Flasher LED 31 Tahun untuk Model Mercusuar Dll.: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Mercusuar model memiliki daya tarik yang luas dan banyak pemilik pasti berpikir betapa menyenangkannya jika, alih-alih hanya duduk di sana, modelnya benar-benar muncul. Masalahnya adalah model mercusuar cenderung kecil dengan sedikit ruang untuk baterai dan sirkuit dan lampu teh yang ditunjukkan pada gambar di atas adalah contoh yang baik di mana hanya ada ruang untuk menekan baterai PP3 atau setumpuk kecil tombol lithium sel bersama dengan papan sirkuit yang sangat kecil.

Internet penuh dengan flasher LED. Banyak yang didasarkan pada chip 555 dan karenanya dapat diperkirakan mengkonsumsi sekitar 10 mA arus yang akan meratakan baterai kecil dalam beberapa hari. Setelah beberapa kali bermain-main dengan komponen pada papan tempat memotong roti, saya menemukan sirkuit CMOS yang menjadi dasar artikel ini. Sirkuit ini 5000 kali lebih baik dari 555 dan mengkonsumsi 2 microAmps yang berarti bahwa baterai alkaline 9 Volt PP3 harus bertahan 31 tahun meskipun ini akademis karena jauh melampaui umur simpan baterai. Tumpukan sel lithium 3 X 2032 juga memberikan 9 Volt akan bertahan hanya 12 tahun.

Untuk mencapai kinerja ini beberapa aturan dilanggar dan profesional elektronik akan menaikkan alis jika tidak dua.

Langkah 1: Sirkuit Dasar 1

Mungkin akan membantu untuk memulai rangkaian pada papan tempat memotong roti tanpa solder dan selain papan tempat memotong roti yang Anda perlukan:

1 X CMOS CD4011 quad gerbang NOR. (Kami menggunakan IC sebagai inverter quad sehingga CD 4001 juga akan berfungsi.)

1 X 4,7 Meg Ohm resistor. (Hingga 10 megOhm dapat digunakan untuk waktu siklus yang lebih lama.)

Resistor 1X10 Ohm.

1 X 1000 mikroFarad kapasitor elektrolitik.

1 X 1 microFarad kapasitor elektrolitik non polar. (1 kapasitor keramik microFarad dapat digunakan tetapi sumbernya sedikit lebih sulit.)

2 X efisiensi tinggi LED putih.

2 X 2N7000 N saluran FET.

1 X 4,7 mikroFarad kapasitor elektrolitik (tantalum akan menjadi yang terbaik.)

Baterai 1 X 9 Volt seperti PP3.

Skema di atas menunjukkan rangkaian dasar. CD CMOS 4011 memiliki semua pasang input gerbang yang diikat menjadi satu sehingga menjadi quad inverter. Dua gerbang dihubungkan sebagai astabil dengan waktu yang ditentukan oleh resistor 4,7 megOhm dan kapasitor elektrolitik non-polar 1 mikroFarad yang menghasilkan waktu siklus tiga hingga empat detik. Waktu dapat dengan mudah digandakan dengan penambahan 1 kapasitor mikroFarad atau lebih secara paralel dan resistor 4,7 megOhm dapat ditingkatkan menjadi 10 megOhm sehingga waktu siklus yang lama dapat dilakukan. Dua gerbang yang tersisa disambungkan sebagai inverter yang diumpankan dari bagian astabil dan keluaran antifasenya memberi makan masing-masing gerbang FET 2N7000 yang disambungkan secara seri melintasi jalur suplai. Ketika inverter terakhir dalam rangkaian output menjadi tinggi, yang sebelumnya akan rendah dan 2N7000 teratas melakukan pengisian kapasitor 4,7 mikroFarad melalui satu LED yang memberikan lampu kilat. Ketika inverter terakhir dalam rantai menjadi rendah maka 2N7000 bawah melakukan memungkinkan 4,7 microFarad untuk melepaskan melalui LED lain memberikan flash lain. Tahap keluaran mengkonsumsi arus nol di luar waktu transisi.

Resistor 10 Ohm dan kapasitor 1000 mikrofarad di saluran catu daya hanya untuk decoupling dan tidak vital tetapi sangat berguna dalam tahap pengujian.

