另類樓梯燈

一般樓梯燈線路必須要拉兩條

可不可以只用一條線來連接呢？

看看以下的接法

燈用了兩個串聯

和兩組開關只用一條線串接

也可以變成樓梯燈電路

照片看不出精隨

直接看影片吧!!

電路圖

自製USB排插電源

下學年可能會進行一個全新的課程

整個暑假幾乎都在思考準備這堂課(其實每週只有一節...，但有10個班)

不要再說老師有暑假很爽了~~

對一個把教育當成志業的老師來說

上班時間根本不是只有在學校

工作10小時以上是日常啊!!

新課程我希望讓每個學生都能有一個5V的DC電源

電池當然是最簡單的

但我實在不喜歡沒事用這個麼多一次性的材料

18650太貴也太危險

插座也不夠讓所有人直接用一個獨立電源

最好電源我統一控制，這樣才能避免屁孩做出讓我無法退休的事

找了一個5V，30A的明緯電供

再作了六組USB的排插，5孔*5 + 7孔*1

這樣共32個，分成六桌用

每個排插上有一個2A的保險絲

基本上5V的電源短路還是無法燒斷保險絲

但可以發揮限流的功能，至少可以避免屁孩給我故意短路

    

電源加上電表，可以隨時確認目前的電流狀況

基本上電子學實驗通常不會超過0.5A

即使30組同時操作，最多也只有15A，電源功率夠用

而且實際上也不太可能剛好大家都在同一時間上電測試

若真的跑不動

我再分成兩組電源來提供就一定沒問題了

作好像這樣

先用小燈泡跑看看，7個約2.23A

再來就等開學後上戰場了!!

自製12V方型充電電池

因為某個特規的需求

我需要有一個至少12V的方型電池

但市面上方型電池只有9V啊

那就想辦法自己搞一個了

鋰電+充電板+boost應該就可以搞定

如下

再把線收一收，用膠帶做好絕緣

拆一個方型電池的外殼

整個塞進去剛剛好

還可以充電

這樣我的12V方型充電電池就搞定了~~

維修LED燈管

LED燈管已經很普及了

基本上很多賣場都已經買不到傳統的日光燈管

只剩LED燈管了

更換的方式請看這篇，就不再詳述

但LED燈管並沒有想像中耐用

因為通常為了節省成本

LED燈珠大部分都是用串聯

這樣電源就可以用高壓低流的方式處理

一旦有一顆老化，LED分壓不平均就很容易燒掉

一燒掉就是整串掛點

這兩隻燈管都是用沒多久就燒掉

拆開就可以看到有四個燈珠燒掉了

電源端有三個接點

其中兩個是整流後的高壓DC

另外一個是末端AC拉過來的

用解焊台把壞掉的燈珠拆下來

另外一隻就當作零件機再拆四個好的燈珠來做器官移植

SMD的焊接和一般不同

要用錫膏處理

錫膏擠一點在電路板上，很容易就會熔化

再將燈珠擺上去就可以焊接上了

換好後試機，OK囉

約有30W的功率

正常應該20W左右

不管了，等燒掉再說吧

自製解焊台

維修SMD的電路板需要解焊就是考驗功夫的時候

如果這時候有一個解焊台就事半功倍了

但外面賣的解焊台不知道在貴幾點的...

我要的不就是有個可調功率的發熱器而已啊~~

7年前做過一個加熱板

就用它來改一下好了

溫度需要再加高

所以用了更粗的加熱絲

電源就用電腦的電源供應器加上PWM就可以調整功率了

慢慢調整到12V，5A左右

加熱台的溫度就高到可以解焊的溫度了

這樣一個小型解焊台就完成了

這可是維修神器啊!!

低壓高頻無線充電_電路分析

在家電醫生實作延伸班中我們介紹了線性變壓器的原理與相關的應用

也同時操作了無線充電的實驗

無線充電基本上就是用耦合(coupling)的方式傳遞兩個系統之間的能量

在電路中最常利用的方式就是電場耦合或磁場耦合

電場耦合主要利用電容將變化的電場轉變為電流釋放到另一個系統

磁場耦合則是用電感將變化的磁場轉變成電壓釋放出去

其實我們在之前非接觸型感應筆就是利用電場耦合的方式

而無線充電和變壓器就是用磁場耦合

但因為我們的交流電只有60Hz，因此充電效能不好
除了像充電時間很長的電器外，幾乎很少用60Hz

要增加磁場耦合的效能

除了加大磁場(增加電流)之外

最簡單的方式就是增加頻率了

這個裝置5年前就做過，可以參考這篇

但五年後再回來看，又有更多不同的領悟了

線圈的部份為了讓磁場變化率更高

我們利用共軛電感，讓通過B極和C極的電流反向

當電流通過B極飽和時，C極開通

因為通過C極的電流至少是B極的數百倍

因此B極電壓會瞬間降到非飽和區，C極關閉

就這樣B極和C極就會輪流開通

通常頻率至少都有數百K(電壓電流不同，開關頻率也會不一樣)

可以看看示波器的結果

在電源有限流的情況下，B極輸入電壓大概就是電源電壓

但C極在電流快速變化的情況下會感應出一個高壓

因此我們就可以將原本的電源電壓提高數十倍

其實就是大名鼎鼎的焦耳神偷電路

但功率極小，示範的意義大於實質的應用

回到共軛線圈來看就會有一個數十到數百K的磁場變化

當我們在上方放上一個線圈就可以產生感應電動勢

低壓高頻的無線充電就完成囉

若電源沒有限流，C極開通不就短路了嗎？

我原本也是這麼想

但實際測試電流約0.698A，並沒有明顯短路

開關的頻率約有66.9K

(紅線C極呈現134K，應該是誤判，看圖形是接近66K)

B極因為電流變化大，也感應出11.7V的電壓

C極更大了，有34.6V

那就明白了！

線圈(電感)產生了電抗的緣故

實測線圈的感值約有0.01mH

換算感抗約有4.2歐，兩組線圈並聯等效阻抗約2.1歐

實測電池的端電壓只有1.8V(大電流產生壓降)，電流0.698A，計算阻抗約2.58歐

這樣就很清楚了

最後再用電源供應器確認一次

(開關電源本身就有一個頻率，所以波形較亂)

端電壓1.334V，電流0.404A，阻抗1.334/0.404=3.3歐

頻率123kHz，等效感抗3.86歐

端電壓1.569V，電流0.509A，阻抗1.569/0.509=3.08歐

頻率96.5kHz，等效感抗3.03歐

實驗加上理論分析才是真正的王道啊！