Dupin - แหล่งกำเนิดแสงความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่นแบบพกพาราคาประหยัดพิเศษ: 11 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

แหล่งกำเนิดแสงแบบพกพานี้ตั้งชื่อตามออกุสต์ ดูแปง ซึ่งถือเป็นนักสืบสวมบทบาทคนแรก โดยไม่ใช้ที่ชาร์จโทรศัพท์ USB 5V หรือชุดไฟ คลิปหัว LED แต่ละอันติดแม่เหล็ก ด้วยการใช้ไฟ LED แบบสตาร์ 3W ราคาประหยัด ซึ่งระบายความร้อนด้วยพัดลมขนาดเล็ก ทำให้ตัวเครื่องมีขนาดกะทัดรัด แต่มีความยาวคลื่นความเข้มสูงที่หลากหลาย แน่นอนว่ายังรองรับไฟ LED สีขาวสำหรับการส่องสว่างแบบเต็มสี

รูปภาพแสดงเอาต์พุตที่ 415nm, 460nm, 490nm, 525nm, 560nm และ 605nm

อย่างไรก็ตามไฟ LED ที่ใช้คือ 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm และ 740nm นอกจากนี้ ยังมีไฟ LED 'สีขาวในเวลากลางวัน' และ LED แบบเต็มสเปกตรัม PAR ซึ่งให้แสงสีชมพูโดยไม่มีส่วนประกอบสีเขียว ซึ่งมีไว้สำหรับการใช้งานด้านพืชสวนเป็นหลัก

ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายกระแสไฟคงที่ที่มีความแม่นยำแรงดันตกคร่อมต่ำ หน่วยนี้มีการตั้งค่าความสว่าง 100 ระดับผ่านตัวเข้ารหัสแบบหมุน และบันทึกการตั้งค่าความสว่างล่าสุดเมื่อปิดเครื่อง ดังนั้นจะกลับสู่การตั้งค่าความสว่างล่าสุดโดยอัตโนมัติเมื่อเปิดเครื่องอีกครั้ง

อุปกรณ์นี้ไม่ได้ใช้ PWM เพื่อจัดการความสว่าง ดังนั้นจึงไม่มีการสั่นไหว ซึ่งช่วยให้ใช้งานในสถานการณ์ที่คุณต้องการถ่ายภาพหรือวิดีโอโดยไม่มีสิ่งแปลกปลอม

แหล่งจ่ายกระแสคงที่มีแอมพลิฟายเออร์แบนด์วิดธ์กว้างและสเตจเอาต์พุต อนุญาตให้มอดูเลตเชิงเส้นหรือพัลส์สูงถึงหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์ หรือแม้แต่มอดูเลตพัลส์สูงถึงเกือบหนึ่งเมกะเฮิรตซ์ สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการวัดการเรืองแสงหรือสำหรับการทดลองกับการสื่อสารข้อมูลด้วยแสงเป็นต้น

คุณยังสามารถใช้แหล่งจ่ายกระแสคงที่เพื่อขับเคลื่อน LED หลายดวงได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น การใช้แหล่งจ่ายไฟ 24V คุณสามารถขับ LED สีแดง 10 ดวงโดยมีแรงดันไฟฟ้าตก 2.2V ต่อ LED

โปรดทราบว่าคุณยังคงจ่ายไฟให้กับวงจรควบคุมหลักด้วย 5V ในสถานการณ์นี้ แต่ให้เชื่อมต่อตัวเก็บประจุของทรานซิสเตอร์กำลังกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูขั้นตอนสุดท้ายในคำแนะนำนี้

การประยุกต์ใช้งาน ได้แก่ นิติเวช กล้องจุลทรรศน์ การตรวจสอบเอกสาร การรวบรวมแสตมป์ กีฏวิทยา การเรืองแสงของแร่ UV, IR และการถ่ายภาพด้วยภาพ, การวัดสีและการวาดภาพด้วยแสง

เสบียง

ในเกือบทุกกรณี ซัพพลายเออร์เหล่านี้คือซัพพลายเออร์ที่ฉันใช้จริง นอกเหนือจากผู้ขายคี่ที่ไม่ได้สต็อกสินค้านั้นอีกต่อไปหรือไม่อยู่ใน eBay/Amazon อีกต่อไป

รายการนี้ครอบคลุมรายการส่วนใหญ่ที่คุณต้องการ ยกเว้นสายไฟ ปลั๊กไฟตัวผู้ 2.5 มม. และสกรูของเครื่อง

ฮีทซิงค์ 20 มม. สำหรับ LEDs

www.ebay.co.uk/itm/Aluminium-Heatsink-for-…

ไฟ LED 3W ส่วนใหญ่จัดทำโดย

futureeden.co.uk/

FutureEden ยังจัดหาเลนส์ LED ซึ่งมีให้เลือกหลายมุม เช่น 15, 45 และ 90 องศา ฉันใช้เลนส์ 15 องศาในต้นแบบ