Puritan elektronik akan menunjukkan bahwa tahap keluaran bukanlah desain yang baik karena setiap dithering atau ketidakpastian pada titik di mana sakelar sirkuit dapat mengakibatkan kedua 2N7000 dinyalakan sebentar pada saat yang sama mengakibatkan hubungan pendek di catu daya. Dalam praktiknya saya menemukan bahwa ini tidak terjadi dan akan muncul dalam konsumsi saat ini, lihat nanti.

Sirkuit seperti yang ditunjukkan ternyata mengkonsumsi rata-rata 270 microAmps yang dapat dikreditkan tetapi terlalu tinggi untuk tujuan kita.

Langkah 2: Sirkuit Dasar 2

Gambar di atas menunjukkan rangkaian yang dipasang pada papan tempat memotong roti tanpa solder.

Langkah 3: Sirkuit yang Ditingkatkan 1

Sirkuit yang ditunjukkan pada skema di atas terlihat hampir identik dengan yang sebelumnya. Di sini penambahan hanya satu komponen mempengaruhi transformasi kinerja yang sangat drastis seperti yang pernah Anda lihat di sirkuit elektronik sederhana.

Sebuah resistor 1 MegOhm telah ditempatkan secara seri dengan suplai ke IC CD4011. (Profesional elektronik akan mengatakan bahwa ini adalah sesuatu yang seharusnya tidak pernah dilakukan.) Sirkuit terus beroperasi TETAPI konsumsi rata-rata turun menjadi sekitar 2 microAmps yang setara dengan masa pakai 31 tahun untuk sel alkalin PP3 berkapasitas 550 mA jam. Luar biasa, tegangan output masih cukup tinggi untuk mengganti FET 2N7000 dengan andal.

Langkah 4:

Gambar di atas menunjukkan resistor yang ditambahkan bercincin merah.

Mengukur arus rata-rata yang ditarik oleh rangkaian ini adalah tugas yang menakutkan, tetapi tes cepat adalah melepas baterai dan membiarkan rangkaian berjalan dengan muatan di kapasitor decoupling 1000 microFarad jika Anda telah memasangnya - rangkaian harus berjalan selama lima atau enam menit sebelum salah satu blitz berhenti.

Saya telah berhasil dengan memasukkan resistor 100 Ohm ditambah 3 kapasitor super Farad, (perhatikan polaritas,) secara paralel ke dalam jalur suplai dan memungkinkan beberapa jam untuk mencapai keseimbangan. Menggunakan mili-Voltmeter tegangan resistor dapat diukur dan arus rata-rata dihitung menggunakan Hukum Ohm.

Langkah 5: Beberapa Pikiran pada Tahap Ini

Saya telah melakukan dosa utama menempatkan resistor di jalur suplai IC CMOS. Namun IC berdiri sendiri dan bukan bagian dari rantai logika dan saya akan menyarankan agar kita menggunakan IC tunggal ini hanya sebagai kumpulan transistor CMOS pelengkap. Mungkin kita memiliki osilator relaksasi daya sangat rendah dari orang miskin.

Kapasitor 'ember' yang mengisi dan melepaskan melalui dua LED dapat ditingkatkan untuk memberikan flash yang lebih terang tetapi dengan nilai dalam ratusan mikroFarad, mungkin tindakan pencegahan yang bijaksana untuk menambahkan resistor kecil secara seri dengan LED untuk membatasi arus puncak dan 47 atau 100 Ohm disarankan. Dengan nilai kapasitor yang lebih besar, lampu kilat mungkin menjadi sedikit 'malas' karena bagian terakhir dari muatan kapasitor menghilang melalui LED bawah meskipun Anda mungkin menganggap bahwa ini memberikan pengalaman mercusuar yang lebih realistis. Konsumsi saat ini akan naik tentu saja bahkan mungkin dua puluh atau tiga puluh microAmps.

Langkah 6: Membuat Versi Permanen dari Sirkuit Anda 1

Kami telah melakukan bagian yang mudah tetapi seharusnya membuktikan bahwa sirkuit berfungsi dan sekarang dapat berkomitmen untuk bentuk permanen untuk masuk ke mercusuar kami.

