Προγράμματα οδήγησης χαμηλής τάσης και προγράμματα οδήγησης φακών. Σπιτικό πρόγραμμα οδήγησης για LED υψηλής ισχύος Τι LED και προγράμματα οδήγησης να πάρετε για φακό

Γεια σου Χαμπρ!

Θέλω να πω μια ιστορία για το πώς έπεσε στα χέρια μου ένας προβολέας κινέζικου Cree XM-L LED και τι συνέβη μετά.

Ιστορικό

Μια φορά κι έναν καιρό, παρήγγειλα φακό με φωτεινό LED από ένα κινέζικο site. Ο φακός αποδείχθηκε αρκετά εργονομικός (αν και θα μπορούσε να είναι ελαφρύτερος), αλλά ο οδηγός του άφησε πολλά να είναι επιθυμητό.

Έλαμπε αρκετά έντονα, αλλά ο οδηγός είχε μόνο 3 λειτουργίες - πολύ φωτεινό, φωτεινό και στροβοσκοπικό, η εναλλαγή μεταξύ των οποίων γινόταν με το πάτημα ενός κουμπιού. Για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε απλώς τον φακό, ήταν απαραίτητο να περνάτε από αυτές τις 3 λειτουργίες κάθε φορά. Επιπλέον, αυτός ο φακός, όταν ήταν ενεργοποιημένος, εξάντλησε την μπαταρία μέχρι το τέλος - έτσι μερικά από τα δοχεία μου του 18650 μπήκαν σε βαθιά εκφόρτιση.

Όλα αυτά ήταν άβολα και ενοχλητικά, οπότε κάποια στιγμή αποφάσισα να φτιάξω το δικό μου πρόγραμμα οδήγησης για αυτό, το οποίο θα συζητηθεί περαιτέρω.

Φακός με παλιό πρόγραμμα οδήγησης

Εδώ είναι ένας τέτοιος φακός, σίγουρα πολλοί έχουν ασχοληθεί με παρόμοια

Έτσι φαίνεται το αρχικό πρόγραμμα οδήγησης

Τεχνικό έργο

Όπως γνωρίζετε, για να επιτευχθεί ένα καλό αποτέλεσμα, οποιαδήποτε εξέλιξη πρέπει να έχει καλή τεχνική προδιαγραφή, οπότε θα προσπαθήσω να τη διατυπώσω για τον εαυτό μου. Ο οδηγός λοιπόν πρέπει:

• Μπορείτε να ενεργοποιήσετε / απενεργοποιήσετε με ένα σύντομο πάτημα του κουμπιού (κουμπί χωρίς στερέωση). Ίσως αυτός είναι ο κύριος λόγος που ξεκίνησαν όλα αυτά.
• Έχετε έναν ομαλό (χωρίς σκαλοπάτι) έλεγχο φωτεινότητας, από το πιο φωτεινό - "turbo", έως το "moonlight", όταν η δίοδος μόλις λάμπει. Η φωτεινότητα πρέπει να αλλάζει ομοιόμορφα.
• Θυμηθείτε την καθορισμένη φωτεινότητα για τη διάρκεια του τερματισμού λειτουργίας.
• Παρακολουθήστε τη φόρτιση της μπαταρίας προειδοποιώντας όταν είναι σχεδόν άδεια (περίπου 3,3 V) και σβήνοντας όταν είναι πλήρως αποφορτισμένη (περίπου 2,9 V). Για διαφορετικές μπαταρίες, αυτές οι παράμετροι μπορεί να είναι διαφορετικές. Αντίστοιχα, η τάση λειτουργίας πρέπει να είναι στην περιοχή 2,7~4,5V.
• Έχετε 2 ειδικές λειτουργίες - σήμα έκτακτης ανάγκης και στροβοσκοπικό (καλά, γιατί όχι;)
• Να μπορείς να ανάβεις/σβήνεις το πίσω LED (αυτό ισχύει όταν κάνεις ποδήλατο τη νύχτα, βγάζει κάτι σαν φως στάθμευσης).
• Να έχετε προστασία από αντιστροφή πολικότητας και στατικό ηλεκτρισμό. Δεν είναι απαραίτητο, αλλά θα είναι μια ωραία προσθήκη, γιατί στο σκοτάδι μπορεί να βάλετε κατά λάθος την μπαταρία στη λάθος πλευρά.
• Να είναι μικρότερο από τον αρχικό οδηγό σε μέγεθος, αλλά ταυτόχρονα να έχει τα ίδια καθίσματα. Ο Κινέζος οδηγός είναι απλά τεράστιος, δεν θα είναι εύκολο να τον μεγαλώσεις.

Λοιπόν, εάν ο φακός τροποποιείται, γιατί να μην δημιουργήσετε έναν φορτιστή με υποδοχή micro-USB; Έχω πάντα ένα τέτοιο καλώδιο και φόρτιση USB στο χέρι και πρέπει να ψάξω για το δικό μου τροφοδοτικό.

Σίδερο

Έχω κάποια εμπειρία με το Arduino, οπότε αποφασίστηκε να φτιάξω ένα πρόγραμμα οδήγησης για το MK της οικογένειας AVR. Είναι ευρέως διαθέσιμα, είναι εύκολο να προγραμματιστούν και έχουν λειτουργίες χαμηλής ισχύος (αναστολής λειτουργίας).

Ο μικροελεγκτής Attiny13a επιλέχθηκε ως «εγκέφαλος» του οδηγού - αυτός είναι ένας από τους φθηνότερους MC της Atmel (που απορροφάται πλέον από τη Microchip), έχει όλα όσα χρειάζεστε στο σκάφος - ένα GPIO για τη σύνδεση ενός κουμπιού και ενός LED, ένα χρονόμετρο για παραγωγή σήματος PWM, ADC για μέτρηση τάσης και EEPROM για εξοικονόμηση παραμέτρων. Διατίθεται μόνο 1 KB μνήμης flash (αλλά πόση χρειάζεται για έναν φακό), καθώς και 64 B μνήμης RAM και την ίδια ποσότητα EEPROM.
Το Attiny13 είναι διαθέσιμο σε διάφορες επιλογές συσκευασίας, με πιο αξιοσημείωτο ένα DIP-8 που μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε ένα τυπικό breadboard 2,54 mm.

Δεδομένου ότι υπάρχουν μόνο 3 καλώδια από το πίσω μέρος μέχρι την κεφαλή της λάμπας, το κουμπί αναγκάζεται να κλείσει στο έδαφος (σχετικά με την αδυναμία βραχυκύκλωσης στο plus - αργότερα), θα πρέπει να ενεργοποιήσετε το LED στο συν - που σημαίνει χρειάζεστε έναν διακόπτη πεδίου καναλιού P. Πήρα το AO3401 ως τέτοιο τρανζίστορ, αλλά μπορείς να πάρεις το SI2323, είναι πιο ακριβό, αλλά έχει χαμηλότερη αντίσταση ανοιχτού καναλιού (40 mΩ, ενώ το AO3401 έχει 60 mΩ, στα 4,5 V), οπότε ο οδηγός θα ζεσταθεί πιο λιγο.

Από τα λόγια μέχρι τις πράξεις, συλλέγω μια προκαταρκτική έκδοση σε ένα breadboard

Μέχρι στιγμής, τροφοδοτείται απευθείας από τον προγραμματιστή, με τάση 5 V (στην πραγματικότητα μικρότερη λόγω απωλειών στο καλώδιο USB). Αντί για το LED XM-L, προς το παρόν, κόλλησα ένα κανονικό LED στα πόδια και έβαλα ένα αδύναμο τρανζίστορ με υψηλή τάση κατωφλίου.
Στη συνέχεια σχεδιάστηκε ένα κύκλωμα στο Altium Designer, το οποίο πρόσθεσα με προστασία από αντιστροφή πολικότητας και ESD.

Λεπτομερής περιγραφή και σκοπός όλων των εξαρτημάτων

Απαιτούμενα εξαρτήματα:

C1 - πυκνωτής αποσύνδεσης για τροφοδοσία μικροελεγκτή, πρέπει να είναι περίπου 0,1 microfarad, θήκη 1206 ή 0805, συντελεστής θερμοκρασίας X7R

Το R1-R2 είναι ένας διαχωριστής αντίστασης για τη μέτρηση της τάσης της μπαταρίας, μπορείτε να ορίσετε οποιεσδήποτε ονομασίες, εδώ η κύρια αναλογία είναι (750K / 220K, συντελεστής διαίρεσης 4,41) και το ρεύμα διαρροής, το οποίο θα είναι μεγαλύτερο εάν αυξήσετε τις τιμές (στο ρεύμα είναι περίπου 4 μA). Εφόσον χρησιμοποιείται μια εσωτερική αναφορά (1,1 V, σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων μπορεί να είναι εντός 1,0 V - 1,2 V), η μέγιστη τάση στην έξοδο του διαιρέτη δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1 V. Με ένα διαχωριστικό 750/220, η Η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση στην είσοδο του διαχωριστή θα είναι 4,41 V, κάτι που υπεραρκεί για όλους τους τύπους μπαταριών λιθίου.
Υπολόγισα τον διαιρέτη χρησιμοποιώντας αυτήν την αριθμομηχανή.

R3 - προστασία της εξόδου της θύρας του μικροελεγκτή από βραχυκύκλωμα (εάν ξαφνικά το PB1 τραβηχτεί στο VCC, ένα μεγάλο ρεύμα θα ρέει μέσω του ακροδέκτη και το MK μπορεί να καεί)

R4 - σύσφιξη του RESET MK στην τροφοδοσία, χωρίς αυτό, είναι δυνατές οι επανεκκινήσεις από τα pickup.

Q1 - Τρανζίστορ εφέ πεδίου καναλιού P σε πακέτο SOT-23, εγκατέστησα το AO3401, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε άλλο με κατάλληλο pinout (για παράδειγμα, SI2323)

Το R7 είναι η αντίσταση περιορισμού ρεύματος πύλης. Δεδομένου ότι η πύλη του τρανζίστορ έχει κάποια χωρητικότητα, όταν αυτή η χωρητικότητα φορτίζεται, ένα μεγάλο ρεύμα μπορεί να περάσει μέσα από τον πείρο και ο πείρος μπορεί να αποτύχει. Μπορείτε να το ρυθμίσετε στην περιοχή των 100-220 ohms (όχι περισσότερο, το τρανζίστορ θα αρχίσει να βρίσκεται σε μισόκλειστη κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα και, ως αποτέλεσμα, θα θερμαίνεται περισσότερο).

R6 - αντίσταση έλξης πύλης στην παροχή ρεύματος. Σε περίπτωση που το PB0 μεταβεί σε κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης, θα ρυθμιστεί μια λογική 1 μέσω αυτής της αντίστασης στην πύλη του Q1 και το τρανζίστορ θα κλείσει. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω σφάλματος στον κώδικα ή στη λειτουργία προγραμματισμού.

Το D2 - μια δίοδος "μπλοκαρίσματος" - επιτρέπει, όταν η τάση "πέφτει" (όταν το LED ανάβει για σύντομο χρονικό διάστημα σε πλήρη φωτεινότητα), το MK τροφοδοτείται από τον πυκνωτή για κάποιο χρονικό διάστημα, προστατεύει επίσης από την αντιστροφή πολικότητας.
Μπορείτε να βάλετε οποιαδήποτε δίοδο Schottky στη συσκευασία SOD323 με ελάχιστη πτώση τάσης, εγώ βάζω BAT60.

Αρχικά, η προστασία αντίστροφης πολικότητας ισχύος έγινε σε ένα τρανζίστορ εφέ πεδίου (αυτό μπορεί να φανεί σε πλακέτες που κατασκευάζονται με λάφυρα). Μετά την αποκόλληση, εμφανίστηκε ένα δυσάρεστο χαρακτηριστικό - όταν ενεργοποιήθηκε το φορτίο, σημειώθηκε πτώση τάσης και το MK επανεκκινήθηκε, καθώς ο εργάτης πεδίου δεν περιορίζει το ρεύμα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Πρώτα κόλλησα έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 200uF μεταξύ VCC και GND, αλλά δεν μου άρεσε αυτή η λύση λόγω του μεγέθους της. Έπρεπε να κολλήσω το τρανζίστορ και να βάλω μια δίοδο στη θέση του, αφού το SOT-23 και το SOD-323 έχουν παρόμοιες διαστάσεις.

