Luz noturna automática DIY: 15 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Faça uma luz noturna simples que acende no escuro e apaga na luz!

Etapa 1: SEGURANÇA !

Aviso: este projeto usa um circuito conhecido como "conta-gotas de capacitve" ou "fonte de alimentação sem transformador" para reduzir os 120vac da tomada de parede aos 12,8vcc necessários para os LEDs. Esses tipos de fontes de alimentação NÃO SÃO ISOLADOS da tomada! Isso significa que se você tocar parte deste circuito e algo que esteja aterrado, você pode levar um choque !!! Este circuito é seguro para uso se e somente se for construído em uma caixa de plástico sem fios expostos.

Também é importante usar um transformador de isolamento se você for fazer uma sondagem neste circuito com um osciloscópio. Sem o transformador de isolamento, você tem uma boa chance de brindar seu osciloscópio.

Este circuito é tão seguro quanto você, por favor, tome cuidado.

Etapa 2: Como funciona?

Antes de podermos construir esta luz noturna, devemos entender como ela faz o que faz.

A ideia geral é a seguinte: a primeira parte deste circuito é um conta-gotas capacitivo retificado de meia onda cuja saída média é de 7,5ma. Isso é usado para alimentar quatro LEDs brancos quentes de 3,2 V. Quando luz suficiente atinge o sensor de luz, a saída para os LEDs entra em curto e 7,5ma flui através do transistor em vez de acender os LEDs.

Se você estiver interessado em como cada componente interage, veja abaixo:

A entrada são as duas almofadas de arame à esquerda do esquema, rotuladas como AC1 e AC2. Essas almofadas aceitam 120vac da tomada da parede. Precisamos de uma maneira de limitar a corrente que flui através deste circuito para algo que os LEDs possam suportar.

Esta limitação de corrente poderia ser feita por um resistor, mas o resistor desperdiçaria muita energia como calor. Isso é um desperdício, então usaremos um capacitor para limitar a corrente. É aqui que o circuito recebe o nome de "conta-gotas capacitiva". Como o capacitor limita a corrente?

C1 limita a corrente a aproximadamente 15ma. A maneira como C1 faz isso é chamada de impedância. Explicar o que é impedância e de onde vem, está além do escopo deste instrutível, mas pense na impedância como uma resistência que muda com a frequência. A impedância para um capacitor é dada pela equação: Xc = 1 / (2 pi F C) onde Xc é a impedância em ohms, pi é 3,14, F é a frequência AC 60 Hz nos EUA, C é a capacitância se Farads. Precisamos de 15 ma máx. Então, depois de um pouco de matemática de nível superior, C1 acabou sendo um capacitor classe X de 0,33uF. Os capacitores limitadores de corrente devem ser capacitores da classe X, pois são feitos para abrir e não queimar o local.

R1 está lá para descarregar C1 quando a luz noturna é desligada, para que ninguém receba choques com os pinos. Ele foi escolhido para ser um resistor de 470k ohm e 1/4 watt, mas qualquer coisa de 470k a 1meg funcionaria.

R2 é um resistor de 470 ohms para limitar a corrente de surto que pode fluir através do circuito quando a luz noturna é conectada pela primeira vez.

D2 é um retificador de meia onda que carrega C2 com um pulso de 15ma toda vez que AC1 fica positivo. Como AC1 é positivo apenas na metade do tempo, a corrente média em D2 é de 7,5ma. Descobriu-se que 7,5ma acendeu os LEDs com brilho suficiente para uma luz noturna, mantendo o consumo de energia no mínimo.

D1 é necessário para permitir que C1 carregue no sentido oposto sempre que AC1 ficar negativo. Se D1 não estivesse aqui, C1 enviaria apenas um pulso de 15ma por meio de D2, mas com D1 o ciclo de pulsos pode continuar para sempre.

C2 é um capacitor eletrolítico de 470uF que suaviza os pulsos de corrente de D2 para que os LEDs não pisquem em 60Hz.

Os blocos CDS1 e CDS2 são onde a célula CDS se conecta ao pcb. Uma célula CDS é um resistor especial cuja resistência diminui à medida que mais e mais luz é mostrada nela. Esta célula CDS funciona para ligar o transistor Q1 e causar curto em C2. Como os droppers capacitivos são alimentados com corrente limitada, suas saídas podem entrar em curto-circuito sem causar danos.

R3 existe para aumentar a quantidade de luz necessária para ligar o Q1 e, portanto, se você aumentar o R3, a sala precisará ficar mais escura para que a luz acenda. Um valor de 4,7 k ohm parece ser o correto.

Finalmente LED + e LED- são os pads para conectar a cadeia de 4 LEDs.

Etapa 3: PCB

Embora este circuito possa ser construído em uma placa perf, é melhor fazer uma placa de circuito impresso de verdade para isso, pois os erros de fiação acabam muito, muito mal ao conectar coisas na parede.

Eu projetei uma placa de circuito impresso de lado único que tem cerca de 1 pol. X 2 pol. Para que se encaixasse na maioria dos casos de verrugas de parede comuns.

