मॉडल लाइटहाउस आदि के लिए 31 वर्षीय एलईडी फ्लैशर ..: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

मॉडल लाइटहाउस एक व्यापक आकर्षण रखते हैं और कई मालिकों को यह सोचना चाहिए कि यह कितना अच्छा होगा, अगर वहां बैठने के बजाय, मॉडल वास्तव में चमक गया। समस्या यह है कि लाइटहाउस मॉडल बैटरी और सर्किटरी के लिए कम जगह के साथ छोटे होने की संभावना है और ऊपर चित्र में दिखाया गया चाय-प्रकाश एक अच्छा उदाहरण है जहां पीपी 3 बैटरी या लिथियम बटन के एक छोटे से ढेर में निचोड़ने के लिए बस जगह है एक बहुत छोटे सर्किट बोर्ड के साथ सेल।

इंटरनेट एलईडी फ्लैशर्स से भरपूर है। कई 555 चिप पर आधारित हैं और इसलिए उम्मीद की जा सकती है कि यह लगभग 10 एमए करंट की खपत करेगा जो कुछ ही दिनों में एक छोटी बैटरी को समतल कर देगा। ब्रेडबोर्ड पर घटकों के साथ कुछ अपमानजनक खेलने के बाद मैं सीएमओएस सर्किट पर ठोकर खाई जो इस लेख का आधार है। यह सर्किट ५५५ से ५००० गुना बेहतर है और २ माइक्रोएम्प्स की खपत करता है जिसका अर्थ है कि एक क्षारीय ९ वोल्ट पीपी३ बैटरी ३१ साल तक चलनी चाहिए, हालांकि यह अकादमिक है क्योंकि यह बैटरी के शेल्फ जीवन से काफी परे है। ३ X २०३२ लिथियम सेल का एक ढेर जो ९ वोल्ट भी देता है, केवल १२ साल तक चलेगा।

इस प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए कुछ नियम तोड़े गए हैं और इलेक्ट्रॉनिक्स पेशेवर दो नहीं तो भौंहें चढ़ाएंगे।

चरण 1: मूल सर्किट 1

सर्किट को शुरू में सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड पर चलाना मददगार हो सकता है और ब्रेडबोर्ड के अलावा आपको इसकी आवश्यकता होगी:

1 एक्स सीएमओएस सीडी4011 क्वाड नॉर गेट। (हम आईसी का उपयोग क्वाड इन्वर्टर के रूप में कर रहे हैं इसलिए एक सीडी 4001 भी काम करेगी।)

1 एक्स 4.7 मेगा ओम रोकनेवाला। (अधिकतम १० मेगाओम का उपयोग लंबे चक्र समय के लिए किया जा सकता है।)

1 एक्स 10 ओम रोकनेवाला।

1 एक्स 1000 माइक्रोफ़ारड इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर।

1 एक्स 1 माइक्रोफैराड गैर ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र। (1 माइक्रोफ़ारड सिरेमिक कैपेसिटर का उपयोग किया जा सकता है लेकिन वे स्रोत के लिए थोड़ा कठिन हैं।)

2 एक्स उच्च दक्षता सफेद एलईडी।

2 एक्स 2एन7000 एन चैनल एफईटी।

1 एक्स 4.7 माइक्रोफ़ारड इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (टैंटलम सबसे अच्छा होगा।)