Συνολικά, υπάρχουν μόνο 10 εξαρτήματα στο κύκλωμα που απαιτούνται για την εγκατάσταση.

Προαιρετικά εξαρτήματα:

Τα R5 και D1 είναι υπεύθυνα για τον οπίσθιο φωτισμό (LED2). Η ελάχιστη βαθμολογία του R5 είναι 100 ohms. Όσο υψηλότερη είναι η βαθμολογία, τόσο πιο αδύναμο ανάβει το πίσω LED (ανάβει σε σταθερή λειτουργία, χωρίς PWM). D1 - οποιοδήποτε LED στη συσκευασία 1206, το έβαλα σε πράσινο, γιατί οπτικά είναι πιο φωτεινά στα ίδια ρεύματα από άλλα.

Οι D3 και D4 είναι δίοδοι προστασίας (TVS), χρησιμοποίησα PESD5V0 (5.0V) σε συσκευασία SOD323. Το D3 προστατεύει από υπέρταση ισχύος, D4 - με κουμπί. Εάν το κουμπί είναι καλυμμένο με μια μεμβράνη, τότε δεν έχει πολύ νόημα. Πιθανώς είναι λογικό να χρησιμοποιείτε αμφίδρομες προστατευτικές διόδους, διαφορετικά, όταν αντιστραφεί η πολικότητα, το ρεύμα θα ρέει μέσα από αυτές και θα καούν (βλ. CVC μιας αμφίδρομης προστατευτικής διόδου).

C2 - πυκνωτής τανταλίου στην περίπτωση Α (παρόμοιος με το 1206), είναι λογικό να το εγκαταστήσετε όταν ο οδηγός είναι ασταθής (η τάση τροφοδοσίας του μικρού μπορεί να πέσει στα υψηλά ρεύματα μεταγωγής του LED)

Όλες οι αντιστάσεις είναι μεγέθους 0603 (για μένα αυτό είναι ένα επαρκές όριο για τη συγκόλληση με το χέρι)

Όλα είναι ξεκάθαρα με τα εξαρτήματα, μπορείτε να φτιάξετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα.
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να δημιουργήσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο της μελλοντικής πλακέτας, μαζί με τρύπες - IMHO, στο Altium Designer αυτός είναι ο πιο βολικός τρόπος για να προσδιορίσετε τη γεωμετρία του PCB.
Μέτρησα τις διαστάσεις του παλιού οδηγού και τις οπές στερέωσής του - η σανίδα πρέπει να είναι στερεωμένη σε αυτές, αλλά να έχει μικρότερες διαστάσεις (για ευελιξία, ξαφνικά θα πρέπει να κατασκευαστεί κάπου αλλού).
Το λογικό ελάχιστο εδώ αποδείχθηκε ότι ήταν περίπου 25x12,5 mm (αναλογία διαστάσεων 2:1) με δύο οπές με διάμετρο 2 mm για προσάρτηση στο σώμα του φαναριού με εγγενείς βίδες.

Έφτιαξα ένα τρισδιάστατο μοντέλο στο SolidWorks και μετά το εξήγα στο Altium Designer ως STEP.
Στη συνέχεια, τοποθέτησα τα εξαρτήματα στην πλακέτα, έκανα τις επαφές στις γωνίες (είναι πιο βολικό να κολλήσετε και είναι πιο εύκολο να απλώσετε το έδαφος), έβαλα το Attiny13 στο κέντρο, το τρανζίστορ είναι πιο κοντά στις επαφές LED.
Τοποθέτησα τα κομμάτια ισχύος, τοποθέτησα τα υπόλοιπα εξαρτήματα όπως φαίνεται και άπλωσα τα κομμάτια σήματος. Για τη διευκόλυνση της σύνδεσης της μνήμης, έφερα ξεχωριστές επαφές κάτω από αυτήν, οι οποίες αντιγράφουν τις επαφές της μπαταρίας.
Έκανα όλη την καλωδίωση (με εξαίρεση έναν βραχυκυκλωτήρα) στο επάνω στρώμα - για να μπορώ να φτιάξω μια σανίδα στο σπίτι με ένα LUT.
Το ελάχιστο πλάτος των κομματιών σήματος είναι 0,254 mm / 10 mil, τα κομμάτια ισχύος έχουν μέγιστο πλάτος όπου είναι δυνατόν.

Έτσι φαίνεται μια ενσύρματη πλακέτα στο Altium Designer

Το Altium Designer έχει τη δυνατότητα να δει πώς θα μοιάζει η πλακέτα σε 3D (αυτό απαιτεί μοντέλα για όλα τα εξαρτήματα, μερικά έπρεπε να τα κατασκευάσω μόνος μου).
Ίσως κάποιος εδώ θα πει ότι η λειτουργία 3D για τον ιχνηθέτη δεν χρειάζεται, αλλά για μένα προσωπικά αυτό είναι ένα εύχρηστο χαρακτηριστικό που διευκολύνει την τοποθέτηση εξαρτημάτων για ευκολία συγκόλλησης.

Τη στιγμή που γράφτηκε αυτό το κείμενο, έγιναν 3 εκδόσεις του πίνακα - η πρώτη για LUT, η δεύτερη για βιομηχανική παραγωγή και η 3η, τελική με ορισμένες διορθώσεις.

Κατασκευή σανίδων

Σπιτική μέθοδος

LUT - τεχνολογία σιδερώματος με λέιζερ, μια μέθοδος κατασκευής πλακών κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας χάραξη σε μάσκα που λαμβάνεται με τη μεταφορά γραφίτη από χαρτί σε χαλκό. Αυτή η μέθοδος είναι εξαιρετική για απλές σανίδες μονής όψης όπως αυτό το πρόγραμμα οδήγησης.
Υπάρχουν πολλά άρθρα στο δίκτυο σχετικά με αυτήν την τεχνολογία, επομένως δεν θα μπω σε λεπτομέρειες, αλλά θα μιλήσω μόνο εν συντομία για το πώς το κάνω.

Πρώτα πρέπει να ετοιμάσετε ένα πρότυπο που θα τυπωθεί σε θερμικό χαρτί. Εξάγω το επίπεδο top_layer σε PDF, παίρνω μια διανυσματική εικόνα.

Δεδομένου ότι η σανίδα είναι μικρή, είναι λογικό να πάρετε ένα κομμάτι textolite με διαστάσεις πολλές φορές μεγαλύτερες και να κάνετε αυτό που λέγεται panelization στη βιομηχανία.
Για αυτούς τους σκοπούς, το CorelDraw είναι πολύ βολικό, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε άλλο διανυσματικό πρόγραμμα επεξεργασίας.
Τοποθετώ αντίγραφα των προτύπων στο έγγραφο, κάνω κενά 0,5-1 mm μεταξύ των σανίδων (ανάλογα με τη μέθοδο διαχωρισμού, περισσότερα για αυτό αργότερα), οι πίνακες πρέπει να είναι διατεταγμένοι συμμετρικά - διαφορετικά θα είναι δύσκολο να τους διαχωριστούν.

Μαζεύω ένα κομμάτι μονόπλευρου τεστολιθίου λίγο μεγαλύτερο από το συναρμολογημένο πάνελ, το καθαρίζω και το απολιπαίνω (προτιμώ να το τρίψω με γόμα και μετά με οινόπνευμα). Εκτυπώνω ένα πρότυπο για χάραξη σε θερμικό χαρτί (εδώ είναι σημαντικό να μην ξεχάσετε να αντικατοπτρίσετε το πρότυπο).
Με τη βοήθεια ενός σίδερου και υπομονής, χαϊδεύοντας απαλά το χαρτί, το μεταφέρω σε textolite. Περιμένω μέχρι να κρυώσει και σκίζω προσεκτικά το χαρτί.
Οι ελεύθερες περιοχές χαλκού (που δεν καλύπτονται με τόνερ) μπορούν να βερνικωθούν ή να σφραγιστούν με κολλητική ταινία (όσο μικρότερη είναι η περιοχή του χαλκού, τόσο πιο γρήγορη είναι η αντίδραση χάραξης).

Αυτό είναι το πάνελ του σπιτιού - ένας μεγάλος αριθμός σανίδων σας επιτρέπει να αντισταθμίσετε τα ελαττώματα παραγωγής

Δηλητηριάζω σανίδες με κιτρικό οξύ σε διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου, αυτός είναι ο πιο προσιτός τρόπος, αν και αρκετά αργός.
Οι αναλογίες είναι οι εξής: για 100 ml υπεροξειδίου 3% υπάρχουν 30 g κιτρικού οξέος και περίπου 5 g αλατιού, όλα αυτά αναμειγνύονται και χύνονται σε ένα δοχείο με textolite.
Η θέρμανση του διαλύματος θα επιταχύνει την αντίδραση, αλλά μπορεί να προκαλέσει την αποκόλληση του γραφίτη.

Ξεκινά η άγνωστη χημική μαγεία: ο χαλκός καλύπτεται με φυσαλίδες και το διάλυμα αποκτά μια μπλε απόχρωση

Μετά από λίγο, βγάζω την χαραγμένη σανίδα, την καθαρίζω από το τόνερ. Δεν μπορώ να το ξεπλύνω με κανέναν διαλύτη, οπότε το αφαιρώ μηχανικά - με λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο.

Τώρα απομένει η κασσίτερος της σανίδας - αυτό θα βοηθήσει στη συγκόλληση και θα προστατεύσει τον χαλκό από την οξείδωση και θα διευκολύνει τη συγκόλληση. Προτιμώ την κασσίτερο με κράμα Rose - αυτό το κράμα λιώνει σε θερμοκρασία περίπου 95 βαθμών, γεγονός που του επιτρέπει να κονσερβοποιηθεί σε βραστό νερό (ναι, ίσως όχι η πιο αξιόπιστη σύνθεση για επικασσιτέρωση, αλλά είναι κατάλληλο για σπιτικές σανίδες).

Μετά το κασσίτερο τρυπάω την σανίδα (για επαφές χρησιμοποιώ τρυπάνια καρβιδίου f1.0, για jumper - f0.7), τρυπάω με dremel ελλείψει άλλου εργαλείου. Δεν μου αρέσει το πριόνισμα του textolite λόγω σκόνης, οπότε μετά το τρύπημα κόβω τις σανίδες με ένα μαχαίρι - κάνω πολλές τομές κατά μήκος μιας γραμμής και στις δύο πλευρές και μετά τις σπάω κατά μήκος της εγκοπής. Αυτό είναι παρόμοιο με τη μέθοδο V-cut που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, μόνο η κοπή γίνεται με κόφτη.

Έτσι φαίνεται η σανίδα έτοιμη για συγκόλληση

Όταν η πλακέτα είναι έτοιμη, μπορείτε να ξεκινήσετε την αποκόλληση των εξαρτημάτων. Πρώτα κολλάω τα μικροπράγματα (αντιστάσεις 0603), μετά όλα τα άλλα. Οι αντιστάσεις είναι κοντά στο MK, επομένως η συγκόλληση με αντίστροφη σειρά μπορεί να είναι προβληματική. Μετά τη συγκόλληση, ελέγχω εάν υπάρχει βραχυκύκλωμα στην τροφοδοσία του προγράμματος οδήγησης, μετά από το οποίο είναι ήδη δυνατό να αρχίσει να αναβοσβήνει το MK.

Πρόγραμμα οδήγησης έτοιμο για λήψη υλικολογισμικού

βιομηχανικό τρόπο

Το LUT είναι γρήγορο και προσιτό, αλλά η τεχνολογία έχει τα μειονεκτήματά της (όπως σχεδόν όλες οι «οικιακές» μέθοδοι κατασκευής PP). Είναι προβληματικό να φτιάξετε μια σανίδα διπλής όψης, οι ράγες μπορεί να είναι υπερβολικά χαραγμένες και κανείς μπορεί μόνο να ονειρευτεί την επιμετάλλωση των οπών.

