मैंने अब तक की सबसे उन्नत टॉर्च कैसे बनाई: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

पीसीबी डिजाइन मेरी कमजोर जगह है। मुझे अक्सर एक सरल विचार मिलता है और मैं इसे यथासंभव जटिल और परिपूर्ण बनाने का निर्णय लेता हूं।

तो मैंने एक बार एक पुरानी "सैन्य" 4.5V फ्लैशलाइट को नियमित बल्ब के साथ देखा जो धूल इकट्ठा कर रहा था। उस बल्ब से निकलने वाला प्रकाश काफी दयनीय था और बैटरी गैर रिचार्जेबल थी, बैटरी जीवन मौजूद नहीं था। लेकिन इसका मामला अच्छा था।

इसलिए मैंने इसे एक नया हाई-टेक हार्ट देने का फैसला किया।

तो मैंने खुद से पूछा: "मैं कितनी कार्यक्षमताओं का निर्माण करना चाहता हूं?" और मैंने कहा: "हां। वे सभी।"

:)

मैं चाहता था:- उत्कृष्ट बैटरी लाइफ जिसे 3.7V 6000mAh (3x NCR18500A) रिचार्जेबल Li-Ion बैटरी के साथ संग्रहित किया गया था। पावर सेटिंग के आधार पर बैटरी लाइफ 20 घंटे से 6 घंटे तक होती है।

- उच्चतम संभव दक्षता एलईडी डायोड मुझे मिल सकता है - अल्ट्रा कुशल क्री XP-G3 (187lm/W)

- उच्चतम संभव दक्षता एलईडी ड्राइवर आईसी (90% से अधिक) - उपभोक्ता एलईडी ड्राइवर केवल 60% कुशल हैं

- मैं इसे USB के माध्यम से और 40V तक के बाहरी एडॉप्टर के साथ चार्ज करना चाहता था, इसलिए मैं इसे कहीं भी किसी भी चीज़ से चार्ज कर सकता था

- मैं चाहता था कि यह पावरबैंक के रूप में भी काम करे, ताकि मैं अपने फोन को इससे चार्ज कर सकूं

- मुझे चार्ज इंडिकेटर की स्थिति चाहिए थी, इसलिए मैं देख सकता था कि कितना रस अभी भी अंदर है

- और मैं उस छोटे से मामले में सब कुछ फिट करना चाहता था

इसलिए मुझे एक कस्टम पीसीबी डिजाइन करने की जरूरत थी जो उसके मामले में फिट हो और मुझे उस बोर्ड पर ऊपर वर्णित हर चीज को फिट करने की जरूरत थी।

ऊपर एक वीडियो है जो पूरी डिजाइन प्रक्रिया दिखा रहा है। मेरे यूट्यूब चैनल को देखने, शेयर करने, लाइक करने और सब्सक्राइब करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें:)

मैं आगे इस निर्देश में डिज़ाइन चरणों का वर्णन करूँगा।

उम्मीद है कि यह निर्देश कुछ लोगों को यह बताएगा कि क्या किया जा सकता है और इसे करने में कितना काम लगता है और शायद कुछ बच्चों को इलेक्ट्रिकल इंजीनियर बनने के लिए प्रेरित भी करें:)

चरण 1: पुरानी टॉर्च

यह एक सस्ता-ईश प्रकाश था, जो 4.5V की बैटरी से चल रहा था और एक नियमित मोमबत्ती की तरह उज्ज्वल था।

इसमें शांत, मैन्युअल रूप से संचालित लाल और हरे रंग के फिल्टर थे जो बहुत अच्छे थे।

चरण 2: टॉर्च को बंद करना

मैंने सभी भागों को बाहर निकाल दिया और आंतरिक आयामों को मापा। मुझे उस बोर्ड को डिजाइन करने की जरूरत थी जो पूरी तरह से फिट हो।

मैंने समानांतर में 3 लिथियम बैटरी का उपयोग करने का निर्णय लिया। क्लासिक 18650 कोशिकाओं का उपयोग करने के लिए मामला बहुत छोटा था। इसलिए मैंने लगभग 2000mAh प्रत्येक के साथ पैनासोनिक NCR18500A - थोड़ी छोटी 18500 कोशिकाओं का उपयोग करने का निर्णय लिया। तो मेरे पास कुल 6Ah की बहुत अच्छी क्षमता थी

इसका मतलब था कि पीसीबी के लिए जगह छोटी थी। लेकिन वे कहते हैं: "अगर उसने कोशिश की तो कोई भी प्रबंधन कर सकता है":)

