Tea Light Clone: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับเส้นทางที่นำไปสู่โครงการนี้และวิธีที่ฉันไปถึงผลลัพธ์ ดังนั้นจึงต้องอ่านอีกเล็กน้อย

ที่บ้านเรามีไฟชาอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างมาก ซึ่งเป็นของ Philips ที่สามารถชาร์จแบบไร้สายได้ ฉันได้ทำ Instructable ก่อนที่จะเกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้ โปรดดูที่ Tea Light Charge Monitorr

หลังจากผ่านไประยะหนึ่งไฟชาเหล่านี้ก็หยุดทำงานเนื่องจากแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เสีย มีสองตัวเลือกในการแก้ไขปัญหานี้:

1. ทิ้งไฟชาแล้วซื้อใหม่
2. คุณเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

ฉันลองตัวเลือกที่สอง วิดีโอในขั้นตอนสุดท้ายของคำแนะนำนี้แสดงให้เห็นว่าคุณสามารถทำเช่นนั้นได้อย่างไร วิดีโอดังกล่าวยังแสดงให้เห็นว่าฟิลิปส์ออกแบบไฟชาเหล่านี้ใหม่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาอย่างไร ทำให้ผลิตราคาถูกลง แต่น่าเสียดายที่อายุการใช้งานของไฟชาเหล่านั้นลดลง ถัดจากนั้น ฉันสังเกตเห็นว่าด้วยการออกแบบล่าสุดที่ถูกกว่านั้น เป็นการยากที่จะเปิดและปิดไฟชา มันใช้เป็นสวิตช์เอียงสำหรับสิ่งนั้น แต่ดูเหมือนว่าพวกเขาจะทำงานได้ไม่ดีเสมอไป

เมื่อฉันเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เป็นครั้งแรก ไฟชาไม่ทำงาน ฉันเริ่มคิดว่าไฟชาอาจช่วยรักษาเคาน์เตอร์เพื่อดูว่ามีการใช้บ่อยแค่ไหนและไม่เคยเปิดอีกเลย นั่นเป็นเหตุผลที่เริ่มต้นโครงการนี้เนื่องจากฉันต้องการไฟชาที่ใช้งานได้ตลอดไป แน่นอนว่าต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ครั้งแล้วครั้งเล่า

ฉันต้องยอมรับว่าความคิดแย่ๆ ของฉันนั้นผิด เมื่อคุณเปลี่ยนแบตเตอรี่ – แม้จะชาร์จแล้ว – คุณต้องใส่ไฟชาในเครื่องชาร์จในไม่ช้าเพื่อให้ทำงานได้อีกครั้ง ฉันไม่รู้ว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น แต่จำเป็นต้องทำเพื่อให้ไฟชาเริ่มต้นขึ้น

อย่างไรก็ตาม ฉันได้เริ่มทำไฟชาของตัวเองแล้ว ซึ่งจะมีลักษณะเหมือนกับไฟชาของฟิลิปส์ ฉันวิเคราะห์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และรูปแบบที่ฟิลิปส์ใช้เพื่อสร้างเอฟเฟกต์เทียนที่สวยงาม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดั้งเดิมนั้นซับซ้อนกว่าที่ฉันคาดไว้เล็กน้อย ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจออกแบบให้เรียบง่ายขึ้นเอง ฉันสามารถหารูปแบบของเอฟเฟกต์เทียนได้โดยการวิเคราะห์รูปแบบบนออสซิลโลสโคป มีการเพิ่มภาพหน้าจอบางส่วนของรูปแบบนี้ สัญญาณต่ำหมายความว่าไฟ LED เปิดอยู่

ตามที่กล่าวไว้ การออกแบบของฉันง่ายกว่าการออกแบบของ Philips และทำในสิ่งที่จำเป็นต้องทำ ฉันนำตัวเรือน ไฟ LED สวิตช์เอียง และขดลวดกลับมาใช้ใหม่จากไฟชาที่ไม่ทำงานอีกต่อไป และสร้างเวอร์ชันของฉันเองด้วย PIC12F615 โดยใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม JAL เพื่อควบคุมอุปกรณ์

ขั้นตอนที่ 1: วิเคราะห์แสงชาดั้งเดิม

ก่อนที่ร่างโคลนจะถูกสร้างขึ้นได้ ฉันต้องคิดก่อนว่าแสงชาแบบเดิมทำงานอย่างไร แต่ฉันคิดได้เพียงบางส่วนเท่านั้น เพราะมันซับซ้อนกว่าที่ฉันคิดไว้ในตอนแรก

การวัดเปิดเผยต่อไปนี้:

• รูปแบบแท่งเทียนเป็นแบบสุ่มหลอก เนื่องจากจะมีการทำซ้ำหลังจากนั้นครู่หนึ่ง โดยที่ไฟ LED ด้านบนของไฟ LED สองดวงเท่านั้นที่เปลี่ยนความสว่าง ไฟ LED ด้านล่างเปิดอย่างต่อเนื่อง ดูวิดีโอเกี่ยวกับวิธีการทำงานนี้
• ไฟชาใช้ไฟ LED ความสว่างสูง 2 ดวงโดยใช้กระแสไฟประมาณ 7 mA ต่อ LED
• อุปกรณ์จะปิดตัวเองเมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่า 2.1 โวลต์
• ขึ้นอยู่กับการออกแบบ (ดูวิดีโอในขั้นตอนสุดท้ายของคำแนะนำนี้) แบตเตอรี่ NiMH จะถูกชาร์จด้วยกระแสไฟตั้งแต่ 11 mA ถึง 37 mA

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบ Clone

ในแผนผังคุณจะเห็นว่าฉันออกแบบโคลนอย่างไร ส่วนต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้:

• สะพานเรียงกระแสโดยใช้ไดโอด 1N5818 Schottky สี่ตัว สาเหตุของการใช้ไดโอดประเภทนี้เป็นเพราะแรงดันไฟตกต่ำ สะพานนี้แปลงแรงดันไฟ AC จากคอยล์เป็นแรงดัน DC สำหรับอุปกรณ์
• ตัวเก็บประจุ C1 ดูเหมือนว่าจะไม่สำคัญ แต่ตัวเก็บประจุนี้นำขดลวดชาร์จมาสู่เสียงสะท้อนทำให้เกิดการแกว่งของไฟฟ้าแรงสูง หากไม่มีตัวเก็บประจุนี้ ขดลวดจะไม่สร้างพลังงานเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ ในภาพหน้าจอสองภาพจากออสซิลโลสโคป คุณจะเห็นแรงดันเอาต์พุตของคอยล์เมื่อวางไว้ในเครื่องชาร์จที่ไม่มี (ยอดเดียว) และตัวเก็บประจุ (สัญญาณไซนัส)
• Zener diode D5 ที่มีค่า 5V1 ดูแปลก ๆ เล็กน้อยในการออกแบบนี้เนื่องจากแรงดันไฟจ่ายไม่สูงกว่า 2.5 V เนื่องจากแบตเตอรี่ NiMH สองก้อน อย่างไรก็ตาม หากแบตเตอรี่เหล่านี้หมดอายุการใช้งาน แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น และยอดของแรงดันไฟฟ้าจากขดลวดชาร์จจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ PIC สามารถรับได้ ซึ่งถ้าเป็น 5.5V ดังนั้น Zener จะตัดยอดเหล่านี้ออกเพื่อป้องกัน PIC ในสถานการณ์นั้น
• สวิตช์เอียงเชื่อมต่อกับพินขัดจังหวะของ PIC สิ่งนี้รับประกันได้ว่า PIC จะตื่นขึ้นหลังจากที่ปิดเครื่องแล้ว
• PIC ควบคุมไฟ LED สองดวงโดยตรงจากสองพอร์ต

ในการออกแบบนี้ กระแสประจุของแบตเตอรี่จะอยู่ที่ประมาณ 17 mA เมื่อใส่ในเครื่องชาร์จไร้สาย แบตเตอรี่มีความจุ 300 mAh แบตเตอรี่ประเภทนี้จะชาร์จจนเต็มเมื่อชาร์จเป็นเวลา 14 ชั่วโมงด้วยกระแสไฟ 1/10 ของความจุ ดังนั้นในกรณีนี้คือ 30 mA ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์จะไม่มีวันชาร์จจนเต็มเว้นแต่จะชาร์จสองครั้ง ในวิดีโอเกี่ยวกับการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่ส่วนท้ายของคำแนะนำนี้ คุณยังเห็นด้วยว่า Philips ใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้ที่มีความจุ 160 mAh ในการออกแบบล่าสุด

ในวิดีโอ คุณสามารถดูการทำงานของชาไลท์ดั้งเดิมและโคลนได้ คุณเห็นว่าอันไหนเป็นต้นฉบับและอันไหนเป็นโคลน?

ขั้นตอนที่ 3: ส่วนประกอบที่จำเป็นและสร้างโคลน

คุณต้องมีองค์ประกอบต่อไปนี้สำหรับโครงการนี้:

• เขียงหั่นขนมชิ้นหนึ่ง
• ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC 12F615
• ซ็อกเก็ตไอซี 8 พิน
• ไดโอด: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF ตัวเก็บประจุเซรามิก
• ตัวต้านทาน: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• ไฟ LED สว่างสูง 2 * 3 มม. (จากไฟชาเก่า)
• สวิตช์เอียง (จากไฟชาเก่า)
• คอยล์ชาร์จจากไฟชาเก่า
• ที่อยู่อาศัยจากแสงชาเก่า

ดูแผนผังในส่วนก่อนหน้าเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อส่วนประกอบ