Ευτυχώς, οι επιχειρηματίες Κινέζοι προσφέρουν εδώ και καιρό υπηρεσίες κατασκευής βιομηχανικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων.
Παραδόξως, μια πλακέτα μονής στρώσης από τους Κινέζους θα κοστίσει περισσότερο από μια πλακέτα δύο στρώσεων, γι 'αυτό αποφάσισα να προσθέσω μια δεύτερη (κάτω) στρώση στο PCB. Τα κομμάτια ισχύος και η γείωση διπλασιάζονται σε αυτό το επίπεδο. Επίσης, κατέστη δυνατή η κατασκευή μιας ψύκτρας από το τρανζίστορ (χάλκινα πολύγωνα στο κάτω στρώμα), η οποία θα επιτρέψει στον οδηγό να εργάζεται σε υψηλότερα ρεύματα.

Το κάτω στρώμα της σανίδας στο Altium Designer

Για αυτό το έργο, αποφάσισα να παραγγείλω μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος από τον ιστότοπο της PcbWay. Ο ιστότοπος διαθέτει μια βολική αριθμομηχανή για τον υπολογισμό του κόστους των σανίδων, ανάλογα με τις παραμέτρους, το μέγεθος και την ποσότητα τους. Αφού υπολόγισα το κόστος, ανέβασα το αρχείο gerber που δημιουργήθηκε νωρίτερα στο Altium Designer, οι Κινέζοι το έλεγξαν και ο πίνακας πήγε στην παραγωγή.

Η κατασκευή ενός σετ από 10 σανίδες TinyFL μου κόστισε 5 $. Όταν εγγραφεί ένας νέος χρήστης, δίνει έκπτωση 5 $ στην πρώτη του παραγγελία, οπότε πλήρωσα μόνο τα έξοδα αποστολής, τα οποία επίσης κοστίζουν κάπου στα 5 $.
Αυτός ο ιστότοπος έχει τη δυνατότητα κοινής χρήσης του έργου, οπότε αν κάποιος θέλει να παραγγείλει αυτούς τους πίνακες, μπορείτε απλά να προσθέσετε αυτό το έργο στο καλάθι.

Μετά από μερικές εβδομάδες, έλαβα τις ίδιες σανίδες, μόνο όμορφα κατασκευασμένες με βιομηχανικό τρόπο. Απομένει μόνο να τα ξεκολλήσετε και να τα γεμίσετε με υλικολογισμικό.

Πρόγραμμα (υλικολογισμικό)

Η κύρια δυσκολία που προέκυψε κατά τη σύνταξη του υλικολογισμικού του προγράμματος οδήγησης ήταν το εξαιρετικά μικρό μέγεθος της μνήμης flash - το Attiny13 έχει μόνο 1024 byte.
Επίσης, δεδομένου ότι η αλλαγή στη φωτεινότητα είναι ομαλή, αποδείχθηκε ότι ήταν μια μη τετριμμένη εργασία να την αλλάξουμε ομοιόμορφα - για αυτό έπρεπε να κάνουμε διόρθωση γάμμα.

Αλγόριθμος ελέγχου προγραμμάτων οδήγησης

Το πρόγραμμα οδήγησης ενεργοποιείται με ένα σύντομο πάτημα του κουμπιού και απενεργοποιείται από αυτό.
Η επιλεγμένη λειτουργία φωτεινότητας διατηρείται για όλη τη διάρκεια της απενεργοποίησης.

Εάν κάνετε διπλό σύντομο πάτημα του κουμπιού (διπλό κλικ) κατά τη λειτουργία, το πρόσθετο LED θα ανάψει / θα απενεργοποιηθεί.
Με παρατεταμένο πάτημα κατά τη λειτουργία, η φωτεινότητα του φακού θα αρχίσει να αλλάζει ομαλά. Το επαναλαμβανόμενο παρατεταμένο πάτημα αλλάζει κατεύθυνση (δυνατότερο/ασθενέστερο).

Το πρόγραμμα οδήγησης ελέγχει περιοδικά την τάση της μπαταρίας και εάν είναι κάτω από τις καθορισμένες τιμές, προειδοποιεί τον χρήστη για την εκφόρτιση και, στη συνέχεια, σβήνει για να αποτρέψει τη βαθιά εκφόρτιση.

Μια πιο λεπτομερής περιγραφή του αλγόριθμου του προγράμματος οδήγησης

1. Όταν εφαρμόζεται τροφοδοσία στο MK, τα περιφερειακά διαμορφώνονται και το MK τίθεται σε αναστολή λειτουργίας (αν έχει οριστεί STARTSLEEP). Όταν εφαρμόζεται τροφοδοσία στο πρόγραμμα οδήγησης, και οι δύο λυχνίες LED αναβοσβήνουν αρκετές φορές εάν έχει οριστεί STARTBLINKS.
2. Ονειρο. Το Attiny13 κοιμάται σε λειτουργία απενεργοποίησης (αυτή είναι η πιο οικονομική λειτουργία, σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων, η κατανάλωση MK θα είναι ~ 1 μA), από την οποία μπορεί να βγει μόνο με κάποιο είδος διακοπής. Σε αυτήν την περίπτωση, πρόκειται για διακοπή INT0 - πατώντας ένα κουμπί (ρύθμιση του PC1 στο λογικό 0).
   Ταυτόχρονα, η εσωτερική ανάσυρση χαμηλής ισχύος πρέπει να είναι ενεργοποιημένη στο PC1. Το ADC και ο συγκριτής είναι οι κύριοι τρέχοντες καταναλωτές από όλα τα περιφερειακά, επομένως πρέπει επίσης να απενεργοποιηθούν. Κατά τη διάρκεια της αδράνειας, τα περιεχόμενα των καταχωρητών και της μνήμης RAM αποθηκεύονται, επομένως δεν απαιτείται EEPROM για να θυμάστε τη φωτεινότητα.
3. Μετά τον ύπνο, τα περιφερειακά και το PWM ενεργοποιούνται και ο οδηγός εισέρχεται σε έναν ατελείωτο βρόχο στον οποίο πατιέται το κουμπί και ελέγχεται περιοδικά η τάση της μπαταρίας.
4. Εάν πατηθεί το κουμπί, ανιχνεύεται ο χρόνος πατήματος.
   4.1. Εάν το κλικ είναι σύντομο, αναμένεται διπλό κλικ (αν έχει οριστεί BTN_DBCLICK).
   Αν ήταν, το πρόσθετο LED2 αλλάζει.
   Εάν όχι, τότε μεταβείτε στο βήμα 2 (ύπνος)
   4.2. Εάν το πάτημα είναι παρατεταμένο (μεγαλύτερο από BTN_ONOFF_DELAY) - η λειτουργία ελέγχου φωτεινότητας είναι ενεργοποιημένη. Σε αυτή τη λειτουργία:
   • Αντιστρέφει την κατεύθυνση αλλαγής (περισσότερο/λιγότερο) και αλλάζει το % λειτουργίας PWM ενώ πατιέται το κουμπί.
   • Εάν επιτευχθεί η μέγιστη/ελάχιστη τιμή (RATE_MAX / RATE_MIN), το LED αρχίζει να αναβοσβήνει.
   • Εάν έχουν παρέλθει n-αναβοσβήνει (AUXMODES_DELAY) και το κουμπί εξακολουθεί να είναι πατημένο, η βοηθητική λειτουργία είναι ενεργοποιημένη. Υπάρχουν δύο τέτοιες λειτουργίες - το στροβοσκόπιο (ανοίγει για 25 ms, συχνότητα 8 Hz) και ο φάρος έκτακτης ανάγκης (ανοίγει σε πλήρη φωτεινότητα για 50 ms, συχνότητα 1 Hz). Σε αυτές τις λειτουργίες, δεν υπάρχει έλεγχος μπαταρίας και για έξοδο, πρέπει να κρατήσετε πατημένο το κουμπί για κάποιο χρονικό διάστημα.
5. Εάν είναι ώρα να ελέγξετε την τάση της μπαταρίας - οι μετρήσεις λαμβάνονται από το ADC2, το αποτέλεσμα συγκρίνεται με τις προκαθορισμένες τιμές.
   • Εάν η τιμή ADC είναι μεγαλύτερη από την τιμή BAT_WARNING, όλα είναι καλά
   • Εάν λιγότερο από BAT_WARNING - ο χρήστης προειδοποιείται για την εκφόρτιση, ο οδηγός αναβοσβήνει το κύριο LED. Ο αριθμός των φλας θα είναι ανάλογος του βαθμού εκφόρτισης. Για παράδειγμα, με τις προεπιλεγμένες τιμές, όταν αποφορτιστεί πλήρως, ο φακός θα αναβοσβήνει 5 φορές.
   • Εάν λιγότερο από BAT_SHUTDOWN - MK πηγαίνει στο βήμα 2 (αναστολή λειτουργίας).

Έλεγχος φωτεινότητας LED

Όπως γνωρίζετε, ο ευκολότερος τρόπος για να ελέγξετε τη φωτεινότητα είναι να αλλάξετε τον κύκλο λειτουργίας PWM, ενώ το LED ανάβει για λίγο σε πλήρη φωτεινότητα και μετά σβήνει. Λόγω της φύσης του ανθρώπινου ματιού, το LED φαίνεται να είναι λιγότερο φωτεινό από ό,τι θα ήταν αν ήταν συνεχώς αναμμένο. Δεδομένου ότι το LED είναι συνδεδεμένο μέσω ενός FET καναλιού P, για να το ανοίξετε, πρέπει να τραβήξετε την πύλη στο έδαφος και να την κλείσετε, αντίστροφα, στην τροφοδοσία. Ο ανοιχτός χρόνος του τρανζίστορ σε σχέση με τον χρόνο απενεργοποίησης του θα συσχετιστεί με το γέμισμα PWM.
Ο μεταβλητός συντελεστής είναι υπεύθυνος για τον κύκλο λειτουργίας του PWM, ρυθμός 255 = 100% PWM.
Με συχνότητα ρολογιού 1,2 MHz και προκλιμακωτή χρονοδιακόπτη 1, η συχνότητα PWM θα είναι 1200000/256 = 4,7 kHz. Δεδομένου ότι πρόκειται για μια συχνότητα ήχου (που γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο αυτί), σε κάποιο κύκλο λειτουργίας το πρόγραμμα οδήγησης PWM μπορεί να αρχίσει να εκπέμπει έναν ήχο (πιο συγκεκριμένα, δεν είναι ο οδηγός που εκπέμπει έναν ήχο, αλλά τα καλώδια ή οι μπαταρίες). Εάν παρεμβαίνει, μπορείτε να αυξήσετε τη συχνότητα λειτουργίας σε 9,6 (CKSEL=10, CKDIV8=1) ή 4,8 MHz (CKSEL=01, CKDIV8=1), τότε η συχνότητα PWM θα είναι 8 ή 4 φορές υψηλότερη, αλλά η κατανάλωση ενέργειας του ΜΚ θα αυξηθεί και αναλογικά .

Πιστεύεται ότι η δίοδος πρέπει να τροφοδοτηθεί σταθεροποιώντας το ρεύμα μέσω αυτής και σε αυτή τη λειτουργία θα αποτύχει γρήγορα. Εδώ συμφωνώ και λέω ότι στον φακό μου (και σε πολλές κεφαλές παρόμοιου σχεδίου) το LED δεν συνδέεται απευθείας με τον οδηγό, αλλά μάλλον μακριά και λεπτά καλώδια πηγαίνουν σε αυτό, η αντίσταση του οποίου, καθώς και η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας και της αντίστασης του οδηγού, περιορίστε το μέγιστο ρεύμα είναι περίπου 1,5 A, το οποίο είναι 2 φορές μικρότερο από το μέγιστο ρεύμα για αυτό το LED (το μέγιστο ρεύμα για το Cree XM-L σύμφωνα με την τεκμηρίωση είναι 3 A).
Εάν έχετε ένα πρόγραμμα οδήγησης συνδεδεμένο στο LED με κοντά καλώδια και η βάση της μπαταρίας έχει καλές επαφές, το ρεύμα στη μέγιστη φωτεινότητα (rate=255) μπορεί να ξεπεράσει τα 3A. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό το πρόγραμμα οδήγησης πιθανότατα δεν είναι κατάλληλο για εσάς, καθώς υπάρχει κίνδυνος βλάβης των LED. Ωστόσο, μπορείτε να προσαρμόσετε την παράμετρο RATE_MAX για να λάβετε αποδεκτές τιμές ρεύματος. Επιπλέον, αν και σύμφωνα με τις προδιαγραφές του τρανζίστορ SI2323DS, το μέγιστο ρεύμα του υπερβαίνει τα 4 A, είναι καλύτερο να ρυθμίσετε το κατώφλι στα 2 A, διαφορετικά ο οδηγός μπορεί να χρειαστεί ψύξη.

