ไดร์เวอร์ LED Moon-Sphere 3D พร้อมเครื่องชาร์จและวงจรหรี่ไฟ

ในโพสต์นี้เราเรียนรู้วิธีสร้างไดร์เวอร์ LED แบบโฮมเมดพร้อมไฟหรี่และวงจรเครื่องชาร์จสำหรับส่องดวงจันทร์ 3 มิติจากแหล่ง USB 5V

นายจอห์นสวีเดนขอแนวคิดนี้

วัตถุประสงค์และข้อกำหนดของวงจร

1. ฉันเป็นผู้เยี่ยมชมเว็บไซต์ของคุณมาหลายปีแล้วและสงสัยว่าฉันจะขอคำแนะนำจากคุณได้ไหม
2. เพื่อนของฉันในอเมริกามีหลานชายอายุเกือบ 2 ขวบที่รักดวงจันทร์! ฉันหวังว่ามันจะส่องแสงในชีวิตของเขาเหมือนที่มีอยู่ในตัวฉัน ฉันแก่กว่าเขาเล็กน้อย (75) และเพิ่งเริ่มสำรวจการพิมพ์ 3 มิติบนเครื่องพิมพ์ Ultimaker 2+
3. ฉันต้องการพิมพ์ทรงกลมดวงจันทร์ 3 มิติให้เขา โคมไฟข้างเตียง อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ถึง 15 ซม. มันจะกลวงและจะใช้แบบจำลองที่นาซาสร้างขึ้นโดยมีการแสดงความละเอียดสูงของดวงจันทร์พร้อมหลุมอุกกาบาตและพื้นผิวของมัน
4. เส้นใย PLA (กรดโพลิแล็กติก) สีขาวที่ฉันจะใช้นั้นโปร่งแสงและจะช่วยให้ไฟ LED ขนาดเล็กส่องสว่างจากด้านใน
5. ไฟที่ฉันหวังว่าจะใช้คือโมดูล PCB ที่ใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ขนาดเล็กที่ผลิตในมาเลเซีย แต่ไม่ได้ผลิตแล้ว โมดูลนี้เลื่อนเข้าไปในรูที่ด้านล่างของดวงจันทร์และสิ่งของทั้งหมดก็ตั้งอยู่บนฐาน
6. โมดูลของมาเลเซียอธิบายว่า:
   แผงวงจรสัมผัส Micromake 3D Moon light 200 mAh สีเหลืองคู่สีลดแสงไม่สิ้นสุด
7. ตัวอย่างจาก AliExpress อธิบายว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้ Lipo 240mAh, 0.5 วัตต์, USB DC 5v, เวลาในการชาร์จ 6 - 8 ชั่วโมง, สวิตช์สัมผัสแบบปรับขั้นตอนและเปิด / ปิด
8. คุณรู้จักวงจร DIY หรือโมดูลในห้องสมุดของคุณที่อาจเหมาะสำหรับโครงการนี้หรือไม่?
9. ฉันขอขอบคุณอย่างยิ่งที่คุณช่วย Swagatam!

การออกแบบ DC LED Driver

ตามคำขอสำหรับการส่องสว่างดวงจันทร์ 3 มิติด้วยความรู้สึกที่เป็นธรรมชาติเราจะต้องใช้ไฟ LED สองสี, วงจรขับ LED 5V, กระแสไฟที่ควบคุม เครื่องชาร์จ Li-Ion สวิตช์แบบสัมผัสและเซลล์ Li-ion

ฉันได้เลือกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับพารามิเตอร์ทั้งหมดสำหรับการออกแบบในปัจจุบันอย่างไรก็ตามสำหรับสเปคที่ต่ำกว่าวัสดุสามารถปรับขนาดให้เหมาะสมตามความต้องการของผู้ใช้

ข้อกำหนด LED:

1. สองสี, วอร์มไวท์, น้ำเงินเย็น
2. 3.3V
3. กระแส 0.9 แอมป์
4. 3 วัตต์ SMD

รายละเอียดแบตเตอรี่:

แบตเตอรี่สามารถเป็น Li-ion หรือ Lipo Cell มาตรฐานที่ 3.7V, 3000mAh

แผนผังวงจร:

