatti per non aprirsi e non bruciare il posto.

R1 è lì per scaricare C1 quando la luce notturna è scollegata in modo che nessuno venga scioccato dai poli. È stato scelto per essere un resistore da 470k ohm 1/4 watt, ma qualsiasi cosa da 470k a 1 mega funzionerebbe.

R2 è un resistore da 470 ohm per limitare la corrente di picco che potrebbe fluire attraverso il circuito quando la luce notturna viene collegata per la prima volta.

D2 è un raddrizzatore a semionda che carica C2 con un impulso di 15 mA ogni volta che AC1 diventa positivo. Poiché AC1 è positivo solo la metà delle volte la corrente media attraverso D2 è 7,5 mA. È stato riscontrato che 7,5 ma illuminano i LED abbastanza luminosi per una luce notturna mantenendo al minimo il consumo energetico.

D1 è necessario per consentire a C1 di caricarsi nel modo opposto ogni volta che AC1 diventa negativo. Se D1 non fosse qui, C1 invierebbe solo un impulso di 15 mA attraverso D2, ma con D1 il ciclo di impulsi può continuare all'infinito.

C2 è un condensatore elettrolitico da 470uF che attenua gli impulsi di corrente da D2 in modo che i LED non sfarfallino a 60Hz.

I pad CDS1 e CDS2 sono il punto in cui la cella CDS si collega al pcb. Una cella CDS è un resistore speciale la cui resistenza diminuisce man mano che viene mostrata sempre più luce su di essa. Questa cella CDS funziona per trasformare il transistor Q1 e cortocircuitare C2. Poiché i contagocce capacitivi sono alimentazioni limitate in corrente, le loro uscite possono essere cortocircuitate insieme senza danni.

R3 è lì per aumentare la quantità di luce necessaria per accendere Q1 e quindi se aumenti R3 la stanza dovrà essere più buia affinché la luce si accenda. Un valore di 4.7k ohm sembra essere giusto.

Infine LED+ e LED- sono i pad per collegare la stringa di 4 LED.

Passaggio 3: PCB

Sebbene questo circuito possa essere costruito su una scheda perf, è meglio creare un vero circuito stampato per questo poiché gli errori di cablaggio finiscono davvero, davvero male quando si collegano le cose al muro.

Ho progettato un PCB a lato singolo di circa 1 pollice X 2 pollici in modo che si adattasse alla maggior parte dei casi di verruche da parete.

Una cosa da tenere a mente è lasciare molto spazio tra pad e tracce quando si ha a che fare con 120v o più. L'arco tra le tracce è divertente come pensi che sarebbe.

Passaggio 4: parti

1x alimentatore a modalità di commutazione della verruca da parete a buon mercato (può essere qualsiasi tensione, vogliamo solo una custodia di plastica con rebbi)

1x pcb

1x condensatore classe x 0,33uF

2x 1N4007 diodi

1x resistenza da 470k ohm

1x resistenza da 470 ohm

1x resistenza da 4,7k ohm

1x transistor NPN 2N3904

1x condensatore elettrolitico 470uF 16v

1x cella CDS

4 LED bianco caldo da 5 mm

NOTA: tutte le resistenze sono da 1/4 watt

Passaggio 5: aprire la custodia

Fai leva per aprire la custodia della verruca a parete usando un cacciavite a punta piatta. La maggior parte delle modalità di commutazione economiche di ebay si smontano facilmente se il cacciavite viene avviato nel punto in cui esce il cavo.

Passaggio 6: rimuovere il PCB

Dissaldare i due fili che collegano il circuito stampato in modalità switch ai poli. Questi sono di solito i cavi più economici in circolazione, quindi li sostituiremo con cavi migliori in seguito. Butta il pcb nella spazzatura per progetti futuri.

Passaggio 7: praticare i fori

Per prima cosa praticare un foro di prova in un pezzo di plastica di scarto per assicurarsi che i LED si adattino. Dovrebbe essere una vestibilità aderente. Una volta trovata la punta corretta, praticare 4 fori nella metà esterna della custodia per i LED uno sui due lati, superiore e anteriore, che sembrano illuminare abbastanza bene una stanza.

Praticare un foro nella parte anteriore per la cella CDS. Questo foro dovrebbe essere distanziato dai LED in modo che la luce dei LED non interferisca con esso.

Passaggio 8: incollare i LED

Stendere una piccola goccia di colla super attorno a ciascun LED e premerla nel foro. La super colla gel sembra funzionare al meglio per questo. Fare in modo che il polo positivo di un LED punti verso il polo negativo del successivo LED più vicino.

Passaggio 9: cavi LED in serie

Usa piccoli pezzi di filo e pinze ad ago per saldare i LED in serie in modo che il positivo di uno si colleghi al negativo dell'altro. Instradare i cavi lungo il perimetro della custodia per evitare cortocircuiti. Quindi è una buona idea applicare della colla a caldo per evitare che i fili vibri.

Infine incollare nella cella CDS.

Passaggio 10: collegare i cavi

Saldare un filo ai cavi LED rimanenti. Uno rosso al polo positivo del primo LED e uno nero al polo negativo dell'ultimo LED della serie. Il tubo termoretraibile deve essere applicato sui collegamenti per evitare cortocircuiti.

I cavi della cella CDS sono sufficientemente lunghi da non richiedere l'aggiunta di fili, ma c'è un problema. Il problema è che i cavi non sono isolati, quindi potrebbero andare in cortocircuito quando il caso viene messo insieme. per fissarlo, tagliare due pezzi di tubo per spaghetti (tubo isolante sottile proprio per queste occasioni) e farlo scorrere sui cavi come mostrato nelle immagini.

Passaggio 11: assemblare il PCB

Prenditi il tuo tempo e osserva quelle bande colorate quando inserisci i resistori nel circuito. Tutti e tre differiscono per una sola banda, ma i risultati sarebbero disastrosi se uno fosse messo nel posto sbagliato. È una buona idea ricontrollare il tuo lavoro qui perché nei circuiti che funzionano a 120v quando qualcosa va storto va MOLTO storto!

Passaggio 12: filo di saldatura sui poli

Saldare due cavi di collegamento a nucleo solido lungo 1 pollice ai poli nella parte posteriore della custodia.

Passaggio 13: ricontrolla TUTTO

A questo punto dovresti avere:

Due fili saldati ai poli sul retro della custodia della verruca a parete

Un PCB completato

Quattro LED incollati e cablati nella parte anteriore della custodia della verruca a parete con due cavi isolati delle celle CDS che sporgono e un filo positivo e uno negativo che fuoriescono dalla stringa di LED.

Passaggio 14: saldarlo insieme

È il momento dell'assemblea finale…

Tutti i cavi vengono fatti passare attraverso i fori del pcb dall'alto e saldati sul fondo. Quindi il circuito viene ruotato come mostrato nelle immagini e le due metà del case sono rimontate insieme. La forza dei cavi di collegamento a nucleo solido compressi è sufficiente per mantenere il PCB in posizione nella parte inferiore del case, come mostrato. Tuttavia, se incollarlo laggiù con più colla a caldo ti fa sentire meglio, provaci.

Fase 15: PROVALO!!!!!!!

OK, la parte snervante che consiglio di trovare una ciabatta a cui collegarla e POI collegare la ciabatta al muro. In questo modo se qualcosa è andato storto nel montaggio non va in fiamme nella tua mano!

Se tutto va bene dovrebbe stare lì. Spegni le luci o copri la cella CDS con un pezzo di nastro isolante nero e i LED dovrebbero accendersi.

Complimenti hai fatto una luce notturna!