Διόρθωση γάμμα

Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται τη φωτεινότητα των αντικειμένων μη γραμμικά. Στην περίπτωση αυτού του προγράμματος οδήγησης, η διαφορά μεταξύ 5-10% PWM θα γίνει αντιληπτή ως πολλαπλή αύξηση της φωτεινότητας, ενώ η διαφορά μεταξύ 75-100% θα είναι σχεδόν αόρατη στο μάτι. Εάν αυξήσετε τη φωτεινότητα του LED ομοιόμορφα, με ρυθμό n τοις εκατό ανά δευτερόλεπτο, θα φανεί ότι στην αρχή η φωτεινότητα αυξάνεται πολύ γρήγορα από το μηδέν στη μέση τιμή, στη συνέχεια αυξάνεται πολύ αργά από τη μέση στο μέγιστο.

Αυτό είναι πολύ άβολο και για να αντισταθμιστεί αυτό το αποτέλεσμα, έπρεπε να κατασκευαστεί ένας απλοποιημένος αλγόριθμος διόρθωσης γάμμα. Η ουσία του είναι ότι το βήμα αλλαγής φωτεινότητας αυξάνεται από 1 σε ελάχιστες τιμές PWM σε 12 σε μέγιστες τιμές. Στη γραφική αναπαράσταση, αυτό μοιάζει με μια καμπύλη της οποίας τα σημεία αποθηκεύονται στον πίνακα rate_step_array. Έτσι, φαίνεται ότι η φωτεινότητα αλλάζει ομοιόμορφα σε όλο το εύρος.

Παρακολούθηση τάσης μπαταρίας

Κάθε n-δευτερόλεπτα (η παράμετρος BAT_PERIOD είναι υπεύθυνη για το διάστημα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου) μετράται η τάση της μπαταρίας. Η θετική επαφή της μπαταρίας, η οποία συνδέεται στο VIN και εισέρχεται στον διαχωριστή αντίστασης R1-R2, στο μέσο της οποίας συνδέεται ο ακροδέκτης PB4 (γνωστός και ως ADC2 για τον πολυπλέκτη ADC).

Δεδομένου ότι η τάση τροφοδοσίας αλλάζει με τη μετρούμενη τάση, δεν θα είναι δυνατή η μέτρησή της χρησιμοποιώντας Vref ως τάση αναφοράς, γι' αυτό χρησιμοποίησα μια εσωτερική πηγή 1,1 V ως αναφορά. Αυτό ακριβώς είναι ο διαχωριστής - το MK δεν μπορεί να μετρήσει μια τάση μεγαλύτερη από την πηγή αναφοράς τάσης (για παράδειγμα, μια τάση 1,1 V θα αντιστοιχεί σε μια τιμή ADC 1023 ή 255 εάν χρησιμοποιείται ανάλυση 8 bit). Περνώντας μέσα από τον διαιρέτη, η τάση στο μεσαίο σημείο του θα είναι 6 φορές μικρότερη από την είσοδο, η τιμή του 255 δεν θα αντιστοιχεί πλέον σε 1,1 V, αλλά έως και 4,33 V (διαιρέτης με 4,03), που καλύπτει το εύρος μέτρησης με ένα περιθώριο.

Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται μια ορισμένη τιμή, η οποία στη συνέχεια συγκρίνεται με τις προκαθορισμένες τιμές των ελάχιστων τάσεων. Όταν επιτευχθεί η τιμή BAT_WARNING, το LED αρχίζει να αναβοσβήνει ορισμένες φορές (όσο πιο αποφορτισμένο, τόσο περισσότερο αναβοσβήνει - το BAT_INFO_STEP είναι υπεύθυνο για αυτό, περισσότερες λεπτομέρειες στον κωδικό) και όταν φτάσει το BAT_SHUTDOWN, το πρόγραμμα οδήγησης σβήνει.
Δεν βλέπω το νόημα στη μετατροπή της τιμής ADC σε millivolt, γιατί Αυτό σπαταλά επιπλέον μνήμη, η οποία είναι ήδη τόσο μικρή στο tinka.

Παρεμπιπτόντως, ο διαχωριστής είναι ο κύριος καταναλωτής ισχύος όταν το MK βρίσκεται σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Άρα ένας διαιρέτης 4,03 με R1 = 1M και R2 = 330K θα είχε συνολικό R = 1330K και ρεύμα διαρροής στα 4V = 3μA.
Κατά τη μέτρηση της τάσης, το φορτίο (LED) απενεργοποιείται για περίπου 1 ms. Αυτό είναι σχεδόν αόρατο στα μάτια, αλλά βοηθά στη σταθεροποίηση της τάσης, διαφορετικά οι μετρήσεις θα είναι λανθασμένες (και η πραγματοποίηση τυχόν διορθώσεων για τον κύκλο λειτουργίας του PWM και ούτω καθεξής είναι πολύ δύσκολη).

Πραγματοποίηση αλλαγών στο υλικολογισμικό

Αυτό δεν είναι δύσκολο να το κάνετε, ειδικά αν έχετε εμπειρία με το Arduino ή απλώς το C/C++.
Ακόμα κι αν δεν είχατε τέτοια εμπειρία, μπορείτε να προσαρμόσετε σχεδόν όλες τις παραμέτρους λειτουργίας επεξεργάζοντας τους ορισμούς (defines) του αρχείου κεφαλίδας flashlight.h.
Για να επεξεργαστείτε τον πηγαίο κώδικα, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε το Arduino IDE με υποστήριξη για Attiny13 (a) ή Atmel Studio - δεν είναι πιο περίπλοκο από το Arduino IDE, αλλά πολύ πιο βολικό.

Arduino IDE

Πρώτα θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε την υποστήριξη Attiny13 στο IDE. Στο άρθρο διατίθενται επαρκώς λεπτομερείς οδηγίες.
Στη συνέχεια, επιλέξτε Tools>Board Attiny13(a) από το μενού και Tools>Frequency 1,2MHz από το μενού.
Το "σκίτσο" περιέχεται σε ένα αρχείο με επέκταση .ino, περιέχει μόνο μία γραμμή κώδικα - αυτή είναι η συμπερίληψη ενός αρχείου κεφαλίδας στο έργο. Στην πραγματικότητα, αυτό το σκίτσο είναι απλώς ένας τρόπος μεταγλώττισης του υλικολογισμικού μέσω του Arduino IDE. Εάν θέλετε να κάνετε αλλαγές στο έργο, εργαστείτε με το αρχείο .cpp.
Αφού ανοίξετε το έργο, πρέπει να κάνετε κλικ στο σημάδι επιλογής, η μεταγλώττιση θα ξεκινήσει, εάν είναι επιτυχής, το αρχείο καταγραφής θα περιέχει έναν σύνδεσμο προς το αρχείο * .hex. Πρέπει να χυθεί στον μικροελεγκτή σύμφωνα με τις παρακάτω οδηγίες.

Atmel Studio

Το έργο για αυτό το IDE περιέχεται στο αρχείο flashlight.atsln και οι πηγαίοι κωδικοί - στα αρχεία flashlight.h περιέχει ορισμούς (ρυθμίσεις) και το flashlight.cpp περιέχει τον πραγματικό κώδικα.
Δεν βλέπω το νόημα να περιγράψω το περιεχόμενο των πηγών με περισσότερες λεπτομέρειες - ο κώδικας είναι γεμάτος σχόλια.
Αφού κάνετε αλλαγές στον κώδικα, πρέπει να πατήσετε F7, το υλικολογισμικό θα γίνει μεταγλώττιση (ή όχι, τότε ο μεταγλωττιστής θα υποδείξει πού βρίσκεται το σφάλμα). Το Flashlight.hex εμφανίζεται στον φάκελο εντοπισμού σφαλμάτων, ο οποίος μπορεί να φορτωθεί στον μικροελεγκτή σύμφωνα με τις παρακάτω οδηγίες.

Για να κατεβάσω το υλικολογισμικό και να ρυθμίσω τις ασφάλειες, χρησιμοποιώ τον προγραμματιστή USBASP σε συνδυασμό με το πρόγραμμα AVRDUDEPROG. Το πρόγραμμα είναι ένα είδος GUI για το πρόγραμμα avrdude, υπάρχει μια βολική ενσωματωμένη αριθμομηχανή ασφαλειών - απλώς επιλέξτε τα πλαίσια δίπλα στα απαραίτητα bits. Στη λίστα των ελεγκτών, πρέπει να επιλέξετε τον κατάλληλο (σε αυτήν την περίπτωση, Attiny13 (a), μεταβείτε στην καρτέλα Ασφάλειες και πατήστε το κουμπί ανάγνωσης. Μόνο αφού διαβάσετε τις τιμές των ασφαλειών από το MK, μπορείτε Μετά την αλλαγή, πρέπει να πατήσετε το πρόγραμμα, οι νέες ασφάλειες θα γραφούν στο MK Οι κατάλληλες τιμές ασφαλειών καταγράφονται στο αρχείο φακός.h

Προγραμματιστής USBASP συνδεδεμένος στο πρόγραμμα οδήγησης μέσω κλιπ καλωδίου

Για να συνδέσω το USBASP σε ένα δοχείο, χρησιμοποιώ ένα κλιπ για ένα SOIC 8 ακίδων. Δεν είναι πολύ βολική συσκευή, πρέπει να ταλαιπωρηθείς για περίπου 10 λεπτά πριν πιάσεις την επαφή (ίσως μόλις μου ήρθε ένα ελαττωματικό κλιπ). Υπάρχουν επίσης προσαρμογείς SOIC-DIP όπου εισάγεται ένα μικροκύκλωμα πριν από τη συγκόλληση και το υλικολογισμικό χύνεται σε αυτό - αυτή η επιλογή είναι πιο βολική, αλλά χάνεται η δυνατότητα προγραμματισμού του κυκλώματος προγράμματος οδήγησης (δηλαδή, ενημέρωση του υλικολογισμικού μετά τη συγκόλληση του MK στον πίνακα).
Εάν δεν υπάρχουν όλα αυτά, τότε μπορείτε απλά να κολλήσετε τα καλώδια στις ακίδες MK, οι οποίες στη συνέχεια συνδέονται στο Arduino.

Βαθμονόμηση

Τα ρεύματα που διέρχονται από τον οδηγό και το LED δεν πρέπει να υπερβαίνουν τις μέγιστες τιμές. Για ένα LED XM-L είναι 3 A, για ένα πρόγραμμα οδήγησης εξαρτάται από το τρανζίστορ που χρησιμοποιείται, για παράδειγμα για το SI2323 το μέγιστο ρεύμα είναι περίπου 4 A, αλλά είναι καλύτερο να οδηγείτε σε χαμηλότερα ρεύματα λόγω υπερβολικής θέρμανσης. Για τη μείωση του ρεύματος στη μέγιστη φωτεινότητα, χρησιμοποιείται η παράμετρος RATE_MAX (#define RATE_MAX xx, όπου xx είναι η μέγιστη φωτεινότητα από 0 έως 255).
Η βαθμονόμηση του ADC είναι προαιρετική, αλλά εάν θέλετε το πρόγραμμα οδήγησης να παρακολουθεί με ακρίβεια την τάση κατωφλίου, τότε θα πρέπει να το αντιμετωπίσετε.

