延長線該換了嗎?

延長線幾乎每個家裡一定會有
但你有換過延長線嗎?

延長線內部基本上就是銅片和銅製的花線
相關使用上的原則可以參考這幾篇
雖然銅屬於低活性的金屬
但用久了一樣會氧化
氧化的銅仍然會導電(這才可怕...)
但電阻會變大
小功率電器沒有明顯差別
但如果是1000瓦以上的大功率電器就危險了

正常的延長線電阻用三用電表應該是量不出來的
以一般2mm^2的延長線來說(這是市面上15A延長線的最大規格了)

每公里約有8.28歐姆
但這是以AWG規格(美國線規，American Wire Gauge)來說
AWG主要是實心線的標準
若是花線，電阻會更大一些

假設每公里9歐姆好了
一般延長線1.8米，電阻也只有16.2毫歐姆
但常用的三用電表本身內部就約有0.5歐姆的電阻
所以當然量不出延長線的電阻

但...
我這條延長線卻有1~1.5歐姆左右的電阻

測量的原則可以參考這篇
也就是說如果我用1200瓦的吹風機，電流約10.4A
此時延長線本身就會有約110瓦的熱效應
這可是很嚴重的!!
難怪延長線摸起來很熱
這時就要趕快換了
小心上帝找你泡茶...

短路、斷路該用三用電表哪個檔位？

三用電表是電學必需品
檢查電器或電路是否"短路"或"斷路"也是非常方便又安全
通常大家都是調到電阻檔位
電阻"顯示無限大"就是斷路，"顯示0就是短路"
不過如果沒有從檢查的目的來看
這樣的判斷其實是很危險的
如下的結果
你能判斷哪個是短路？哪個是斷路嗎？

首先要先確認你為甚麼要檢查電器(或電路)為短路或斷路
通常要檢查是否為"短路"
應該是正常狀態下為開路(open，不通的電路)
因為某些因素讓這兩個開路的接點碰在一起了
因此最好的方法應該是調到「電阻最大」的檔位(通常是2M或20M)
若最大檔位還是顯示OL(over load)，那就確認一定是開路
這樣才能安心
若調整到最小檔位(200歐)
原開路點只有一絲絲連接(可能是小屑屑沾黏了)，假設有數百歐的電阻(正常應該無限大)
此時200歐檔位也會顯示OL
就會誤判為開路
當通過大電壓時就會有危險的
上圖綠色線就是如此
其實並非開路，而是有470歐的電阻

同樣的，若要檢查是否為斷路
應該是正常狀態下是閉路(close，導通的電路)
因為某些因素讓這這個閉路脫離或是接觸不良
因此最好的方法應該是調到「電阻最小」的檔位(通常是200歐)
若此時還是顯示0，那就確認一定是閉路
開關(或電線)是沒問題的
若調整到大檔位(20K或以上)
假設原閉路點還有一絲絲連接(沒有完全斷開)，有幾十歐或更小的電阻(正常應該為0)
此時20K的檔位也會顯示0(相對太小無法顯示)
就會誤判為閉路(東西沒壞?)
這樣就怎麼也查不出病因了
藍色線就是如此
其實並非閉路，而是有47歐的電阻

三用電表很強大
但要正確使用才能發揮屠龍刀的威力~~

整合調溫電烙鐵

之前用調光器當作電烙鐵的溫控裝置
家裡用還方便
出外研習就麻煩了
所以乾脆直接讓調溫器在電烙鐵上就好了
調溫器裡面其實是一支SCR(Silicon Controlled Rectifier)，矽控整流器
詳細原理之後再說
這可以自己做的
但我的零件還沒到貨，只好先買現成的

總之拆下一個調光器裡的電路板

再將電烙鐵(至少60W)裁下剛好可以裝上電路板的大小

將火線端連接在調光器就可以了

最後用熱縮套包起來就搞定了~~

這樣就可以帶出場了
比市售的調溫電烙鐵便宜多了

清潔矽藻土地墊

矽藻土、珪藻土、硅藻土其實都是同一種東西
基本上就是一種多孔材質，以二氧化矽為主的沉積物
也因為它的多孔性質
所以這幾年突然流行拿來當作吸水地墊
但久了之後
表層的孔隙就容易被髒污阻塞
自然吸水效果就打折扣了
此時千萬不能整塊浸水清洗
否則水進入內部的孔隙中就不容易乾燥了
整塊矽藻土大概也廢了

