DIY automatisches Nachtlicht - Gunook

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

Machen Sie ein einfaches Nachtlicht, das sich im Dunkeln ein- und im Licht ausschaltet!

Schritt 1: SICHERHEIT!

Warnung: Dieses Projekt verwendet eine Schaltung, die als "kapazitiver Dropper" oder "transformatorloses Netzteil" bekannt ist, um die 120 Vac von der Steckdose auf die für die LEDs benötigten 12,8 V DC herunterzufahren. Diese Arten von Netzteilen sind NICHT von der Wandsteckdose GETRENNT! Das bedeutet, wenn Sie einen Teil dieses Stromkreises und etwas, das geerdet ist, berühren, können Sie einen Schock bekommen!!! Diese Schaltung ist nur dann sicher zu verwenden, wenn sie in eine Kunststoffbox ohne freiliegende Drähte eingebaut ist.

Es ist auch wichtig, einen Trenntransformator zu verwenden, wenn Sie mit einem Oszilloskop in dieser Schaltung herumtasten möchten. Ohne den Trenntransformator haben Sie gute Chancen, auf Ihr Zielfernrohr anzustoßen.

Diese Schaltung ist nur so sicher wie Sie selbst, seien Sie bitte vorsichtig.

Schritt 2: Wie funktioniert es?

Bevor wir dieses Nachtlicht bauen können, müssen wir verstehen, wie es tut, was es tut.

Die allgemeine Idee ist wie folgt: Der erste Teil dieser Schaltung ist ein kapazitiver Einweg-Gleichrichter, dessen Leistung durchschnittlich 7,5 mA beträgt. Dies wird verwendet, um vier 3,2 V warmweiße LEDs zu speisen. Wenn genügend Licht auf den Lichtsensor trifft, wird der Ausgang zu den LEDs kurzgeschlossen und die 7,5 mA fließen durch den Transistor, anstatt die LEDs zu leuchten.

Wenn Sie daran interessiert sind, wie die einzelnen Komponenten interagieren, siehe unten:

Der Eingang sind die beiden Drahtpads auf der linken Seite des Schaltplans mit der Bezeichnung AC1 und AC2. Diese Pads nehmen 120VAC aus der Steckdose auf. Wir brauchen eine Möglichkeit, den durch diese Schaltung fließenden Strom auf etwas zu begrenzen, das die LEDs verarbeiten können.

Diese Strombegrenzung könnte durch einen Widerstand erfolgen, aber der Widerstand würde viel Energie als Wärme verschwenden. Dies ist nur verschwenderisch, daher verwenden wir stattdessen einen Kondensator, um den Strom zu begrenzen. Hier bekommt die Schaltung den Namen "kapazitiver Dropper". Wie begrenzt der Kondensator den Strom?

C1 begrenzt den Strom auf ungefähr 15mA. Die Art und Weise, wie C1 dies tut, ist die sogenannte Impedanz. Erklären, was Impedanz ist und woher sie kommt, über den Rahmen dieser Anleitung hinaus, aber denken Sie nur an die Impedanz als Widerstand, der sich mit der Frequenz ändert. Die Impedanz für einen Kondensator wird durch die Gleichung angegeben: Xc = 1 / (2 pi F C) wobei Xc die Impedanz in Ohm ist, pi 3,14 ist, F die Wechselstromfrequenz 60 Hz in den USA ist, C die Kapazität bei Farad ist. Wir brauchen maximal 15 mA, also war C1 nach etwas höherer Mathematik ein 0,33uF-Kondensator der Klasse X. Strombegrenzungskondensatoren sollten Kondensatoren der Klasse X sein, da sie so ausgelegt sind, dass sie nicht öffnen und den Ort nicht niederbrennen.

R1 ist da, um C1 zu entladen, wenn das Nachtlicht ausgesteckt wird, damit niemand von den Zinken geschockt wird. Es wurde ein 470k Ohm 1/4 Watt Widerstand gewählt, aber alles von 470k bis 1meg würde funktionieren.

R2 ist ein 470-Ohm-Widerstand, um den Stoßstrom zu begrenzen, der beim ersten Einstecken des Nachtlichts durch den Stromkreis fließen könnte.