560nm และ 570nm LEDs

www.ebay.co.uk/itm/10pcs-3W-3-Watt-Green-5…

490nm LEDS

www.ebay.co.uk/itm/New-10pcs-3W-Cyan-490nm…

ไฟ LED 365nm

www.ebay.co.uk/itm/3W-365nm-UV-LED-ultravi…

D44H11 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์

www.ebay.co.uk/itm/10-x-Fairchild-Semicond…

หมุดชั้นวางของ 5 มม.

www.amazon.co.uk/gp/product/B06XFP1ZGK/ref…

พัดลมและฮีทซิงค์

www.amazon.co.uk/gp/product/B07J5C16B9/ref…

PCBs

www.amazon.co.uk/gp/product/B01M7R5YIB/ref…

ขั้วต่อแม่เหล็ก

www.ebay.co.uk/itm/Pair-of-Magnetic-Electr…

เต้ารับไฟฟ้าตัวเมีย 2.5 มม.

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

BAT43 Schottky ไดโอด

www.ebay.co.uk/itm/10-x-BAT43-Small-Signal…

ชุดทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็ก (รวม BC327/337 ที่ใช้ในโครงการนี้)

www.ebay.co.uk/itm/200PCS-10-Value-PNP-NPN…

เครื่องเข้ารหัสแบบหมุน (ผู้ขายที่ฉันใช้ไม่ได้อยู่บน eBay แล้ว แต่เป็นเครื่องเดียวกัน)

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Encoder-5-pin-To…

X9C104P (นี่คือจากผู้ขายรายอื่น)

www.ebay.co.uk/itm/X9C104P-DIP-8-Integrate…

TLV2770

www.mouser.co.uk/ProductDetail/texas-instr…

จอภาพปัจจุบัน USB (อุปกรณ์เสริม)

www.amazon.co.uk/gp/product/B01AW1MBNU/ref…

ขั้นตอนที่ 1: การประกอบเคส

ตัวเครื่องหลักและหัว LED เป็นแบบ 3 มิติ แผ่นรองหลังแบบแบนขนาดเล็กติดอยู่ที่ด้านหลังของเคสเพื่อรองรับตัวเข้ารหัส จ่ายไฟผ่านเต้ารับมาตรฐาน 2.5 มม. สาย USB มาตรฐานถูกตัดขึ้นเพื่อทำเป็นสายไฟ

รายการทั้งหมดพิมพ์ด้วย PLA พร้อม infill 100% และความสูงของชั้น 0.2 มม. ไฟล์ STL รวมอยู่ในไฟล์แนบ

พิมพ์ส่วนประกอบเคสในแนวตั้งโดยให้ด้านหลังของเคสอยู่บนแผ่นฐาน ไม่จำเป็นต้องมีการสนับสนุน

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบหัว LED

ชุดประกอบหัว LED แต่ละชุดประกอบด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติสองชิ้น ส่วนประกอบส่วนหัวด้านบนและแผ่นยึดด้านหลัง พิมพ์สิ่งเหล่านี้ใน PLA ที่ infill 100% และความสูงของชั้น 0.2 มม. ไม่จำเป็นต้องมีการสนับสนุน ควรพิมพ์แผ่นยึดด้านหลังโดยให้พื้นผิวด้านหลังเรียบสัมผัสกับแผ่นฐาน

โปรดทราบว่ารูปภาพ stl ที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้มีแผ่นรองด้านหลังออก 180 องศา - ด้านแบนคือพื้นผิวด้านนอกของแผ่นรองด้านหลังเมื่อคุณยึดเข้าด้วยกัน

การประกอบส่วนหัวแต่ละอันจะมีฮีทซิงค์ขนาด 20 มม. x 10 มม. พร้อมไฟ LED ที่ติดตั้งเข้ากับชุดประกอบด้านบน ภาพถ่ายแสดงวิธีการประกอบ เริ่มต้นด้วยการลอกกระดาษออกจากแผ่นกาวและติดไฟ LED โดยดูแลให้ฮีทซิงค์ LED อยู่ภายในโครงร่างฮีทซิงค์ 20 มม. อย่างเต็มที่

จากนั้นประสานสายไฟสองเส้นเข้ากับ LED จากนั้นดันฮีทซิงค์เข้าไปในชุดประกอบส่วนบนของหัว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าครีบของฮีทซิงค์อยู่ในแนวตามที่แสดงในรูปภาพ เพื่อเพิ่มการไหลเวียนของอากาศเพื่อการระบายความร้อนให้สูงสุด

