UVLamp - SRO2003: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Chào!

Hôm nay tôi sẽ trình bày cho bạn nhận thức của một đèn LED UV. Vợ tôi là một nhà thiết kế đồ trang sức bằng đất sét polymer và cô ấy thường sử dụng nhựa thông để tạo ra các tác phẩm của mình.. Nhưng gần đây cô ấy đã phát hiện ra một loại nhựa có thể polyme hóa nhờ vào tia UV, nó đủ để cho vật được ép lại tiếp xúc với nguồn tia UV trong một thời gian ngắn để làm cho nhựa trở nên rắn chắc. Khi cô ấy đặt hàng nhựa thông, cô ấy lưỡng lự mua một cái đèn (nó không tốn nhiều tiền…) nhưng tôi đã dừng lại ngay và nói rằng: TÔI CÓ ĐÈN LED UV! TÔI KHÔNG BIẾT LÀM GÌ VỚI TÔI, TÔI CÓ THỂ LÀM ĐÈN CHO BẠN !!! (vâng, đôi khi tôi phản ứng hơi nhanh khi nói đến điện tử…;))

Vì vậy, ở đây tôi đang cố gắng làm một chiếc đèn với những gì tôi có trong ngăn kéo của mình…

Bước 1: Nghĩa vụ

- Ánh sáng do đèn phát ra nên càng đồng nhất càng tốt, đèn chiếu sáng được toàn bộ vật thể sẽ đặt bên dưới.

- Đèn phải có thời gian đếm ngược có thể điều chỉnh được ít nhất là 1 phút 30 giây

- Đèn phải đủ lớn để che các vật có đường kính đến 6cm nhưng không được quá cồng kềnh.

- Đèn phải dễ dàng di chuyển.

- Đèn phải được cấp nguồn bằng nguồn điện "an toàn" (pin / bộ chuyển đổi)

Bước 2: Công cụ và linh kiện điện tử

Các thành phần điện tử:

- 1 Microchip PIC 16F628A

- 2 nút chuyển đổi tạm thời

- 2 bóng bán dẫn BS170

- 1 bóng bán dẫn 2N2222

- Màn hình số 2 chữ số đơn

- 1 đèn LED đỏ 5mm

- 17 UV LED 5mm

- 8 điện trở 150 ohm

- 17 điện trở 68 ohm

- 2 điện trở 10 Kohm

- 1 điện trở 220 ohm

- 1 còi

- 2 bảng mạch PCB

- dây quấn (ví dụ: 30 AWG)

Các thành phần khác:

- 8 miếng đệm

- một số ốc vít

- 1 nắp ống nhựa pvc (100mm)

- 1 ống bọc nhựa pvc (100mm)

- ống thu nhỏ sức khỏe

Công cụ:

- cái khoan

- mỏ hàn - dây hàn

- một lập trình viên đưa mã vào Vi mạch 16F628 (ví dụ: PICkit 2)

Tôi khuyên bạn nên sử dụng Microchip MPLAB IDE (phần mềm miễn phí) nếu bạn muốn sửa đổi mã nhưng bạn cũng sẽ cần Trình biên dịch CCS (phần mềm chia sẻ). Bạn cũng có thể sử dụng một trình biên dịch khác nhưng bạn sẽ cần nhiều thay đổi trong chương trình. Nhưng tôi sẽ cung cấp cho bạn. Tệp HEX để bạn có thể đưa nó trực tiếp vào bộ vi điều khiển.

Bước 3: Sơ đồ

Đây là giản đồ được tạo bằng CADENCE Capture CIS Lite. Giải thích vai trò của các thành phần:

- 16F628A: vi điều khiển quản lý đầu vào / đầu ra và thời gian đếm ngược

- SW1: đặt nút cài đặt hẹn giờ- SW2: nút khởi động

- FND1 và FND2: hiển thị số dạng chữ số để cho biết thời gian đếm ngược

- U1 và U2: bóng bán dẫn công suất cho màn hình số dạng chữ số (ghép kênh)

- Q1: bóng bán dẫn công suất để cấp nguồn cho đèn LED UV

- D2 đến D18: Đèn LED UV

- D1: đèn LED trạng thái, sáng lên khi đèn LED UV được bật nguồn

- LS1: còi phát ra âm thanh khi bộ đếm ngược kết thúc

Bước 4: Tính toán và tạo mẫu trên Breadboard

Hãy lắp ráp các thành phần trên một breadboard theo sơ đồ trên và lập trình vi điều khiển!

Tôi chia hệ thống thành nhiều phần trước khi lắp ráp toàn bộ: - một phần cho đèn LED UV

- một phần để quản lý màn hình

- một phần để quản lý các nút nhấn và đèn báo ánh sáng / âm thanh

Đối với mỗi phần, tôi tính toán các giá trị của các thành phần khác nhau và sau đó kiểm tra hoạt động chính xác của chúng trên breadboard.

