एक एलईडी पुश लाइट को फिर से लगाएं: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह परियोजना इसलिए शुरू हुई क्योंकि मेरी अलमारी में एक एलईडी पुश लाइट थी जो मेरे लिए अच्छी तरह से देखने के लिए पर्याप्त उज्ज्वल नहीं थी। मुझे लगा कि बैटरियां बस कम हो रही हैं, लेकिन जब मैंने उन्हें बदल दिया, तो उसमें कोई तेज नहीं था! मुझे लगा कि मैं यह देखने के लिए प्रकाश को खोल दूंगा कि अंदर क्या चल रहा है, और क्या मैं इसे उज्जवल बनाने के लिए आसानी से कुछ और एलईडी जोड़ सकता हूं। लेकिन निश्चित रूप से, रंगीन एल ई डी हर परियोजना को और अधिक मजेदार बनाते हैं, इसलिए मैंने इसके बजाय लाल, हरे और नीले एल ई डी जोड़ने का फैसला किया। मेड विद मैथ कॉन्टेस्ट के लिए कुछ लिखने का यह एक सही अवसर की तरह लग रहा था - यदि आप ओम के नियम से परिचित नहीं हैं या एक एलईडी के लिए वर्तमान-सीमित रोकनेवाला मूल्य की गणना कैसे करें, तो यह निर्देश आपको दिखाएगा कि कैसे।

यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो एक टिप्पणी छोड़ने में संकोच न करें, और मैं आपसे संपर्क करने का प्रयास करूंगा!

आपूर्ति

• बैटरी से चलने वाली पुश लाइट, जिसे पक लाइट या टैप लाइट भी कहा जाता है। अमेज़न या हार्डवेयर स्टोर पर उपलब्ध है। यह परियोजना नई एलईडी रोशनी और पुरानी गरमागरम रोशनी दोनों के साथ काम करेगी।
• अपनी पसंद के एलईडी
• मिश्रित प्रतिरोधक - मान इस बात पर निर्भर करेगा कि आपकी रोशनी कितनी बैटरी लेती है और आप कौन सी एलईडी चुनते हैं (इसका पता लगाना इस निर्देश का हिस्सा है!)
• सुई जैसी नाक वाला प्लास
• मिनी स्क्रूड्राइवर सेट (कभी-कभी प्रकाश को अलग करने की आवश्यकता होती है)
• सोल्डरिंग आयरन (अनुशंसित)
• मल्टीमीटर (अनुशंसित)

चरण 1: अपने प्रकाश को अलग करें

अपनी रोशनी को अलग करके शुरू करें। बैक कवर को हटाकर ऐसा करने के लिए आपको आमतौर पर एक मिनी स्क्रूड्राइवर की आवश्यकता होगी। इसके अंदर हम एक साधारण सर्किट देख सकते हैं जिसमें बैटरी टर्मिनल, एक बटन, एक एलईडी और एक रोकनेवाला शामिल है। एक गरमागरम प्रकाश सर्किट समान दिखाई देगा, लेकिन इसमें कोई अवरोधक नहीं होगा - इसलिए यदि आप एल ई डी पर स्विच कर रहे हैं तो आपको एक जोड़ने की आवश्यकता होगी।

चरण 2: तय करें कि आप कौन सी एलईडी चाहते हैं, चश्मा देखें

वहाँ कई अलग-अलग प्रकार के एलईडी हैं, और वे सभी अलग-अलग रंगों में आते हैं। आपको यह तय करना होगा कि आप कितने और किस रंग के एलईडी का उपयोग करना चाहते हैं। करने के लिए सबसे आसान काम शायद समानांतर में एक ही रंग के अधिक एल ई डी जोड़ना है। यदि आप श्रृंखला में एल ई डी जोड़ना चाहते हैं या रंगों को मिलाना चाहते हैं, तो आपको थोड़ा और गणित करने की आवश्यकता होगी - लेकिन यह निर्देश योग्य है! हम प्रत्येक परिदृश्य पर विचार करेंगे।

एक बार जब आप एल ई डी पर फैसला कर लेते हैं, तो आपको उनकी आगे की वोल्टेज ड्रॉप और वर्तमान रेटिंग को आगे बढ़ाने की आवश्यकता होगी। यह जानकारी आमतौर पर उस वेबसाइट पर उपलब्ध होती है जहां आपने एल ई डी या डेटाशीट खरीदी थी। ऊपर चित्रित 5 मिमी एल ई डी बहुत आम हैं, और आम तौर पर उन्हें 20 एमए के आगे के प्रवाह पर रेट किया जाता है। आगे वोल्टेज ड्रॉप लगभग 2V-4V से होता है और रंग पर निर्भर करता है।

