LED型插座檢查器

插頭檢查器的原理很簡單

用氖燈來接LNG，就可以判斷插座的LN是否反接或是有沒有G

可以參考這篇

但如果要變成用LED

難度就會瞬間翻上天

之前曾經嘗試做過，但效果不好

這次捲土重來，改變了一些想法

至少又嘗試了四種電路，過程大概沒人想知道

最後定案如下

                                        

LED1主要是檢查火線

LED2、3主要是檢查LN是否反接，以及G是否正常

原本的設計是三個LED共用電源

G和負極要共點，但很重要很重要的一點是

G一定要用一條1M的電阻和負極隔開

不然漏電斷路器會跳閘

比較器我用LM358

這個比較器有獨立的兩組

所以LED2和LED3可以用一個LM358就可以搞定

pin2和pin6的反向可以共用一個電位

pin3接L，pin5接N

再用一個1M的VR來調整正向的電位

這樣就可以知道LN是否反接

總之接L的那個LED才有足夠的電壓讓LED亮(LM358輸出高電位)

原本認為如果LN反接，LED1應該不亮

但結果還是亮？

檢查LN的電流有小小的50-55微安

就是這50微安，讓LED1的電晶體的B極即使接N也會導通

這個電流是哪來的？

從電路圖來看應該是兩組比較器的正相輸入端都接了一個1M的VR來調整電位

兩組同時量測的結果變成LN有一個2.2M左右的負載

這個負載電流會在LED1的電晶體接N時還是有一個電流會灌入B極

這個電流是不會消失的

原本想分流去G，但效果不好

只能再重新思考了

最後決定將兩組電源分離(就是上面最後定案的電路圖)

LED1的電晶體單純用L的電場來感應，N和G都不接

這樣也能確保原本的插座根本沒有G的問題

所以變成用達靈頓電路來設計

測試結果如下

1.LNG皆正常

2.LN正常，沒有G

3.LN反接，G正常

4.LN反接，沒有G

用LED燈就比氖燈明顯多了~~

有誰在意呢？

後記

其實這個電路還是有bug

但累了，先擱著吧

改裝鬧鐘雙模供電

女兒離家買了一個鬧鐘給她

結果她嫌很快就沒電

沒多久又帶回家

基本上鬧鐘都是放著，不太會移動

所以如果改成直接用插頭供電就不用擔心沒電的問題

但這樣有兩個不方便的地方

1.偶而還是會拿來拿去，有線就是麻煩

2.若停電就要重新設定(為甚麼我們家的女人永遠都不會設定這些東西...)

所以最好就是雙模供電，而且要自動切換

還不能太醜

我希望的結果就是插電時就吃市電

沒電時自動切換到電池

而且市電不能影響電池(不能對電池充電)

心裡有兩個方案

一是relay，二是PNP

relay可能體積太大，會很醜

PNP方案才能看起來像沒改裝過

先拆開看看吧

結果事情果然沒想像的順利

這個鬧鐘內部是雙電壓供電

3V給時鐘，4.5V給LED和蜂鳴器

這樣就要分開兩路來處理了

整體電路圖如下

市電當然要先通過手機充電器變成5V的直流電

給PNP的B極一個高電位

這樣用市電的時候PNP就不會開通4.5V那一路

同時並聯一路直接給鬧鐘

但這一路要用整流二極體降壓，符合原本的供電電壓

同樣的概念也給3V的電路

但這兩路用同樣的市電(USB 5V)

當斷電時變成兩路的B極短路

所以再用整流二極體把兩路隔開

這樣電路應該就OK了

先用麵包板測試，果然符合我的想法

影片如下

接下才是困難的開始

要把這些東西塞進去鬧鐘裡面...

供電用micro usb母座

所有元件儘量濃縮在PCB上

搞定~~

感覺上可以上市來賣了

電流鏡

有個老師問我

他說他做科展時，希望有一個量測電流的電路

但這個電路必須獨立在原本負載的電路之外

為什麼不能直接跟loading串聯？

他沒說，我也沒問

但我心裡其實有一個答案

那就是電流鏡

甚麼是電流鏡？

可以參考我以下的筆記

這個電路在集成電路中很常見

除了可以替代普通的DC調光或調速電路

也可以複製一路電流給對稱的電路參考

對稱電路就很常出現在擴大機當中

我們修改一下

將原本loading改成串接安培計的位置

VR的地方改成loading

這樣就可以把loading的電流複製給安培計量測

但Q2不能短路，因此要在E極接一個假負載

這個假負載不能影響到電流

所以電阻一定要很小

但又不能小到讓Q2短路

因此只能慢慢調，最後做成這樣

結果如下

大功率電晶體

小功率電晶體

感覺還可以

但要百分之百一樣絕對是不可能的

變數實在太多

1.兩個電晶體必須完全匹配

2.電晶體不可發熱(至少不能太熱)

3.元件的接觸電阻很難控制，尤其是通過兩個電晶體B極電流只要有一點點差異，C極就會放大許多

4. 麵包板和杜邦線不穩定

5. 在不同電流範圍，假負載阻值也要調整

6. ...

這些都是課本或模擬軟體不會說的

現實很骨感啊

自製電阻排

電路開發的時候經常要測試合適的電阻

用VR是一個辦法

但最後要定案，還是要上固定電阻測試

以前都用這樣的阻排

但不耐用，久了就容易掉

乾脆一鼓作氣，直接焊在PCB上

再貼上阻值，看起來爽多了~~

這種工具只有同好才能理解的

加壓馬達的原理與構造

嚴格說起來應該叫做加壓泵浦才是

基本上就是一個交流馬達加上水流加壓和控制裝置的總稱

交流馬達的構造基本上和一般常見風扇一樣

都是單相交流感應式馬達，只是功率大多了

可以參考這篇

就不再多說，也不拆解了

水流加壓和控制裝置比較有趣

拆開看看構造

基本上加壓泵浦必須是打開水之後才會啟動

因此有一個水流控制裝置裝在入水端

當水流動時會將這個控制器抬高

水停的時候，上方的軟彈簧就會將控制器下壓復位

內部是一個磁鐵，用磁鐵偵測就能感受到吸引和排斥的感覺

確認內部就是一個磁鐵

利用這個磁鐵來感應電路板上的霍爾

霍爾就可以通知電路開啟

但整個電路板都灌膠...沒轍

沒辦法研究就算了

馬達開啟後又是如何加壓呢？

繼續拆解就會看到裡面的扇葉

和一般扇葉明顯不同

這種加壓的方式是利用高速旋轉讓水產生離心的效果

這個離心力(請原諒我用這個名詞，我也不想用，但這樣比較白話)就會讓水往外甩產生壓力

但壓力也不能無限大啊

因此還有一個壓力控制裝置在出水端

這個壓力控制裝置上方也有一個彈簧

但明顯比水流控制的彈簧要硬得多

當水壓到達設定值

彈簧會被壓縮帶動底下的微動開關，馬達就會停止

這個壓力值可以旋轉上面的螺絲來控制

可是這樣的加壓方式基本上就是0和1的概念

出水的情況可能就會忽大忽小

不僅是用戶端不爽，馬達的頻繁起閉也更容易壞

因此加壓泵浦都會有一個壓力桶

這個壓力桶是獨立在電路與水路之外的

當馬達對水加壓時，可以吸收一開始過大的壓力

當壓力變小時也可以釋放壓力到水路

同時在馬達關閉時也可以讓管路中保持一定的壓力

下一次打開水的時候就會比較順，也更容易讓水流控制裝置啟動

簡單來說就是起了一個恆壓的功能

這個壓力可以從外部灌氣來調整

真的是有趣的機器!!