1 X 9 वोल्ट की बैटरी जैसे PP3.

ऊपर दिया गया योजनाबद्ध मूल सर्किट दिखाता है। एक सीएमओएस सीडी 4011 में गेट इनपुट के सभी जोड़े एक साथ बंधे होते हैं जिससे यह क्वाड इन्वर्टर बन जाता है। दो फाटकों को 4.7 मेगाओम रोकनेवाला और 1 माइक्रोफ़ारड गैर-ध्रुवीय इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र द्वारा परिभाषित समय के साथ एक आश्चर्यजनक के रूप में तार दिया जाता है जिसके परिणामस्वरूप तीन से चार सेकंड का चक्र समय होता है। समय को एक और 1 माइक्रोफ़ारड कैपेसिटर या अधिक समानांतर में जोड़कर आसानी से दोगुना किया जा सकता है और 4.7 मेगाओम रोकनेवाला को 10 मेगाओम तक बढ़ाया जा सकता है ताकि लंबे चक्र समय संभव हो। शेष दो फाटकों को इनवर्टर के रूप में तार-तार कर दिया जाता है, जो कि एस्टेबल सेक्शन से फीड किया जाता है और उनके एंटीफ़ेज़ आउटपुट 2N7000 FET के संबंधित गेट्स को फीड करते हैं, जो आपूर्ति लाइन में श्रृंखला में वायर्ड होते हैं। जब श्रृंखला आउटपुट में अंतिम इन्वर्टर उच्च हो जाता है तो पहले वाला कम होगा और शीर्ष 2N7000 एक एलईडी के माध्यम से एक फ्लैश देकर 4.7 माइक्रोफ़ारड कैपेसिटर को चार्ज करता है। जब श्रृंखला में अंतिम इन्वर्टर कम हो जाता है तो नीचे का 2N7000 4.7 माइक्रोफ़ारड को अन्य एलईडी के माध्यम से एक और फ्लैश देने की अनुमति देता है। आउटपुट चरण ट्रांज़िशन समय के बाहर शून्य करंट की खपत करता है।

बिजली आपूर्ति लाइन में १० ओम रेसिस्टर और १००० माइक्रोफ़ारड कैपेसिटर केवल डिकूपिंग के लिए हैं और महत्वपूर्ण नहीं हैं, लेकिन परीक्षण चरण में बहुत उपयोगी हैं।

इलेक्ट्रॉनिक शुद्धतावादी इंगित करेंगे कि आउटपुट चरण अच्छा डिज़ाइन नहीं है क्योंकि उस बिंदु पर कोई भी गड़बड़ी या अनिश्चितता जहां सर्किट स्विच के परिणामस्वरूप 2N7000 दोनों को एक ही समय में संक्षिप्त रूप से स्विच किया जा सकता है जिसके परिणामस्वरूप बिजली की आपूर्ति कम हो जाती है। व्यवहार में मुझे लगता है कि ऐसा नहीं हो रहा है और वर्तमान खपत में दिखाई देगा, बाद में देखें।

जैसा कि दिखाया गया है कि सर्किट में औसतन 270 माइक्रोएम्प्स की खपत होती है जो कि विश्वसनीय है लेकिन हमारे उद्देश्य के लिए बहुत अधिक है।

चरण 2: मूल सर्किट 2

ऊपर दी गई तस्वीर एक सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड पर इकट्ठे सर्किट को दिखाती है।

चरण 3: एन्हांस्ड सर्किट 1

उपरोक्त योजनाबद्ध में दिखाया गया सर्किट लगभग पिछले वाले के समान है। यहां केवल एक घटक के अतिरिक्त प्रदर्शन में परिवर्तन को प्रभावित करता है जो उतना ही कठोर है जितना कि आप कभी भी साधारण इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी में देख सकते हैं।

CD4011 IC की आपूर्ति के साथ श्रृंखला में 1 मेगाओम रोकनेवाला रखा गया है। (इलेक्ट्रॉनिक्स पेशेवर कहेंगे कि यह ऐसा कुछ है जिसे कभी नहीं किया जाना चाहिए।) सर्किट काम करना जारी रखता है लेकिन औसत खपत कुछ 2 माइक्रोएम्प्स तक गिर जाती है जो 550 एमए घंटे की क्षमता वाले क्षारीय पीपी3 सेल के लिए 31 साल के जीवन के बराबर होती है। अविश्वसनीय रूप से, 2N7000 FET's को मज़बूती से स्विच करने के लिए आउटपुट वोल्टेज अभी भी काफी अधिक है।

चरण 4:

ऊपर दी गई तस्वीर लाल रंग में बजने वाले जोड़े गए अवरोधक को दिखाती है।

इस सर्किट द्वारा खींची गई औसत धारा को मापना एक कठिन काम है, लेकिन एक त्वरित परीक्षण बैटरी को निकालने के लिए है और यदि आपने इसे फिट किया है तो सर्किट को 1000 माइक्रोफ़ारड डिकूप्लिंग कैपेसिटर में चार्ज पर नीचे चलाने की अनुमति है - सर्किट पांच के लिए चलना चाहिए या छह मिनट पहले फ्लैश में से एक ने हार मान ली।

