UVLamp - SRO2003: 9 Langkah (dengan Gambar)

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

Hai!

Hari ini saya akan menyajikan kepada Anda realisasi lampu LED UV. Istri saya adalah seorang desainer perhiasan di tanah liat polimer dan dia sering menggunakan resin untuk membuat kreasinya. Pada prinsipnya menggunakan resin klasik yang hanya berpolimerisasi di udara terbuka, ia bekerja dengan baik tetapi cukup lama untuk menjadi padat (sekitar 2 hari). Namun baru-baru ini dia menemukan resin yang berpolimerisasi berkat sinar UV, cukup untuk mengekspos objek resin ke sumber sinar UV untuk waktu yang singkat untuk membuat resin padat. Ketika dia memesan resin dia ragu-ragu untuk membeli lampu (biayanya tidak mahal…) tapi saya langsung menghentikannya dengan mengatakan: SAYA PUNYA LED UV ! SAYA TIDAK TAHU APA YANG HARUS DILAKUKAN, SAYA BISA MEMBUAT LAMPU ANDA!!! (ya saya terkadang bereaksi terlalu cepat dalam hal elektronik…;))

Jadi di sini saya mencoba membuat lampu dengan apa yang saya miliki di bagian bawah laci saya…

Langkah 1: Kewajiban

- Cahaya yang dipancarkan lampu harus sehomogen mungkin, lampu harus menerangi seluruh objek yang akan diletakkan dibawahnya.

- Lampu harus memiliki waktu hitung mundur yang dapat disesuaikan minimal 1 menit 30 detik

- Lampu harus cukup besar untuk menutupi benda dengan diameter hingga 6 cm tetapi tidak boleh terlalu besar.

- Lampu harus mudah dipindahkan.

- Lampu harus dialiri daya dari sumber listrik yang "aman" (baterai/adaptor)

Langkah 2: Alat dan Komponen Elektronik

Komponen elektronik:

- 1 Microchip PIC 16F628A

- 2 tombol sakelar sesaat

- 2 transistor BS170

- 1 transistor 2N2222

- 2 tampilan numerik satu digit

- 1 LED merah 5mm

- 17 LED UV 5mm

- 8 resistor 150 ohm

- 17 resistor 68 ohm

- 2 resistor 10 Kohm

- 1 resistor 220 ohm

- 1 bel

- 2 papan PCB

- kawat pembungkus (misal: 30 AWG)

Komponen lainnya:

- 8 spacer

- beberapa sekrup

- 1 tutup tabung pvc (100mm)

- 1 selongsong pipa pvc (100mm)

- tabung susut kesehatan

Peralatan:

- latihan

- besi solder - kawat las

- seorang programmer untuk menyuntikkan kode ke dalam Microchip 16F628 (misalnya PICkit 2)

Saya menyarankan Anda untuk menggunakan Microchip MPLAB IDE (freeware) jika Anda ingin mengubah kode tetapi Anda juga memerlukan CCS Compiler (shareware). Anda juga dapat menggunakan kompiler lain tetapi Anda akan membutuhkan banyak perubahan dalam program. Tapi saya akan memberikan Anda. file HEX sehingga Anda dapat menyuntikkannya langsung ke mikrokontroler.

Langkah 3: Skema

Berikut adalah skema yang dibuat dengan CADENCE Capture CIS Lite. Penjelasan tentang peran komponen:

- 16F628A: mikrokontroler yang mengatur input/output dan waktu untuk countdown

- SW1: setel tombol pengatur waktu- SW2: tombol luncurkan

- FND1 dan FND2: tampilan numerik digit untuk menunjukkan waktu hitung mundur

- U1 dan U2: transistor daya untuk tampilan numerik digit (multipleks)

- Q1: transistor daya untuk menyalakan led UV

- D2 hingga D18: LED UV

- D1: LED status, menyala saat led UV menyala

- LS1: buzzer yang mengeluarkan suara saat hitungan mundur selesai

Langkah 4: Perhitungan dan Pembuatan Prototipe di Breadboard

Mari kita merakit komponen pada papan tempat memotong roti sesuai dengan skema di atas dan memprogram mikrokontroler!