D2 ist ein Einweggleichrichter, der C2 jedes Mal mit einem 15-mA-Impuls auflädt, wenn AC1 positiv wird. Da AC1 nur die Hälfte der Zeit positiv ist, beträgt der durchschnittliche Strom durch D2 7,5 mA. Es wurde festgestellt, dass 7,5 mA die LEDs hell genug für ein Nachtlicht leuchten, während der Stromverbrauch auf einem Minimum gehalten wird.

D1 wird benötigt, um C1 jedes Mal, wenn AC1 negativ wird, auf die entgegengesetzte Weise aufladen zu lassen. Wenn D1 nicht hier wäre, würde C1 nur einen 15-mA-Impuls durch D2 senden, aber mit D1 kann der Impulszyklus für immer fortgesetzt werden.

C2 ist ein 470uF Elektrolytkondensator, der die Stromimpulse von D2 glättet, damit die LEDs bei 60Hz nicht flackern.

Die Pads CDS1 und CDS2 sind dort, wo die CDS-Zelle mit der Leiterplatte verbunden ist. Eine CDS-Zelle ist ein spezieller Widerstand, dessen Widerstand mit zunehmender Lichteinstrahlung sinkt. Diese CDS-Zelle schaltet den Transistor Q1 ein und schließt C2 kurz. Da kapazitive Dropper strombegrenzt sind, können ihre Ausgänge ohne Schaden kurzgeschlossen werden.

R3 ist dazu da, die Lichtmenge zu erhöhen, die zum Einschalten von Q1 benötigt wird. Wenn Sie also R3 erhöhen, muss der Raum dunkler sein, damit das Licht eingeschaltet wird. Ein Wert von 4,7k Ohm scheint genau richtig zu sein.

Schließlich sind LED+ und LED- die Pads, um die Kette von 4 LEDs anzuschließen.

Schritt 3: PCB

Während diese Schaltung auf Perf-Board aufgebaut werden kann, ist es am besten, eine echte Leiterplatte dafür zu machen, da Verdrahtungsfehler beim Einstecken in die Wand wirklich sehr schlimm enden.

Ich habe eine einseitige Leiterplatte entworfen, die ungefähr 1 Zoll x 2 Zoll groß ist, damit sie in die meisten gängigen Wandwarzengehäuse passt.

Beachten Sie, dass bei 120 V oder mehr viel Platz zwischen Pads und Spuren bleibt. Der Bogen zwischen den Spuren macht so viel Spaß, wie Sie denken.

Schritt 4: Teile

1x billiges Wandwarzen-Schaltnetzteil (kann jede Spannung sein, wir wollen nur ein Kunststoffgehäuse mit Zinken)

1x Leiterplatte

1x 0,33uF Klasse x Kondensator

2x 1N4007 Dioden

1x 470k Ohm Widerstand

1x 470 Ohm Widerstand

1x 4,7k Ohm Widerstand

1x 2N3904 NPN-Transistor

1x 470uF 16v Elektrolytkondensator

1x CDS-Zelle

4x 5mm warmweiße LEDs

HINWEIS: Alle Widerstände sind 1/4 Watt

Schritt 5: Öffnen Sie das Gehäuse

Heble das Wandwarzengehäuse mit einem flachen Schraubendreher auf. Die meisten billigen Switch-Mode-Modelle von ebay klappen leicht auseinander, wenn der Schraubendreher dort angesetzt wird, wo das Kabel herauskommt.

Schritt 6: Entfernen Sie die Platine

Lösen Sie die beiden Drähte, die die Schaltplatine mit den Stiften verbinden. Dies sind normalerweise die billigsten Drähte, die wir später durch bessere Drähte ersetzen werden. Werfen Sie die Platine für zukünftige Projekte in die Junk-Box.

Schritt 7: Löcher bohren

Bohren Sie zuerst ein Testloch in ein Stück Plastik, um sicherzustellen, dass die LEDs passen. Es sollte eng anliegen. Sobald das richtige Bit gefunden wurde, bohren Sie 4 Löcher in die äußere Hälfte des Gehäuses für die LEDs, eine auf den beiden Seiten, oben und vorne scheinen einen Raum ziemlich gut auszuleuchten.

Bohren Sie vorne ein Loch für die CDS-Zelle. Dieses Loch sollte von den LEDs beabstandet sein, damit das Licht der LEDs es nicht stört.