मुझे आपूर्ति लाइन के समानांतर में १०० ओम रेसिस्टर प्लस ३ फैराड सुपर कैपेसिटर, (ध्रुवीयता का निरीक्षण करें) डालने और संतुलन तक पहुंचने के लिए कई घंटों की अनुमति देकर कुछ सफलता मिली है। एक मिली-वोल्टमीटर का उपयोग करके रोकनेवाला के पार वोल्टेज को मापा जा सकता है और ओम के नियम का उपयोग करके औसत धारा की गणना की जा सकती है।

चरण 5: इस स्तर पर कुछ विचार।

मैंने एक सीएमओएस आईसी की आपूर्ति लाइन में एक रोकनेवाला रखने का मुख्य पाप किया है। हालाँकि IC अकेला खड़ा है और तर्क श्रृंखला का हिस्सा नहीं है और मैं सुझाव दूंगा कि हम इस एकल IC का उपयोग केवल पूरक CMOS ट्रांजिस्टर के संग्रह के रूप में कर रहे हैं। हो सकता है कि हमारे यहां एक गरीब आदमी का अल्ट्रा लो पावर रिलैक्सेशन ऑसिलेटर हो।

दो एलईडी के माध्यम से चार्ज और डिस्चार्ज करने वाले 'बकेट' कैपेसिटर को एक उज्जवल फ्लैश प्रदान करने के लिए बढ़ाया जा सकता है, लेकिन सैकड़ों माइक्रोफ़ारड में मूल्यों के साथ, यह एक बुद्धिमान एहतियात हो सकता है कि पीक करंट को सीमित करने के लिए एलईडी के साथ श्रृंखला में एक छोटा अवरोधक जोड़ा जाए और 47 या 100 ओम का सुझाव दिया गया है। बड़े कैपेसिटर मानों के साथ फ्लैश थोड़ा 'आलसी' हो सकता है क्योंकि कैपेसिटर चार्ज का अंतिम भाग नीचे की एलईडी के माध्यम से विलुप्त हो जाता है, हालांकि आप विचार कर सकते हैं कि यह अधिक यथार्थवादी लाइटहाउस अनुभव प्रदान करता है। वर्तमान खपत निश्चित रूप से बीस या तीस माइक्रोएम्प्स तक भी बढ़ सकती है।

चरण 6: अपने सर्किट का स्थायी संस्करण बनाना 1

हमने आसान हिस्सा किया है लेकिन यह साबित करना चाहिए था कि सर्किट काम करता है और अब हमारे लाइटहाउस में जाने के लिए स्थायी रूप से प्रतिबद्ध हो सकता है।

इसके लिए प्राथमिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और असेंबली कौशल की आवश्यकता होगी। आवश्यक घटक इस बात पर निर्भर करेंगे कि आप इस भाग को कैसे करना चुनते हैं और आपके पास जो कौशल हैं। मैं कुछ उदाहरण दिखाऊंगा और आगे सुझाव दूंगा।

ऊपर दी गई तस्वीर एक छोटे से दो तरफा प्रोटोटाइप पीसीबी स्ट्रिपबोर्ड पॉइंट टू पॉइंट सर्किट बोर्ड दिखाती है। ये eBay पर कई आकारों में उपलब्ध हैं और यह सबसे छोटे में से एक है। एक तार के साथ सादे मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक वर्ग भी दिखाया गया है और यह हमारी बैटरी के लिए एक कनेक्शन बनाएगा जो तीन लिथियम बटन कोशिकाओं का ढेर होना है। इस प्रकार के बोर्ड के साथ मुझे लगता है कि सोल्डर के साथ आसन्न पैड को पुल करना संभव नहीं है क्योंकि सोल्डर छेद के माध्यम से नीचे चला जाता है - आपको तार के साथ पुल करना होगा।

