步骤1:基本电路1
最初将电路放在无焊面包板和面包板上可能会有所帮助您将需要:
1 x cmos cd4011 quad nor门。 (我们将ic用作四路逆变器,因此cd 4001也可以工作。)
1 x 4.7 meg ohm电阻器。 (最长10兆欧可用于更长的循环时间。)
1 x 10欧姆电阻器。
1 x 1000 microfarad电解电容器。
1 x 1 microfarad非极性电解电容器。 (可以使用1个microfarad陶瓷电容,但它们有点难以获取。)
2 x高效白光led。
2 x 2n7000 n通道fet。
1 x 4.7 microfarad电解电容(钽最好。)
1×9伏电池,如pp3。
上图显示了基本电路。 cmos cd 4011将所有成对的栅极输入连接在一起,使其成为四路反相器。其中两个门是非常稳定的,由4.7兆欧的电阻器和1微法拉的非极性电解电容器定义的时序导致循环时间为3到4秒。通过增加另外1个microfarad电容或更多并联电容可以轻松地将时间加倍,并且4.7兆欧电阻可以增加到10兆欧,因此可以实现长循环时间。其余两个门连接为非稳定部分的反相器,它们的反相输出馈入2n7000 fet的各个门,这些fet串联在供电线上。当链路输出中的最后一个变频器变为高电平时,前一个变频器将变为低电平,而顶部2n7000通过一个led闪烁来对4.7微法拉电容进行充电。当链中的最后一个变频器变低时,底部的2n7000导通,允许4.7微法拉通过另一个led放电,从而产生另一个闪光。输出级在转换时间之外消耗零电流。
电源线中的10欧姆电阻和1000微法电容仅用于去耦,并不重要,但在测试阶段非常有用。
电子纯粹主义者会指出输出阶段不是好设计,因为电路切换时的任何抖动或不确定性都可能导致2n7000同时短暂接通,导致短路电源。在实践中,我发现这种情况并没有发生,并且会出现在当前消耗中,稍后会看到。
显示的电路平均消耗270微安,这是值得信赖的,但对我们来说太高了目的。
步骤2:基本电路2
上图显示了在无焊面包板上组装的电路。
步骤3:增强型电路1
上图中显示的电路几乎相同到前一个。在这里,只添加一个元件会影响性能的变化,这与您在简单的电子电路中可能会看到的一样剧烈。
一个1兆欧的电阻与cd4011的电源串联我知道了。 (电子专业人士会说,这是永远不应该做的事情。)电路继续运行但是平均功耗降至约2微安,相当于550 ma小时容量的碱性pp3电池的寿命为31年。令人难以置信的是,输出电压仍足够高,可以可靠地切换2n7000 fet。
步骤4:
上图显示了添加的电阻为红色。
测量平均值这个电路吸取的电流是一项艰巨的任务,但快速测试是取下电池并让电路在1000微法拉的去耦电容上充电 - 如果你已安装它 - 电路应运行五到六分钟在其中一个闪光灯放弃之前。
我已经取得了一些成功,将100欧姆电阻器和3法拉超级电容器(观察极性)并联插入电源线并允许几个小时达到平衡到达。使用毫伏表可以测量电阻两端的电压,并使用欧姆定律计算平均电流。
步骤5:现阶段的一些想法。
我承诺在cmos ic的电源线上放置一个电阻器。然而,ic是独立的而不是逻辑链的一部分,我建议我们将这个单独的ic简单地用作互补cmos晶体管的集合。这可能是我们这里有一个穷人的超低功率张弛振荡器。
通过两个led充电和放电的‘桶’电容可以增加,以提供更亮的闪光,但数值为数百对于microfarads来说,添加一个与led串联的小电阻以限制峰值电流可能是明智的预防措施,建议使用47或100欧姆。随着电容器值越大,闪光灯可能会变得有点“懒惰”,因为电容器电荷的最后部分通过底部led消散,尽管您可能认为它提供了更逼真的灯塔体验。电流消耗当然可能会上升到20或30微安。
步骤6:制作电路的永久版本1.
我们已经完成了简单的部分,但应该证明电路工作正常,现在可以承诺永久形式进入我们的灯塔。
这将需要基本的电子工具和装配技巧。所需的组件将取决于您选择执行此部分的方式以及您拥有的技能。我将展示几个例子并给出进一步的建议。
上图显示了一个小型双面原型pcb条板点对点电路板。这些在ebay上有多种尺寸可供选择,而且这是最小的尺寸之一。还示出了带有导线的普通印刷电路板的正方形,这将形成用于我们的电池的一个连接,该电池是三个锂纽扣电池的堆叠。使用这种类型的电路板,我发现当焊料向下穿过孔时,不可能用焊料桥接相邻焊盘 - 必须用导线桥接。
步骤7:制作一个电路的永久版本2.
在上图中,我们看到施工正在进行中。请注意,两个1微法拉电容器用于定时,三个2025锂纽扣电池可以夹在电池端连接器之间。
步骤8:制作电路的永久版本3。
在上图中,我们看到准备安装在灯塔中的成品。需要注意的是,三个锂电池串联正极连接到顶部正极,连接到焊接到红色引线的普通pc板的正方形。然后用自粘合带将细胞堆紧紧地粘在一起。您可以在instructables网站的其他地方找到这种从多个纽扣电池制作电池的方法示例。
步骤9:制作电路的永久版本4.
在上图中我们看到在条板上组装的另一个版本是veroboard的现代版本。这很好,但现代的电路板是不容错误的,并且在铜带升降之前不会经受太多的焊接和拆焊,所以第一次就做好了!电池是碱性pp3,在450 ma小时的容量计算到31年的学习寿命。
步骤10:制作电路的永久版本5.
这里的条形板电路和pp3电池已用塑料包装材料包裹,并楔入茶蜡架,使我们的组件可以插入灯塔。
对于像这样的简单电路,你也可以用印刷电路笔制作自己的印刷电路板,但你必须能够蚀刻它,最好不要在厨房里蚀刻!最后,一小片普通印刷电路板可以成为“死虫”构造的主题,它可以给出所有例子中最小和最稳健的结构。
步骤11:最后的想法。
这种电路制造成一次性便宜。它可以做得很小,以至于进入一个小玻璃瓶,然后如果led保持在透明状态,甚至用树脂或蜡封装。在这种稳健的形式中,可能存在许多潜在用途。我建议它可能是一个有价值的安全项目,在崩落,特别是洞穴潜水,其中一些可以照亮一个洞穴或从曲折的残骸内部的方式。它们可以保留多年。
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