DIY ไฟกลางคืนอัตโนมัติ: 15 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

สร้างไฟกลางคืนแบบเรียบง่ายที่เปิดในที่มืดและปิดในที่สว่าง!

ขั้นตอนที่ 1: ความปลอดภัย!!

คำเตือน: โปรเจ็กต์นี้ใช้วงจรที่เรียกว่า "capacitve dropper" หรือ "transformerless power supply" เพื่อเลื่อนระดับ 120vac จากเต้ารับที่ผนังเป็น 12.8vdc ที่จำเป็นสำหรับ LED อุปกรณ์จ่ายไฟประเภทนี้ไม่ได้แยกจากเต้ารับที่ผนัง! หมายความว่า ถ้าคุณสัมผัสส่วนหนึ่งของวงจรนี้ และสิ่งที่มีสายดิน คุณจะตกใจ!!! วงจรนี้ปลอดภัยต่อการใช้งานก็ต่อเมื่ออยู่ในกล่องพลาสติกโดยไม่มีสายไฟ

สิ่งสำคัญคือต้องใช้หม้อแปลงแยก หากคุณกำลังจะตรวจสอบวงจรนี้ด้วยออสซิลโลสโคป หากไม่มีหม้อแปลงแยก คุณจะมีโอกาสที่ดีที่จะขยายขอบเขตของคุณ

วงจรนี้ปลอดภัยเท่าคุณเท่านั้น โปรดระวัง

ขั้นตอนที่ 2: มันทำงานอย่างไร

ก่อนที่เราจะสามารถสร้างไฟกลางคืนนี้ได้ เราต้องเข้าใจว่ามันทำงานอย่างไร

แนวคิดทั่วไปมีดังนี้: ส่วนแรกของวงจรนี้คือหลอดหยด capacitive แบบ half wave rectified ซึ่งมีเอาต์พุตเฉลี่ย 7.5ma ใช้สำหรับป้อนไฟ LED สีขาวอบอุ่น 3.2 โวลต์สี่ดวง เมื่อแสงตกกระทบเซ็นเซอร์แสงเพียงพอ เอาต์พุตไปยัง LED จะลัดวงจร และ 7.5ma จะไหลผ่านทรานซิสเตอร์แทนที่จะให้แสงสว่างกับ LED

หากคุณสนใจว่าแต่ละองค์ประกอบโต้ตอบกันอย่างไร ดูด้านล่าง:

อินพุตคือแผ่นลวดสองเส้นทางด้านซ้ายของแผนผังที่ระบุว่า AC1 และ AC2 แผ่นอิเล็กโทรดเหล่านี้รับ 120vac จากเต้ารับที่ผนัง เราต้องการวิธีจำกัดกระแสที่ไหลผ่านวงจรนี้ให้เป็นสิ่งที่ LED สามารถจัดการได้

การจำกัดกระแสนี้สามารถทำได้โดยตัวต้านทาน แต่ตัวต้านทานจะสิ้นเปลืองพลังงานเป็นจำนวนมากเนื่องจากความร้อน นี่เป็นเพียงการสิ้นเปลือง ดังนั้นเราจะใช้ตัวเก็บประจุเพื่อจำกัดกระแสแทน นี่คือที่มาของชื่อวงจรว่า "capacitve dropper" ตัวเก็บประจุจำกัดกระแสอย่างไร?

C1 จำกัดกระแสไว้ที่ประมาณ 15ma วิธีที่ C1 ทำสิ่งนี้เกิดจากสิ่งที่เรียกว่าอิมพีแดนซ์ อธิบายว่าอิมพีแดนซ์คืออะไรและมาจากไหนนอกเหนือขอบเขตของคำสั่งนี้ แต่ให้คิดว่าอิมพีแดนซ์เป็นความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงตามความถี่ อิมพีแดนซ์สำหรับตัวเก็บประจุถูกกำหนดโดยสมการ: Xc = 1 / (2 pi F C) โดยที่ Xc คืออิมพีแดนซ์ในหน่วยโอห์ม, pi คือ 3.14, F คือความถี่ AC 60Hz ในสหรัฐอเมริกา, C คือความจุหาก Farads เราต้องการสูงสุด 15ma ดังนั้นหลังจากคณิตศาสตร์ C1 ระดับสูงขึ้นเป็นตัวเก็บประจุ 0.33uF class X ตัวเก็บประจุแบบจำกัดกระแสควรเป็นตัวเก็บประจุแบบคลาส X เนื่องจากถูกสร้างมาให้เปิดไม่ได้และไม่ทำให้สถานที่เสียหาย