चरण 7: अपने सर्किट का स्थायी संस्करण बनाना 2

ऊपर की तस्वीर में हम देखते हैं कि निर्माण अच्छी तरह से चल रहा है। ध्यान दें कि दो 1 माइक्रोफ़ारड कैपेसिटर का उपयोग समय के लिए किया गया था और तीन 2025 लिथियम बटन सेल बैटरी एंड कनेक्टर के बीच सैंडविच होने के लिए तैयार हैं।

चरण 8: अपने सर्किट का स्थायी संस्करण बनाना 3

ऊपर की तस्वीर में हम एक लाइटहाउस में स्थापित होने के लिए तैयार लेख देखते हैं। ध्यान दें कि तीन लिथियम कोशिकाओं को श्रृंखला में सकारात्मक से नकारात्मक तक शीर्ष सकारात्मक तक जोड़ा गया है जो कि सादे पीसी बोर्ड के वर्ग से जुड़ा हुआ है जो लाल लीड से मिला हुआ है। कोशिकाओं के ढेर को तब आत्म-समामेलन टेप के साथ कसकर एक साथ बांध दिया गया है। इंस्ट्रक्शंस साइट पर आपको कई बटन सेल से बैटरी बनाने की इस पद्धति के उदाहरण मिलेंगे।

चरण 9: अपने सर्किट का स्थायी संस्करण बनाना 4

ऊपर की तस्वीर में हम स्ट्रिपबोर्ड पर इकट्ठे हुए एक और संस्करण को देखते हैं जो वेरोबार्ड का आधुनिक संस्करण है। यह ठीक है लेकिन आधुनिक बोर्ड गलतियों के लिए क्षमाशील है और तांबे की पट्टियों को उठाने से पहले ज्यादा सोल्डरिंग और डीसोल्डरिंग नहीं करेगा, इसलिए इसे पहली बार सही करें! बैटरी एक क्षारीय PP3 है जो 450 mA घंटे की क्षमता पर एक अकादमिक 31 साल के जीवन की गणना करती है।

चरण 10: अपने सर्किट का स्थायी संस्करण बनाना 5

यहां स्ट्रिपबोर्ड सर्किट प्लस PP3 बैटरी को प्लास्टिक पैकिंग सामग्री में रखा गया है और टीलाइट होल्डर में लगाया गया है जो हमारी असेंबली को लाइटहाउस में डालने की अनुमति देता है।

इस तरह के एक साधारण सर्किट के लिए आप प्रिंटेड सर्किट पेन से अपना खुद का प्रिंटेड सर्किट बोर्ड भी बना सकते हैं लेकिन आपको इसे खोदने में सक्षम होना चाहिए, अधिमानतः रसोई में नहीं! अंत में सादे मुद्रित सर्किट बोर्ड की एक छोटी शीट 'मृत बग' निर्माण का विषय हो सकती है जो सभी उदाहरणों का सबसे छोटा और सबसे मजबूत निर्माण दे सकती है।

चरण 11: अंतिम विचार।

यह सर्किट डिस्पोजेबल होने के लिए इतना सस्ता है। इसे इतना छोटा बनाया जा सकता है कि एक छोटे कांच के जार में जा सके और फिर राल या मोम में भी डाला जा सके अगर एलईडी को साफ छोड़ दिया जाए। इस तरह के एक मजबूत रूप में संभावित उपयोगों की भीड़ हो सकती है। मैं सुझाव दूंगा कि यह कैविंग और विशेष रूप से गुफा डाइविंग में एक मूल्यवान सुरक्षा वस्तु हो सकती है जहां इनमें से कई गुफा से बाहर या एक कपटपूर्ण मलबे के अंदर से रास्ता रोशन कर सकते हैं। उन्हें सालों तक वहीं छोड़ा जा सकता था।

बकेट कैपेसिटर को बिजली की खपत को उस स्तर तक कम करने के लिए छोटा बनाया जा सकता है जहां सर्किट को इलेक्ट्रोलाइट पैड के साथ इंटरलीव्ड असमान धातु प्लेटों की 'ढेर' बैटरी द्वारा संचालित किया जा सकता है। इसका परिणाम एक असेंबली में भी हो सकता है जिसे लगभग पचास साल बाद खोदने के लिए 'टाइम कैप्सूल' में रखा जा सकता है!