Οι υπολογισμοί δεν θα δώσουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης, επειδή, πρώτον, οι τιμές της αντίστασης μπορεί να ποικίλλουν εντός της ανοχής (συνήθως 1-5%) και, δεύτερον, το εσωτερικό ION μπορεί να έχει διασπορά από 1,0 έως 1,2 V.
Επομένως, ο μόνος αποδεκτός τρόπος είναι να ορίσετε την τιμή σε μονάδες ADC (BAT_WARNING και BAT_SHUTDOWN), επιλέγοντάς την πειραματικά για τη σωστή. Αυτό θα απαιτήσει υπομονή, προγραμματιστή και ρυθμισμένο τροφοδοτικό.
Έβαλα την τιμή BAT_PERIOD στο 1000 στο υλικολογισμικό (ελέγχοντας την τάση μία φορά το δευτερόλεπτο) και μείωσα σταδιακά την τάση τροφοδοσίας. Όταν ο οδηγός άρχισε να προειδοποιεί για την εκφόρτιση, άφησα την τρέχουσα τιμή BAT_WARNING όπως απαιτείται.
Αυτός δεν είναι ο πιο βολικός τρόπος, ίσως στο μέλλον είναι απαραίτητο να γίνει μια διαδικασία αυτόματης βαθμονόμησης με αποθήκευση των τιμών στο EEPROM.

Συναρμολόγηση του φακού

Όταν η πλακέτα ήταν έτοιμη και το υλικολογισμικό ανέβηκε, ήταν τελικά δυνατό να το τοποθετήσετε στη θέση του παλιού προγράμματος οδήγησης. Ξεκόλλησα το παλιό πρόγραμμα οδήγησης και κόλλησα το νέο στη θέση του.

Το νέο πρόγραμμα οδήγησης είναι συνδεδεμένο αντί του παλιού σύμφωνα με αυτό το σχήμα

Αφού ελέγξατε για βραχυκύκλωμα στο τροφοδοτικό, συνδέστε το ρεύμα και ελέγξτε την απόδοση. Στη συνέχεια, τοποθέτησα την πλακέτα φόρτισης (TP4056), γι 'αυτό έπρεπε να ανοίξω μια τρύπα στο βύσμα φόρτισης με ένα dremel και να το στερεώσω με ζεστή κόλλα (εδώ ήταν σημαντικό να μην κυλήσει η κόλλα στον σύνδεσμο, θα ήταν δύσκολο να το βγάλεις από εκεί).

Δεν στερέωσα την σανίδα με βίδες, γιατί το νήμα της θήκης έσπασε από επαναλαμβανόμενες στροφές, αλλά απλά το γέμισα με κόλλα, κόλλησα και τα καλώδια στα σημεία συγκόλλησης για να μην ξεφτίσουν. Αποφάσισα να καλύψω το πρόγραμμα οδήγησης και τη μνήμη με ακρυλικό άχρωμο βερνίκι, αυτό θα βοηθήσει κατά της διάβρωσης.

Υπολογισμός κόστους δοκιμών και κατασκευής

Μετά από όλες τις λειτουργίες, ήταν δυνατό να ξεκινήσει η δοκιμή των προγραμμάτων οδήγησης. Το ρεύμα μετρήθηκε με ένα συνηθισμένο πολύμετρο, συνδέοντάς το με το ανοιχτό κύκλωμα του τροφοδοτικού.

Κατανάλωση ισχύος του παλιού προγράμματος οδήγησης (μετρημένη στα 4,04 V):

1. Κατά τη διάρκεια του ύπνου - δεν μετριέται
2. Μέγιστη λειτουργία: 0,60 A
3. Μέση λειτουργία: 0,30 A
4. Στροβοσκοπικό: 0,28 A

Κατανάλωση ισχύος του νέου προγράμματος οδήγησης (μετρημένη στα 4,0 V):

1. Σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, καταναλώνει περίπου 4 μA, που είναι πολύ λιγότερο από το ρεύμα αυτοεκφόρτισης μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Το κύριο ρεύμα σε αυτή τη λειτουργία ρέει μέσω του διαιρέτη της αντίστασης.
2. Στην ελάχιστη λειτουργία, το "σεληνόφως" είναι περίπου 5-7 mA, αν υποθέσουμε ότι η χωρητικότητα ενός στοιχείου 18650 είναι περίπου 2500 mAh, τότε αποδεικνύεται περίπου 20 ημέρες συνεχούς εργασίας. Το ίδιο το MK καταναλώνει κάπου γύρω στα 1,2-1,5 mA (σε συχνότητα λειτουργίας 1,2 MHz).
3. Στη μέγιστη λειτουργία, "turbo" - καταναλώνει περίπου 1,5 A, σε αυτήν τη λειτουργία θα λειτουργήσει για περίπου μιάμιση ώρα. Το LED σε τέτοια ρεύματα αρχίζει να θερμαίνεται πολύ, επομένως αυτή η λειτουργία δεν προορίζεται για μακροχρόνια λειτουργία.
4. Φάρος έκτακτης ανάγκης - καταναλώνει κατά μέσο όρο περίπου 80 mA, σε αυτήν τη λειτουργία ο φακός θα λειτουργεί έως και 30 ώρες.
5. Strobe - καταναλώνει περίπου 0,35 A, θα λειτουργήσει έως και 6 ώρες.

Τιμή έκδοσης

Εάν αγοράσετε εξαρτήματα σε Chip και Dip, θα βγουν περίπου 100r (60r Attiny13, ~40r το υπόλοιπο χύμα). Είναι λογικό να παραγγείλετε από την Κίνα εάν κατασκευαστούν πολλά κομμάτια - τότε όσον αφορά ένα κομμάτι θα είναι φθηνότερο, οι Κινέζοι πωλούν συνήθως σε παρτίδες των 10 τεμαχίων.
Οι σανίδες θα βγουν σε τιμή περίπου 300 ρούβλια για 10 τεμάχια (χωρίς παράδοση), εάν τα παραγγείλετε στην Κίνα.
Η αποκόλληση και το φλας ενός προγράμματος οδήγησης μου παίρνει περίπου μία ώρα.

συμπέρασμα

Ο κινέζικος φακός έχει γίνει πολύ πιο βολικός, αν και τώρα έχω παράπονα για τους μηχανικούς του - το μπροστινό μέρος είναι πολύ βαρύ και η εστίαση δεν χρειάζεται πραγματικά.
Στο μέλλον σκοπεύω να φτιάξω μια έκδοση αυτού του προγράμματος οδήγησης για φακούς με κουμπί λειτουργίας (με στερέωση). Είναι αλήθεια ότι με μπερδεύει η αφθονία τέτοιων έργων. Πιστεύετε ότι αξίζει να φτιάξετε άλλο ένα τέτοιο;

Κοντινό πλάνο προγράμματος οδήγησης (έκδοση 2_t)

UPD: Προστέθηκε υποστήριξη για Arduino IDE.

Την εποχή του χόμπι για τον τουρισμό, αγοράστηκε ένας φακός Duracell με έναν ισχυρό λαμπτήρα κρυπτόν σε δύο μεγάλες μπαταρίες μεγέθους D (στη σοβιετική έκδοση, τύπου 373). Το φως ήταν εξαιρετικό, αλλά οι μπαταρίες προσγειώθηκαν σε 3-4 ώρες.

Επιπλέον, το πρόβλημα συνέβη δύο φορές - οι μπαταρίες διέρρευσαν και τα πάντα μέσα στον φακό πλημμύρισαν με ηλεκτρολύτη. Οι επαφές οξειδώθηκαν, σκουριάστηκαν και ακόμη και μετά τον καθαρισμό και την εγκατάσταση νέων μπαταριών, ο φακός δεν ενέπνεε πλέον εμπιστοσύνη, και ακόμη περισσότερο οι μπαταρίες. Ήταν κρίμα να το πετάξουμε και μη έχοντας την ευκαιρία να το χρησιμοποιήσω, οδήγησε στην ιδέα να μετατραπεί ο φακός στη μοντέρνα πλέον μπαταρία λιθίου και LED. Για μισό χρόνο, μια μπαταρία λιθίου Sanyo 18650 με χωρητικότητα 2600 mAh βρισκόταν στους κάδους, οι Κινέζοι σύντροφοι έγραψαν ένα τέτοιο LED (υποτίθεται Cree XML T6 U2) με τάση λειτουργίας 3-3,6 V, ρεύμα 0,3 -3 A (και πάλι, υποτίθεται με ισχύ 10 W), φωτεινή ροή 1000-1155 lumens, θερμοκρασία χρώματος 5500-6500 K και γωνία σκέδασης 170 μοιρών.

Δεδομένου ότι είχα ήδη εμπειρία στη μετατροπή φακών σε τροφοδοσία από μπαταρίες λιθίου (και), αποφάσισα να ακολουθήσω τον ίδιο τρόπο: χρησιμοποιήσω μια καλά αποδεδειγμένη δέσμη: μπαταρία 18650 και ελεγκτή φόρτισης TP4056. Ένα πρόβλημα έμεινε να λυθεί - ποιο πρόγραμμα οδήγησης να χρησιμοποιήσετε για το LED; Δεν μπορείτε να κατεβείτε με μια απλή αντίσταση περιορισμού ρεύματος - η ισχύς του LED, αν και όχι 10 watt, όπως λένε οι Κινέζοι σύντροφοι, αλλά ακόμα. Ενώ μελετούσα το υλικό για το "κατασκευή οδηγών για LED υψηλής ισχύος", έπεσα πάνω σε ένα πολύ ενδιαφέρον και όπως αποδείχθηκε, χρησιμοποιούμενο συχνά τσιπ AMC7135. Με βάση αυτό το μικροκύκλωμα, οι Κινέζοι έχουν γεμίσει από καιρό και με επιτυχία τον πλανήτη με τα φανάρια τους). Σχηματικό διάγραμμα της τροφοδοσίας ενός ισχυρού LED βασισμένου στο AMC7135.

Όπως μπορείτε να δείτε, η ισχύς επιτρέπεται στην περιοχή των 2,7 ... 6 V, και πρόκειται για ένα αρκετά ευρύ φάσμα πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών λιθίου. Η δουλειά του τσιπ είναι να περιορίσει το ρεύμα που διαρρέει το LED στα 350 mA.
Σύμφωνα με τον κατασκευαστή του τσιπ, ένας πυκνωτής Co πρέπει να χρησιμοποιείται εάν:

• το μήκος του αγωγού μεταξύ AMC7135 και LED είναι περισσότερο από 3 cm.
• το μήκος του αγωγού μεταξύ του LED και του τροφοδοτικού είναι μεγαλύτερο από 10 cm.
• Το LED και το τσιπ δεν είναι εγκατεστημένα στην ίδια πλακέτα.

Στην πραγματικότητα, οι κατασκευαστές φακών συχνά παραμελούν αυτές τις συνθήκες και αποκλείουν τους πυκνωτές από το κύκλωμα. Αλλά όπως έδειξε το πείραμα - μάταια, για το οποίο λίγο αργότερα. Τα πρόσθετα πλεονεκτήματα του IC τύπου AMC7135 περιλαμβάνουν την παρουσία ενσωματωμένης προστασίας σε περίπτωση θραύσης, βραχυκυκλώματος του LED και εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας -40 ... 85 ° C. Διατίθεται λεπτομερής τεκμηρίωση για το τσιπ AMC7135.

Ηλεκτρικό κύκλωμα λαμπτήρα

Ένα άλλο σημαντικό και εξαιρετικά χρήσιμο χαρακτηριστικό αυτού του τσιπ είναι ότι μπορούν να εγκατασταθούν παράλληλα για να αυξήσουν το ρεύμα που διαρρέει το LED. Ως αποτέλεσμα, γεννήθηκε αυτό το σχήμα:

Με βάση αυτό, το ρεύμα που ρέει μέσω του LED θα είναι 1050 mA, το οποίο, κατά τη γνώμη μου, είναι υπεραρκετό για έναν οικιακό φακό, όχι για τακτικό. Στη συνέχεια προχώρησε στην εγκατάσταση όλων σε ένα ενιαίο σύστημα. Με τη βοήθεια ενός dremel στο σώμα του φακού, αφαίρεσα τους οδηγούς της μπαταρίας και τις ράβδους επαφής:

Αφαίρεσα επίσης την υποδοχή προσγείωσης για τη λάμπα κρυπτόν με ένα dremel και σχημάτισα μια πλατφόρμα για το LED

Δεδομένου ότι ένα ισχυρό LED εκπέμπει πολλή θερμότητα κατά τη λειτουργία, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω μια ψύκτρα που αφαιρέθηκε από τη μητρική πλακέτα για να τη διαχέω.