เมื่อคุณติดตั้งฮีทซิงค์แล้ว ให้ดึงสายไฟเข้าไปแล้วตัดออกตามที่แสดงในรูปภาพ โดยเหลือลวดไว้ประมาณ 3/4 นิ้ว ปอกและปอกปลายสายไฟ

หัว LED เชื่อมต่อกับเคสด้วยหมุดสองตัวซึ่งทำจากหมุดชั้นวางเหล็กชุบนิกเกิล เหมาะสำหรับงานเนื่องจากมีหน้าแปลนที่ช่วยให้เราล็อคเข้าที่

ใช้ปลายหัวแร้งบัดกรีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่า ทำการดีบุกที่ด้านบนของหมุดแต่ละอัน จับหมุดในเครื่องรองหรืออุปกรณ์ปรับแต่งขนาดเล็กอย่างใดอย่างหนึ่งตามที่แสดง ซึ่งสะดวกมากสำหรับทำสายเคเบิลเช่นกัน

จากนั้นติดสายไฟเข้ากับหมุด ตรวจดูให้แน่ใจว่าลวดชี้ขึ้นตรงดังที่แสดง ปล่อยให้เย็น

เมื่อหมุดเย็นลงแล้ว ให้ติดแผ่นยึดด้านหลังโดยใช้สกรูและน๊อตเครื่องจักรขนาด 12 มม. X M2 ขนาด 12 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจก่อนทำสิ่งนี้ว่ารูสำหรับยึดเพลทด้านหลังได้รับการทำความสะอาดด้วยสว่านเกลียวหรือรีมเมอร์เทเปอร์ หมุดเหล็กควรจะโยกเยกได้เล็กน้อย นี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าหน้าสัมผัสแม่เหล็กมีความน่าเชื่อถือ

หมายเหตุ: ฉันใช้สกรูและน็อตไนลอนสำหรับบางยูนิตแล้วจึงใช้สกรูสำหรับยูนิตอื่นๆ เหล็กกล้าอาจต้องใช้แหวนรองล็อค เช่นเดียวกับที่พวกเขามีแนวโน้มที่จะคลายเกลียวเมื่อเวลาผ่านไป สกรูไนลอนมักจะมีแรงเสียดทานมากกว่าและไม่มีปัญหานี้

อีกทางเลือกหนึ่งคือคลิปบนเลนส์กับ LED หากคุณต้องการปรับลำแสงซึ่งค่อนข้างกว้าง

ขั้นตอนที่ 3: PCB หลัก

แผงวงจรหลักสร้างโดยใช้บอร์ดเมทริกซ์ขนาด 30 x 70 มม. แผ่นไฟเบอร์กลาสคุณภาพสูงมีจำหน่ายทั่วไป โดยมีรูพรุนที่ผ่านการชุบด้วยเมทริกซ์ขนาด 0.1 นิ้ว

การเดินสายแบบจุดต่อจุดใช้สิ่งที่เรียกว่า 'ลวดดินสอ' ซึ่งเป็นลวดทองแดงเคลือบประมาณ 0.2 มม. ฉนวนจะหลอมเหลวด้วยปลายหัวแร้งธรรมดา

ตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่ถูกบัดกรีโดยตรงที่ส่วนท้ายของบอร์ด โปรดทราบว่าหมุดตัวเข้ารหัสถูกต่อเข้ากับด้านล่างของบอร์ด

ในขั้นตอนด้านล่าง คุณจะต้องสร้างแต่ละส่วนของวงจรทั้งหมดและทดสอบก่อนดำเนินการต่อ เพื่อให้แน่ใจว่าแผงวงจรสำเร็จรูปจะทำงานได้อย่างถูกต้อง

รูปถ่ายแสดงบอร์ดระหว่างการประกอบ สามารถมองเห็นเส้นดินสอที่ด้านหลัง เชื่อมต่อส่วนประกอบส่วนใหญ่ได้ ใช้ลวดที่หนากว่าในกรณีที่กระแสน้ำสูงเข้ามาเกี่ยวข้อง ตัวนำส่วนประกอบที่ถูกตัดออกบางส่วนจะใช้เพื่อสร้างรางจ่ายไฟและรางภาคพื้นดินที่ด้านบนและด้านล่างของบอร์ด

หมายเหตุ: พื้นที่แคบ ติดตั้งตัวต้านทานในแนวตั้งเพื่อประหยัดพื้นที่ เลย์เอาต์ที่นี่ 'พัฒนาขึ้น' เมื่อประกอบบอร์ด และฉันก็มองโลกในแง่ดีเล็กน้อยเกี่ยวกับพื้นที่ที่ต้องการ และควรติดตั้งตัวต้านทานทั้งหมดในแนวตั้งและไม่ใช่แนวนอนตามที่แสดง