เนื่องจากการออกแบบไม่ได้ใช้ส่วนประกอบ SMD จึงต้องใช้พื้นที่มากกว่ารุ่นดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้เขียงหั่นขนมจึงถูกตัดเพื่อให้มีพื้นที่ด้านข้างมากขึ้น ใช้ได้เฉพาะเมื่อคุณมีไฟชาสูงเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่เล็กกว่า (ดูวิดีโอในขั้นตอนสุดท้ายของคำแนะนำนี้) แต่การออกแบบจะไม่พอดีเว้นแต่คุณจะสร้างด้วยส่วนประกอบ SMD

ในภาพคุณจะเห็นว่าอุปกรณ์ถูกสร้างขึ้นอย่างไร โปรดทราบว่าไฟ LED ด้านบนติดตั้งอยู่ที่ด้านประสานของเขียงหั่นขนมเพื่อให้สามารถวางบนไฟ LED อื่นได้

ขั้นตอนที่ 4: ซอฟต์แวร์

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ซอฟต์แวร์นี้เขียนขึ้นสำหรับ PIC12F615 โดยใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม JAL

ในขั้นต้น PIC จะอยู่ในโหมดสลีปเมื่อเปิดเครื่องเป็นครั้งแรก แทบไม่กินไฟในสถานะนั้นเลย

ซอฟต์แวร์ทำงานดังต่อไปนี้:

• เมื่อพลิกอุปกรณ์กลับหัว สวิตช์เอียงจะทำการติดต่อกับกราวด์ซึ่งจะทำให้ PIC ตื่นจากโหมดสลีป
• เมื่อเปิดแล้ว ไฟ LED ด้านล่างจะเปิดขึ้น และไฟ LED ด้านบนจะใช้รูปแบบเทียน Philips ที่ลอกแบบมาเพื่อเปลี่ยนความสว่างของไฟ LED
• ระหว่างการทำงาน PIC จะวัดแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC) ออนบอร์ด เมื่อแรงดันไฟฟ้านี้ลดลงต่ำกว่า 2.1V ไฟ LED จะปิดและทำให้ PIC อยู่ในโหมดสลีป PIC ยังคงทำงานได้ดีที่ 2.1 V แต่ไม่ดีสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้จนหมด

มีความแตกต่างในลักษณะของแสงชาดั้งเดิมเมื่อเปรียบเทียบกับโคลน เมื่อแรงดันไฟของแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่า 2.1 V ไฟชาดั้งเดิมจะไม่เริ่มทำงานจนกว่าอุปกรณ์จะถูกชาร์จอีกครั้ง ดูเหมือนว่าจะวัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเมื่อเปิดเครื่อง อย่างไรก็ตาม โคลนจะวัดแรงดันไฟฟ้าหลังจากที่เปิดใช้งาน ซึ่งหมายความว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 2.1 V ไฟ LED จะทำงานในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากที่อุปกรณ์เข้าสู่โหมดสลีปอีกครั้ง

มีจุดหนึ่งที่เหลือที่ฉันคิดไม่ออก เมื่อแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ ไฟชาแบบเดิมจะไม่เปิดขึ้นอีกต่อไปแม้ว่าแรงดันไฟของแบตเตอรี่จะเพียงพอ (เหตุผลที่ฉันคิดไม่ดีเกี่ยวกับอุปกรณ์ในตอนแรก จำได้ไหม) บางทีมันอาจจำได้ว่าแบตเตอรี่เสียโดยการวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่สูง ในโคลนนี้ไม่ได้ทำ แม้ว่าแบตเตอรี่จะหมดและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายสูง - ป้องกันโดยซีเนอร์ไดโอด - อุปกรณ์จะทำงาน แต่เนื่องจากแบตเตอรี่ไม่ดี เวลาในการทำงานจะสั้นลง

มีการแนบไฟล์ต้นฉบับ JAL และไฟล์ Intel Hex สำหรับการเขียนโปรแกรม PIC หากคุณสนใจที่จะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC กับ JAL ซึ่งเป็นภาษาปาสกาลที่เหมือนกับภาษาการเขียนโปรแกรม ให้ไปที่เว็บไซต์ JAL

ขั้นตอนที่ 5: การเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

หากคุณไม่ต้องการสร้างโคลนแต่ต้องการเปลี่ยนแบตเตอรี่เท่านั้น โปรดดูวิดีโอนี้ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าการออกแบบไฟชาแบบดั้งเดิมมีความเรียบง่ายอย่างไร ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีอายุการใช้งานสั้นลง

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การออกแบบที่เรียบง่ายล่าสุดดูเหมือนจะมีปัญหาอีกประการหนึ่งเนื่องจากไฟชาเหล่านี้ยากที่จะปิดได้ ตอนแรกฉันคิดว่าเป็นเพราะสวิตช์เอียงที่ไม่ดี แต่เมื่อนำสวิตช์นี้กลับมาใช้ใหม่ในการโคลน ทุกอย่างก็ใช้ได้ดี ดังนั้นการโคลนนิ่งอาจเป็นตัวเลือกที่ดี

ขอให้สนุกกับการสร้างโครงการของคุณเองและตั้งตารอปฏิกิริยาของคุณ