Saya membagi sistem menjadi beberapa bagian sebelum merakit keseluruhan: - bagian untuk led UV

- bagian untuk manajemen tampilan

- bagian untuk pengelolaan tombol tekan dan indikator lampu/suara

Untuk setiap bagian saya menghitung nilai dari komponen yang berbeda dan kemudian memeriksa operasi yang benar di papan tempat memotong roti.

Bagian LED UV: LED terhubung ke Vcc (+5V) pada anodanya melalui resistor dan terhubung ke GND pada katodanya melalui transistor Q1 (2N2222).

Untuk bagian ini hanya perlu menghitung resistor basis yang diperlukan agar transistor memiliki arus yang cukup untuk menjenuhkannya dengan benar. Saya memilih untuk memasok LED UV dengan arus 20mA untuk masing-masingnya. Ada 17 led, jadi akan ada arus total 17*20mA=340mA yang akan melintasi transistor dari kolektor ke emitornya.

Berikut adalah nilai berguna yang berbeda dari dokumentasi teknis untuk membuat perhitungan: Betamin=30 Vcesat= 1V (kira-kira…) Vbesat=0.6V

Mengetahui nilai arus pada kolektor transistor dan Betamin kita dapat menyimpulkan darinya arus minimum yang ada pada basis transistor sehingga jenuh: Ibmin=Ic/Betamin Ibmin=340mA/30 Ibmin= 11.33mA

Kami mengambil koefisien K=2 untuk memastikan bahwa transistor jenuh:

Ibsat=Ibmin * 2

Ibsat = 22.33mA

Sekarang mari kita hitung nilai resistor basis untuk transistor:

Rb=(Vcc-Vbesat)/Ibsat

Rb=(5-0.6)/22.33mA

Rb = 200 ohm

Saya memilih nilai standar dari seri E12: Rb=220 ohmPada prinsipnya saya harus memilih resistor dengan nilai normal sama atau lebih rendah dari 200 ohm tetapi saya tidak punya banyak pilihan nilai untuk resistor lagi jadi saya mengambil yang paling dekat nilai.

Bagian manajemen tampilan:

Perhitungan resistor pembatas arus untuk segmen tampilan:

Berikut adalah nilai berguna yang berbeda dari dokumentasi teknis (tampilan digit dan transistor BS170) untuk membuat perhitungan:

Vf=2V

Jika = 20mA

Perhitungan nilai batas saat ini:

R=Vcc-Vf/Jika

R=5-2/20mA

R = 150 ohm

Saya memilih nilai standar dari seri E12: R=150 ohm

Manajemen multipleks:

Saya memilih untuk menggunakan teknik tampilan multipleks untuk membatasi jumlah kabel yang diperlukan untuk mengontrol karakter pada tampilan. Ada tampilan yang sesuai dengan angka puluhan dan tampilan lain yang sesuai dengan angka satuan. Teknik ini cukup sederhana untuk diterapkan, berikut adalah cara kerjanya (misalnya: untuk menampilkan angka 27)

1 - mikrokontroler mengirimkan sinyal pada 7 output yang sesuai dengan karakter yang akan ditampilkan untuk digit puluhan (digit 2) 2 - mikrokontroler mengaktifkan transistor yang memasok tampilan yang sesuai dengan puluhan 3 - penundaan 2ms berlalu 4 - mikrokontroler menonaktifkan transistor yang mensuplai tampilan yang sesuai dengan puluhan 5 - mikrokontroler mengirimkan sinyal pada 7 output yang sesuai dengan karakter yang akan ditampilkan untuk digit satuan (digit 7) 6 - mikrokontroler mengaktifkan transistor yang mensuplai tampilan sesuai dengan unit 7 - penundaan 2ms berlalu 8 - mikrokontroler menonaktifkan transistor yang memasok tampilan yang sesuai dengan unit

Dan urutan ini berulang dalam lingkaran dengan sangat cepat sehingga mata manusia tidak melihat momen ketika salah satu layar mati.

Bagian tombol tekan dan indikator lampu/suara:

Ada sangat sedikit pengujian perangkat keras dan bahkan lebih sedikit perhitungan untuk bagian ini.

Dihitung bahwa resistansi pembatas arus untuk status led: R=Vcc-Vf/If R=5-2/20mA R= 150 ohm

Saya memilih nilai standar dari seri E12: R=150 ohm

Untuk tombol tekan saya cukup memeriksa bahwa saya dapat mendeteksi penekanan berkat mikrokontroler dan menambah jumlah penekanan pada layar. Saya juga menguji aktivasi buzzer untuk melihat apakah berfungsi dengan baik.