การเชื่อมต่อทำโดยใช้ 'veropins' แต่คุณยังสามารถใช้ลูปของสายส่วนประกอบโดยที่ปลายจะกระจายอยู่ด้านล่าง อย่างไรก็ตามจะใช้เวลาสองรูต่อการเชื่อมต่อมากกว่าหนึ่งรูที่มีพิน

ขั้นตอนที่ 4: วงจรเข้ารหัส

ฉันได้ดึงวงจรออกมาเป็นแผนผังแยกกันหลายแบบ เพื่อให้คุณสามารถเห็นได้ชัดเจนว่าแต่ละส่วนทำอะไร คุณควรสร้างวงจรเป็นขั้นๆ ทดสอบว่าแต่ละส่วนทำงานอย่างถูกต้องก่อนที่จะเพิ่มส่วนถัดไป สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสิ่งทั้งหมดจะทำงานได้อย่างถูกต้องโดยไม่ต้องมีการแก้ไขปัญหาที่ยุ่งยากมากมาย

ก่อนที่ฉันจะเริ่มคำเกี่ยวกับการบัดกรี ฉันใช้ตะกั่วบัดกรีไม่ใช่ไร้สารตะกั่ว เนื่องจากบัดกรีไร้สารตะกั่วนั้นยากกว่ามากในสถานการณ์การบัดกรีด้วยมือ กระป๋องไม่ดีและโดยทั่วไปเป็นเพียงความเจ็บปวด สารตะกั่วบัดกรีค่อนข้างปลอดภัยและคุณจะไม่สัมผัสกับควันอันตรายใด ๆ ขณะใช้งาน เพียงใช้สามัญสำนึกและล้างมือให้สะอาดหลังการบัดกรีและก่อนรับประทานอาหาร ดื่มหรือสูบบุหรี่ Amazon ขายม้วนตะกั่วบัดกรีคุณภาพดี

อินเทอร์เฟซตัวเข้ารหัส

นี้ค่อนข้างง่าย ตัวเข้ารหัสมีสามพิน A, B และ C (ทั่วไป) อย่างที่คุณเห็น เรากราวด์พิน C และดึงพิน A และ B ขึ้นผ่านตัวต้านทาน 10K จากนั้นเราเพิ่มตัวเก็บประจุ 10nF ลงกราวด์เพื่อทำให้การตีกลับของหน้าสัมผัสราบรื่นขึ้น ซึ่งอาจทำให้การทำงานไม่แน่นอน

หมุด A และ B เชื่อมต่อกับหมุด INC และ U/D บน IC หม้อดิจิทัล (X9C104). เชื่อมต่อวงจรนี้และต่อสายไฟ X9C104 และพินกราวด์ด้วย เพิ่มตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนกำลัง 470uF และ 0.1uF ในเวลานี้ด้วย

ควรบัดกรีหมุดตัวเข้ารหัสที่ด้านล่างของแผงวงจร รูในแผ่นรองหลังจะอยู่ในแนวเดียวกับแกนเอ็นโค้ดเดอร์

ต่อสาย CS pin บน X9C104P ไปที่ +5V ชั่วคราว เราจะเชื่อมต่อสิ่งนี้กับส่วนอื่นของวงจรในภายหลัง

ตอนนี้เชื่อมต่อ 5V กับวงจรและใช้มิเตอร์ ตรวจสอบว่าความต้านทานระหว่างพิน H และ W บน X9C104P เปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นระหว่างเกือบ 0 โอห์มและ 100K โอห์มเมื่อคุณหมุนตัวเข้ารหัส

ขั้นตอนที่ 5: วงจรจ่ายไฟคงที่ในปัจจุบัน

เมื่อคุณมั่นใจว่าวงจรเอ็นโค้ดเดอร์ทำงาน ก็ถึงเวลาสร้างส่วนการจ่ายกระแสไฟคงที่ เชื่อมต่อพาวเวอร์ออปแอมป์และกราวด์ของออปแอมป์ TLV2770 จากนั้นต่อสายไฟตามที่แสดง โดยเชื่อมต่อกับพิน H, W และ L ของ X9C104P

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเชื่อมต่อตัวต้านทานกระแสไฟ 0.1 โอห์มโดยตรงกับพินกราวด์ของ TLV2770 จากนั้น 'ดาว' เชื่อมต่อส่วนประกอบที่ต่อลงกราวด์ที่เหลือเข้ากับจุดนี้ (แคโทด 1N4148, ตัวต้านทาน 10K, ตัวเก็บประจุ 0.1uF) จากนั้นเชื่อมต่อจุดกราวด์นี้กับรางกราวด์บนแผงวงจร สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าความต้านทานเล็กน้อยระหว่างรางกราวด์และตัวต้านทานการตรวจจับกระแสจะไม่ถูกมองเห็นโดย opamp ว่าเป็นแรงดันสัมผัสที่ผิดพลาด โปรดจำไว้ว่าที่ 750mA แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน 0.1 โอห์มจะอยู่ที่ 75mV เท่านั้น