Όπως σχεδιάστηκε, το LED, η ψύκτρα και το τμήμα κεφαλής της λάμπας με τον ανακλαστήρα θα δημιουργήσουν ένα ενιαίο σύνολο και, αφού τυλιχτούν στο σώμα της λάμπας, δεν θα πρέπει να κολλούν σε τίποτα. Για να γίνει αυτό, έκοψα τις άκρες της ψύκτρας, άνοιξα τρύπες για τα καλώδια και κόλλησα το LED στην ψύκτρα με ζεστή κόλλα.

Το τυπικό κύκλωμα οδηγού LED PT4115 φαίνεται στην παρακάτω εικόνα:

Η τάση τροφοδοσίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5-2 βολτ υψηλότερη από τη συνολική τάση στα LED. Κατά συνέπεια, στο εύρος τάσης τροφοδοσίας από 6 έως 30 βολτ, από 1 έως 7-8 LED μπορούν να συνδεθούν στον οδηγό.

Η μέγιστη τάση τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος είναι 45 V, αλλά η λειτουργία σε αυτήν τη λειτουργία δεν είναι εγγυημένη (προσέξτε καλύτερα ένα παρόμοιο τσιπ).

Το ρεύμα μέσω των LED έχει τριγωνικό σχήμα με μέγιστη απόκλιση από τη μέση τιμή ±15%. Το μέσο ρεύμα μέσω των LED ορίζεται από μια αντίσταση και υπολογίζεται από τον τύπο:

I LED = 0,1 / R

Η ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή R = 0,082 Ohm, η οποία αντιστοιχεί σε μέγιστο ρεύμα 1,2 A.

Η απόκλιση του ρεύματος μέσω του LED από την υπολογιζόμενη δεν υπερβαίνει το 5%, με την προϋπόθεση ότι η αντίσταση R είναι εγκατεστημένη με μέγιστη απόκλιση από την ονομαστική τιμή 1%.

Έτσι, για να ανάψουμε το LED για σταθερή φωτεινότητα, αφήνουμε την έξοδο DIM να κρέμεται στον αέρα (τραβιέται μέχρι το επίπεδο 5V μέσα στο PT4115). Στην περίπτωση αυτή, το ρεύμα εξόδου καθορίζεται αποκλειστικά από την αντίσταση R.

Εάν συνδεθεί ένας πυκνωτής μεταξύ της ακίδας DIM και της γείωσης, θα έχουμε την επίδραση του ομαλού φωτισμού των LED. Ο χρόνος για να επιτευχθεί η μέγιστη φωτεινότητα θα εξαρτηθεί από την χωρητικότητα του πυκνωτή, όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο περισσότερο θα ανάβει η λάμπα.

Για αναφορά:Κάθε νανοφαράντ χωρητικότητας αυξάνει τον χρόνο ενεργοποίησης κατά 0,8 ms.

Εάν θέλετε να δημιουργήσετε ένα πρόγραμμα οδήγησης με δυνατότητα dimmable για LED με έλεγχο φωτεινότητας από 0 έως 100%, τότε μπορείτε να καταφύγετε σε μία από τις δύο μεθόδους:

1. Πρώτος τρόποςπεριλαμβάνει την παροχή σταθερής τάσης στην περιοχή από 0 έως 6 V στην είσοδο DIM. Σε αυτήν την περίπτωση, η ρύθμιση φωτεινότητας από 0 έως 100% πραγματοποιείται σε τάση στον ακροδέκτη DIM από 0,5 έως 2,5 βολτ. Η αύξηση της τάσης πάνω από 2,5 V (και έως 6 V) δεν επηρεάζει το ρεύμα μέσω των LED (η φωτεινότητα δεν αλλάζει). Αντίθετα, μια μείωση της τάσης σε επίπεδο 0,3 V ή χαμηλότερο οδηγεί σε διακοπή λειτουργίας του κυκλώματος και μεταφορά του σε κατάσταση αναμονής (η κατανάλωση ρεύματος πέφτει στα 95 μA). Έτσι, είναι δυνατός ο αποτελεσματικός έλεγχος της λειτουργίας του οδηγού χωρίς αφαίρεση της τάσης τροφοδοσίας.
2. Δεύτερος τρόποςυποδηλώνει ένα σήμα από έναν μετατροπέα πλάτους παλμού με συχνότητα εξόδου 100-20000 Hz, η φωτεινότητα θα καθοριστεί από τον κύκλο λειτουργίας (κύκλος λειτουργίας παλμού). Για παράδειγμα, εάν το υψηλό επίπεδο διατηρείται για το 1/4 της περιόδου και το χαμηλό επίπεδο, αντίστοιχα, τα 3/4, τότε αυτό θα αντιστοιχεί σε επίπεδο φωτεινότητας 25% του μέγιστου. Πρέπει να γίνει κατανοητό ότι η συχνότητα του οδηγού καθορίζεται από την αυτεπαγωγή του επαγωγέα και σε καμία περίπτωση δεν εξαρτάται από τη συχνότητα μείωσης της έντασης.

Το κύκλωμα οδηγού LED PT4115 με ροοστάτη σταθερής τάσης φαίνεται στην παρακάτω εικόνα:

Αυτό το σχέδιο μείωσης της φωτεινότητας των LED λειτουργεί εξαιρετικά επειδή η ακίδα DIM στο εσωτερικό του τσιπ "έλκεται" στη ράγα 5 V μέσω μιας αντίστασης 200 kΩ. Επομένως, όταν το ρυθμιστικό του ποτενσιόμετρου βρίσκεται στη χαμηλότερη θέση του, σχηματίζεται διαιρέτης τάσης 200 + 200 kΩ και σχηματίζεται δυναμικό 5/2=2,5V στον ακροδέκτη DIM, που αντιστοιχεί σε φωτεινότητα 100%.

Πώς λειτουργεί το σχέδιο

Την πρώτη στιγμή, όταν εφαρμόζεται η τάση εισόδου, το ρεύμα μέσω των R και L είναι μηδέν και το κλειδί εξόδου που είναι ενσωματωμένο στο μικροκύκλωμα είναι ανοιχτό. Το ρεύμα μέσω των LED αρχίζει να αυξάνεται σταδιακά. Ο ρυθμός αύξησης του ρεύματος εξαρτάται από την τιμή της αυτεπαγωγής και την τάση τροφοδοσίας. Ο συγκριτής εντός κυκλώματος συγκρίνει τα δυναμικά πριν και μετά την αντίσταση R και, μόλις η διαφορά είναι 115 mV, εμφανίζεται ένα χαμηλό επίπεδο στην έξοδό του, το οποίο κλείνει τον διακόπτη εξόδου.

Λόγω της ενέργειας που αποθηκεύεται στην επαγωγή, το ρεύμα μέσω των LED δεν εξαφανίζεται αμέσως, αλλά αρχίζει να μειώνεται σταδιακά. Σταδιακά μειώνεται και η πτώση τάσης στην αντίσταση R. Μόλις φτάσει σε τιμή 85 mV, ο συγκριτής θα δώσει ξανά ένα σήμα για να ανοίξει το κλειδί εξόδου. Και όλος ο κύκλος επαναλαμβάνεται από την αρχή.

Εάν είναι απαραίτητο να μειωθεί ο κυματισμός ρεύματος μέσω των LED, επιτρέπεται η σύνδεση ενός πυκνωτή παράλληλα με τα LED. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητά του, τόσο περισσότερο θα εξομαλύνεται το τριγωνικό σχήμα του ρεύματος μέσω των LED και τόσο περισσότερο θα μοιάζει με ημιτονοειδή. Ο πυκνωτής δεν επηρεάζει τη συχνότητα λειτουργίας ή την απόδοση του οδηγού, αλλά αυξάνει τον χρόνο καθίζησης για το επιθυμητό ρεύμα μέσω του LED.

Σημαντικές λεπτομέρειες συναρμολόγησης

Ένα σημαντικό στοιχείο του κυκλώματος είναι ο πυκνωτής C1. Όχι μόνο εξομαλύνει τους κυματισμούς, αλλά και αντισταθμίζει την ενέργεια που συσσωρεύεται στο πηνίο τη στιγμή που ο διακόπτης εξόδου είναι κλειστός. Χωρίς C1, η ενέργεια που αποθηκεύεται στον επαγωγέα θα ρέει μέσω της διόδου Schottky στη ράγα ισχύος και μπορεί να προκαλέσει βλάβη του μικροκυκλώματος. Επομένως, εάν ενεργοποιήσετε το πρόγραμμα οδήγησης χωρίς πυκνωτή να διακόψει την παροχή ρεύματος, το μικροκύκλωμα είναι σχεδόν εγγυημένο ότι καλύπτεται. Και όσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή του επαγωγέα, τόσο πιο πιθανό είναι να καεί η μικρούχα.

Η ελάχιστη χωρητικότητα του πυκνωτή C1 είναι 4,7 uF (και όταν το κύκλωμα τροφοδοτείται από μια παλμική τάση μετά τη γέφυρα διόδου, είναι τουλάχιστον 100 uF).

Ο πυκνωτής θα πρέπει να τοποθετείται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τσιπ και να έχει τη χαμηλότερη δυνατή τιμή ESR (δηλαδή οι αγωγοί τανταλίου είναι ευπρόσδεκτοι).

Είναι επίσης πολύ σημαντικό να προσεγγίσετε υπεύθυνα την επιλογή της διόδου. Πρέπει να έχει χαμηλή πτώση τάσης προς τα εμπρός, σύντομο χρόνο ανάκτησης κατά τη διάρκεια της μεταγωγής και σταθερή απόδοση όταν η θερμοκρασία της διασταύρωσης p-n αυξάνεται, προκειμένου να αποφευχθεί η αύξηση του ρεύματος διαρροής.

Κατ 'αρχήν, μπορείτε να πάρετε μια συνηθισμένη δίοδο, αλλά οι δίοδοι Schottky είναι οι πλέον κατάλληλες για αυτές τις απαιτήσεις. Για παράδειγμα, STPS2H100A σε έκδοση SMD (προώθηση τάση 0,65V, αντίστροφη - 100V, ρεύμα παλμού έως 75A, θερμοκρασία λειτουργίας έως 156°C) ή FR103 σε συσκευασία DO-41 (αντίστροφη τάση έως 200V, ρεύμα έως 30A, θερμοκρασία έως 150 °C). Τα κοινά SS34 εμφανίστηκαν πολύ καλά, τα οποία μπορείτε να τραβήξετε από παλιές σανίδες ή να αγοράσετε ένα ολόκληρο πακέτο για 90 ρούβλια.

Η αυτεπαγωγή του επαγωγέα εξαρτάται από το ρεύμα εξόδου (βλ. πίνακα παρακάτω). Μια εσφαλμένα επιλεγμένη τιμή αυτεπαγωγής μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ισχύος που καταναλώνεται στο μικροκύκλωμα και πέρα ​​από το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.

Όταν υπερθερμανθεί πάνω από τους 160°C, το μικροκύκλωμα θα σβήσει αυτόματα και θα παραμείνει σε κατάσταση απενεργοποίησης μέχρι να κρυώσει στους 140°C, και μετά θα ξεκινήσει αυτόματα.

Παρά τα διαθέσιμα δεδομένα πίνακα, επιτρέπεται η τοποθέτηση ενός πηνίου με απόκλιση επαγωγής προς τα πάνω από την ονομαστική τιμή. Αυτό αλλάζει την απόδοση ολόκληρου του κυκλώματος, αλλά παραμένει λειτουργικό.

Ο επαγωγέας μπορεί να ληφθεί από το εργοστάσιο ή μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας από έναν δακτύλιο φερρίτη από μια καμένη μητρική πλακέτα και ένα καλώδιο PEL-0.35.

