Tea Light Clone: 5 bước (có hình ảnh)

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

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ trình bày chi tiết hơn một chút về con đường dẫn đến dự án này và cách tôi đạt được kết quả nên nó cần đọc nhiều hơn một chút.

Ở nhà, chúng tôi có khá nhiều đèn pha trà điện tử, loại của Philips có thể sạc không dây. Tôi đã thực hiện một Hướng dẫn trước khi liên quan đến chủ đề này, hãy xem Tea Light Charge Monitorr.

Sau một thời gian, những chiếc đèn pha trà này ngừng hoạt động vì pin sạc bị hỏng. Có hai tùy chọn để giải quyết vấn đề này:

1. Bạn vứt đèn pha trà đi và mua một cái mới
2. Bạn thay pin sạc

Tôi đã thử tùy chọn thứ hai. Video ở bước cuối cùng của chương trình Có thể hướng dẫn này cho biết cách bạn có thể thực hiện điều đó. Đoạn video đó cũng cho thấy Philips đã thiết kế lại những chiếc đèn pha trà này như thế nào trong những năm qua để khiến chúng sản xuất rẻ hơn nhưng không may lại làm giảm tuổi thọ của những chiếc đèn pha trà đó. Bên cạnh đó, tôi nhận thấy rằng với các thiết kế rẻ hơn mới nhất, rất khó để bật và tắt đèn pha trà. Nó sử dụng làm công tắc nghiêng cho điều đó nhưng rõ ràng chúng dường như không phải lúc nào cũng hoạt động tốt.

Khi tôi thay pin sạc lần đầu tiên, đèn pha trà không hoạt động. Tôi bắt đầu nghĩ rằng có thể đèn pha trà giữ một loại bộ đếm nào đó để xem tần suất sử dụng của nó và sau đó không bao giờ bật lại nữa. Đó là lý do bắt đầu dự án này vì tôi muốn có một chiếc đèn pha trà hoạt động mãi mãi, tất nhiên là lâu lâu phải thay pin sạc.

Tôi phải thừa nhận rằng suy nghĩ tồi tệ của tôi đã sai, một khi bạn đã thay pin - ngay cả khi chúng đã được sạc - bạn cần đặt đèn pha trà vào bộ sạc rất nhanh để nó hoạt động trở lại. Tôi không biết tại sao lại như vậy nhưng cần phải làm để bắt đầu buổi trà.

Dù sao đi nữa, tôi đã bắt đầu pha đèn pha trà của riêng mình, loại đèn này sẽ hoạt động giống như đèn pha trà Philips. Tôi đã phân tích các thiết bị điện tử và mẫu mà Philips đang sử dụng để tạo ra hiệu ứng ngọn nến đẹp mắt. Các thiết bị điện tử ban đầu phức tạp hơn một chút so với tôi mong đợi vì vậy tôi quyết định tạo ra thiết kế đơn giản hơn của riêng mình. Tôi đã có thể tìm ra mô hình cho hiệu ứng nến bằng cách phân tích mô hình trên máy hiện sóng. Một số ảnh chụp màn hình của một phần của mẫu này được thêm vào. Một tín hiệu thấp có nghĩa là đèn led đã bật.

Như đã nói, thiết kế của tôi trở nên đơn giản hơn thiết kế của Philips và nó làm được những gì cần làm. Tôi đã sử dụng lại vỏ, đèn led, công tắc nghiêng và cuộn dây từ đèn pha trà không còn hoạt động và tạo phiên bản của riêng tôi với PIC12F615 sử dụng ngôn ngữ lập trình JAL để điều khiển thiết bị.

Bước 1: Phân tích ánh sáng trà ban đầu

Trước khi có thể tạo ra bản sao, tôi cần tìm hiểu cách thức hoạt động của đèn pha trà ban đầu nhưng tôi chỉ có thể tìm ra một phần vì nó phức tạp hơn tôi nghĩ ban đầu.