चरण 3: योजनाबद्ध

इसलिए मैंने इसे अविश्वसनीय रूप से जटिल योजनाबद्ध बनाया। मेरे द्वारा इसके लिए बिताए गए घंटों के बारे में मुझसे न पूछें:)

निष्कर्ष पर पहुंचने से पहले, मैं काफी दिनों से उपयुक्त घटकों की खोज और चयन कर रहा था। इसका अर्थ है श्रेणी के अनुसार IC के लिए निर्माता (टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, माइक्रोचिप, एनालॉग डिवाइसेस…) साइटों को ब्राउज़ करना और मेरी आवश्यकताओं के अनुरूप एक का चयन करना। और आईसी को फार्नेल, मूसर और डिजिके जैसी साइटों पर गंध मात्रा में खरीदने के लिए उपलब्ध होना चाहिए।

सभी IC को वायर करना उतना मुश्किल नहीं है जितना लगता है, क्योंकि निर्माता हमेशा IC डेटाशीट में एक बेसिक वायरिंग आरेख शामिल करते हैं। मैं यहां योजनाबद्ध के विवरण में नहीं जाऊंगा, यदि कोई प्रश्न उठता है, तो बेझिझक टिप्पणियों में पूछें।

योजनाबद्ध में निम्नलिखित उप-सर्किट शामिल हैं:

- बैटरी ओवर-चार्ज / ओवर-डिस्चार्ज और ओवर-करंट प्रोटेक्शन जो बैटरी को सुरक्षित संचालन सीमा के भीतर रखता है।

- यूएसबी स्लो चार्ज कंट्रोलर - माइक्रो यूएसबी पोर्ट के जरिए फ्लैशलाइट को धीरे-धीरे चार्ज करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। यह अतिरिक्त सुविधा है, लेकिन इस विकल्प के माध्यम से टॉर्च 12 घंटे तक चार्ज हो सकती है मैंने 100mA (USB 1.0 वर्तमान सीमा), 500mA (मानक USB करंट) और 800mA (वॉल चार्जर) के बीच चार्जिंग करंट का चयन करने के लिए एक स्विच जोड़ा।

- फास्ट चार्जिंग कंट्रोलर - यह आईसी बैटरी केस पर लगे डीसी जैक कनेक्टर के माध्यम से चार्जिंग को नियंत्रित करता है। यह 5V से 40V तक इनपुट वोल्टेज को संभाल सकता है, इसमें रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन है और अधिकतम कुछ घंटों में बैटरी चार्ज कर सकता है। मैंने पावर स्रोत की सीमा के आधार पर दो अलग-अलग चार्जिंग धाराओं का चयन करने के लिए एक स्विच जोड़ा। करंट 1A और 3A के बीच चयन योग्य है। इस तरह आप कम शक्ति वाले डीसी वॉल एडॉप्टर को ओवरलोड नहीं कर सकते। मैं इसे सार्वभौमिक चाहता था:)

- एलईडी ड्राइवर - मैंने एक उच्च दक्षता (90%) एलईडी ड्राइवर चुना, जो एलईडी को 1A तक (लगभग 3W) चलाने में सक्षम है। यह बहुत कम शक्ति है, लेकिन मैंने उच्चतम दक्षता वाली एलईडी को चुना जो मुझे मिल सकती थी - क्री XP-G3 (187lm/W) जो कम ड्राइविंग शक्ति के लिए बनाता है। मैं उच्चतम संभव दक्षता और बैटरी जीवन चाहता था। ड्राइवर 4 सेटटेबल पावर सेटिंग्स का समर्थन करता है। मैंने ऑफ, 1W, 2W और 3W को चुना।

- बाइनरी डिकोडर के लिए घूर्णन स्विच - ऐसा इसलिए है क्योंकि एलईडी ड्राइवर पावर आउटपुट बाइनरी कोडेड थे और मुझे आउटपुट को स्विच से 2 बिट बाइनरी कोड में डुअल या गेट आईसी के साथ बदलने की आवश्यकता थी।

- बैटरी फ्यूल गेज इंडिकेटर मैंने 4 तुलनित्रों, सटीक वोल्टेज संदर्भ और सटीक रेसिस्टर डिवाइडर के साथ विवेकपूर्वक डिज़ाइन किया है। इसने बैटरी वोल्टेज के आधार पर शेष क्षमता का संकेत दिया। मुझे एक समान बैटरी सेल के लिए एक डिस्चार्ज वोल्टेज कर्व मिला और रेसिस्टर डिवाइडर की गणना की ताकि वे उसी के अनुसार एलईडी को लाइट करें।