Phần led UV: Các led được kết nối với Vcc (+ 5V) trên cực dương của chúng thông qua điện trở và được kết nối với GND trên cực âm của chúng thông qua bóng bán dẫn Q1 (2N2222).

Đối với phần này, chỉ cần tính toán điện trở cơ bản cần thiết cho bóng bán dẫn để có một dòng điện đủ để bão hòa nó một cách chính xác. Tôi đã chọn cung cấp đèn LED UV với dòng điện 20mA cho mỗi loại. Có 17 led, vì vậy sẽ có tổng dòng 17 * 20mA = 340mA sẽ đi qua transistor từ bộ thu đến bộ phát của nó.

Dưới đây là các giá trị hữu ích khác nhau từ tài liệu kỹ thuật để thực hiện tính toán: Betamin = 30 Vcesat = 1V (khoảng…) Vbesat = 0.6V

Biết giá trị của dòng điện trên cực thu của transistor và Betamin ta có thể suy ra từ đó dòng điện tối thiểu cần có trên đế của transistor sao cho bão hòa: Ibmin = Ic / Betamin Ibmin = 340mA / 30 Ibmin = 11,33mA

Chúng tôi lấy hệ số K = 2 để chắc chắn rằng bóng bán dẫn đã bão hòa:

Ibsat = Ibmin * 2

Ibsat = 22,33mA

Bây giờ chúng ta hãy tính toán giá trị điện trở cơ bản cho bóng bán dẫn:

Rb = (Vcc-Vbesat) / Ibsat

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

Rb = 200 ohm

Tôi chọn một giá trị tiêu chuẩn từ dòng E12: Rb = 220 ohm Về nguyên tắc, tôi nên chọn một điện trở có giá trị chuẩn hóa bằng hoặc thấp hơn 200 ohm nhưng tôi không có nhiều lựa chọn về giá trị cho các điện trở nữa vì vậy tôi đã lấy giá trị gần nhất giá trị.

Phần quản lý hiển thị:

Tính toán điện trở giới hạn hiện tại cho các phân đoạn hiển thị:

Dưới đây là các giá trị hữu ích khác nhau từ tài liệu kỹ thuật (màn hình chữ số và bóng bán dẫn BS170) để thực hiện các phép tính:

Vf = 2V

Nếu = 20mA

Tính toán giá trị giới hạn hiện tại:

R = Vcc-Vf / Nếu

R = 5-2 / 20mA

R = 150 ohm

Tôi chọn một giá trị tiêu chuẩn từ dòng E12: R = 150 ohm

Quản lý ghép kênh:

Tôi đã chọn sử dụng kỹ thuật hiển thị ghép kênh để giới hạn số lượng dây cần thiết để điều khiển các ký tự trên màn hình. Có một màn hình tương ứng với chữ số hàng chục và một màn hình khác tương ứng với chữ số hàng đơn vị. Kỹ thuật này khá đơn giản để thực hiện, đây là cách nó hoạt động (ví dụ: để hiển thị số 27)

1 - bộ vi điều khiển gửi tín hiệu trên 7 đầu ra tương ứng với ký tự được hiển thị cho chữ số hàng chục (chữ số 2) 2 - bộ vi điều khiển kích hoạt bóng bán dẫn cung cấp màn hình tương ứng với hàng chục 3 - độ trễ 2ms trôi qua 4 - bộ vi điều khiển tắt bóng bán dẫn cung cấp màn hình tương ứng với hàng chục 5 - bộ vi điều khiển gửi tín hiệu trên 7 đầu ra tương ứng với ký tự được hiển thị cho chữ số của đơn vị (chữ số 7) 6 - bộ vi điều khiển kích hoạt bóng bán dẫn cung cấp màn hình tương ứng với các đơn vị 7 - độ trễ 2ms trôi qua 8 - bộ vi điều khiển vô hiệu hóa bóng bán dẫn cung cấp màn hình tương ứng với các đơn vị

Và trình tự này lặp đi lặp lại rất nhanh để mắt người không cảm nhận được thời điểm khi một trong các màn hình tắt.

Các nút nhấn và phần chỉ báo ánh sáng / âm thanh:

Có rất ít thử nghiệm phần cứng và thậm chí ít tính toán hơn cho phần này.

Người ta tính toán rằng điện trở giới hạn hiện tại cho trạng thái dẫn: R = Vcc-Vf / Nếu R = 5-2 / 20mA R = 150 ohm

Tôi chọn một giá trị tiêu chuẩn từ dòng E12: R = 150 ohm

Đối với các nút nhấn, tôi chỉ cần kiểm tra xem tôi có thể phát hiện cách nhấn nhờ vào bộ vi điều khiển và tăng số lần nhấn trên màn hình hay không. Tôi cũng đã kiểm tra kích hoạt bộ rung để xem nó có hoạt động bình thường hay không.