因此最好的方式就是用砂紙打磨
將表層沒有孔隙的矽藻土去除就可以了

這是髒汙的表面

這是打磨後的

兩個仔細比較就可以發現髒汙的表面看起來光滑許多
打磨一半時的比較

打磨後明顯比較粗糙
又可以繼續服役了

非光耦型充電自動斷路裝置

光耦型的自動斷路只適用我那台簡易型的充電器
一般充電器的自動斷電就不是這樣了
基本原理還是一樣
原理通，萬事通
一樣用基納二極體來控制通路電壓就可以
電路圖如下

充電電壓用12V
基納二極體用6.8V
再用一個10K的VR當作電位器
基本上就可以微調6.8V以下要斷路的電壓
控制端用MOSFET，可以承受比較大的電流
繼電器的反應也可以比較快
如果用電晶體會有一段低電壓要啟動不啟動的時間
繼電器會變成蜂鳴器...
或加上一個電容應該也可以解決

影片如下

光耦型充電器自動斷電裝置

充電器可以自動斷電是非常重要的裝置
畢竟人腦不可靠啊~~
之前用蜂鳴器來提醒自己
但我必須人在實驗室才有意義
因此絞盡腦汁，失敗了至少三種模型(整天都在想這件事，真是無趣的人...)
終於設計出一個可以符合這個充電器的自動斷電裝置

希望不要動到內部的充電電路
斷電裝置用外掛的方是最安全且符合我的變形金剛原則
用的就是光耦的概念
也就是用光當作控制的媒介
這種控制模式在大型機具上很常用
可以讓操作者不用直接接觸到大電流(電壓)
用一顆電池就可以控制大機器，相對安全多了

原本充電器已經設計了達到一定的電壓就會點亮LED
用這個來驅動我的外掛就可以了
但紅光的接收效果不好
因此先換成紅外光

再利用IR接收器來驅動MOSFET
MOSFET連接繼電器
繼電器就能控制充電器的通路和斷路
電路圖如下

9V和充電器輸出共用com
所以在9V進入繼電器前一定要加一條二極體
不然充電器輸出會衝入電池，就GG了...
原本也要裝一支充電指示(黃色LED)
但會和充電器輸出共用，就拆掉了

出來的效果目前還不錯
影片如下
12V

6V

容抗降壓充電器改裝

拆開以前買的6V鉛電池充電器
雖然體積大，但很輕
裡面就是之前提到利用容抗分壓的方式來設計的

容抗降壓產生的輸出電壓不是像變壓器為定值
而是取決於負載阻抗和容抗的比值
也就是分壓的裝置
當負載阻抗大，分壓(輸出電壓)也會比較大
但電流基本上會一樣
大小就從容抗來計算
以這台充電器來說，電容是6.8微法拉
容抗=(2*3.14*60*6.8*10^-6)^-1=390歐姆
無負載的情況下，電流=115/390=0.29A
實測約為0.25A

所以理論上這種簡易型的充電器可以產生100V以下的直流電
而且會依據負載自動調整輸出電壓(聽起來很棒吧~~)
讓輸出電壓維持在0.25A左右

所以雖然銘牌上說是6V鉛電池專用
但實際上充12V也可以用的

但重點來了~~
這種充電器充滿電後不會自動切斷電源(因為輸出電壓會越充越高)
只有一個指示燈提醒你要斷電
這非常重要
因為如果繼續充電，會讓電池開始進行電解的反應
會快速降低電池的壽命

研究了一下電路板的設計
嘗試畫出電路圖
可能不一定完全正確，但電路上似乎是合理的
如下(電路圖的基納二極體應該是6.8V)

充電時跑紅色線
達到6.8V的時候跑綠色線

控制的方式就只有一條基納二極體
利用基納二極體的崩潰電壓來控制電晶體的通斷路
同時讓充飽指示的紅色燈亮
輸出端也串了一個整流二極體降壓0.7V
這樣也可以有0.7V的緩衝
讓你趕快斷電
也可以避免電池逆流到充電器

決定改造一下
加入提醒用的蜂鳴器和12V的指示燈
拆開看才發現零件有許多都和板子脫落了
重新補焊和跳線

再從充飽燈的地方拉線和蜂鳴器並聯
蜂鳴器驅動電壓極低，因此前端先用一個二極體降壓
才不會還沒到截止電壓就一直叫

另外再把基納二極體拆掉一邊
並聯另一條13V的基納二極體
用一個雙切開關控制線看要顯示6V或是12V

這樣就搞定了~~
一個可以充6V和12V自動調壓的充電器
滿電時蜂鳴器會叫

但...還是無法自動斷電
所以...