Mari kita lihat bagaimana semua ini ditangani dengan program…

Langkah 5: Program

Program ini ditulis dalam bahasa C dengan MPLAB IDE dan kodenya dikompilasi dengan CCS C Compiler.

Kode ini sepenuhnya dikomentari dan cukup sederhana untuk dipahami. Saya membiarkan Anda mengunduh sumbernya jika Anda ingin tahu cara kerjanya atau jika Anda ingin memodifikasinya.

Satu-satunya hal yang sedikit rumit mungkin adalah pengelolaan hitung mundur dengan timer mikrokontroler, saya akan mencoba menjelaskan prinsipnya dengan cukup cepat:

Sebuah fungsi khusus dipanggil setiap 2 ms oleh mikrokontroler, ini adalah fungsi yang disebut RTCC_isr() dalam program. Fungsi ini mengatur multiplexing tampilan dan juga manajemen countdown. Setiap 2 md tampilan diperbarui seperti dijelaskan di atas, dan pada saat yang sama fungsi TimeManagment juga dipanggil setiap 2 md dan mengelola nilai hitung mundur.

Di loop utama program hanya ada manajemen tombol tekan, dalam fungsi inilah ada pengaturan nilai hitung mundur dan tombol untuk memulai pencahayaan LED UV dan hitung mundur.

Lihat di bawah file zip dari proyek MPLAB:

Langkah 6: Solder dan Perakitan

Saya telah mendistribusikan seluruh sistem pada 2 papan: satu papan mendukung resistensi LED UV dan papan lain yang mendukung semua komponen lainnya. Saya kemudian menambahkan spacer untuk menempatkan kartu. Yang paling rumit adalah menyolder semua sambungan papan atas, terutama karena tampilan yang membutuhkan banyak kabel, bahkan dengan sistem multiplexing…

Saya menggabungkan sambungan dan kawat dengan lem panas-meleleh dan selubung panas-menyusut untuk mendapatkan hasil sebersih mungkin.

Saya kemudian membuat tanda pada tutup PVC untuk mendistribusikan LED sebaik mungkin untuk mendapatkan cahaya yang paling seragam. Kemudian saya mengebor lubang dengan diameter LED, pada gambar Anda dapat melihat bahwa ada lebih banyak LED di tengah itu normal karena lampu terutama akan digunakan untuk memancarkan cahaya pada benda-benda kecil.

(Anda dapat melihat pada gambar presentasi di awal proyek bahwa tabung PVC tidak dicat seperti tutupnya, itu normal istri saya ingin menghiasnya sendiri… jika suatu hari saya memiliki gambar saya akan menambahkannya!)

Dan akhirnya saya menyolder konektor USB female agar bisa menyalakan lampu dengan charger handphone atau baterai eksternal misalnya (melalui kabel male-male yang saya punya di rumah…)

Saya mengambil banyak gambar selama realisasi dan mereka cukup "berbicara".

Langkah 7: Diagram Operasi Sistem

Berikut adalah diagram cara kerja sistem, bukan programnya. Ini semacam panduan pengguna mini. Saya telah menempatkan file PDF diagram sebagai lampiran.

Langkah 8: Video

Langkah 9: Kesimpulan

Ini adalah akhir dari proyek ini yang saya sebut "oportunis", memang saya membuat proyek ini untuk memenuhi kebutuhan mendesak, jadi saya melakukannya dengan peralatan pemulihan yang sudah saya miliki tetapi saya tetap cukup bangga dengan hasil akhirnya, terutama aspek estetika yang agak bersih yang bisa saya dapatkan.

Saya tidak tahu apakah gaya penulisan saya akan benar karena saya sebagian menggunakan penerjemah otomatis agar lebih cepat dan karena saya bukan penutur asli bahasa Inggris, saya pikir beberapa kalimat mungkin akan aneh bagi orang yang menulis bahasa Inggris dengan sempurna. Jadi terima kasih kepada penerjemah DeepL atas bantuannya;)

Jika Anda memiliki pertanyaan atau komentar tentang proyek ini, beri tahu saya!