Schritt 8: Kleben Sie die LEDs ein

Verteilen Sie eine kleine Perle Sekundenkleber um jede LED und drücken Sie sie in das Loch. Gel-Sekundenkleber scheint dafür am besten zu funktionieren. Achten Sie darauf, dass die positive Leitung einer LED auf die negative Leitung der nächstgelegenen LED zeigt.

Schritt 9: LEDs in Reihe verdrahten

Verwenden Sie kleine Drahtstücke und eine Spitzzange, um die LEDs in Reihe zu löten, so dass das Plus des einen mit dem Minus des anderen verbunden ist. Verlegen Sie die Kabel um den Umfang des Gehäuses, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Dann ist es eine gute Idee, etwas Heißkleber aufzutragen, damit die Drähte nicht vibrieren.

Zum Schluss die CDS-Zelle einkleben.

Schritt 10: Drähte anbringen

Löten Sie einen Draht an die verbleibenden LED-Leitungen. Ein rotes zum Pluskabel der ersten LED und ein schwarzes zum Minuskabel der letzten LED in der Reihe. Über den Anschlüssen sollten Schrumpfschläuche angebracht werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Die Leitungen der CDS-Zelle sind lang genug, dass keine Drähte hinzugefügt werden müssen, aber es gibt ein Problem. Das Problem ist, dass die Leitungen nicht isoliert sind, so dass sie beim Zusammenbauen des Gehäuses kurzgeschlossen werden können. Um dieses zu fixieren, schneiden Sie zwei Stück Spaghetti-Schlauch (dünner Isolierschlauch für genau solche Fälle) und schieben Sie ihn wie auf den Bildern zu sehen über die Leitungen.

Schritt 11: Montieren Sie die Platine

Nehmen Sie sich Zeit und beobachten Sie diese Farbbänder, wenn Sie die Widerstände im Stromkreis platzieren. Alle drei unterscheiden sich nur durch eine Bande, aber die Ergebnisse wären katastrophal, wenn eine an der falschen Stelle platziert würde. Es ist eine gute Idee, Ihre Arbeit hier zu überprüfen, denn in Schaltungen, die mit 120 V betrieben werden, geht es SEHR schief, wenn etwas schief geht!

Schritt 12: Lötdraht auf Zinken

Löten Sie zwei 1 Zoll lange feste Kernanschlussdrähte an die Zinken auf der Rückseite des Gehäuses.

Schritt 13: Überprüfen Sie ALLES

An dieser Stelle sollten Sie haben:

Zwei Drähte, die an die Zinken auf der Rückseite des Wandwarzengehäuses gelötet sind

Eine fertige Leiterplatte

Vier LEDs, die in die Vorderseite des Wandwarzengehäuses geklebt und verdrahtet sind, wobei zwei isolierte CDS-Zellleitungen herausragen und ein positiver und ein negativer Draht aus der LED-Kette herausragen.

Schritt 14: Löten Sie es zusammen

Es ist Zeit für die Endmontage…

Alle Drähte werden von oben durch die Leiterplattenlöcher gesteckt und unten verlötet. Anschließend wird die Platine wie in den Bildern gezeigt gedreht und die beiden Gehäusehälften wieder zusammengeschnappt. Die Kraft der komprimierten Vollkern-Anschlußdrähte reicht aus, um die Platine wie abgebildet im Boden des Gehäuses zu halten. Wenn Sie es jedoch mit mehr Heißkleber dort unten kleben, fühlen Sie sich besser, gehen Sie es.

Schritt 15: TESTEN SIE ES!!!!!

OK, der nervenaufreibende Teil Ich empfehle, eine Steckdosenleiste zu finden, um sie anzuschließen, und dann die Steckdosenleiste in die Wand zu stecken. So geht es in der Hand nicht in Flammen auf, wenn bei der Montage etwas schief gelaufen ist!

Wenn alles gut geht, sollte es einfach dort sitzen. Schalten Sie das Licht aus oder bedecken Sie die CDS-Zelle mit einem Stück schwarzem Isolierband und die LEDs sollten aufleuchten.

Herzlichen Glückwunsch, du hast ein Nachtlicht gemacht!