Hãy xem tất cả điều này được xử lý như thế nào với chương trình…

Bước 5: Chương trình

Chương trình được viết bằng ngôn ngữ C với MPLAB IDE và mã được biên dịch bằng Trình biên dịch CCS C.

Mã được nhận xét đầy đủ và khá đơn giản để hiểu Tôi cho phép bạn tải xuống các nguồn nếu bạn muốn biết nó hoạt động như thế nào hoặc nếu bạn muốn sửa đổi nó.

Điều duy nhất hơi phức tạp có lẽ là việc quản lý bộ đếm ngược với bộ đếm thời gian của bộ vi điều khiển, tôi sẽ cố gắng giải thích nhanh nguyên tắc:

Một chức năng đặc biệt được gọi mỗi 2ms bởi vi điều khiển, đây là chức năng được gọi là RTCC_isr () trong chương trình, chức năng này quản lý việc ghép kênh của màn hình và cũng quản lý việc đếm ngược. Cứ sau 2ms, các màn hình sẽ được cập nhật như đã giải thích ở trên, đồng thời chức năng TimeManagment cũng được gọi là 2ms một lần và quản lý giá trị đếm ngược.

Trong vòng lặp chính của chương trình chỉ có quản lý các nút nhấn, chính trong chức năng này có cài đặt giá trị đếm ngược và nút bắt đầu chiếu sáng của đèn LED UV và đếm ngược.

Xem bên dưới tệp zip của dự án MPLAB:

Bước 6: Hàn và lắp ráp

Tôi đã phân phối toàn bộ hệ thống trên 2 bảng: một bảng hỗ trợ điện trở của đèn LED UV và một bảng khác hỗ trợ tất cả các thành phần khác. Sau đó, tôi đã thêm các bộ đệm để chồng các thẻ. Điều phức tạp nhất là hàn tất cả các kết nối của bo mạch phía trên, đặc biệt là vì các màn hình yêu cầu nhiều dây, ngay cả với hệ thống ghép kênh…

Tôi đã củng cố các kết nối và dây bằng keo nóng chảy và vỏ bọc có thể co nhiệt để có được kết quả sạch nhất có thể.

Sau đó, tôi đánh dấu trên nắp PVC để phân phối các đèn LED tốt nhất có thể để có được ánh sáng đồng đều nhất có thể. Sau đó tôi khoan lỗ bằng đường kính của đèn LED, trên hình các bạn có thể thấy có nhiều đèn LED ở trung tâm là bình thường vì đèn sẽ chủ yếu dùng để phát ra ánh sáng trên các vật thể nhỏ.

(Bạn có thể thấy trên hình ảnh trình bày lúc đầu của dự án, ống PVC không được sơn như nắp, bình thường vợ tôi muốn tự trang trí nó … nếu một ngày tôi có hình ảnh, tôi sẽ thêm vào!)

Và cuối cùng, tôi đã hàn một đầu nối USB nữ để có thể cấp nguồn cho đèn bằng bộ sạc điện thoại di động hoặc pin bên ngoài chẳng hạn (thông qua cáp nam-nam mà tôi có ở nhà…)

Tôi đã chụp rất nhiều hình ảnh trong quá trình nhận ra và chúng khá "nói".

Bước 7: Sơ đồ hoạt động hệ thống

Đây là sơ đồ cách thức hoạt động của hệ thống, không phải chương trình. Đó là một số loại hướng dẫn sử dụng nhỏ. Tôi đã đặt tệp PDF của sơ đồ dưới dạng tệp đính kèm.

Bước 8: Video

Bước 9: Kết luận

Đây là phần cuối của dự án mà tôi sẽ gọi là "nhà vận động", thực sự tôi thực hiện dự án này để đáp ứng nhu cầu trước mắt, vì vậy tôi đã làm với thiết bị phục hồi mà tôi đã có nhưng tôi vẫn khá tự hào về kết quả cuối cùng, đặc biệt là khía cạnh thẩm mỹ khá rõ ràng mà tôi có thể có được.

Tôi không biết liệu phong cách viết của mình có đúng không vì một phần tôi đang sử dụng một trình dịch tự động để diễn ra nhanh hơn và vì tôi không nói tiếng Anh bẩm sinh nên tôi nghĩ rằng một số câu có thể sẽ kỳ lạ đối với những người viết tiếng Anh hoàn hảo. Vì vậy, cảm ơn dịch giả DeepL đã giúp đỡ của anh ấy;)

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc nhận xét nào về dự án này, vui lòng cho tôi biết!