Εάν η μέγιστη αυτονομία της συσκευής είναι σημαντική (φορητοί λαμπτήρες, φανάρια), τότε, για να αυξηθεί η απόδοση του κυκλώματος, είναι λογικό να αφιερώσετε χρόνο στην προσεκτική επιλογή του γκαζιού. Σε χαμηλά ρεύματα, η αυτεπαγωγή πρέπει να είναι μεγαλύτερη για να ελαχιστοποιηθούν τα σφάλματα ελέγχου ρεύματος λόγω της καθυστέρησης στην εναλλαγή του τρανζίστορ.

Ο επαγωγέας θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον ακροδέκτη SW, ιδανικά συνδεδεμένος απευθείας σε αυτόν.

Και τέλος, το πιο ακριβές στοιχείο του κυκλώματος οδηγού LED είναι η αντίσταση R. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η ελάχιστη τιμή του είναι 0,082 ohms, που αντιστοιχεί σε ρεύμα 1,2 A.

Δυστυχώς, δεν είναι πάντα δυνατό να βρεθεί μια αντίσταση κατάλληλης τιμής, οπότε είναι καιρός να ανακαλέσουμε τους τύπους για τον υπολογισμό της ισοδύναμης αντίστασης όταν οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά και παράλληλα:

• R τελευταίο \u003d R 1 + R 2 + ... + R n;
• Ζεύγη R = (R 1 xR 2) / (R 1 + R 2).

Συνδυάζοντας διάφορες μεθόδους μεταγωγής, μπορείτε να λάβετε την απαιτούμενη αντίσταση από διάφορες αντιστάσεις.

Είναι σημαντικό να διαχωρίσετε την πλακέτα έτσι ώστε το ρεύμα της διόδου Schottky να μην ρέει κατά μήκος της διαδρομής μεταξύ R και VIN, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα στη μέτρηση του ρεύματος φορτίου.

Το χαμηλό κόστος, η υψηλή αξιοπιστία και τα χαρακτηριστικά σταθερότητας του οδηγού PT4115 συμβάλλουν στην ευρεία χρήση του σε λαμπτήρες LED. Σχεδόν κάθε δεύτερη λάμπα LED 12 volt με βάση MR16 συναρμολογείται σε PT4115 (ή CL6808).

Η αντίσταση της αντίστασης ρύθμισης ρεύματος (σε ohms) υπολογίζεται χρησιμοποιώντας ακριβώς τον ίδιο τύπο:

R = 0,1 / I LED[ΕΝΑ]

Ένα τυπικό διάγραμμα καλωδίωσης μοιάζει με αυτό:

Όπως μπορείτε να δείτε, όλα μοιάζουν πολύ με το κύκλωμα λαμπτήρων LED με πρόγραμμα οδήγησης PT4515. Η περιγραφή της εργασίας, τα επίπεδα σήματος, τα χαρακτηριστικά των στοιχείων που χρησιμοποιούνται και η διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι ακριβώς τα ίδια με αυτά, επομένως δεν έχει νόημα να επαναληφθεί.

Το CL6807 πωλείται σε 12 ρούβλια / υπολογιστή, απλά πρέπει να παρακολουθήσετε για να μην γλιστρήσουν τα συγκολλημένα (συνιστώ να το πάρετε).

SN3350

SN3350 - ένα άλλο φθηνό τσιπ για προγράμματα οδήγησης LED (13 ρούβλια / τεμάχιο). Είναι σχεδόν ένα πλήρες ανάλογο του PT4115 με τη μόνη διαφορά ότι η τάση τροφοδοσίας μπορεί να κυμαίνεται από 6 έως 40 βολτ και το μέγιστο ρεύμα εξόδου περιορίζεται στα 750 milliamps (το συνεχές ρεύμα δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 700 mA).

Όπως όλα τα παραπάνω μικροκυκλώματα, το SN3350 είναι ένας παλμικός μετατροπέας παλμών με λειτουργία σταθεροποίησης ρεύματος εξόδου. Ως συνήθως, το ρεύμα στο φορτίο (και στην περίπτωσή μας, ένα ή περισσότερα LED λειτουργούν ως φορτίο) ρυθμίζεται από την αντίσταση της αντίστασης R:

R = 0,1 / I LED

Για να μην υπερβαίνει την τιμή του μέγιστου ρεύματος εξόδου, η αντίσταση R δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 0,15 ohm.

Το μικροκύκλωμα διατίθεται σε δύο συσκευασίες: SOT23-5 (μέγιστο 350 mA) και SOT89-5 (700 mA).

Ως συνήθως, εφαρμόζοντας σταθερή τάση στον ακροδέκτη ADJ, μετατρέπουμε το κύκλωμα σε ένα απλό ρυθμιζόμενο πρόγραμμα οδήγησης για LED.

Ένα χαρακτηριστικό αυτού του μικροκυκλώματος είναι ένα ελαφρώς διαφορετικό εύρος προσαρμογής: από 25% (0,3V) έως 100% (1,2V). Όταν το δυναμικό στον ακροδέκτη ADJ πέσει στα 0,2 V, το μικροκύκλωμα μεταβαίνει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας με κατανάλωση της τάξης των 60 μA.

Τυπικό κύκλωμα μεταγωγής:

Για άλλες λεπτομέρειες, δείτε τις προδιαγραφές του chip (αρχείο pdf).

ZXLD1350

Παρά το γεγονός ότι αυτό το μικροκύκλωμα είναι ένας άλλος κλώνος, ορισμένες διαφορές στα τεχνικά χαρακτηριστικά δεν επιτρέπουν την άμεση αντικατάστασή τους μεταξύ τους.

Εδώ είναι οι κύριες διαφορές:

• το μικροκύκλωμα ξεκινά ήδη στα 4,8 V, αλλά μπαίνει σε κανονική λειτουργία μόνο όταν η τάση τροφοδοσίας είναι από 7 έως 30 Volt (επιτρέπεται η παροχή έως και 40 V για μισό δευτερόλεπτο).
• μέγιστο ρεύμα φορτίου - 350 mA;
• αντίσταση του κλειδιού εξόδου σε ανοιχτή κατάσταση - 1,5 - 2 Ohm.
• Αλλάζοντας το δυναμικό στον ακροδέκτη ADJ από 0,3 σε 2,5 V, μπορείτε να αλλάξετε το ρεύμα εξόδου (φωτεινότητα LED) στην περιοχή από 25 έως 200%. Σε τάση 0,2 V για τουλάχιστον 100 µs, ο οδηγός μπαίνει σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (περίπου 15-20 µA).
• εάν η ρύθμιση πραγματοποιείται από ένα σήμα PWM, τότε σε ρυθμό επανάληψης παλμού κάτω από 500 Hz, το εύρος αλλαγής φωτεινότητας είναι 1-100%. Εάν η συχνότητα είναι πάνω από 10 kHz, τότε από 25% έως 100%.

Η μέγιστη τάση που μπορεί να εφαρμοστεί στην είσοδο dimming (ADJ) είναι 6V. Σε αυτήν την περίπτωση, στην περιοχή από 2,5 έως 6 V, ο οδηγός εξάγει το μέγιστο ρεύμα, το οποίο ρυθμίζεται από την αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Η αντίσταση της αντίστασης υπολογίζεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως σε όλα τα παραπάνω μικροκυκλώματα:

R = 0,1 / I LED

Η ελάχιστη αντίσταση της αντίστασης είναι 0,27 ohms.

Ένα τυπικό κύκλωμα μεταγωγής δεν διαφέρει από τα αντίστοιχα του:

ΑΔΥΝΑΤΟΝ να τροφοδοτηθεί το κύκλωμα χωρίς πυκνωτή C1 !!! Στην καλύτερη περίπτωση, το τσιπ θα υπερθερμανθεί και θα δώσει ασταθή χαρακτηριστικά. Στη χειρότερη περίπτωση, θα αποτύχει αμέσως.

Πιο λεπτομερή χαρακτηριστικά του ZXLD1350 μπορείτε να βρείτε στο φύλλο δεδομένων αυτού του τσιπ.

Το κόστος του μικροκυκλώματος είναι αδικαιολόγητα υψηλό (), παρά το γεγονός ότι το ρεύμα εξόδου είναι αρκετά μικρό. Γενικά, έντονα στον ανεμιστήρα. Δεν θα επικοινωνούσα.

QX5241

Το QX5241 είναι ένα κινέζικο ανάλογο του MAX16819 (MAX16820), αλλά σε πιο βολική συσκευασία. Διατίθεται επίσης με τα ονόματα KF5241, 5241B. Φέρει την ένδειξη "5241a" (βλ. φωτογραφία).

Σε ένα γνωστό κατάστημα πωλούνται σχεδόν κατά βάρος (10 τεμάχια για 90 ρούβλια).

Το πρόγραμμα οδήγησης λειτουργεί ακριβώς με την ίδια αρχή με όλα τα παραπάνω (μετατροπέας συνεχούς υποβάθμισης), ωστόσο, δεν περιέχει διακόπτη εξόδου, επομένως, απαιτείται εξωτερικό τρανζίστορ φαινομένου πεδίου για λειτουργία.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε MOSFET καναλιού Ν με κατάλληλο ρεύμα αποστράγγισης και τάση αποστράγγισης προς πηγή. Κατάλληλα, για παράδειγμα, είναι: SQ2310ES (έως 20V !!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Γενικά, όσο χαμηλότερη είναι η τάση ανοίγματος, τόσο το καλύτερο.

Ακολουθούν ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά του προγράμματος οδήγησης LED QX5241:

• μέγιστο ρεύμα εξόδου - 2,5 A;
• Αποδοτικότητα έως 96%.
• μέγιστη συχνότητα θαμπώματος - 5 kHz.
• μέγιστη συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα - 1 MHz.
• ακρίβεια σταθεροποίησης ρεύματος μέσω LED - 1%;
• Τάση τροφοδοσίας - 5,5 - 36 Volt (λειτουργεί καλά ακόμα και στα 38!).
• το ρεύμα εξόδου υπολογίζεται από τον τύπο: R = 0,2 / I LED

Διαβάστε περισσότερα στις προδιαγραφές (στα αγγλικά).

Το πρόγραμμα οδήγησης LED στο QX5241 περιέχει λίγες λεπτομέρειες και συναρμολογείται πάντα σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Το μικροκύκλωμα 5241 διατίθεται μόνο στη συσκευασία SOT23-6, οπότε καλύτερα να μην το πλησιάζετε με κολλητήρι για κολλητήρια. Μετά την εγκατάσταση, η πλακέτα πρέπει να πλυθεί καλά από τη ροή, οποιαδήποτε ασαφής μόλυνση μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη λειτουργία του μικροκυκλώματος.

Η διαφορά μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και της συνολικής πτώσης τάσης στις διόδους πρέπει να είναι 4 βολτ (ή περισσότερο). Αν είναι λιγότερο, τότε υπάρχουν κάποιες δυσλειτουργίες στη λειτουργία (τρέχουσα αστάθεια και σφύριγμα γκαζιού). Πάρτε το λοιπόν με περιθώριο. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα εξόδου, τόσο μεγαλύτερο είναι το περιθώριο τάσης. Αν και, ίσως, μόλις έλαβα ένα ανεπιτυχές αντίγραφο του μικροκυκλώματος.

Εάν η τάση εισόδου είναι μικρότερη από τη συνολική πτώση στα LED, τότε η παραγωγή αποτυγχάνει. Ταυτόχρονα, ο διακόπτης πεδίου εξόδου ανοίγει εντελώς και τα LED ανάβουν (φυσικά, όχι σε πλήρη ισχύ, αφού η τάση δεν είναι αρκετή).

AL9910

Η Diodes Incorporated δημιούργησε ένα πολύ ενδιαφέρον IC οδηγού LED: το AL9910. Είναι περίεργο στο ότι το εύρος της τάσης λειτουργίας του σας επιτρέπει να το συνδέσετε απευθείας σε ένα δίκτυο 220 V (μέσω ενός απλού ανορθωτή διόδου).