เชื่อมต่อสาย SHDN กับ +5V ชั่วคราว เราจะเชื่อมต่อสิ่งนี้กับส่วนอื่นของวงจรในภายหลัง

พัดลมระบายความร้อนที่เราใช้มีไว้สำหรับ Raspberry Pi มาพร้อมชุดฮีทซิงค์แบบสะดวก ซึ่งหนึ่งในนั้นเราจะใช้สำหรับทรานซิสเตอร์กำลังหลัก

ทรานซิสเตอร์กำลัง D44H11 ควรติดตั้งที่มุมขวากับบอร์ด โดยติดกับฮีทซิงค์ที่ใหญ่ที่สุดที่มาพร้อมกับชุดพัดลม Raspberry Pi

ตัวต้านทาน 680K อาจต้องปรับเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสสูงสุดผ่าน LED ไม่เกิน 750mA

เชื่อมต่อ +5V อีกครั้งและไฟ LED แสดงการทำงานที่ติดตั้งบนฮีทซิงค์ ตรวจสอบว่าคุณสามารถเปลี่ยนกระแสไฟผ่าน LED ได้อย่างราบรื่นโดยหมุนตัวเข้ารหัส กระแสไฟต่ำสุดถูกเลือกให้อยู่ที่ประมาณ 30mA ซึ่งน่าจะเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าชุดจ่ายไฟของโทรศัพท์มือถือ 5V ส่วนใหญ่จะไม่ปิดโดยอัตโนมัติที่ความสว่างขั้นต่ำ

จอมอนิเตอร์กระแสไฟ USB ที่เป็นอุปกรณ์เสริมเป็นอุปกรณ์เสริมที่มีประโยชน์ที่นี่ แต่ถ้าคุณใช้งาน คุณจะต้องทำการต่อสายไฟก่อน ดังที่อธิบายในหัวข้อต่อไป

หมายเหตุ: ไฟ LED ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะร้อนมากเมื่อกระแสไฟสูง เนื่องจากเรายังไม่ได้ระบายความร้อนให้กับฮีทซิงค์ ดังนั้นให้ใช้เวลาทำงานค่อนข้างสั้น (สองสามนาที) ในระหว่างการทดสอบ

วิธีการทำงาน: แรงดันไฟที่ตัดผ่านตัวต้านทานที่ตรวจจับได้ในปัจจุบันจะเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง opamp ปรับเอาท์พุตเพื่อให้แน่ใจว่าอินพุททั้งสองมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ตัวเก็บประจุ 0.1uF บนโพเทนชิออมิเตอร์แบบดิจิตอลมีจุดประสงค์สองประการ มันกรองเสียงปั๊มชาร์จ 85KHz จากอุปกรณ์ X9C104 และช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสไฟที่ต้องการจะเป็นศูนย์เมื่อเปิดเครื่อง เมื่อ opamp และค่าป้อนกลับมีความเสถียรแล้ว แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันที่ต้องการ สิ่งนี้จะช่วยป้องกันกระแสไฟกระชากขณะเปิดเครื่องผ่านการโหลด

เลือกทรานซิสเตอร์ D44H11 เนื่องจากมีพิกัดกระแสไฟเพียงพอและมีอัตราขยายขั้นต่ำอย่างน้อย 60 ซึ่งดีสำหรับทรานซิสเตอร์กำลัง นอกจากนี้ยังมีความถี่ตัดสูงซึ่งอำนวยความสะดวกในการมอดูเลตแหล่งกระแสด้วยความเร็วสูงหากจำเป็น

ขั้นตอนที่ 6: วงจรการจัดการพลังงาน

วงจรการจัดการพลังงานจะเปลี่ยนสวิตช์กดการทำงานชั่วขณะบนตัวเข้ารหัสแบบหมุนเป็นสวิตช์เปิด/ปิด

ใช้ทรานซิสเตอร์ BC327 และ BC337 เนื่องจากมีเกนค่อนข้างสูงและกระแสสะสมสูงสุดที่ 800mA ซึ่งสะดวกสำหรับสวิตช์พัดลมที่พัดลมดึงกระแสไฟประมาณ 100mA ฉันซื้อชุดทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็กเบ็ดเตล็ดราคาถูกซึ่งมีอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากมาย โปรดทราบว่าในรุ่นต้นแบบ ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีส่วนต่อท้าย -40 ซึ่งระบุถึงเกนถังสูงสุด แม้ว่าฉันจะสงสัยในเรื่องนี้มาก และคุณควรได้รับอุปกรณ์ที่คล้ายกันหากคุณซื้อชุดอุปกรณ์เดียวกัน แต่ให้ระวังเรื่องนี้ไว้