- यूएसबी पावरबैंक फंक्शन और फास्ट चार्ज कंट्रोलर। पहला IC 2.5V - 4.2V बैटरी वोल्टेज से एक स्थिर 5V IC उत्पन्न करता है। दूसरा IC एक अच्छा जोड़ है - यह एक USB चार्ज कंट्रोलर है। जब आप फ़ोन को चार्जिंग पोर्ट से कनेक्ट करते हैं, तो यह IC फ़ोन को संचार करता है और बताता है कि यह एक स्मार्ट चार्जिंग पोर्ट क्या है और फ़ोन को बताता है कि यह 1.5A तक का चार्जिंग करंट ले सकता है। इस आईसी के बिना कई फोन केवल 500mA के यूएसबी डिफॉल्ट करंट के साथ चार्ज होंगे। जब फास्ट चार्जिंग स्थापित हो जाती है तो यह एक एलईडी को रोशनी देता है ताकि आप देख सकें कि फोन तेजी से चार्ज हो रहा है। पावरबैंक कार्यक्षमता को सक्षम करने के लिए पीसीबी पर एक छोटे से स्विच का उपयोग किया जाता है।

यदि आप विश्वास करते हैं या नहीं, तो इस योजना में 125 घटक हैं:)

मैं उन्हें एक बहुत छोटे बोर्ड पर फिट करने का आदेश देता हूं मुझे लघु 0402 आकार के निष्क्रिय घटकों का उपयोग करना पड़ता है - एक प्रतिरोधी आकार 1 मिमी x 0.5 मिमी या 0.04 गुणा 0.02 इंच है। इसलिए उनका आकार 0402।

चरण 4: पीसीबी

फिर, जब योजनाबद्ध पूरा हो गया है, तो पीसीबी क्षेत्र को वांछित आयामों में आकार देने और पीसीबी पर घटकों को रखने का समय है।

यह काफी लंबा काम है, लेकिन आपको इसे करने में मजा आएगा। यह एक अच्छा और आरामदेह काम है।

विशेष घटक प्लेसमेंट के बारे में थोड़ा ज्ञान काम आता है। यह ज्यादातर किताबों और ट्यूटोरियल के साथ प्राप्त किया जाता है और कुछ अभ्यास में आते हैं। आप जितने अधिक पीसीबी बनाएंगे, आप इसे करने में उतने ही बेहतर होंगे।

मैं Altium Designer का उपयोग करता हूं जो एक पेशेवर कार्यक्रम है और मुझे अपनी नौकरी से लाइसेंस मिलता है। लेकिन एक शौक़ीन के लिए, एक ईगल, किकाड, डिज़ाइनपार्क पीसीबी और कई अन्य एक बेहतर समाधान हैं क्योंकि इसे शुरू करना बहुत आसान है।

मैं 3D में तैयार किए गए घटकों के साथ भी काम करता हूं, जो कि कल्पना करने और बाड़ों को डिजाइन करने में बहुत मदद करता है, क्योंकि आप जानते हैं कि चीजें कहां हैं और वे कितनी ऊंची हैं। लेकिन 3डी बॉडी के साथ कंपोनेंट फुटप्रिंट्स को खींचने में 3 गुना ज्यादा काम लगता है। लेकिन यह लंबे समय में इसके लायक है।

यहां पीसीबी डिजाइन डेटा है जिसमें गेरबर, बड़ी योजनाबद्ध फाइलें, असेंबली और सामग्री का बिल शामिल है:https://github.com/JT-Makes-It/The-Most-Advanced-F…

मैं अपने बोर्ड बनाने के लिए JLCPCB का उपयोग करता हूं। इस बोर्ड की लागत 5 पीसी (प्लस शिपिंग) के लिए केवल कुछ $ है जो एक सौदा है! $18 नए उपयोगकर्ता कूपन प्राप्त करने के लिए साइन अप करें:

आप छोटी छूट के लिए चेकआउट के समय कूपन कोड "JLCPCBcom" का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 5: पीसीबी का निर्माण

पीसीबी को घर पर उकेरने के दिन गिने जा रहे हैं। हाई स्कूल में 10 साल पहले मैं अपने पीसीबी को घर पर ही खोदता था। यह उस तरह से सस्ता था। लेकिन तब कोई चीनी कंपनियां लगभग मुफ्त में पीसीबी की पेशकश नहीं कर रही थीं।:)

अब आप JLCPCB.com जैसी साइटों पर 2usd + शिपिंग के लिए बने 2 लेयर PCB प्राप्त कर सकते हैं। यह इस तरह से अधिक सुविधाजनक है और आपको पेशेवर ग्रेड बोर्ड मिलते हैं।

