Clon de luz de té: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

En este instructivo, seré un poco más elaborado sobre el camino que conduce a este proyecto y cómo llegué al resultado, por lo que requiere un poco más de lectura.

En casa tenemos bastantes velas de té electrónicas, de las de Philips que se pueden cargar de forma inalámbrica. Antes hice un Instructable relacionado con este tema, consulte Monitor de carga de luz de té.

Después de un tiempo, estas velas de té dejan de funcionar porque la batería recargable se estropea. Hay dos opciones para abordar este problema:

1. Tiras la luz del té y compras una nueva
2. Reemplaza la batería recargable

Probé la segunda opción. El video en el último paso de este Instructable muestra cómo puede hacerlo. Ese video también muestra cómo Philips rediseñó estas velas de té a lo largo de los años, haciéndolas más baratas de producir, pero desafortunadamente reduciendo la vida útil de esas velas de té. Además de eso, noté que con los últimos diseños más baratos es difícil encender y apagar la luz del té. Se usa como interruptor de inclinación para eso, pero aparentemente no siempre parecen funcionar muy bien.

Cuando reemplacé la batería recargable por primera vez, la vela de té no funcionaba. Empecé a pensar que tal vez la luz del té tenga algún tipo de contador para ver con qué frecuencia se usa y luego no se enciende nunca más. Esa fue la razón por la que comencé este proyecto, ya que quería una luz de té que funcionara para siempre, por supuesto reemplazando la batería recargable de vez en cuando.

Debo admitir que mis malos pensamientos estaban equivocados, una vez que haya reemplazado la batería, incluso cuando están cargadas, debe colocar la vela de té en un cargador muy pronto para que vuelva a funcionar. No sé por qué es así, pero es necesario hacerlo para encender la luz del té.

De todos modos, ya había empezado a hacer mi propia vela de té que se comportaría igual que la vela de té Philips. Analicé la electrónica y el patrón que utiliza Philips para crear el bonito efecto de vela. La electrónica original era un poco más compleja de lo que esperaba, así que decidí hacer mi propio diseño más simple. Pude averiguar el patrón del efecto de vela analizando el patrón en un osciloscopio. Se agregan algunas capturas de pantalla de una parte de este patrón. Una señal baja significa que el led está encendido.

Como dije, mi diseño se volvió más simple que el diseño de Philips y hace lo que debe hacer. Reutilicé la carcasa, los leds, el interruptor de inclinación y la bobina de una luz de té que ya no funcionaba y creé mi propia versión con un PIC12F615 usando el lenguaje de programación JAL para controlar el dispositivo.

Paso 1: Analizar la luz de té original

Antes de que se pudiera hacer el clon, necesitaba descubrir cómo funcionaba la vela de té original, pero solo pude resolverlo en parte porque era más complejo de lo que pensé inicialmente.

Las mediciones revelaron lo siguiente:

• El patrón de la vela es pseudo aleatorio ya que se repite después de un tiempo donde solo el led superior de los dos leds cambia de brillo. El led inferior está encendido de forma continua. Vea el video sobre cómo funciona esto
• La vela de té utiliza dos leds de alto brillo con una corriente de aproximadamente 7 mA por led
• El dispositivo se apaga solo cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 2,1 voltios
• Dependiendo del diseño (vea el video en el último paso de este Instructable), la batería de NiMH se carga con una corriente que varía de 11 mA a 37 mA

Paso 2: diseñar el clon

En el diagrama esquemático ves cómo diseñé el clon. Se pueden distinguir las siguientes partes:

• El puente rectificador con cuatro diodos Schottky 1N5818. La razón para usar este tipo de diodos se debe a la baja caída de voltaje. Este puente convierte el voltaje de CA de la bobina en un voltaje de CC para el dispositivo.
• Condensador C1. No parece ser importante, pero este condensador hace que la bobina de carga entre en resonancia y provoque una oscilación de alto voltaje. Sin este condensador, la bobina no generaría suficiente energía para el dispositivo. En las dos capturas de pantalla del osciloscopio, se ve el voltaje de salida de la bobina cuando se coloca en un cargador sin (pico único) y con (señal sinusoidal) el condensador.
• El diodo Zener D5 con un valor de 5V1 parece un poco extraño en este diseño, ya que la tensión de alimentación no supera los 2,5 V debido a las dos baterías de NiMH. Sin embargo, si estas baterías están llegando al final de su vida útil, su voltaje aumenta y los picos en el voltaje de la bobina de carga serán más altos que el voltaje máximo que el PIC puede manejar, que si es de 5,5 V, por lo que el Zener corta estos picos, protegiendo el piloto al mando en esa situación.
• El interruptor de inclinación está conectado al pin de interrupción del PIC. Esto garantiza que el PIC se reactivará después de que se haya apagado.
• El PIC controla los dos leds directamente desde dos de sus puertos.

