Clon lleuger del te: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

En aquest instructiu seré una mica més elaborat sobre el camí que va conduir a aquest projecte i sobre com vaig arribar al resultat, de manera que requereix una mica més de lectura.

A casa tenim bastants llums de te electrònics, els de Philips que es poden carregar sense fils. Abans he creat un instructable relacionat amb aquest tema, vegeu Monitorr de Light Tea Tea.

Passat el temps, aquestes llums de te deixen de funcionar perquè la bateria recarregable es va malament. Hi ha dues opcions per solucionar aquest problema:

1. Llenceu la llum del te i en compreu una de nova
2. Substitueix la bateria recarregable

He provat la segona opció. El vídeo de l’últim pas d’aquest instructiu mostra com podeu fer-ho. Aquell vídeo també mostra com Philips va redissenyar aquestes llums de te al llarg dels anys, fent-les més barates de produir, però per desgràcia reduint la seva vida útil. Al costat d’això, vaig notar que amb els dissenys més recents i més econòmics és difícil encendre i apagar la llum del te. S’utilitza com a commutador d’inclinació, però pel que sembla no sempre funcionen molt bé.

Quan vaig canviar la bateria recarregable per primera vegada, la llum del te no funcionava. Vaig començar a pensar que potser la llum del te manté algun tipus de comptador per veure amb quina freqüència s'utilitza i després no s'encén mai més. Aquesta va ser la raó per iniciar aquest projecte, ja que volia una llum de te que funcionés per sempre, per descomptat, substituir la bateria recarregable de tant en tant.

He de reconèixer que els meus mals pensaments eren equivocats, una vegada que hàgiu substituït la bateria, fins i tot quan estiguin carregats, haureu de posar la llum del te en un carregador molt aviat perquè funcioni de nou. No sé per què és així, però cal fer-ho per començar la llum del te.

De totes maneres, ja havia començat a fer la meva pròpia llum de te que es comportaria igual que la llum de te de Philips. Vaig analitzar l'electrònica i el patró que fa servir Philips per crear un bon efecte espelma. L’electrònica original era una mica més complexa del que esperava, així que vaig decidir fer el meu propi disseny més senzill. Vaig poder esbrinar el patró de l’efecte espelma analitzant el patró en un oscil·loscopi. S'afegeixen algunes captures de pantalla d'una part d'aquest patró. Un senyal baix significa que el led està encès.

Com he dit, el meu disseny es va tornar més senzill que el de Philips i fa el que ha de fer. Vaig tornar a utilitzar la carcassa, els leds, l’interruptor d’inclinació i la bobina d’una llum de te que ja no funcionava i vaig crear la meva pròpia versió amb un PIC12F615 mitjançant el llenguatge de programació JAL per controlar el dispositiu.

Pas 1: analitzar la llum de te original

Abans que es pogués fer el clon, necessitava esbrinar com funcionava la llum del te original, però només ho podia esbrinar en part perquè era més complex del que pensava inicialment.

Les mesures van revelar el següent:

• El patró de les espelmes és pseudoaleatori, ja que es repeteix al cap d’un temps on només el led superior dels dos leds canvia la brillantor. El led inferior està encès contínuament. Vegeu el vídeo sobre com funciona
• La llum del te utilitza dos leds d’alta brillantor amb un corrent d’uns 7 mA per led
• El dispositiu s'apaga quan la tensió de la bateria cau per sota de 2,1 volts
• Depenent del disseny (vegeu el vídeo de l’últim pas d’aquest manual), la bateria de NiMH es carrega amb un corrent que oscil·la entre els 11 mA i els 37 mA

Pas 2: dissenyar el clon

Al diagrama esquemàtic veieu com he dissenyat el clon. Es poden distingir les següents parts:

• El pont rectificador utilitza quatre díodes Schottky 1N5818. La raó per utilitzar aquest tipus de díodes es deu a la caiguda de baixa tensió. Aquest pont converteix la tensió de corrent altern de la bobina a una tensió de corrent continu per al dispositiu.
• Condensador C1. Sembla que no és important, però aquest condensador fa ressonar la bobina de càrrega, cosa que provoca un oscil·lació d’alta tensió. Sense aquest condensador, la bobina no generaria prou energia per al dispositiu. A les dues captures de pantalla de l'oscil·loscopi es veu la tensió de sortida de la bobina quan es col·loca en un carregador sense (pic únic) i amb (senyal sinusal) el condensador.
• El díode Zener D5 amb un valor de 5V1 sembla una mica estrany en aquest disseny, ja que la tensió d’alimentació no és superior a 2,5 V a causa de les dues bateries de NiMH. No obstant això, si aquestes bateries estan acabant la seva vida útil, la seva tensió augmenta i els pics de la tensió de la bobina de càrrega seran superiors a la tensió màxima que pot suportar el PIC (que si és de 5,5 V), de manera que el Zener talla aquests pics, protegint el PIC en aquesta situació.
• El commutador d’inclinació està connectat al pin d’interrupció del PIC. Això garanteix que el PIC es despertarà després d’apagar-lo.
• El PIC controla els dos leds directament des de dos dels seus ports.