आपको बस जरबर फाइलों को निर्यात करने की जरूरत है (जिसमें पीसीबी पर तांबे की परतों के बारे में जानकारी होती है) और उन्हें अपनी साइट पर अपलोड करें और अपने पसंदीदा डाकिया को अपनी उत्कृष्ट कृति देने के लिए कुछ सप्ताह प्रतीक्षा करें।

चरण 6: सोल्डरिंग

सोल्डरिंग कंपोनेंट्स इस छोटे से कोई आसान काम नहीं है। लेकिन एक अच्छे सोल्डरिंग आयरन और अच्छी दृष्टि से यह किया जा सकता है।

मैं Ersa Icon सोल्डरिंग स्टेशन का उपयोग करता हूं जो बहुत अच्छा काम करता है।

इस परियोजना के लिए मैंने हास्यास्पद रूप से छोटे घटकों को चुना क्योंकि मेरे पास जगह की कमी थी। अन्यथा मैं 0603 या 0805 घटकों को चुनूंगा जो सोल्डर के लिए बहुत आसान हैं।

चरण 7: एलईडी के लिए हीटसिंक

एलईडी से गर्मी वितरित करने के लिए मुझे कुछ एल्यूमीनियम द्रव्यमान को बाड़े में फिट करने की आवश्यकता थी।

चूंकि मेरे पास मेरे बोर्ड का 3D मॉडल था, मैं आसानी से 3D में टुकड़े को मॉडल कर सकता था और इसे अपने हॉबी राउटर से बना सकता था।

मैं इसे पूरी तरह से फिट करने के लिए सभी छेद और कटआउट काट सकता था।

चरण 8: विधानसभा शुरू करना

फिर असेंबली शुरू हुई और सब कुछ अचानक पूरी तरह से फिट हो गया।

पीसीबी के तहत मैंने केप्टन टेप को टेप किया ताकि बोर्ड को एल्युमीनियम से विद्युत रूप से अलग किया जा सके ताकि कोई शॉर्ट सर्किट न हो सके।

चरण 9: कुछ घंटों के बाद केबल क्रिम्पिंग …

जानवर लगभग पूरा हो गया था!

मैंने केबलों को समेट दिया, स्विच और पावर कनेक्टर को माउंट किया, सभी चीजों को जोड़ा, एलईडी के लिए लेंस लगाया और बैटरी धारकों के अंदर बैटरी लगाई, बैटरी तापमान को मापने के लिए थर्मिस्टर्स को चिपका दिया। चार्जिंग IC बैटरी को सुरक्षित सीमा के अंदर रखते हैं। यदि तापमान बहुत कम या बहुत गर्म है, तो बैटरी को नुकसान न पहुंचाने के लिए चार्जिंग करंट कम हो जाता है।

चरण 10: और फिर…

ख़त्म होना!

टॉर्च पूरी हो गई थी! इसे क्रिया में देखने के लिए निर्देश के शीर्ष पर वीडियो देखें और यह कितना चमकीला है!

केवल एक चीज को अपग्रेड करने की आवश्यकता है कि मुझे धूल के लिए यूएसबी कनेक्टर के चारों ओर छेद को किसी तरह सील करना होगा।

लेकिन मैंने अभी तक यह नहीं सोचा है कि इसे ठीक से कैसे किया जाए। अगर आपके पास कोई विचार है तो कमेंट में बताएं।

तो.. अब आप सोचते हैं कि मैं एक पेशेवर हूं और आप ऐसी चीज नहीं बना पा रहे हैं। लेकिन तुम गलत हो। जब मैंने मिडिल स्कूल में इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ शुरुआत की, तो मुझे भी नहीं पता था कि मैं क्या कर रहा हूं। मैं योजनाबद्ध के लिए ऑनलाइन देख रहा था और मैंने उन्हें मिलाप करने की कोशिश की जब मुझे यह भी नहीं पता था कि एक ट्रांजिस्टर क्या है और यह कैसे काम करता है। बेशक उनमें से ज्यादातर काम नहीं किया। परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से मैं बेहतर और बेहतर होता जा रहा था। मैंने कुछ किताबें पढ़ीं, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की पढ़ाई करने गया और कई पीसीबी बनाने लगा। हर एक के साथ मैं बेहतर होता गया। और आप भी कर सकते हैं!

मेरे निर्देश को पढ़ने के लिए धन्यवाद! कृपया मेरे अन्य अनुदेशों की भी जाँच करें!

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जो मैं वर्तमान में काम कर रहा हूं, पर्दे के पीछे और अन्य अतिरिक्त चीजों पर बिगाड़ने वालों के लिए!

पीसीबी डिजाइन चैलेंज में उपविजेता