Luz nocturna automática de bricolaje: 15 pasos (con imágenes)

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

¡Haga una luz de noche simple que se encienda en la oscuridad y se apague en la luz!

Paso 1: SEGURIDAD !

Advertencia: este proyecto utiliza un circuito conocido como "cuentagotas capacitivo" o una "fuente de alimentación sin transformador" para reducir los 120vac desde el tomacorriente de pared a los 12.8vdc necesarios para los LED. ¡Estos tipos de fuentes de alimentación NO ESTÁN AISLADOS del tomacorriente de pared! Esto significa que si tocas parte de este circuito y algo que está conectado a tierra, ¡puedes recibir una descarga! Este circuito es seguro de usar si y solo si está integrado en una caja de plástico sin cables expuestos.

También es importante utilizar un transformador de aislamiento si va a sondear en este circuito con un osciloscopio. Sin el transformador de aislamiento, tiene muchas posibilidades de brindar por su alcance.

Este circuito es tan seguro como tú, ten cuidado.

Paso 2: ¿Cómo funciona?

Antes de que podamos construir esta luz nocturna, debemos entender cómo hace lo que hace.

La idea general es la siguiente: la primera parte de este circuito es un gotero capacitivo rectificado de media onda cuya salida promedia 7.5ma. Se utiliza para alimentar cuatro LED blanco cálido de 3,2 V. Cuando llega suficiente luz al sensor de luz, la salida a los LED se corta y los 7.5ma fluyen a través del transistor en lugar de encender los LED.

Si está interesado en cómo interactúa cada componente, consulte a continuación:

La entrada son las dos almohadillas de alambre a la izquierda del esquema etiquetadas como AC1 y AC2. Estas almohadillas aceptan la 120vac del tomacorriente de pared. Necesitamos una forma de limitar la corriente que fluye a través de este circuito a algo que los LED puedan manejar.

Esta limitación de corriente podría realizarse mediante una resistencia, pero la resistencia desperdiciaría mucha energía en forma de calor. Esto es un desperdicio, por lo que usaremos un condensador para limitar la corriente. Aquí es donde el circuito recibe el nombre de "gotero capacitivo". ¿Cómo limita la corriente el condensador?

C1 limita la corriente a aproximadamente 15ma. La forma en que C1 hace esto es mediante lo que se llama impedancia. Explicar qué es la impedancia y de dónde viene más allá del alcance de este instructable, pero solo piense en la impedancia como una resistencia que cambia con la frecuencia. La impedancia de un capacitor viene dada por la ecuación: Xc = 1 / (2 pi F C) donde Xc es la impedancia en ohmios, pi es 3.14, F es la frecuencia de CA 60Hz en los EE. UU., C es la capacitancia si Faradios. Necesitamos 15ma como máximo, así que después de algunas matemáticas de nivel superior, C1 terminó siendo un condensador clase X de 0.33uF. Los condensadores limitadores de corriente deben ser condensadores de clase X, ya que están hechos para fallar al abrirse y no quemar el lugar.

R1 está ahí para descargar C1 cuando la luz nocturna está desconectada para que nadie se salga de las clavijas. Se eligió una resistencia de 470k ohmios de 1/4 vatio, pero cualquier valor de 470k a 1meg funcionaría.

R2 es una resistencia de 470 ohmios para limitar la sobrecorriente que podría fluir a través del circuito cuando la luz nocturna se enchufa por primera vez.

D2 es un rectificador de media onda que carga C2 con un pulso de 15 ma cada vez que AC1 pasa a positivo. Dado que AC1 es positivo solo la mitad del tiempo, la corriente promedio a través de D2 es 7.5ma. Se encontró que 7.5ma ilumina los LED lo suficientemente brillantes como para una luz nocturna mientras mantiene el consumo de energía al mínimo.

Se necesita D1 para permitir que C1 se cargue de manera opuesta cada vez que AC1 se vuelve negativo. Si D1 no estuviera aquí, C1 solo enviaría un pulso de 15 ma a través de D2, pero con D1 el ciclo de pulsos puede continuar para siempre.

C2 es un condensador electrolítico de 470uF que suaviza los pulsos de corriente de D2 para que los LED no parpadeen a 60Hz.

Los pads CDS1 y CDS2 son donde la celda CDS se conecta al PCB. Una celda CDS es una resistencia especial cuya resistencia disminuye a medida que se muestra más y más luz sobre ella. Esta celda CDS trabaja para encender el transistor Q1 y cortocircuitar C2. Debido a que los goteros capacitivos son suministros de corriente limitada, sus salidas se pueden cortocircuitar sin causar daño.

R3 está ahí para aumentar la cantidad de luz necesaria para encender Q1 y, por lo tanto, si aumenta R3, la habitación deberá estar más oscura para que la luz se encienda. Un valor de 4,7 k ohmios parece ser el correcto.

Finalmente LED + y LED- son los pads para conectar la cadena de 4 LEDs.

Paso 3: PCB

Si bien este circuito se puede construir en una placa perforada, es mejor hacer una placa de circuito impreso real para esto, ya que los errores de cableado terminan muy, muy mal cuando se conectan las cosas a la pared.

Diseñé una placa de circuito impreso de una cara que mide aproximadamente 1 x 2 pulgadas para que encajara en la mayoría de los casos de verrugas de pared comunes.