R1 อยู่ที่นั่นเพื่อปล่อย C1 เมื่อถอดปลั๊กไฟกลางคืนเพื่อไม่ให้ใครตกใจจากง่าม ได้รับเลือกให้เป็นตัวต้านทาน 470k ohm 1/4 วัตต์ แต่ทุกอย่างตั้งแต่ 470k ถึง 1meg จะใช้งานได้

R2 เป็นตัวต้านทาน 470 โอห์ม เพื่อจำกัดกระแสไฟกระชากที่อาจไหลผ่านวงจรเมื่อเสียบไฟกลางคืนครั้งแรก

D2 เป็นวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นที่ชาร์จ C2 ด้วยพัลส์ 15ma ทุกครั้งที่ AC1 เป็นบวก เนื่องจาก AC1 เป็นบวกเพียงครึ่งเดียวของเวลากระแสเฉลี่ยผ่าน D2 คือ 7.5ma พบว่า 7.5ma ทำให้ไฟ LED สว่างเพียงพอสำหรับแสงกลางคืนในขณะที่รักษาการใช้พลังงานให้น้อยที่สุด

จำเป็นต้องใช้ D1 เพื่อให้ C1 ชาร์จในทางตรงกันข้ามทุกครั้งที่ AC1 เป็นลบ ถ้า D1 ไม่อยู่ที่นี่ C1 จะส่งชีพจร 15ma หนึ่งครั้งผ่าน D2 แต่ด้วย D1 วัฏจักรของพัลส์สามารถดำเนินต่อไปได้ตลอดไป

C2 เป็นตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ 470uF ที่ปรับพัลส์ปัจจุบันจาก D2 ให้ราบรื่นเพื่อให้ไฟ LED ไม่สั่นไหวที่ 60Hz

แผ่น CDS1 และ CDS2 เป็นที่ที่เซลล์ CDS เชื่อมต่อกับ pcb เซลล์ CDS เป็นตัวต้านทานพิเศษที่มีความต้านทานลดลงเมื่อมีแสงปรากฏบนเซลล์มากขึ้น เซลล์ CDS นี้ทำงานเพื่อเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ Q1 และย่อ C2 เนื่องจากอุปกรณ์ดรอปเปอร์แบบ capacitive เป็นอุปกรณ์ที่มีจำกัดในปัจจุบัน เอาต์พุตจึงสามารถลัดวงจรพร้อมกันได้โดยไม่มีอันตราย

R3 มีไว้เพื่อเพิ่มปริมาณแสงที่จำเป็นในการเปิด Q1 ดังนั้นหากคุณเพิ่ม R3 ห้องจะต้องมืดลงจึงจะเปิดไฟได้ ค่า 4.7k ohm ดูเหมือนจะถูกต้อง

สุดท้าย LED+ และ LED- เป็นแผ่นสำหรับเชื่อมต่อสตริงของ LED 4 ดวง

ขั้นตอนที่ 3: PCB

แม้ว่าวงจรนี้สามารถสร้างขึ้นบนบอร์ดที่สมบูรณ์แบบได้ แต่วิธีที่ดีที่สุดคือสร้างแผงวงจรพิมพ์จริงสำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากข้อผิดพลาดในการเดินสายจะสิ้นสุดลงจริงๆ ซึ่งเลวร้ายมากเมื่อเสียบสิ่งต่างๆ เข้ากับผนัง

ฉันออกแบบ PCB ด้านเดียวที่มีขนาดประมาณ 1 นิ้ว X 2 นิ้ว เพื่อให้พอดีกับเคสหูดที่ผนังทั่วไป

สิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงคือการเว้นที่ว่างไว้มากมายระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดและร่องรอยเมื่อต้องรับมือกับแรงดันไฟ 120v หรือมากกว่า การลากไปมาระหว่างร่องรอยนั้นสนุกอย่างที่คุณคิด

ขั้นตอนที่ 4: อะไหล่

1x แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์หูดผนังราคาถูก (สามารถเป็นแรงดันไฟฟ้าใด ๆ เราต้องการกล่องพลาสติกที่มีง่าม)

1x pcb

1x 0.33uF คลาส x ตัวเก็บประจุ

2x 1N4007 ไดโอด

ตัวต้านทาน 1x470k โอห์ม

ตัวต้านทาน 1x470 โอห์ม

ตัวต้านทาน 1x4.7k ohm

1x 2N3904 ทรานซิสเตอร์ NPN

1x 470uF 16v ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

1x CDS เซลล์

ไฟ LED สีขาวนวล 4x 5 มม

หมายเหตุ: ตัวต้านทานทั้งหมดคือ 1/4 วัตต์

ขั้นตอนที่ 5: เปิดเคส

แงะเปิดเคสหูดที่ผนังโดยใช้ไขควงปากแบน โหมดสวิตช์ราคาถูกส่วนใหญ่ที่ปิด ebay จะแตกง่ายถ้าไขควงถูกสตาร์ทตรงที่สายไฟหลุดออกมา

ขั้นตอนที่ 6: ถอด PCB

ปลดสายไฟสองเส้นที่เชื่อมต่อ pcb โหมดสวิตช์กับง่าม เหล่านี้มักจะเป็นลวดที่ถูกที่สุดดังนั้นเราจะแทนที่ด้วยสายไฟที่ดีกว่าในภายหลัง โยน pcb ในกล่องขยะสำหรับโครงการในอนาคต

ขั้นตอนที่ 7: เจาะรู

ก่อนอื่นให้เจาะรูทดสอบในเศษพลาสติกเพื่อให้แน่ใจว่าไฟ LED จะพอดี มันควรจะพอดี เมื่อพบบิตที่ถูกต้องเจาะ 4 รูในครึ่งนอกของเคสสำหรับ LED ที่หนึ่งจากทั้งสองด้าน ด้านบนและด้านหน้าดูเหมือนจะทำให้ห้องสว่างขึ้นได้ค่อนข้างดี

เจาะรูด้านหน้าหนึ่งรูสำหรับเซลล์ CDS รูนี้ควรอยู่ห่างจาก LED เพื่อไม่ให้แสงจาก LED มารบกวน

ขั้นตอนที่ 8: กาวใน LEDs

กระจายซุปเปอร์กาวเม็ดเล็กๆ รอบ LED แต่ละดวงแล้วกดเข้าไปในรู กาวซุปเปอร์เจลดูเหมือนจะทำงานได้ดีที่สุดสำหรับสิ่งนี้ กำหนดให้มีขั้วบวกของ LED หนึ่งจุดไปยังขั้วลบของ LED ที่ใกล้ที่สุดถัดไป

ขั้นตอนที่ 9: สายไฟ LED ใน Series

ใช้ลวดและคีมจมูกเข็มชิ้นเล็กๆ เพื่อประสานไฟ LED แบบอนุกรม เพื่อให้ขั้วบวกของขั้วหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบของอีกขั้วหนึ่ง เดินสายตะกั่วรอบปริมณฑลของเคสเพื่อป้องกันการลัดวงจร ควรใช้กาวร้อนเพื่อป้องกันไม่ให้สายไฟสั่น

ในที่สุดกาวในเซลล์ CDS

ขั้นตอนที่ 10: แนบสาย

บัดกรีลวดกับสาย LED ที่เหลือ ตัวสีแดงที่นำไปสู่ขั้วบวกบน LED ตัวแรกและตัวสีดำที่นำไปสู่ขั้วลบบน LED สุดท้ายในซีรีส์ ควรใช้ท่อหดทับข้อต่อเพื่อป้องกันกางเกงขาสั้น

ลีดของเซลล์ CDS นั้นยาวพอที่จะไม่ต้องต่อสายไฟแต่มีปัญหา ปัญหาคือว่าลีดไม่ได้ถูกหุ้มไว้ ดังนั้นพวกเขาจึงอาจขาดอะไรบางอย่างเมื่อประกอบเคสเข้าด้วยกัน เพื่อแก้ไขท่อปาเก็ตตี้สองชิ้นที่ตัดนี้ (ท่อฉนวนบาง ๆ สำหรับโอกาสดังกล่าว) และเลื่อนไปบนสายจูงดังที่เห็นในภาพ

ขั้นตอนที่ 11: ประกอบ PCB

ใช้เวลาของคุณและดูแถบสีเหล่านั้นเมื่อวางตัวต้านทานในวงจร ทั้งสามต่างกันเพียงแถบเดียว แต่ผลลัพธ์จะหายนะหากวางผิดที่ เป็นความคิดที่ดีที่จะตรวจสอบงานของคุณที่นี่อีกครั้งเพราะในวงจรที่ทำงานบน 120v เมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นจะผิดพลาดมาก!

ขั้นตอนที่ 12: บัดกรีลวดบนง่าม

บัดกรีแกนแข็งยาว 1 นิ้วสองตัวต่อสายไฟเข้ากับง่ามที่ด้านหลังของเคส

ขั้นตอนที่ 13: ตรวจสอบทุกอย่างอีกครั้ง

ณ จุดนี้คุณควรมี:

ลวดสองเส้นบัดกรีกับง่ามที่ด้านหลังของเคสหูดที่ผนัง

PCB สำเร็จรูปหนึ่งชิ้น

ไฟ LED สี่ดวงติดกาวและต่อเข้ากับด้านหน้าของเคสหูดที่ผนัง โดยมีสายนำเซลล์ CDS ที่หุ้มฉนวนสองเส้นยื่นออกมา และมีลวดบวกและลบหนึ่งเส้นยื่นออกมาจากสายไฟ LED

ขั้นตอนที่ 14: ประสานเข้าด้วยกัน

ถึงเวลาประชุมครั้งสุดท้าย…

สายไฟทั้งหมดถูกสอดเข้าไปในรู pcb จากด้านบนและบัดกรีที่ด้านล่าง จากนั้นแผงวงจรจะหมุนตามที่แสดงในรูปภาพ และทั้งสองส่วนของเคสจะยึดกลับเข้าด้วยกัน แรงของแกนยึดแกนแข็งที่ถูกบีบอัดนั้นเพียงพอที่จะยึด PCB ไว้ที่ด้านล่างของเคสดังที่แสดง อย่างไรก็ตาม หากติดกาวที่นั่นด้วยกาวร้อนมากขึ้นทำให้คุณรู้สึกดีขึ้นก็ลุยเลย

ขั้นตอนที่ 15: ทดสอบ !!!!!!

โอเค ส่วนที่ดึงเส้นประสาท ผมแนะนำให้หารางปลั๊กไฟเพื่อเสียบแล้วเสียบปลั๊กไฟเข้ากับผนัง วิธีนี้ถ้ามีอะไรผิดพลาดในการประกอบ มันจะไม่ลุกเป็นไฟในมือคุณ!

ถ้าทุกอย่างเป็นไปด้วยดีก็ควรจะนั่งอยู่ที่นั่น ปิดไฟหรือปิดเซลล์ CDS ด้วยเทปพันสายไฟสีดำ แล้วไฟ LED จะสว่างขึ้น

ขอแสดงความยินดีที่คุณสร้างไฟกลางคืน!