2024年5月25日 星期六

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

2024年5月21日 星期二

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

2024年5月19日 星期日

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




2024年5月13日 星期一

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
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!!