Các phép đo cho thấy những điều sau:

• Mô hình nến là giả ngẫu nhiên vì nó được lặp lại sau một thời gian trong đó chỉ có đèn LED trên cùng của hai đèn LED thay đổi độ sáng. Đèn led phía dưới sáng liên tục. Xem video về cách hoạt động của điều này
• Đèn pha trà sử dụng hai đèn led có độ sáng cao sử dụng dòng điện khoảng 7 mA trên mỗi đèn led
• Thiết bị tự tắt khi điện áp pin giảm xuống dưới 2,1 Vôn
• Tùy thuộc vào thiết kế (xem video ở bước cuối cùng của Hướng dẫn này), pin NiMH được sạc với dòng điện thay đổi từ 11 mA đến 37 mA

Bước 2: Thiết kế bản sao

Trong sơ đồ, bạn thấy cách tôi thiết kế bản sao. Các phần sau có thể được phân biệt:

• Cầu chỉnh lưu sử dụng bốn điốt 1N5818 Schottky. Lý do sử dụng loại điốt này là do điện áp thấp. Cầu này chuyển đổi điện áp xoay chiều từ cuộn dây thành điện áp một chiều cho thiết bị.
• Tụ C1. Nó có vẻ không quan trọng nhưng tụ điện này mang lại cho cuộn dây sạc cộng hưởng dẫn đến một sự thay đổi điện áp cao. Nếu không có tụ điện này, cuộn dây sẽ không tạo đủ điện cho thiết bị. Trong hai ảnh chụp màn hình từ máy hiện sóng, bạn thấy điện áp đầu ra của cuộn dây khi nó được đặt trong bộ sạc không có (đỉnh đơn) và có (tín hiệu hình sin) tụ điện.
• Diode Zener D5 với giá trị 5V1 có vẻ hơi lạ trong thiết kế de này vì điện áp cung cấp không cao hơn khoảng 2,5 V do sử dụng hai pin NiMH. Tuy nhiên, nếu các pin này sắp hết tuổi thọ, điện áp của chúng tăng lên và các đỉnh điện áp từ cuộn dây sạc sẽ trở nên cao hơn điện áp tối đa mà PIC có thể xử lý - nếu là 5.5V - vì vậy Zener sẽ cắt các đỉnh này, bảo vệ PIC trong tình huống đó.
• Công tắc nghiêng được kết nối với chân ngắt của PIC. Điều này đảm bảo rằng PIC sẽ thức dậy sau khi nó bị tắt nguồn.
• PIC điều khiển hai led trực tiếp từ hai cổng của nó.

Trong thiết kế này, dòng điện sạc của pin là khoảng 17 mA khi được đặt trong bộ sạc không dây. Pin của máy có dung lượng 300 mAh. Loại pin này khi sạc đầy trong 14 giờ với cường độ dòng điện bằng 1/10 dung lượng nên trong trường hợp này là 30 mA. Điều này có nghĩa là thiết bị sẽ không bao giờ được sạc đầy trừ khi được sạc hai lần. Trong video về cách thay pin ở cuối Tài liệu hướng dẫn này, bạn cũng thấy rằng Philips sử dụng pin có thể sạc lại với dung lượng 160 mAh trong thiết kế mới nhất của họ.

Trong video các bạn có thể thấy hoạt động của đèn trà gốc và đèn nhái. Bạn có thấy cái nào là bản gốc và cái nào là bản sao không?

Bước 3: Các thành phần cần thiết và xây dựng bản sao

Bạn cần có các thành phần sau cho dự án này:

• Một miếng breadboard
• Bộ vi điều khiển PIC 12F615
• Ổ cắm IC 8 chân
• Điốt: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• Tụ gốm 2 * 100nF
• Điện trở: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• Đèn led sáng cao 2 * 3 mm (từ đèn trà cũ)
• Công tắc nghiêng (từ đèn pha trà cũ)
• Sạc cuộn dây từ đèn pha trà cũ
• Ngôi nhà từ một ngọn đèn trà cũ

Xem sơ đồ sơ đồ trong phần trước về cách kết nối các thành phần.

Vì thiết kế không sử dụng bất kỳ thành phần SMD nào nên nó cần nhiều không gian hơn so với phiên bản gốc. Do đó, breadboard đã được cắt theo cách để nó có nhiều không gian hơn ở các bên. Điều này chỉ hiệu quả nếu bạn có một bữa trà nhẹ. Ngoài ra còn có phiên bản nhỏ hơn (xem video ở bước cuối cùng của Hướng dẫn này) nhưng thiết kế sẽ không phù hợp trừ khi bạn xây dựng nó bằng các thành phần SMD.