En aquest disseny, el corrent de càrrega de les bateries és d’uns 17 mA quan es col·loca al carregador sense fils. Les bateries tenen una capacitat de 300 mAh. Aquest tipus de bateria es carrega completament quan es carrega durant 14 hores amb una intensitat de 1/10 de la seva capacitat, de manera que en aquest cas 30 mA. Això vol dir que el dispositiu no es carregarà completament si no es carrega dues vegades. Al vídeo sobre com canviar la bateria al final d’aquest instructiu, també veieu que Philips utilitza bateries recarregables amb una capacitat de 160 mAh en els seus darrers dissenys.

Al vídeo podeu veure el funcionament de la llum de te original i del clon. Veieu quin és l’original i quin és el clon?

Pas 3: components necessaris i creació del clon

Cal que tingueu els components següents per a aquest projecte:

• Un tros de pissarra
• Microcontrolador PIC 12F615
• Presa IC de 8 pins
• Diodes: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• Condensadors ceràmics de 2 * 100nF
• Resistències: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• Led brillant de 2 * 3 mm d'alçada (d'una antiga llum de te)
• Interruptor d'inclinació (d'una antiga llum de te)
• Bobina de càrrega d'una antiga llum de te
• Habitatge d'una antiga llum de te

Vegeu l’esquema esquemàtic de la secció anterior sobre com connectar els components.

Com que el disseny no utilitza cap component SMD, necessita més espai que la versió original. A causa d'això, la taula de tall es va tallar de manera que tingués més espai als laterals. Això només funciona si teniu una llum de te alta. També hi ha versions més petites (vegeu el vídeo a l’últim pas d’aquest instructiu), però el disseny no s’adaptarà tret que el construïu amb components SMD.

A les imatges veieu com es va construir el dispositiu. Tingueu en compte que el led superior està muntat al costat de soldadura de la placa per poder col·locar-lo damunt l’altre led.

Pas 4: el programari

Com ja s'ha esmentat, el programari està escrit per a un PIC12F615 mitjançant el llenguatge de programació JAL.

Inicialment, el PIC estarà en mode de suspensió quan s’encengui per primera vegada, gairebé no consumint energia en aquest estat.

El programari realitza les tasques següents:

• Quan el dispositiu es gira al revés, l’interruptor d’inclinació entrarà en contacte amb el sòl que despertarà el PIC des del son.
• Un cop despert, el led inferior s'encendrà i el led superior utilitzarà el patró de vela Philips clonat per canviar la brillantor del led.
• Durant el funcionament, el PIC mesurarà la tensió d'alimentació mitjançant el convertidor analògic a digital (ADC) incorporat. Quan aquest voltatge caigui per sota de 2,1 V, apagarà els leds i posarà el PIC en mode de repòs. El PIC encara podria funcionar bé a 2,1 V, però no és bo que les bateries recarregables estiguin completament esgotades.

Hi ha una diferència en el comportament de la llum del te original en comparació amb el clon. Quan la tensió de la bateria cau per sota de 2,1 V, la llum de te original no s’iniciarà fins que el dispositiu es carregui de nou, de manera que sembla que mesura la tensió d’alimentació en encendre’s. El clon, però, mesurarà la tensió d’alimentació després que estigui activa. Això vol dir que, quan la tensió d'alimentació és inferior a 2,1 V, els leds funcionaran durant un breu període de temps després del qual el dispositiu torna a dormir.

Queda un punt que no vaig descobrir. Quan les bateries es tornen malament, la llum de te original ja no s’encén, fins i tot quan el voltatge de subministrament de la bateria és suficient (el motiu dels meus mals pensaments inicials sobre el dispositiu, recordeu?). Potser recorda que les bateries s’han anat malament per haver mesurat un voltatge elevat de la bateria. Al clon, això no es fa. Fins i tot si les bateries s’han anat malament i el voltatge d’alimentació augmenta (protegit pel díode Zener), el dispositiu funcionarà, però a causa de la mala bateria, el temps d’operació es fa més curt.

S'adjunten el fitxer font JAL i el fitxer Intel Hex per programar el PIC. Si esteu interessats a utilitzar el microcontrolador PIC amb JAL (un llenguatge de programació com Pascal), visiteu el lloc web de JAL.

Pas 5: Substitució de les bateries recarregables

Si no voleu construir el clon però només voleu substituir la bateria, mireu aquest vídeo. També mostra com el disseny original de la llum del te es va simplificar, cosa que va provocar desafortunadament un producte que té una vida útil més curta.

Com s'ha esmentat anteriorment, l'últim disseny senzill sembla tenir un altre problema, ja que és molt difícil encendre aquestes llums de te. Inicialment, vaig pensar que era a causa d’un interruptor d’inclinació dolent, però en haver tornat a utilitzar aquest commutador al clon, tot va funcionar bé. Per tant, la clonació pot ser una bona opció al cap i a la fi.

Diverteix-te construint el teu propi projecte i esperant les teves reaccions.