चरण 3: वोल्टेज निर्धारित करें

यदि आपके पास मल्टीमीटर नहीं है, तो कम से कम आपको अपने प्रकाश के बैटरी डिब्बे के वोल्टेज को निर्धारित करने की आवश्यकता होगी। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना के लिए आपके बैटरी पैक के वोल्टेज को जानना आवश्यक है। आप केवल बैटरी गिनकर ऐसा कर सकते हैं। एक एकल क्षारीय AA (या AAA) बैटरी लगभग 1.5V प्रदान करती है, जो ताज़ा होने पर थोड़ी अधिक होती है। जब आप श्रृंखला में बैटरियों को जोड़ते हैं, तो वोल्टेज बढ़ जाता है। तो इस मामले में, चार ताजा एए बैटरी के साथ, मुझे सिर्फ 6V से अधिक की उम्मीद करनी चाहिए।

यदि आपके पास एक मल्टीमीटर है, तो यह वोल्टेज को मापने के लिए भी चोट नहीं पहुंचा सकता है। ऐसा तब करें जब एलईडी चालू हो। इस मामले में आप देख सकते हैं कि मुझे बैटरी पैक से 6.26V मिल रहा है, जबकि मेरे पास एलईडी पर 3.26V ड्रॉप और रोकनेवाला पर 2.98V ड्रॉप है। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि मैं अपना लगभग आधा वोल्टेज रोकनेवाला पर छोड़ रहा हूँ - यह बहुत अधिक व्यर्थ शक्ति है! उस पर और बाद में। यदि आपका रंग कोड पढ़ने का मन नहीं है, तो आप अपने रोकनेवाला के प्रतिरोध को भी माप सकते हैं - ऐसा तब करें जब एलईडी बंद हो।

यदि आप नहीं जानते कि मल्टीमीटर का उपयोग कैसे किया जाता है, तो इंस्ट्रुकेबल्स और अन्य जगहों पर बहुत सारे अच्छे ट्यूटोरियल हैं। मैंने इसे बनाया।

चरण 4: एकल एलईडी के लिए रोकनेवाला की गणना

इससे पहले कि हम आगे बढ़ें, आइए बताते हैं कि एक एलईडी के लिए रेसिस्टर वैल्यू की गणना कैसे करें। एक रोकनेवाला ओम के नियम द्वारा शासित होता है, जिसमें कहा गया है कि V = IR, or

समीकरण 1: वोल्टेज [वोल्ट] = वर्तमान [amps] x प्रतिरोध [ओम]

आपकी बैटरी का वोल्टेज और एलईडी पर वोल्टेज ड्रॉप (लगभग) स्थिर है। तो ऊपर के सर्किट में, रोकनेवाला भर में वोल्टेज ड्रॉप है

समीकरण 2: वर्सिस्टर=Vbatt-VLED

रोकनेवाला के लिए ओम के नियम में प्लग करना हमें देता है:

समीकरण 3: Vbatt-VLED = IR

यदि हमारे पास एलईडी के लिए एक लक्ष्य वर्तमान है - इसे आईएलईडी कहते हैं - तो हम प्रतिरोध को छोड़कर समीकरण 3 में सब कुछ जानते हैं। हम R को हल करने के लिए उस समीकरण को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं:

समीकरण 4: R = (Vbatt-VLED)/ILED

इसलिए, उदाहरण के लिए, मान लें कि हमारे पास 2xAA बैटरी पैक (जो 3V की आपूर्ति करता है), 1.8V के आगे वोल्टेज ड्रॉप के साथ एक लाल एलईडी है, और हम एलईडी के माध्यम से 20mA चाहते हैं। संख्याओं को समीकरण 4 में जोड़ने पर हमें प्राप्त होता है:

आर = (3V-1.8V)/0.02A = 60

प्रतिरोधी अजीब मूल्यों में आते हैं - तो संभावना है कि आपके पास 60Ω प्रतिरोधी नहीं है। यहीं पर प्रतिरोधों को श्रृंखला और समानांतर में संयोजित करने का तरीका जानना काम आता है। हालाँकि, यह ठीक है अगर आपको एलईडी के माध्यम से ठीक 20mA नहीं मिलता है - "काफी करीब" शायद अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए ठीक है!