การทำงานของวงจร

อ้างถึงไดร์เวอร์ LED ดวงจันทร์ 3 D แบบสัมผัสที่แสดงด้านบนพร้อมวงจรหรี่ไฟของเครื่องชาร์จอินพุตแหล่งจ่ายจะได้รับจากแหล่ง 5V เช่น USB ซึ่งสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นอินพุตแรงดันไฟฟ้าคงที่

TIP122 พร้อมกับ Ry และตัวต้านทานที่เกี่ยวข้องค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าจะสร้างวงจรเครื่องชาร์จที่ควบคุมกระแสอย่างง่ายสำหรับ Li-Ion ที่ต่ออยู่ ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าจะถูกปรับเพื่อแก้ไขประมาณ 4V ในขั้วเซลล์ Li-ion

Ry ถูกคำนวณอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ไม่เกินอัตรา 0.5C ซึ่งอาจอยู่ที่ประมาณ 1.5 แอมป์สำหรับแบตเตอรี่ 3000mAH ที่เสนอ TIP122 นี้ต้องติดตั้งบนฮีทซิงค์ที่เหมาะสม

อาจคำนวณได้ดังนี้:

R = V / ฉัน = (5 - 4) / 1.5 = 1 / 1.5 = 0.66 โอห์ม,

วัตต์ = 1 x 1.5 = 1.5 วัตต์หรือ 2 วัตต์

ขั้นตอน DC เป็น DC UPS:

ในขั้นตอนที่อยู่ติดกันเราจะเห็นไดโอด 1N5408 สองสามตัวในตำแหน่งสำหรับสร้างไฟล์ DC เป็น DC UPS คุณลักษณะนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่า LED ภายในดวงจันทร์ 3 มิติยังคงส่องสว่างโดยไม่มีการหยุดชะงักแม้ในขณะที่ถอดแหล่งจ่ายไฟ 5V USB หรือในระหว่างที่ไฟฟ้าดับด้วยความช่วยเหลือของการสำรองข้อมูลอัตโนมัติจากเซลล์ Li-ion

ขั้นตอนการหรี่ไฟ LED แบบสัมผัส:

ขั้นตอนต่อไปซึ่งสร้างขึ้นรอบ IC 4017 เป็นวงจรหรี่ไฟ LED แบบธรรมดา ฟังก์ชัน pinout ของ IC 4017 สามารถเรียนรู้ได้ด้วยประเด็นต่อไปนี้:

พิน # 3 ซึ่งเป็นพินสตาร์ทของ IC และควรจะเปิดใช้งานระหว่างการเปิดสวิตช์เปิดเครื่องเชื่อมต่อกับพินแคโทด LED ตัวใดตัวหนึ่งผ่านขั้นตอนไดรเวอร์ TIP122 และตัวต้านทาน จำกัด กระแส Ry

สมมติว่าพิน LED นี้เชื่อมโยงกับ สีเหลืองอบอุ่น ส่วนของ LED และจะรับผิดชอบในการสร้างเอฟเฟกต์โทนสีเหลืองนวลบนการส่องสว่างของดวงจันทร์แบบ 3 มิติ

พินถัดไปของ IC 4017 คือพิน # 2,4,7,10 ทั้งหมดควรจะรวมขั้นตอน TIP122 ที่เหมือนกันโดยมีค่า Ry ที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อและเชื่อมโยงกับพินสีเหลืองอบอุ่นของ LED

รายละเอียดพินเอาต์ไม่แสดงในแผนภาพเนื่องจากไม่มีที่ว่างและเนื่องจากมันเหมือนกับสเตจ TIP122 ที่แนบมาพร้อมกับพิน # 3 ของ IC และจำเป็นต้องจำลอง ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือค่าของ Ry ซึ่งต้องเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสมผ่านการคำนวณ

นี่หมายความว่าเมื่อพินเหล่านี้สลับตามลำดับจะเปิดใช้งานไฟล์ การลดแสงตามลำดับ บนความสว่างของดวงจันทร์ 3 มิติ LED สำหรับส่วนสีเหลืองอบอุ่นปิด LED

