Wiederaufladbares blaues LED-SAD-Lichtbuch - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Die Blaulichttherapie kann verwendet werden, um die Stimmung zu verbessern, den Schlaf zu verbessern, Jetlag zu behandeln, die Schlafenszeit anzupassen und die Energie zu steigern. Die Lichttherapie kommt Schülern zugute, die früh in die Schule kommen, wenn es noch dunkel ist. Dieser passt in Ihren Rucksack, ist dimmbar, hat einen einstellbaren Timer und ist nicht allzu teuer zu bauen. Die Verwendung am Morgen kann Sie zu einem Frühaufsteher machen und die Verwendung am Abend kann Sie in eine Nachteule verwandeln. Sie können es während der Busfahrt verwenden. Ausgestattet mit Wechselstrom- oder Li-Ion-Batteriebetrieb Breiter Eingangsspannungsbereich: 8,4-24V 200 LEDs Großer Betrachtungswinkel Stromverbrauch: 14W Batterielebensdauer bei voller Helligkeit: 1h 30min (mit zwei 18650 2,5Ah Batterien) Helligkeitsbereich: 256 Stufen Diffuser Bildschirm

Schritt 1: Materialien

1 - ausgehöhltes Buch mit 8 x 6-1/4 x 1/8 Stauraum 1 - durchsichtige Plastikfolie größer als 8 x 6-1/4 x 1/8 mit unsichtbarem Klebeband 1 - 4 x 8 kupferkaschierte Platte 1 - 3 x 1-1/4 kupferbeschichtete Platine 2 - 100nF Kondensatoren 1 - 12-20V Zenerdiode 1 - 1N4001 Diode 200 - 0805 Weitwinkel 470nm blaue LEDs (120-130 Grad) 1 - IRFZ44N MOSFET 1 - AO3400 MOSFET 2 - 10M Widerstände 1 - 33k Widerstand 1 - 1k Widerstand 1 - 10k Widerstand 20 - 100R Widerstände 1 - Ein-Aus-Schalter 1 - LM7805 Regler 1 - ATtiny85 1 - 8-poliger DIP-Chiphalter 1 - Arduino (Sie benötigen dies nur zum Programmieren der ATTiny85) 1 - LM2577 DC-DC-Wandler Boost-Modul 2 - 10k Potentiometer 1 - Gleichstrombuchse 1 - 9-24V Netzteil (18W oder höher) 1 - 2 Zellen 18650 Halter für geschützte Zellen (geschützte Zellen sind etwas länger als ungeschützte)) 2 - geschützte 18650 Li-Ion-Akkus 1 - 3A träge Sicherung (bei Verwendung ungeschützter Akkus) 4 - Satz Abstandshalter (1/8" denken) 4 - Sätze Schrauben und Muttern (1/8" dick) * alle Widerstände und Kondensatoren haben 0805 Pakete

Schritt 2: Schaltung

In dieser Schaltung habe ich den ATTiny85 als Timer und PWM-Lichtdimmer programmiert. Q1 ist der Lastschalter für die Stromversorgung. Der leistungsstarke IRFZ44N verarbeitet den Einschaltstrom des Wandlers. D1 schützt den Q1 mit niedriger Leistung, indem er verhindert, dass seine Gatespannung 20 V überschreitet. R5 schützt Q2 durch den Spannungsabfall des Arrays, indem es eine kleine Menge durch sie fließen lässt und verhindert, dass die Vds von Q2 30 V überschreiten. Sie werden feststellen, dass sie selbst bei ausgeschaltetem Timer schwach leuchten. Der Aufwärtswandler LM2577 hält das LED-Array auf 30-35 V und ermöglicht uns die Verwendung eines breiten Versorgungsspannungsbereichs. Es kann auf eine niedrigere Spannung eingestellt werden, wenn der Strom zu hoch ist oder Sie weniger Licht benötigen. Ich hatte die Ausgangsspannung auf 32,3 V eingestellt und die Widerstände lagen bei 1,5 V, was 15 mA ergab. Die DC-Buchse wurde so verdrahtet, dass sie eine doppelte Stromversorgung ermöglicht, indem der mittlere Pin mit der Masse der Batterie und der äußere Pin mit der Masse der Stromversorgung verbunden wurde.

Schritt 3: Skizze für ATtiny85

Diese Skizze programmiert den ATtiny85 sowohl in einen PWM-Dimmer als auch in einen Lampentimer. VR1 stellt die Helligkeit des LED-Arrays in 255 Schritten ein und VR2 stellt die Behandlungszeit zwischen 0 und 60 Minuten ein, die jede Stunde wiederholt wird, was vorzuziehen ist, wenn Sie nachts arbeiten. Sie müssen die Einstellungen vor dem Einschalten anpassen, da der ATtiny85 sie nur am Anfang liest. Wenn Sie eine andere Ein-/Aus-Periode wünschen, ändern Sie den Wert von periodMin. Sie können hier lernen, wie Sie den ATtiny85 programmieren: https://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-with-Arduino/ int LEDPin = 0; // PWM-Eingang mit digitalem Pin 0 verbunden Int brightPin = 2; // Helligkeitspotentiometer an analogen Pin 2 angeschlossen Int timerPin = 3; // Timer-Potentiometer an analogen Pin 3 angeschlossen lange PeriodeMin = 60; // setzt den Zeitraum in Minuten long periodSec = periodMin*60; // berechnet den Zeitraum in Sekunden long period = 1000*periodSec; // berechnet den Zeitraum in Millisekunden Void setup () { pinMode (LEDPin, OUTPUT); // setzt den Pin als Ausgang aufrechtzuerhalten. Void loop () { Int val1 = analogRead (brightPin); // Lesen Sie das Potentiometer für die Helligkeitseinstellung analogWrite (LEDPin, val1 / 4); // setzt die Helligkeitsstufen des LED-Arrays von 0 bis 255 int val2 = analogRead (timerPin); // liest das Timer-Einstellungspotentiometer lang an = (Periode * Val2/1023); // Einschaltzeit in Millisekunden long off = (period-on); // Ausschaltzeit in Millisekunden delay (on); analogWrite (LEDPin, 0); // setzt die Helligkeit des LED-Arrays auf 0 Verzögerung (aus); }

Schritt 4: ExpressPCB-Dateien

Ich habe die Platinen mit ExpressPCB entworfen und eine Datei für den ganzseitigen Druck beigefügt. Bitte zögern Sie nicht, das Design zu ändern, wenn Sie ein anderes Komponentenpaket haben. Sie können ExpressPCB von dieser Website herunterladen: https://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Download.htm Unter Linux können Sie WINE installieren, um das Programm zu verwenden.

Schritt 5: Ätzresist für die Leiterplatten

Schritt 6: Leiterplattenätzen

Ich habe Eisenchlorid verwendet, um die Bretter zu ätzen.

Schritt 7: Ätzresist entfernt

Ätzresist mit Aceton entfernen.

Schritt 8: Gelötete Komponenten

Ich habe die SMD-Komponenten in diesem Schritt von Hand gelötet. Flussmittel sollte verwendet werden, bevor die Komponenten ausgerichtet werden, was der langwierigste Teil dieses Schrittes ist. Eine Pinzette wird benötigt, um die LEDs zu bewegen, und eine Reißzwecke kann verwendet werden, um die LEDs während des Lötens an den Lötpads zu halten.

Schritt 9: Flussmittelrückstände entfernt

Entfernen Sie die Flussmittelrückstände mit Aceton.

Schritt 10: Drähte mit Zugentlastung

Verwenden Sie Heißkleber, um die Drähte zu entlasten.

Schritt 11: Löcher zum Anbringen von Leiterplatten

Bohren Sie Löcher, um die Abstandshalter und die Gleichstrombuchse zu passen. Um die Lochkanten abzuflachen, verwenden Sie einen Dremel.

Schritt 12: Schrauben für Leiterplatten und Batteriehalter

Schritt 13: Drähte mit Kabelbindern

Schritt 14: Transparente Abdeckung für LEDs

Kleben Sie die transparente Plastikfolie heiß auf das Buch. Sie verwenden unsichtbares Klebeband als Diffusor, daher benötigen wir die Plastikfolie, um es zu stützen.

Schritt 15: Unsichtbares Band als Lichtdiffusor

Decken Sie den durchsichtigen Kunststoff mit unsichtbarem Klebeband ab.

Schritt 16: Teilungsmarkierungen für Potentiometer

Messen Sie die Spannung am Mittelabgriff von VR2 in Schritten von 500 mV. Dies würde 10 % oder 6 Minuten für 1 Stunde entsprechen. Markieren Sie die Unterteilungen auf der Platine.

Schritt 17: Verbesserungen

Verwenden Sie einen 3- bis 6-zelligen Li-Ionen-Akkuhalter: Mit einer höheren Versorgungsspannung wird das Lichtbuch effizienter und läuft kühler, da der Wandler weniger Strom benötigen würde und der Last-MOSFET vollständig eingeschaltet ist. Durchgangsbohrung verwenden Komponenten für das LED-Array: Vielleicht finden Sie Durchsteck-LEDs einfacher zu löten, und Sie müssen nicht einmal die Platine ätzen! Suchen Sie nach LEDs mit breiten Abstrahlwinkeln von etwa 130 Grad und verwenden Sie stattdessen ein Perfboard. Möglicherweise benötigen Sie ein dickeres Buch für eine gleichmäßige Beleuchtung.

Zweiter Preis beim Microcontroller Contest