Una cosa a tener en cuenta es dejar mucho espacio entre las almohadillas y las pistas cuando se trabaja con 120v o más. Hacer un arco entre trazos es tan divertido como crees que sería.

Paso 4: Partes

1x fuente de alimentación de modo de interruptor de verruga de pared barata (puede ser cualquier voltaje, solo queremos una caja de plástico con puntas)

1x placa de circuito impreso

1 condensador de clase x de 0,33 uF

2x diodos 1N4007

1 resistencia de 470 k ohmios

1x resistencia de 470 ohmios

1 resistencia de 4,7 k ohmios

1x transistor NPN 2N3904

1x condensador electrolítico 470uF 16v

1x celda CDS

4 LEDs blancos cálidos de 5 mm

NOTA: todas las resistencias son de 1/4 vatios

Paso 5: abra el estuche

Haga palanca para abrir la caja de la verruga de la pared con un destornillador de punta plana. La mayoría de los de modo interruptor baratos de eBay se deshacen fácilmente si el destornillador se inicia donde sale el cable.

Paso 6: Retire la PCB

Desuelde los dos cables que conectan la placa de circuito impreso del modo de conmutación a las clavijas. Estos suelen ser los cables más baratos, por lo que los reemplazaremos con cables mejores más adelante. Tira la placa de circuito impreso en la caja de basura para proyectos futuros.

Paso 7: taladrar agujeros

Primero taladre un orificio de prueba en un trozo de plástico para asegurarse de que los LED encajen. Debe quedar bien ajustado. Una vez que se ha encontrado la broca correcta, taladre 4 orificios en la mitad exterior de la carcasa para los LED, uno en los dos lados, la parte superior y la frontal parecen iluminar bastante bien una habitación.

Taladre un agujero en el frente para la celda CDS. Este orificio debe estar separado de los LED para que la luz de los LED no interfiera con él.

Paso 8: pegue los LED

Extienda una pequeña gota de superpegamento alrededor de cada LED y presiónelo en el orificio. El súper pegamento en gel parece funcionar mejor para esto. Asegúrese de que el cable positivo de un LED apunte hacia el cable negativo del siguiente LED más cercano.

Paso 9: Conecte los LED en serie

Utilice pequeños trozos de alambre y pinzas de punta fina para soldar los LED en serie de modo que el positivo de uno se conecte al negativo del otro. Pase los cables por el perímetro de la caja para evitar cortocircuitos. Entonces es una buena idea aplicar un poco de pegamento caliente para evitar que los cables vibren.

Finalmente pegue la celda CDS.

Paso 10: conecte los cables

Suelde un cable a los cables LED restantes. Uno rojo al cable positivo en el primer LED y uno negro al cable negativo en el último LED de la serie. Se debe aplicar tubería retráctil sobre las conexiones para evitar cortocircuitos.

Los cables de la celda CDS son lo suficientemente largos como para no requerir que se agreguen cables, pero hay un problema. El problema es que los cables no están aislados, por lo que podrían fallar en algo cuando se arma el caso. Para arreglar esto, corte dos pedazos de tubo de espagueti (tubo aislante delgado para esas ocasiones) y deslícelo sobre los cables como se ve en las imágenes.

Paso 11: Ensamble la PCB

Tómese su tiempo y observe esas bandas de color cuando coloque las resistencias en el circuito. Los tres difieren solo en una banda, pero los resultados serían desastrosos si se colocara una en el lugar equivocado. Es una buena idea verificar su trabajo aquí porque en los circuitos que funcionan con 120v, cuando algo sale mal, ¡sale MUY mal!

Paso 12: Suelde el alambre en los dientes

Suelde dos cables de conexión de núcleo sólido de 1 pulgada de largo a las puntas en la parte posterior de la caja.

Paso 13: ¡Verifique TODO

En este punto debería tener:

Dos cables soldados a las puntas en la parte posterior de la caja de la verruga de la pared

Una PCB completa

Cuatro LED pegados y conectados en la parte frontal de la caja de la verruga de la pared con dos cables de celda CDS aislados que sobresalen y un cable positivo y uno negativo que sobresalen de la cadena de LED.

Paso 14: Sueldelo junto

Es hora del montaje final …

Todos los cables pasan a través de los orificios de la placa de circuito impreso desde la parte superior y se sueldan en la parte inferior. Luego, la placa de circuito se gira como se muestra en las imágenes y las dos mitades de la carcasa se vuelven a unir. La fuerza de los cables de conexión de núcleo sólido comprimido es suficiente para mantener la PCB en su lugar en la parte inferior de la carcasa, como se muestra. Sin embargo, si pegarlo allí con más pegamento caliente lo hace sentir mejor, hágalo.

Paso 15: PRUEBA !!!!!!

De acuerdo, la parte de nerviosismo recomiendo encontrar una regleta de enchufes para enchufarla y LUEGO enchufar la regleta de enchufes a la pared. De esta manera, si algo salió mal en el ensamblaje, ¡no se incendiará en su mano!

Si todo va bien, debería quedarse ahí. Apague las luces o cubra la celda CDS con un trozo de cinta aislante negra y los LED deberían encenderse.

¡Felicitaciones, hiciste una luz de noche!