Trong hình ảnh, bạn thấy thiết bị được xây dựng như thế nào. Lưu ý rằng led trên cùng được gắn vào mặt hàn của breadboard để có thể đặt nó lên trên led khác.

Bước 4: Phần mềm

Như đã đề cập, phần mềm được viết cho PIC12F615 bằng ngôn ngữ lập trình JAL.

Ban đầu PIC sẽ ở chế độ ngủ khi được bật nguồn lần đầu tiên, hầu như không tiêu thụ bất kỳ năng lượng nào ở trạng thái đó.

Phần mềm thực hiện các tác vụ sau:

• Khi thiết bị bị lật ngược, công tắc nghiêng sẽ tiếp xúc với mặt đất, điều này sẽ đánh thức PIC khỏi chế độ ngủ.
• Sau khi đánh thức, đèn led phía dưới sẽ được bật và đèn led phía trên sẽ sử dụng hình nến Philips nhân bản để thay đổi độ sáng của đèn led.
• Trong quá trình hoạt động, PIC sẽ đo điện áp cung cấp bằng Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số (ADC) trên bo mạch của nó. Khi điện áp này giảm xuống dưới 2.1V, nó sẽ tắt đèn led và đặt PIC ở chế độ nghỉ. PIC vẫn có thể hoạt động tốt ở 2,1 V nhưng không tốt cho việc pin sạc bị cạn kiệt hoàn toàn.

Có một sự khác biệt về cách thức hoạt động của đèn pha trà nguyên bản so với đèn sao chép. Khi điện áp của pin giảm xuống dưới 2,1 V, đèn trà ban đầu sẽ không khởi động cho đến khi thiết bị được sạc lại, vì vậy có vẻ như nó sẽ đo điện áp nguồn khi bật nguồn. Tuy nhiên, bản sao sẽ đo điện áp cung cấp sau khi nó hoạt động. Điều này có nghĩa là khi điện áp cung cấp dưới 2,1 V, đèn led sẽ hoạt động trong một thời gian ngắn sau đó thiết bị sẽ chuyển sang chế độ ngủ trở lại.

Có một điểm còn lại mà tôi đã không tìm ra. Khi pin bị hỏng, đèn trà ban đầu sẽ không còn bật ngay cả khi điện áp cung cấp của pin đã đủ (lý do cho những suy nghĩ không tốt ban đầu của tôi về thiết bị, nhớ không?). Có thể nó nhớ rằng pin đã bị hỏng do đo điện áp pin cao. Trong bản sao, điều này không được thực hiện. Ngay cả khi pin bị hỏng và điện áp cung cấp cao - được bảo vệ bởi diode Zener - thiết bị sẽ hoạt động nhưng do pin kém nên thời gian hoạt động sẽ ngắn hơn.

Tệp nguồn JAL và tệp Intel Hex để lập trình PIC được đính kèm. Nếu bạn quan tâm đến việc sử dụng vi điều khiển PIC với JAL - một ngôn ngữ lập trình giống Pascal - hãy truy cập trang web JAL.

Bước 5: Thay thế pin có thể sạc lại

Nếu bạn không muốn dựng máy nhái mà chỉ muốn thay pin thì hãy xem video này. Nó cũng cho thấy thiết kế đèn pha trà ban đầu đã được đơn giản hóa như thế nào dẫn đến không may là một sản phẩm có thời gian sử dụng ngắn hơn.

Như đã đề cập trước đó, thiết kế đơn giản mới nhất dường như có một vấn đề khác vì những chiếc đèn uống trà này rất khó tắt. Ban đầu tôi nghĩ đó là do một công tắc nghiêng không tốt nhưng sau khi sử dụng lại công tắc này trong bản sao thì tất cả đều hoạt động tốt. Vì vậy, nhân bản có thể là một lựa chọn tốt.

Hãy vui vẻ xây dựng dự án của riêng bạn và mong đợi phản ứng của bạn.