พลังงานถูกควบคุมโดยการสลับพิน SHDN บน opamp TLV2770 เมื่อพิน SHDN ต่ำ opamp จะถูกปิดใช้งานและเมื่อสูง opamp จะทำงานตามปกติ

วงจรการจัดการพลังงานยังควบคุมสาย CS บนโพเทนชิออมิเตอร์ดิจิตอล X9C104 เมื่อปิดเครื่อง สาย CS จะสูงขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าการตั้งค่าปัจจุบันของหม้อถูกเขียนกลับไปที่หน่วยความจำแฟลชแบบไม่ลบเลือน

มันทำงานอย่างไร: เริ่มแรกทางแยกของตัวต้านทาน 100K และตัวเก็บประจุ 1uF อยู่ที่ +5V เมื่อกดสวิตช์ชั่วขณะ แรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุ 10nF ไปยังฐานของ Q1 ซึ่งจะเปิดขึ้น การทำเช่นนี้จะทำให้ตัวสะสมต่ำและทำให้ Q2 เปิดขึ้นเช่นกัน จากนั้นวงจรจะยึดผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ 270K เพื่อให้แน่ใจว่าทั้ง Q1 และ Q2 ยังคงเปิดอยู่และเอาต์พุต SHDN อยู่ในระดับสูง

ณ จุดนี้จุดเชื่อมต่อของตัวต้านทาน 100K และฝาปิด 1uF ถูกดึงให้ต่ำโดย Q1 เมื่อกดสวิตช์ชั่วขณะอีกครั้ง ฐานของ Q1 จะถูกดึงให้ต่ำลง แล้วปิดเครื่อง ตัวสะสมเพิ่มขึ้นเป็น +5V เมื่อปิด Q2 และเอาต์พุต SHDN ตอนนี้ลดต่ำลง ณ จุดนี้วงจรจะกลับสู่สถานะเริ่มต้น

ประกอบวงจรการจัดการพลังงานและเชื่อมต่อสวิตช์ชั่วขณะบนตัวเข้ารหัสเข้ากับวงจร ตรวจสอบว่า SHDN สลับทุกครั้งที่คุณกดสวิตช์ และเมื่อ SHDN ต่ำ CS จะสูงและกลับกัน

เชื่อมต่อพัดลมระบายความร้อนกับตัวสะสมของ Q3 และราง +5V ชั่วคราว (ซึ่งเป็นขั้วบวกจากพัดลม) และตรวจสอบว่าเมื่อ SHDN สูง พัดลมจะเปิดขึ้น

จากนั้นต่อวงจรการจัดการพลังงานเข้ากับแหล่งจ่ายไฟคงที่และเชื่อมต่อ CS กับโพเทนชิออมิเตอร์แบบดิจิตอล X9C104P โดยถอดสายดินชั่วคราวออก เชื่อมต่อ SHDN กับ TLV2770 และลบลิงก์ชั่วคราวไปยังพินนั้นด้วย

ตอนนี้คุณควรสามารถยืนยันได้ว่าวงจรเปิดขึ้นอย่างถูกต้องและเปิดและปิดเมื่อกดสวิตช์ตัวเข้ารหัส

ขั้นตอนที่ 7: วงจรป้องกันความผิดพลาด

เช่นเดียวกับอุปกรณ์จ่ายไฟกระแสตรงส่วนใหญ่ มีปัญหาหากโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อแล้วเชื่อมต่อใหม่ เมื่อโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ Q4 จะอิ่มตัวเมื่อ opamp พยายามขับกระแสผ่านโหลด เมื่อโหลดถูกเชื่อมต่อใหม่ เนื่องจาก Q4 เปิดเต็มที่ กระแสชั่วขณะสูงจึงสามารถไหลผ่านได้เป็นเวลาหลายไมโครวินาที แม้ว่าไฟ LED 3W เหล่านี้จะทนทานต่อสภาวะชั่วขณะ แต่ก็ยังเกินพิกัดของแผ่นข้อมูล (1A ต่อ 1 มิลลิวินาที) และหากโหลดเป็นเลเซอร์ไดโอดที่มีความละเอียดอ่อน ก็สามารถถูกทำลายได้ง่าย

วงจรป้องกันความผิดพลาดจะตรวจสอบกระแสฐานจนถึง Q4 เมื่อโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ สิ่งนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 30mA ทำให้แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน 27 โอห์มเพิ่มขึ้นเพียงพอที่จะเปิด Q5 และทำให้ Q6 เปิดขึ้นมาและตัวสะสมจะตกลงสู่พื้นเกือบ ไดโอด schottky (เลือกเพราะแรงดันไปข้างหน้า 0.4V น้อยกว่า 0.7V ที่จำเป็นในการเปิดทรานซิสเตอร์) จากนั้นดึงสาย FLT ให้ต่ำ ปิด Q1 และ Q2 และทำให้ปิดเครื่อง

สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าโหลดไม่สามารถเชื่อมต่อกับการเปิดเครื่องได้ หลีกเลี่ยงอันตรายชั่วคราวที่อาจสร้างความเสียหาย

ขั้นตอนที่ 8: การประกอบ

บัดกรีตัวต่อแม่เหล็กให้มีความยาวสั้นของลวดที่แข็งแรงพอสมควร (ยาวประมาณ 6 นิ้ว) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลวดจะพอดีกับรูในเคส

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูของเคสสะอาด - ใช้ดอกสว่านบิดเพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้ และใช้สว่านขนาดเล็กเพื่อให้แน่ใจว่ารูลวดที่ด้านหลังก็สะอาดเช่นกัน

ตอนนี้ใช้หัว LED หนีบข้อต่อเข้ากับหมุดหัวและใส่เข้าไปในเคส หัว LED ควรพอดีเมื่อคุณดูที่รูกุญแจ จะมีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างรูกุญแจและเคส เมื่อคุณมั่นใจว่าข้อต่อสวมถูกต้องแล้ว ให้วางอีพ็อกซี่หยดเล็กๆ ที่ด้านหลังของแต่ละอัน แล้วใส่หัว LED แล้ววางไว้ที่ใดที่หนึ่งให้พ้นทางในขณะที่กาวแข็งตัว ฉันต่อสายชุดประกอบหัว LED ของฉันเพื่อให้แผ่นหลังของส่วนประกอบส่วนหัวหันไปทางคุณและรูกุญแจชี้ขึ้น การเชื่อมต่อที่เป็นบวกจะอยู่ทางด้านขวาของคุณ

เมื่อกาวแข็งตัวแล้ว ให้ถอดหัวออกแล้วใส่พัดลม โดยให้มองเห็นฉลากได้ นั่นคือกระแสลมจะดันอากาศไปเหนือฮีทซิงค์ที่หัว ฉันใช้สกรูเครื่อง M2 X 19 มม. สองตัวและน็อตไขควงเพื่อยึดพัดลม มันค่อนข้างยุ่ง แต่เลื่อนเข้าจากด้านหลังเคส จากนั้นคุณจะสามารถจัดวางและยึดทุกอย่างเข้าที่

ตอนนี้คุณสามารถติดตั้งปลั๊กไฟขนาด 2.5 มม. และเชื่อมต่อสายไฟทั้งหมดเข้ากับ PCB ได้ โดยปล่อยให้หย่อนเพียงพอเพื่อให้คุณสามารถต่อสายได้ง่าย จากนั้นเลื่อนเข้าไปในเคสบนรางที่พิมพ์ลงในเคส

ชุดประกอบแผ่นด้านหลังถูกยึดด้วยสกรูเกลียวปล่อยขนาดเล็กสี่ตัว โปรดทราบว่าตำแหน่งเพลาเอ็นโค้ดเดอร์ไม่ได้อยู่ตรงกลางเพลต ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณหมุนจนรูสกรูเรียงกัน

ขั้นตอนที่ 9: สายไฟ USB

สายไฟทำมาจากสาย USB ราคาถูก ตัดสายเคเบิลให้ห่างจากปลั๊ก USB ขนาดใหญ่ประมาณ 1 นิ้วแล้วดึงออกสายไฟสีแดงและสีดำเป็นสายไฟและกราวด์ ต่อสายเคเบิลตัวเลข 8 ที่หนากว่าเข้ากับสิ่งเหล่านี้ โดยใช้ฮีตหดเพื่อหุ้มฉนวน จากนั้นให้บัดกรีปลั๊กไฟขนาดมาตรฐาน 2.5 มม. ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

เราตัดสาย USB ให้สั้นเพราะลีดบางเกินกว่าจะรับกระแสไฟได้และจะทำให้แรงดันไฟตกมากเกินไป

ขั้นตอนที่ 10: ตัวเลือกการปรับและข้อต่อไฟเบอร์

หากต้องการมอดูเลตแหล่งกระแส ให้ถอดตัวเก็บประจุ 0.1uF และพิน W ออกจากอินพุตที่ไม่กลับด้านบน opamp และเชื่อมต่ออินพุตนั้นกับกราวด์ผ่านตัวต้านทาน 68 โอห์ม จากนั้นเชื่อมต่อตัวต้านทาน 390 โอห์มกับอินพุตที่ไม่กลับด้าน ปลายอีกด้านของตัวต้านทานจะเป็นอินพุตการมอดูเลต โดย 5V ขับ LED ให้เป็นกระแสไฟเต็ม คุณสามารถใส่จัมเปอร์สองสามตัวเข้ากับบอร์ดเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนจากตัวเข้ารหัสไปเป็นการมอดูเลตภายนอก

คุณสามารถใช้ STL จากโครงการ Angstrom สำหรับตัวเชื่อมต่อไฟเบอร์ 3 มม. หากคุณต้องการเชื่อมต่อไฟ LED กับไฟเบอร์ เช่น สำหรับกล้องจุลทรรศน์ เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 11: เปิดไฟ LED หลายดวง

คุณสามารถใช้ไดรเวอร์กระแสคงที่เพื่อขับเคลื่อน LED หลายดวงได้ ไม่สามารถเชื่อมต่อ LED แบบขนานได้เนื่องจาก LED หนึ่งดวงจะใช้กระแสไฟส่วนใหญ่ ดังนั้นคุณจึงเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมแล้วเชื่อมต่อขั้วบวกของ LED ด้านบนกับแหล่งพลังงานที่เหมาะสม โดยปล่อยให้วงจรควบคุมหลักยังคงทำงานบน 5V

ในกรณีส่วนใหญ่ ง่ายกว่าเพียงแค่ใช้แหล่งจ่ายไฟแยกต่างหากสำหรับ LED และปล่อยให้อุปกรณ์อื่นๆ หมดในเครื่องชาร์จโทรศัพท์แบบมาตรฐาน

ในการคำนวณแรงดันไฟ ให้นำจำนวน LED และคูณด้วยแรงดันตกคร่อมสำหรับ LED แต่ละดวง จากนั้นให้ระยะขอบประมาณ 1.5V ตัวอย่างเช่น ไฟ LED 10 ดวงที่มีแรงดันไฟฟ้าตก 2.2V แต่ละตัวต้องการ 22V ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟ 24V จะทำงานได้ดี

คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งทรานซิสเตอร์กำลังไม่สูงเกินไป มิฉะนั้นจะร้อนเกินไป - ตามที่ออกแบบไว้ที่นี่จะลดระดับลงเกือบ 3V ในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด (ขับ LED อินฟราเรดด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ) ดังนั้นนี่คือ สูงสุดที่คุณควรตั้งเป้าไว้เว้นแต่คุณต้องการใช้ฮีทซิงค์ที่ใหญ่กว่า ในกรณีใด ๆ ฉันจะรักษาแรงดันไฟฟ้าให้น้อยกว่า 10V เพราะคุณเริ่มเข้าสู่ข้อ จำกัด ในปัจจุบันตามพื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัยของทรานซิสเตอร์

โปรดทราบว่าตัวปล่อยความยาวคลื่นที่สั้นกว่าจะมีแรงดันไปข้างหน้าสูงกว่า โดยไฟ LED 365nm จะลดลงเกือบ 4V การเชื่อมต่อ 10 รายการในซีรีส์จะทำให้ 40V ลดลงและแหล่งจ่ายไฟ 48V มาตรฐานจะต้องใช้ฮีทซิงค์ขนาดใหญ่บนทรานซิสเตอร์กำลัง หรือคุณสามารถใช้ไดโอด 1A หลายตัวเป็นอนุกรมกับ LED เพื่อลดแรงดันไฟเพิ่มเติมที่ 0.7V ต่อไดโอด เช่น 8 ให้ลด 5.6V แล้วเหลือเพียง 2.4V ทั่วทั้งทรานซิสเตอร์กำลัง

ฉันจะระวังการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่านี้ คุณเริ่มมีปัญหาด้านความปลอดภัยหากคุณสัมผัสกับแหล่งจ่ายไฟ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใส่ฟิวส์ที่เหมาะสมกับไฟ LED ตามลำดับ ตามที่ออกแบบไว้ที่นี่ แหล่งจ่ายไฟ 5V มีการจำกัดกระแสไฟที่ปลอดภัย และเราไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟนี้ แต่ในสถานการณ์นี้ เราต้องการการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรอย่างแน่นอน โปรดทราบว่าการลัดวงจร LED แบบนี้อาจส่งผลให้เกิดการล่มสลายของทรานซิสเตอร์กำลังอย่างน่าทึ่ง ดังนั้นควรระวัง! หากคุณต้องการจ่ายไฟให้ LED มากขึ้น คุณอาจต้องใช้ชุดแหล่งจ่ายกระแสไฟแบบคู่ขนาน คุณสามารถใช้ไดรเวอร์กระแสคงที่ได้หลายชุด (พร้อมกับวงจรป้องกันความผิดพลาดของตัวเอง) และใช้ตัวเข้ารหัส วงจรควบคุมกำลังไฟฟ้า และการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าร่วมกันร่วมกัน โดยแต่ละชุดจะมีทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าและไดรฟ์ เช่น ไฟ LED 10 ดวง. วงจรทั้งหมดสามารถขนานกันได้เนื่องจากตัวขับกระแสคงที่แต่ละตัวจัดการ LED หนึ่งสายในสถานการณ์นั้น