ในพินแฟชั่นที่คล้ายกันทุกประการซึ่งเริ่มต้นถัดจากพิน # 10 สามารถมองเห็นได้เชื่อมโยงกับพินแคโทดอื่น ๆ ของ LED ผ่านสเตจไดรเวอร์ TIP122 ที่เหมือนกันและตัวต้านทาน จำกัด กระแส Ry 'LED สีน้ำเงินเย็น' ควรจะสว่างขึ้นที่พินนี้เมื่อการสลับตามลำดับเปิดใช้งานพินนี้ของ IC

พินที่ตามมาของ IC ต่อไปนี้ควรมีขั้นตอน TIP122 เหมือนกันสำหรับด้าน LED สีฟ้าเย็นตามที่อธิบายไว้ข้างต้นพร้อมกับการเพิ่มค่า Ry โดยเชื่อมต่อกับพินสีน้ำเงินเย็นของ LED

เมื่อหมุดที่สลับตามลำดับ # 1 จะทำให้ดวงจันทร์ 3 มิติสว่างขึ้นพร้อมกับเอฟเฟกต์แสงสีฟ้าเย็นตาและหมุดถัดไปถัดไปสามารถสลับตามลำดับเพื่อลดแสงสีน้ำเงินเย็นนี้ไปยังระดับที่ต่ำกว่าที่ต้องการ

ทันทีที่ลำดับไปถึงพินสุดท้ายของ IC 4017 ซึ่งเป็นพิน # 10 ลำดับได้รับการออกแบบให้พลิกกลับไปที่พิน # 3 และทำให้ไฟ LED สีเหลืองนวลสว่างขึ้น ด้วยวิธีนี้ดวงจันทร์ 3 มิติสามารถส่องสว่างเป็นสองสีพร้อมเอฟเฟกต์การลดแสงตามลำดับ

สวิตช์หรี่ไฟ LED

BC557 สองตัวที่ต่อกับพิน # 14 ของ IC 4017 ใช้สำหรับสร้างสัญญาณลอจิกสำหรับ IC 4017 ผ่านการสัมผัสนิ้วที่ฐานของคู่ BJT การสัมผัสแต่ละครั้งจะส่งผลให้เกิดการเลื่อนตามลำดับเดียวทั่วพินของ IC จากพิน # 3 เป็นพิน # 10 และกลับไปที่พิน # 3 สำหรับการทำซ้ำ

การคำนวณตัวต้านทานการลดแสง Ry

ร ตัวต้านทาน จำกัด กระแสและตัวต้านทานหรี่สำหรับส่วนสีเหลืองและสีน้ำเงินของ LED อาจคำนวณได้ด้วยความช่วยเหลือของสูตรต่อไปนี้:

Ry = 4 - 3.3 / กระแสไฟ LED

ต่อไปนี้เป็นแหล่งจ่ายอินพุตของ LED 3.3 คือแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน LED และกระแสไฟ LED คือแอมป์ซึ่งมีหน้าที่ในการใช้เอฟเฟกต์การลดแสงในส่วนที่เกี่ยวข้องของ LED สองสี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณค่าปัจจุบันนี้อย่างเหมาะสมเพื่อเปิดใช้งานกระแสไฟฟ้าที่ลดลงตามลำดับในขั้นตอนไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้องกับพินที่เกี่ยวข้องของ IC 4017 การเลือกกระแสไฟต่ำจะส่งผลให้ตัวต้านทานที่มีค่าสูงขึ้นทำให้เกิดเอฟเฟกต์การหรี่แสงที่สูงขึ้นในการส่องสว่างของดวงจันทร์ 3 D

นี่เป็นการสรุปการสร้างวงจรขับ LED ของดวงจันทร์ 3D ที่นำเสนอพร้อมเอฟเฟกต์การลดแสงตามลำดับหากคุณมีข้อสงสัยใด ๆ คุณสามารถแสดงความคิดเห็นผ่านความคิดเห็นได้ ...

การกำหนดค่าเวทีทรานซิสเตอร์

แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าต้องทำซ้ำขั้นตอน TIP122 สำหรับเอาต์พุต 10 ทั้งหมดของ IC 4017: