Teelicht-Klon - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem anweisbaren werde ich etwas ausführlicher über den Weg, der zu diesem Projekt führt, und wie ich zum Ergebnis gekommen bin, so dass es ein bisschen mehr Lektüre erfordert.

Zu Hause haben wir einige elektronische Teelichter, die von Philips, die drahtlos aufgeladen werden können. Ich habe ein Instructable gemacht, bevor ich mich auf dieses Thema bezog, siehe Tea Light Charge Monitorr.

Nach einiger Zeit funktionieren diese Teelichter nicht mehr, weil der Akku leer ist. Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu beheben:

1. Du wirfst das Teelicht weg und kaufst ein neues
2. Sie ersetzen den Akku

Ich habe die zweite Möglichkeit ausprobiert. Das Video im letzten Schritt dieses Instructable zeigt, wie Sie das tun können. Dieses Video zeigt auch, wie Philips diese Teelichter im Laufe der Jahre neu gestaltet hat, was die Herstellung billiger machte, aber leider die Lebensdauer dieser Teelichter verkürzte. Außerdem ist mir aufgefallen, dass es bei den neuesten günstigeren Designs schwierig ist, das Teelicht ein- und auszuschalten. Es dient als Neigungsschalter dafür, aber anscheinend scheinen sie nicht immer sehr gut zu funktionieren.

Als ich zum ersten Mal den Akku getauscht habe, funktionierte das Teelicht nicht. Ich begann zu denken, dass das Teelicht vielleicht eine Art Zähler hält, um zu sehen, wie oft es benutzt wird, und sich dann nie wieder einschaltet. Das war der Grund für dieses Projekt, denn ich wollte ein Teelicht, das ewig funktioniert und natürlich ab und zu den Akku ersetzt.

Ich muss zugeben, dass meine schlechten Gedanken falsch waren, nachdem Sie den Akku ersetzt haben – auch wenn er geladen ist – müssen Sie das Teelicht in kürzester Zeit in ein Ladegerät stecken, damit es wieder funktioniert. Ich weiß nicht, warum das so ist, aber es muss getan werden, um das Teelicht zu starten.

Jedenfalls hatte ich bereits damit begonnen, mein eigenes Teelicht herzustellen, das sich genauso verhalten würde wie das Philips-Teelicht. Ich habe die Elektronik und das Muster analysiert, das Philips verwendet, um den schönen Kerzeneffekt zu erzeugen. Die ursprüngliche Elektronik war etwas komplexer als ich erwartet hatte, also beschloss ich, mein eigenes einfacheres Design zu machen. Ich konnte das Muster für den Kerzeneffekt herausfinden, indem ich das Muster auf einem Oszilloskop analysierte. Einige Screenshots eines Teils dieses Musters werden hinzugefügt. Ein niedriges Signal bedeutet, dass die LED leuchtet.

Wie gesagt, mein Design wurde einfacher als das Philips-Design und es tut was es soll. Ich habe das Gehäuse, die LEDs, den Kippschalter und die Spule eines Teelichts, das nicht mehr funktionierte, wiederverwendet und meine eigene Version mit einem PIC12F615 mit der Programmiersprache JAL erstellt, um das Gerät zu steuern.

Schritt 1: Analyse des ursprünglichen Teelichts

Bevor der Klon hergestellt werden konnte, musste ich herausfinden, wie das ursprüngliche Teelicht funktionierte, aber ich konnte es nur teilweise herausfinden, weil es komplexer war, als ich anfangs dachte.