Uma coisa a ter em mente é deixar muito espaço entre os pads e os rastros ao lidar com 120v ou mais. Fazer um arco entre os traços é tão divertido quanto você pensa que seria.

Etapa 4: peças

1x fonte de alimentação de modo de interruptor de verruga de parede barata (pode ser de qualquer voltagem, queremos apenas uma caixa de plástico com pinos)

1x pcb

1x 0,33uF classe x capacitor

2x 1N4007 diodos

1 resistor de 470k ohm

1 resistor de 470 ohms

1 resistor de 4,7 k ohm

1x 2N3904 transistor NPN

1x 470uF 16v capacitor eletrolítico

1x célula CDS

4 LEDs brancos quentes de 5 mm

NOTA: todos os resistores são 1/4 watt

Etapa 5: abra o caso

Abra a caixa de verrugas da parede usando uma chave de fenda de ponta chata. A maioria dos modos de switch baratos fora do ebay se separam facilmente se a chave de fenda for ligada onde o cabo sai.

Etapa 6: Remova o PCB

Retire a solda dos dois fios que conectam a PCB do modo de comutação aos pinos. Normalmente, estes são os fios mais baratos, por isso iremos substituí-los por fios melhores mais tarde. Jogue o pcb na caixa de lixo para projetos futuros.

Etapa 7: Faça furos

Primeiro faça um orifício de teste em um pedaço de plástico para garantir que os LEDs se encaixem. Deve ser um ajuste confortável. Uma vez que a broca correta tenha sido encontrada, faça 4 furos na metade externa da caixa para os LEDs, um dos dois lados, superior e frontal parecem iluminar um ambiente muito bem.

Faça um furo na frente para a célula CDS. Este orifício deve ser afastado dos LEDs para que a luz dos LEDs não interfira com ele.

Etapa 8: cole os LEDs

Espalhe uma pequena gota de supercola ao redor de cada LED e pressione-o no orifício. Super cola em gel parece funcionar melhor para isso. Faça questão de que o terminal positivo de um LED aponte para o terminal negativo do próximo LED mais próximo.

Etapa 9: Conecte os LEDs em série

Use pequenos pedaços de arame e um alicate de bico fino para soldar os LEDs em série, de modo que o positivo de um se conecte ao negativo do outro. Passe os cabos ao redor do perímetro da caixa para evitar curtos. Em seguida, é uma boa ideia aplicar um pouco de cola quente para evitar que os fios vibrem.

Finalmente, cole na célula CDS.

Etapa 10: conecte os fios

Solde um fio para os condutores de LED restantes. Um vermelho na ponta positiva do primeiro LED e um preto na ponta negativa do último LED da série. Tubulação retrátil deve ser aplicada sobre as conexões para evitar curtos.

Os condutores da célula CDS são longos o suficiente para não exigir a instalação de fios, mas há um problema. O problema é que os cabos não são isolados, de modo que podem causar curto-circuito em algo quando o estojo for montado. para consertar isso, corte dois pedaços de tubo espaguete (tubo isolante fino para essas ocasiões) e deslize-o sobre os cabos, conforme mostrado nas fotos.

Etapa 11: Monte o PCB

Tome seu tempo e observe as faixas de cores ao colocar os resistores no circuito. Todos os três diferem em apenas uma banda, mas os resultados seriam desastrosos se uma fosse colocada no lugar errado. É uma boa ideia verificar o seu trabalho aqui porque em circuitos que funcionam em 120v quando algo dá errado, dá MUITO errado!

Etapa 12: Soldar o fio nas pontas

Solde dois fios de ligação de núcleo sólido de 1 polegada aos pinos na parte de trás da caixa.

Etapa 13: Verifique novamente TUDO

Neste ponto, você deve ter:

Dois fios soldados aos pinos na parte de trás da caixa da verruga na parede

Um PCB completo

Quatro LEDs colados e conectados na parte frontal da caixa de verrugas na parede com dois fios isolados de células CDS saindo e um fio positivo e um negativo saindo da string de LED.

Etapa 14: Soldar juntos

É hora da montagem final …

Todos os fios são colocados nos orifícios da pcb pela parte superior e soldados na parte inferior. Em seguida, a placa de circuito é girada como mostrado nas fotos e as duas metades do gabinete são encaixadas novamente. A força dos fios de ligação do núcleo sólido comprimido é suficiente para manter o PCB no lugar na parte inferior do gabinete, conforme mostrado. No entanto, se colar lá com mais cola quente te faz sentir melhor, vá em frente.

Etapa 15: TESTE !!!!!!

OK, a parte angustiante, eu recomendo encontrar um filtro de linha para conectá-lo e ENTÃO conecte o filtro de linha na parede. Assim, se algo der errado na montagem, não pegue fogo na mão!

Se tudo correr bem, ele deve ficar parado. Desligue as luzes ou cubra a célula do CDS com um pedaço de fita isolante preta e os LEDs devem acender.

Parabéns você fez uma luz noturna!