En este diseño, la corriente de carga de las baterías es de aproximadamente 17 mA cuando se colocan en el cargador inalámbrico. Las baterías tienen una capacidad de 300 mAh. Este tipo de batería está completamente cargada cuando se carga durante 14 horas con una corriente de 1/10 de la capacidad, en este caso 30 mA. Esto significa que el dispositivo nunca se cargará por completo a menos que se cargue dos veces. En el video sobre cómo cambiar la batería al final de este Instructable, también puede ver que Philips usa baterías recargables con una capacidad de 160 mAh en sus últimos diseños.

En el video se puede ver el funcionamiento de la vela de té original y el clon. ¿Ves cuál es el original y cuál es el clon?

Paso 3: componentes necesarios y creación del clon

Necesita tener los siguientes componentes para este proyecto:

• Un trozo de protoboard
• Microcontrolador PIC 12F615
• Toma IC de 8 pines
• Diodos: 4 * 1N5819, 1 * BZX85C5V1
• Condensadores cerámicos 2 * 100nF
• Resistencias: 1 * 1MOhm, 2 * 56 Ohm
• LED brillante de 2 * 3 mm de alto (de una vieja luz de té)
• Interruptor de inclinación (de una vieja vela de té)
• Bobina de carga de una vieja vela de té
• Vivienda de una vieja luz de té

Vea el diagrama esquemático en la sección anterior sobre cómo conectar los componentes.

Dado que el diseño no utiliza ningún componente SMD, necesita más espacio que la versión original. Debido a eso, la placa de pruebas se cortó de tal manera que tiene más espacio en los lados. Esto solo funciona si tiene una luz de té alta. También hay una versión más pequeña (vea el video en el último paso de este Instructable) pero el diseño no encajará a menos que lo construya con componentes SMD.

En las imágenes se ve cómo se construyó el dispositivo. Tenga en cuenta que el LED superior está montado en el lado de soldadura de la placa de pruebas para poder colocarlo encima del otro LED.

Paso 4: el software

Como ya se mencionó, el software está escrito para un PIC12F615 usando el lenguaje de programación JAL.

Inicialmente, el PIC estará en modo de suspensión cuando se encienda por primera vez, consumiendo casi nada de energía en ese estado.

El software realiza las siguientes tareas:

• Cuando el dispositivo se pone boca abajo, el interruptor de inclinación hará contacto con el suelo, lo que despertará al PIC del estado de reposo.
• Una vez despierto, el LED inferior se encenderá y el LED superior utilizará el patrón de vela de Philips clonado para cambiar el brillo del LED.
• Durante el funcionamiento, el PIC medirá el voltaje de suministro utilizando su convertidor analógico a digital (ADC) integrado. Cuando este voltaje cae por debajo de 2.1V, apagará los leds y pondrá el PIC en modo de suspensión. El PIC aún podría funcionar bien a 2,1 V, pero no es bueno que las baterías recargables se agoten por completo.

Hay una diferencia en cómo se comporta la vela de té original en comparación con el clon. Cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 2.1 V, la vela de té original no se encenderá hasta que el dispositivo se cargue nuevamente, por lo que parece que mide el voltaje de suministro en el momento del encendido. Sin embargo, el clon medirá el voltaje de suministro después de que esté activo. Esto significa que cuando la tensión de alimentación sea inferior a 2,1 V, los leds funcionarán durante un breve período de tiempo, después de lo cual el dispositivo se volverá a dormir.

Hay un punto restante que no entendí. Cuando las baterías se estropean, la vela de té original ya no se encenderá incluso cuando el voltaje de suministro de la batería sea suficiente (la razón de mis malos pensamientos iniciales sobre el dispositivo, ¿recuerdas?). Tal vez recuerde que las baterías se han estropeado por haber medido un alto voltaje de batería. En el clon, esto no se hace. Incluso si las baterías se han estropeado y la tensión de alimentación aumenta, protegida por el diodo Zener, el dispositivo funcionará, pero debido a la batería defectuosa, el tiempo de funcionamiento se acorta.

Se adjuntan el archivo fuente JAL y el archivo Intel Hex para programar el PIC. Si está interesado en utilizar el microcontrolador PIC con JAL, un lenguaje de programación similar a Pascal, visite el sitio web de JAL.

Paso 5: Reemplazo de las baterías recargables

Si no desea construir el clon pero solo desea reemplazar la batería, mire este video. También muestra cómo se simplificó el diseño original de la vela de té, lo que dio como resultado, desafortunadamente, un producto que tiene una vida útil más corta.

Como se mencionó anteriormente, el último diseño simple parece tener otro problema, ya que estas velas de té son muy difíciles de encender y apagar. Inicialmente pensé que se debía a un interruptor de inclinación defectuoso, pero habiendo reutilizado este interruptor en el clon, todo funcionó bien. Entonces, la clonación puede ser una buena opción después de todo.

Diviértete construyendo tu propio proyecto y esperando tus reacciones.