Messungen ergaben folgendes:

• Das Kerzenmuster ist pseudozufällig, da es sich nach einer Weile wiederholt, wobei nur die oberste der beiden LEDs die Helligkeit ändert. Die untere LED leuchtet ständig. Sehen Sie sich das Video an, wie das funktioniert
• Das Teelicht verwendet zwei LEDs mit hoher Helligkeit mit einem Strom von etwa 7 mA pro LED
• Das Gerät schaltet sich ab, wenn die Batteriespannung unter 2,1 Volt sinkt
• Je nach Design (siehe Video im letzten Schritt dieser Anleitung) wird der NiMH-Akku mit einem Strom von 11 mA bis 37 mA aufgeladen

Schritt 2: Entwerfen des Klons

In der schematischen Darstellung sehen Sie, wie ich den Klon entworfen habe. Folgende Teile lassen sich unterscheiden:

• Die Gleichrichterbrücke mit vier 1N5818 Schottky-Dioden. Der Grund für die Verwendung dieser Art von Dioden liegt in dem geringen Spannungsabfall. Diese Brücke wandelt die Wechselspannung der Spule in eine Gleichspannung für das Gerät um.
• Kondensator C1. Es scheint nicht wichtig zu sein, aber dieser Kondensator bringt die Ladespule in Resonanz, was zu einem hohen Spannungshub führt. Ohne diesen Kondensator würde die Spule nicht genügend Strom für das Gerät erzeugen. In den beiden Screenshots vom Oszilloskop sehen Sie die Spulenausgangsspannung, wenn sie ohne (Einzelpeak) und mit (Sinussignal) Kondensator in ein Ladegerät gelegt wird.
• Die Zener-Diode D5 mit einem Wert von 5V1 wirkt in diesem Design etwas seltsam, da die Versorgungsspannung durch die beiden NiMH-Akkus nicht höher als etwa 2,5 V wird. Wenn diese Batterien jedoch das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, steigt ihre Spannung und die Spannungsspitzen von der Ladespule werden höher als die maximale Spannung, die der PIC verarbeiten kann – die bei 5,5 V liegt – so schneidet der Zener diese Spitzen ab und schützt der PIC in dieser Situation.
• Der Neigungsschalter ist mit dem Interrupt-Pin des PIC verbunden. Dies garantiert, dass der PIC nach dem Ausschalten wieder aufwacht.
• Der PIC steuert die beiden LEDs direkt von zwei seiner Ports.

Bei dieser Ausführung beträgt der Ladestrom der Akkus etwa 17 mA, wenn sie in das kabellose Ladegerät eingelegt werden. Die Akkus haben eine Kapazität von 300 mAh. Dieser Akkutyp ist bei einer Ladezeit von 14 Stunden mit einem Strom von 1/10 der Kapazität, also in diesem Fall 30 mA, vollständig geladen. Das bedeutet, dass das Gerät nie vollständig aufgeladen wird, es sei denn, es wird zweimal aufgeladen. Im Video zum Batteriewechsel am Ende dieser Anleitung sehen Sie auch, dass Philips in ihren neuesten Designs wiederaufladbare Batterien mit einer Kapazität von 160 mAh verwendet.

Im Video sehen Sie die Funktionsweise des Original-Teelichts und des Klons. Sehen Sie, welches das Original und welches der Klon ist?

Schritt 3: Erforderliche Komponenten und Erstellen des Klons

Sie benötigen die folgenden Komponenten für dieses Projekt:

• Ein Stück Steckbrett
• PIC-Mikrocontroller 12F615
• 8-poliger IC-Sockel
• Dioden: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• 2 * 100nF Keramikkondensatoren
• Widerstände: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• 2 * 3 mm hohe helle LED (aus einem alten Teelicht)
• Kippschalter (aus einem alten Teelicht)
• Ladespule von einem alten Teelicht
• Gehäuse aus einem alten Teelicht

Informationen zum Anschließen der Komponenten finden Sie im Schaltplan im vorherigen Abschnitt.

Da das Design keine SMD-Bauteile verwendet, benötigt es mehr Platz als die Originalversion. Aus diesem Grund wurde das Steckbrett so geschnitten, dass es an den Seiten mehr Platz hat. Dies funktioniert nur, wenn Sie ein hohes Teelicht haben. Es gibt auch kleinere Versionen (siehe das Video im letzten Schritt dieses Instructable), aber das Design passt nicht, es sei denn, Sie bauen es mit SMD-Komponenten.

Auf den Bildern sehen Sie, wie das Gerät gebaut wurde. Beachten Sie, dass die obere LED auf der Lötseite des Steckbretts montiert ist, um sie auf die andere LED legen zu können.

Schritt 4: Die Software

Wie bereits erwähnt, ist die Software für einen PIC12F615 in der Programmiersprache JAL geschrieben.

Anfänglich befindet sich der PIC beim ersten Einschalten im Ruhemodus und verbraucht in diesem Zustand kaum Strom.

Die Software führt die folgenden Aufgaben aus:

• Wenn das Gerät auf den Kopf gestellt wird, kontaktiert der Neigungsschalter den Boden, wodurch der PIC aus dem Ruhezustand geweckt wird.
• Nach dem Aufwachen wird die untere LED eingeschaltet und die obere LED verwendet das geklonte Philips-Kerzenmuster, um die Helligkeit der LED zu ändern.
• Während des Betriebs misst der PIC die Versorgungsspannung mit seinem integrierten Analog-Digital-Wandler (ADC). Wenn diese Spannung unter 2,1 V fällt, werden die LEDs ausgeschaltet und der PIC in den Schlafmodus versetzt. Der PIC könnte mit 2,1 V noch gut funktionieren, aber es ist nicht gut, wenn die Akkus vollständig entladen werden.

Es gibt einen Unterschied im Verhalten des ursprünglichen Teelichts im Vergleich zum Klon. Wenn die Batteriespannung unter 2,1 V sinkt, startet das ursprüngliche Teelicht erst, wenn das Gerät wieder aufgeladen wird, so dass es scheint, dass es beim Einschalten die Versorgungsspannung misst. Der Klon misst jedoch die Versorgungsspannung, nachdem er aktiv ist. Dies bedeutet, dass bei einer Versorgungsspannung unter 2,1 V die LEDs für kurze Zeit funktionieren, wonach das Gerät wieder in den Ruhezustand geht.

Es gibt einen verbleibenden Punkt, den ich nicht herausgefunden habe. Wenn die Batterien schlecht werden, schaltet sich das Original Teelicht auch bei ausreichender Versorgungsspannung der Batterie nicht mehr ein (der Grund für meine anfänglichen schlechten Gedanken über das Gerät, erinnerst du dich?). Vielleicht erinnert es sich daran, dass die Batterien schlecht geworden sind, indem sie eine hohe Batteriespannung gemessen haben. Im Klon ist dies nicht der Fall. Selbst wenn die Batterien leer sind und die Versorgungsspannung hoch wird – geschützt durch die Zener-Diode – funktioniert das Gerät, aber wegen der schlechten Batterie wird die Betriebszeit kürzer.

Die JAL-Quelldatei und die Intel Hex-Datei zum Programmieren des PIC sind beigefügt. Wenn Sie daran interessiert sind, den PIC-Mikrocontroller mit JAL – einer Pascal-ähnlichen Programmiersprache – zu verwenden, besuchen Sie die JAL-Website.

Schritt 5: Ersetzen der Akkus

Wenn Sie den Klon nicht bauen, sondern nur den Akku austauschen möchten, schauen Sie sich dieses Video an. Es zeigt auch, wie das ursprüngliche Teelichtdesign vereinfacht wurde, was leider zu einem Produkt mit einer kürzeren Lebensdauer führte.

Wie bereits erwähnt, scheint das neueste einfache Design ein weiteres Problem zu haben, da diese Teelichter sehr schwer ein- und auszuschalten sind. Anfangs dachte ich, es liege an einem schlechten Neigungsschalter, aber nachdem ich diesen Schalter im Klon wiederverwendet hatte, funktionierte alles gut. Klonen kann also eine gute Option sein.

Viel Spaß beim Bauen Ihres eigenen Projekts und gespannt auf Ihre Reaktionen.