Ini akan membutuhkan peralatan elektronik dasar dan keterampilan perakitan. Komponen yang dibutuhkan akan tergantung pada bagaimana Anda memilih untuk melakukan bagian ini dan keterampilan yang Anda miliki. Saya akan menunjukkan beberapa contoh dan memberikan saran lebih lanjut.

Gambar di atas menunjukkan papan sirkuit kecil dua sisi Prototipe PCB titik ke titik papan sirkuit. Ini tersedia di EBay dalam beberapa ukuran dan yang ini adalah salah satu yang terkecil. Juga ditampilkan adalah persegi papan sirkuit cetak polos dengan kawat terpasang dan ini akan membentuk satu sambungan untuk baterai kami yang menjadi tumpukan tiga sel tombol lithium. Dengan jenis papan ini saya menemukan bahwa tidak mungkin untuk menjembatani bantalan yang berdekatan dengan solder karena solder mengalir melalui lubang - Anda harus menjembatani dengan kawat.

Langkah 7: Membuat Versi Permanen dari Sirkuit Anda 2

Pada gambar di atas kita melihat bahwa konstruksi berjalan dengan baik. Perhatikan bahwa dua kapasitor 1 mikroFarad digunakan untuk pengaturan waktu dan tiga sel tombol lithium 2025 siap diapit di antara konektor ujung baterai.

Langkah 8: Membuat Versi Permanen dari Sirkuit Anda 3

Pada gambar di atas kita melihat artikel yang sudah jadi siap dipasang di mercusuar. Perhatikan bahwa tiga sel lithium telah dihubungkan secara seri positif ke negatif hingga positif atas yang terhubung ke kotak papan PC biasa yang disolder ke timah merah. Tumpukan sel kemudian diikat erat dengan pita yang dapat menyatu sendiri. Anda akan menemukan contoh metode pembuatan baterai ini dari beberapa sel tombol di tempat lain di situs Instructables.

Langkah 9: Membuat Versi Permanen dari Sirkuit Anda4

Pada gambar di atas kita melihat versi lain yang dirakit pada stripboard yang merupakan versi modern dari Veroboard. Ini bagus tapi papan modern tidak bisa memaafkan kesalahan dan tidak akan tahan banyak penyolderan dan pematrian sebelum strip tembaga diangkat, jadi lakukan dengan benar pertama kali! Baterainya adalah PP3 alkalin yang pada kapasitas 450 mA jam dihitung untuk masa pakai 31 tahun yang agak akademis.

Langkah 10: Membuat Versi Permanen dari Sirkuit Anda 5

Di sini sirkuit stripboard ditambah baterai PP3 telah dibungkus dalam bahan kemasan plastik dan dijepit ke dalam pemegang tealight yang memungkinkan perakitan kami untuk dimasukkan ke dalam mercusuar.

Untuk rangkaian sederhana seperti ini Anda juga dapat membuat papan sirkuit cetak sendiri dengan pena sirkuit tercetak tetapi Anda harus dapat mengetsanya, sebaiknya tidak di dapur! Terakhir, selembar kecil papan sirkuit cetak polos dapat menjadi subjek konstruksi 'kutu busuk' yang dapat memberikan konstruksi terkecil dan paling kuat dari semua contoh.

Langkah 11: Pikiran Terakhir

Sirkuit ini sangat murah untuk dibuat sekali pakai. Itu dapat dibuat sangat kecil untuk dimasukkan ke dalam stoples kaca kecil dan bahkan ditampung dalam resin atau lilin jika LED dibiarkan kosong. Dalam bentuk yang kuat seperti itu mungkin ada banyak kegunaan potensial. Saya akan menyarankan bahwa itu bisa menjadi barang keamanan yang berharga dalam gua dan terutama penyelaman gua di mana beberapa di antaranya dapat menerangi jalan keluar dari gua atau dari bagian dalam bangkai kapal yang berliku-liku. Mereka bisa dibiarkan di tempat selama bertahun-tahun.

Kapasitor ember dapat dibuat lebih kecil dengan menurunkan konsumsi daya ke tingkat di mana rangkaian dapat digerakkan oleh baterai 'tumpukan' dari pelat logam berbeda yang disisipkan dengan bantalan elektrolit. Ini bahkan mungkin menghasilkan perakitan yang dapat ditempatkan di 'kapsul waktu' untuk digali sekitar lima puluh tahun kemudian!