अंत में, यह एक आम गलत धारणा है कि वोल्टेज को गिराने या करंट को सीमित करने के लिए रोकनेवाला को एलईडी से पहले आने की जरूरत है। यह वास्तव में सच नहीं है - यह पता चला है कि रोकनेवाला को एलईडी के बजाय रखा जा सकता है। यहां यह सच क्यों है, इसकी व्याख्या करते हुए एक वीडियो देखें।

चरण 5: समानांतर में अधिक एलईडी जोड़ना

आइए सबसे सरल मामले से शुरू करें: आप अपने प्रकाश को उज्जवल बनाने के लिए समानांतर में एक ही रंग के अधिक एल ई डी जोड़ना चाहते हैं। यह केवल एल ई डी को सीधे मौजूदा एक के साथ समानांतर में जोड़ने के लिए आकर्षक हो सकता है, एकल अवरोधक को रखते हुए। यह काम करता है, जैसा कि आप ऊपर की तस्वीरों में देख सकते हैं - तीनों एल ई डी प्रकाश करते हैं - लेकिन एक समस्या है! जब आप समानांतर में अधिक एल ई डी जोड़ते हैं तो एकल अवरोधक के माध्यम से करंट वास्तव में नहीं बदलता है। चूंकि एल ई डी समानांतर में हैं, एकल प्रतिरोधी के माध्यम से वर्तमान उनके बीच समान रूप से विभाजित होने जा रहा है। तो पहले, जहां मेरे पास एक एलईडी के माध्यम से 20mA था, अब मुझे प्रत्येक एलईडी के माध्यम से लगभग 20/3 = 6.67mA मिल रहा है - और वे उतने उज्ज्वल नहीं होंगे!

इसके बजाय, यदि आप प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक व्यक्तिगत अवरोधक जोड़ते हैं, तो आपको प्रत्येक एलईडी के माध्यम से वर्तमान की पूरी मात्रा मिल जाएगी। नकारात्मक पक्ष यह है कि यह आपकी बैटरी को तीन गुना तेजी से खत्म कर देगा। यह मेरे मामले में कोई बड़ी बात नहीं है क्योंकि मेरे पास एक कोठरी में रोशनी है, और मैं इसे अक्सर उपयोग नहीं करूँगा।

इसलिए यदि आप इस दृष्टिकोण को अपनाते हैं, तो आपने कोई गणित करने से परहेज किया है - आपको बस उसी अवरोधक के कुछ और चाहिए। मेरे मामले में, मेरे पास एक 100Ω रोकनेवाला और एक सफेद एलईडी है - समानांतर में कुल तीन एलईडी प्राप्त करने के लिए मुझे प्रत्येक में से दो और चाहिए। (दुर्भाग्य से मैं रंगीन एल ई डी पर स्विच करने से पहले, उस कदम की एक तस्वीर लेना भूल गया)।

चरण 6: श्रृंखला में अधिक एल ई डी जोड़ें

श्रृंखला में अधिक एल ई डी जोड़ने के बारे में क्या? यह विकल्प तब काम करता है जब आपके बैटरी पैक का वोल्टेज काफी अधिक हो। यदि बैटरी पैक वोल्टेज उनके आवश्यक फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप से कम है, तो एल ई डी बिल्कुल चालू नहीं होंगे। बैटरियों की तरह, जब आप श्रृंखला में एलईडी को जोड़ते हैं, तो उनका वोल्टेज जुड़ जाता है। मेरे मामले में, मेरी सफेद एलईडी में 3.4V का वोल्टेज ड्रॉप है, इसलिए दो को श्रृंखला में रखने के लिए 6.8V की आवश्यकता होगी - मेरे बैटरी पैक से अधिक प्रदान कर रहा है। हालाँकि, उदाहरण के लिए, आप इसे दो (या तीन) लाल एलईडी के साथ कर सकते हैं। यदि प्रत्येक लाल एलईडी में 2V का वोल्टेज ड्रॉप होता है और आप 20mA का करंट चाहते हैं, तो इससे आपको R = (6 - 4) / 0.02 = 100Ω का प्रतिरोधक मान मिलेगा। इसकी तुलना सर्किट में केवल एक लाल एलईडी लगाने से करें: R = (6 - 2) / 0.02 = 200Ω। श्रृंखला में दूसरी एलईडी जोड़कर, आपने रोकनेवाला के आकार को बहुत कम कर दिया है - लेकिन आप अभी भी केवल 20mA खींच रहे हैं, इसलिए आप अपनी बैटरी को तेजी से नहीं निकाल रहे हैं! आपने सर्किट को और अधिक कुशल बना दिया है क्योंकि आप रोकनेवाला में कम शक्ति का अपव्यय कर रहे हैं। यह एक और समीकरण लाता है - एक रोकनेवाला के लिए, शक्ति वर्तमान वर्ग समय प्रतिरोध के बराबर होती है, या

पी=मैं^2*आर

तो एक 200Ω रोकनेवाला के माध्यम से 20mA 80mW को नष्ट कर देता है, जबकि 20mA एक 100Ω रोकनेवाला के माध्यम से केवल 40mW का प्रसार करता है।

(फिर से, क्षमा करें कि मेरे पास इस उदाहरण की तस्वीर नहीं है - मैं समानांतर में रंगीन एल ई डी के लिए गया था)

चरण 7: अलग-अलग रंग की एलईडी मिलाना

यदि आप अलग-अलग रंग की एलईडी मिलाना चाहते हैं, तो आपके पास दो विकल्प हैं:

• उन्हें श्रृंखला में तार दें - यह तब तक काम करता है जब तक कि एल ई डी में कुल वोल्टेज ड्रॉप बैटरी पैक वोल्टेज से कम हो (पिछला चरण देखें)।
• उन्हें समानांतर में तार दें, प्रत्येक अपने स्वयं के अवरोधक के साथ - यह मानते हुए कि आप चाहते हैं कि सभी एल ई डी में एक ही करंट हो, इसलिए वे समान चमक वाले होंगे, आप बस प्रत्येक एलईडी के लिए अलग से रोकनेवाला मूल्य की गणना करते हैं, इसके आगे वोल्टेज ड्रॉप को देखते हुए।

कभी-कभी पहले ब्रेडबोर्ड पर इस तरह के सर्किट को प्रोटोटाइप करना आसान होता है (यदि आप ब्रेडबोर्ड का उपयोग करना नहीं जानते हैं, तो इस ट्यूटोरियल को देखें)। दोबारा, आपके पास सटीक प्रतिरोधी मान नहीं हो सकते हैं जिन्हें आप आसान बनाना चाहते हैं, इसलिए आप अपनी चमक को ठीक करने के लिए श्रृंखला/समानांतर में विभिन्न संयोजनों के साथ खेल सकते हैं। इस मामले में, मेरे पास 4xAA बैटरी पैक है जो लगभग 6V, और लाल, हरे और नीले एल ई डी प्रदान करता है जिसमें क्रमशः 2V, 2V और 3V की वोल्टेज ड्रॉप्स होती हैं। यह मुझे लाल और हरे एल ई डी के लिए आर = (6-2)/0.02 = 200Ω का प्रतिरोधी मान देता है, और नीली एलईडी के लिए 150Ω देता है। मेरे पास वे सटीक मान उपलब्ध नहीं हैं, लेकिन मैं श्रृंखला में दो 100Ω प्रतिरोधों को मिलाकर एक 200Ω प्रतिरोधी बना सकता हूं, और श्रृंखला में 100Ω प्रतिरोधी और 47Ω प्रतिरोधी को मिलाकर मैं 150Ω प्रतिरोधी के लिए "पर्याप्त रूप से करीब" प्राप्त कर सकता हूं।

चरण 8: श्रृंखला और समानांतर में एल ई डी जोड़ना

रोमांच महसूस कर रहे हैं और इस चीज़ को वास्तव में उज्ज्वल बनाना चाहते हैं? श्रृंखला और समानांतर में एल ई डी जोड़ें! फिर से, याद रखें कि श्रृंखला में एल ई डी जोड़ने के लिए, आपके बैटरी वोल्टेज को एलईडी वोल्टेज बूंदों के योग से अधिक होना चाहिए; और अगर आप समानांतर में एलईडी जोड़ते हैं, तो यह बैटरी को तेजी से खत्म कर देगा। श्रृंखला में एल ई डी के प्रत्येक सेट के लिए प्रतिरोधी मूल्य के लिए एक अलग गणना करें।

चरण 9: इसे वापस एक साथ रखें

ब्रेडबोर्ड पर प्रोटोटाइपिंग, एलीगेटर क्लिप के साथ, या सरौता के साथ लीड को झुकाकर अपने डिज़ाइन को अंतिम रूप देने से पहले विभिन्न एलईडी / रेसिस्टर संयोजनों को आज़माने का एक अच्छा तरीका है। जब आप सब कुछ कर लें, तो एल ई डी और प्रतिरोधों को एक साथ मिलाने से जब आप प्रकाश को फिर से इकट्ठा करते हैं तो उन्हें जगह में रखने में मदद मिलेगी। कुछ टेप या गर्म गोंद भी उन्हें इधर-उधर जाने से रोकने में मदद कर सकते हैं। लाल-हरे-नीले एल ई डी के साथ, मुझे इसे कुछ बार अलग करना और फिर से इकट्ठा करना पड़ा जब तक कि मुझे एल ई डी की व्यवस्था नहीं हो गई ताकि वे तीनों रंगों के लिए समान रूप से विसरित प्रभाव दे सकें। यहां अंतिम उत्पाद शायद मेरे कोठरी में बहुत उपयोगी नहीं होगा, लेकिन यह निश्चित रूप से बहुत अच्छा दिखता है!

मेड विद मैथ प्रतियोगिता में उपविजेता