Εδώ είναι τα κύρια χαρακτηριστικά του:

• τάση εισόδου - έως 500V (έως 277V για αλλαγή).
• ενσωματωμένος ρυθμιστής τάσης για την τροφοδοσία του μικροκυκλώματος, ο οποίος δεν απαιτεί αντίσταση σβέσης.
• τη δυνατότητα προσαρμογής της φωτεινότητας αλλάζοντας το δυναμικό στο σκέλος ελέγχου από 0,045 σε 0,25 V.
• ενσωματωμένη προστασία υπερθέρμανσης (ενεργοποιημένη στους 150°С).
• Η συχνότητα λειτουργίας (25-300 kHz) ρυθμίζεται από μια εξωτερική αντίσταση.
• Για τη λειτουργία απαιτείται εξωτερικό τρανζίστορ φαινομένου πεδίου.
• Διατίθεται σε θήκες SO-8 και SO-8EP με 8 πόδια.

Το πρόγραμμα οδήγησης που συναρμολογείται στο τσιπ AL9910 δεν έχει γαλβανική απομόνωση από το δίκτυο, επομένως θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο όπου η άμεση επαφή με τα στοιχεία του κυκλώματος είναι αδύνατη.

Αυτός ο φακός αγοράστηκε στο EBAY πριν από περίπου 4-5 χρόνια. Ο σύνδεσμος προς τον πωλητή δεν έχει διατηρηθεί και είναι απίθανο να πουλάει ακόμα αυτό το προϊόν. Αλλά ακόμη και τώρα βλέπω επανειλημμένα τα δίδυμα αδέρφια αυτού του φακού σε πολλούς ορόφους συναλλαγών, οπότε μου φαίνεται ότι αυτή η κριτική εξακολουθεί να είναι σχετική.

Επιπλέον, οι αρχές της οριστικοποίησης αυτού του φακού μπορούν να εφαρμοστούν και σε άλλα παρόμοια προϊόντα.

Ο φακός με εξυπηρέτησε πιστά για αρκετά χρόνια.

Δεν μπορώ να αναγνωρίσω το LED. Κάτι μικρό, με χαμηλή απαγωγή θερμότητας, αλλά αρκετά φωτεινό.

Δεν το χρησιμοποίησα ιδιαίτερα εντατικά και μου ταίριαζε. Δεν υπήρχαν τρόποι που δεν χρειαζόμουν. Το κουμπί απενεργοποίησης είναι στο τέλος, όπως μου αρέσει. Υπάρχουν σφραγίδες από καουτσούκ. Αρχικά, δούλεψε σε τρία στοιχεία ΑΑΑ. Μετά πήρα μπαταρίες LiIon 18650 και προσπάθησα να βάλω ένα τέτοιο στοιχείο σε φακό.

Παραδόξως, ταίριαζε χωρίς προβλήματα. Γιατί αποφάσισα να το αποσυναρμολογήσω και να το τροποποιήσω; Απλώς, ο μικρός μου γιος μου έβγαλε με κάποιο τρόπο τον άλλο φακό, έπαιζε μαζί του όλη μέρα και το LED του κάηκε από υπερθέρμανση. Αποσυναρμολόγησα αυτόν τον φακό και είδα ότι το LED είναι τοποθετημένο, οπότε δεν υπάρχει ψύκτρα και καθόλου πρόγραμμα οδήγησης. Φρίκη! Ως εκ τούτου, αποφάσισα να δω πώς λειτουργεί ο ήρωας της σημερινής μου κριτικής. Δεν θα ήθελα αν ξαφνικά χρειαστεί να τα χρησιμοποιήσετε εντατικά, να σας απογοητεύσει την πιο ακατάλληλη στιγμή. Θα πρέπει να αποσυναρμολογηθεί.

Δεν χρειάζεται να αποσυναρμολογήσετε τον διακόπτη, αλλά θα πρέπει να κοιτάξετε το κλιπ στο οποίο βρίσκεται το LED και το πρόγραμμα οδήγησης.

Φαίνεται ότι αυτό το κλιπ είναι μεταλλικό, κάτι που δεν είναι κακό. Συνάντησα φακούς στους οποίους αυτό το μέρος ήταν από πλαστικό.

Φαίνεται ότι υπάρχει μια μεγάλη τρύπα μέσα και η πλακέτα LED ακουμπά το κλιπ μόνο με τις άκρες του, η περιοχή επαφής είναι μικρή και χωρίς θερμική πάστα.

Σηκώστε την πλακέτα LED. Πού είναι ο οδηγός;

Ο οδηγός αποτελείται από μια πλακέτα επαφής και ένα κομμάτι σύρμα. Ναι, οι Κινέζοι προφανώς βασίστηκαν στην αξιοπιστία

Υπάρχει ένα ελατήριο στο μαξιλάρι επαφής. Γι' αυτό υπήρχε τέτοιο περιθώριο σε μέγεθος και το στοιχείο 18650 χωρούσε στη θήκη χωρίς κανένα πρόβλημα.

Δεν μπορώ να σταματήσω να κοιτάζω τον συνοπτικό κινέζο οδηγό πριν τον στείλω στα σκουπίδια.

Για τα καλά θα άλλαζα αυτό το κλιπ σε ένα που δεν έχει τέτοια τρύπα μέσα, ώστε η πλακέτα LED να εφάπτεται τελείως σε όλη την επιφάνεια για καλύτερη απαγωγή της θερμότητας.

Αλλά δεν έχω τόρνο και είναι ασύμφορο να παραγγείλω έναν τορνευτή στο εργοστάσιο για την κατασκευή αυτού του εξαρτήματος, είναι πιο εύκολο να αγοράσετε έναν άλλο φακό, η τιμή θα είναι συγκρίσιμη. Ως εκ τούτου, αποφασίζω εδώ να αφήσω τα πάντα ως έχουν, μόνο για να βελτιώσω την επαφή και να αλείψω τις επιφάνειες επαφής με θερμική πάστα πριν τη συναρμολόγηση.

Σκαλίζοντας τους κάδους μου βρίσκω έναν πραγματικό οδηγό. Αυτό δεν είναι ίσως το καλύτερο αντίγραφο, αλλά λειτουργεί πραγματικά και το έχω ήδη, δεν χρειάζεται να παραγγείλω και να περιμένω το δέμα. Εδώ είναι, όμορφος.

Υπάρχει και ελατήριο, είναι απαραίτητο, καλώδια σιλικόνης και 3 λειτουργίες.

Ο νέος οδηγός μπήκε σφιχτά στο κλιπ, με παρεμβολή, όπως ήταν εδώ.

Ελάχιστη ζημιά στην πίστα στον οδηγό. Ο ίδιος φταίει. Έπρεπε να συνδεθώ με καλώδιο. Θα λειτουργούσε χωρίς αυτό, αλλά συγκολλημένο για αξιοπιστία.

Ταυτόχρονα αποφάσισα να αντικαταστήσω το LED με κάτι πιο ενδιαφέρον. Έσκαψα στους κάδους τα εξής:

Το πρώτο είναι πολύ μεγάλο, το δεύτερο είναι πιο ισχυρό, αλλά ζεσταίνεται σαν σόμπα. Επιλέγω το τρίτο, СREE XP-E.

Ζεστό Λευκό / Ψυχρό Λευκό
Εκπομπός LED: 1-3W
Τύπος μοντέλου: CREE XPE LED
Lumens: 328 Lumens/ 3W
DC Forward Voltage (VF) : 2,8-3,6Vdc
DC Forward Currect (IF) : 350-1000mA
Γωνία δέσμης: 115 μοίρες
Χρώμα φακού: διαυγές νερό
Πλακέτα PCB: Διάμετρος βάσης 20mm
Ρητίνη (καλούπι): Ρητίνη σιλικόνης
Πιστοποιητικό: CE&ROSH
Διάρκεια ζωής: > 50.000 ώρες
Ισχύς: 1W-3W
Όνομα μοντέλου: CREE XPE
Χρώμα εκπομπής: Μπλε
Μήκος κύματος: 470-480nm
Φωτεινότητα: 60LM~70LM


Μέγιστη Τάση Παλμού: 3,8V
Μέγιστο Ρεύμα Παλμού: 1200mA
Γωνία θέασης LED: 115 μοίρες
Διάμετρος: 20mm
Χρήση: Φωτισμός σπιτιού/δρόμου/αρχιτεκτονικής
Ισχύς: 1W/3W
Όνομα μοντέλου: CREE XPE
Χρώμα εκπομπής: Πράσινο
Μήκος κύματος: 520nm-530nm
Φωτεινότητα: 90LM~100LM
DC Forward Voltage (VF): 3,2V-3,6Vdc
Μπροστινό ρεύμα DC (IF): 350mA~1000mA
Μέγιστη Τάση Παλμού: 3,8V
Μέγιστο Ρεύμα Παλμού: 1200mA
Γωνία θέασης LED: 115 μοίρες
Διάμετρος: 20mm

Εδώ είναι μεγαλύτερο.

Και εδώ είναι αυτό που ήταν αρχικά. Ίσως κάποιος μπορεί να τον αναγνωρίσει;

Επικαλύπτω με θερμική πάστα τα σημεία επαφής του κλιπ και της πλακέτας LED. Είναι απίθανο αυτό να λύσει το πρόβλημα δραστικά, αλλά θα βελτιώσει ελαφρώς την ψύξη του LED. Λίγη θερμική πάστα και στο νήμα μέσα από το οποίο βιδώνεται το κλιπ στο σώμα του φακού για να βελτιωθεί η απαγωγή θερμότητας στο σώμα. Συλλέγουμε.

Η κρυσταλλική διάμετρος του CREE LED είναι μικρότερη από αυτή που υπήρχε πριν και προεξέχει πιο μπροστά. Προκειμένου η δέσμη φωτός να είναι χωρίς σκοτεινό σημείο στο κέντρο, πρέπει να απομακρύνετε ελαφρώς τον ανακλαστήρα από το LED. Αλλά επειδή η πλακέτα LED πιέζεται πάνω στην ψύκτρα από τον ίδιο τον ανακλαστήρα, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε μια φωτοπλαστική ροδέλα κάτω από τον ανακλαστήρα.

Ελέγχουμε - λειτουργεί. Η φωτεινότητα είναι συγκρίσιμη με τη φωτεινότητα του LED που είχε αρχικά τοποθετηθεί. Αλλά εντάξει, ας παραμείνει CREE. Ελπίζω να μην υπερθερμανθεί...

Το κουμπί λειτουργεί όπως θα έπρεπε, το ανάβει και το απενεργοποιεί. Εάν δεν πατήσετε το κουμπί μέχρι τέρμα, αλλά πατήσετε ελαφρώς προς τα κάτω, η λειτουργία του φακού αλλάζει. Υπάρχουν μόνο 3 λειτουργίες: πλήρης φωτεινότητα, μισή φωτεινότητα και στροβοσκοπικό. Δεν υπάρχει λειτουργία SOS, δόξα τω Θεώ. Σίγουρα δεν το χρειάζομαι. Θα είχα αρνηθεί το στροβοσκόπιο, ειδικά από τη στιγμή που βρήκα πληροφορίες για αναβοσβήνουν τέτοιου είδους προγράμματα οδήγησης. Αλλά αφού το σκέφτηκα, αποφάσισα να αφήσω το στροβοσκόπιο, τι γίνεται αν μου φανεί χρήσιμο;

Εδώ είναι ένα βίντεο του φακού μετά την ολοκλήρωση:

Το βίντεο δείχνει τη διαμόρφωση του φωτός, το αποτέλεσμα του οδηγού. Έτσι θα έπρεπε να είναι, δεν φαίνεται στο μάτι, μόνο στο βίντεο.

Εδώ μπορείτε να δείτε πώς λειτουργεί ο φακός σε λειτουργίες πλήρους και μισής φωτεινότητας, καθώς και σε λειτουργία στροβοσκοπίου.

Συμπέρασμα: ο φακός ήταν πολύ φθηνός, έχει καλή στιβαρή κατασκευή και καλές δυνατότητες βελτίωσης. Μετά την αναβάθμιση, η απόδοσή του έχει βελτιωθεί και πλέον καλύπτει πλήρως τις ανάγκες μου.