ইউএসবি চালিত নাইটলাইট ডব্লিউ/ ব্যাটারি ব্যাকআপ (দুটি ডিজাইন): 3 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

কিছুক্ষণ আগে, আমি আমার ঘরের জন্য একটি ব্যাটারি চালিত নাইটলাইটের প্রয়োজন আবিষ্কার করলাম। ধারণা ছিল যে আমি বিছানা থেকে উঠতে চাই না যতবার আমি বিছানায় যাওয়ার জন্য আমার আলো বন্ধ করতে চাই। আমার এমন একটি আলোও দরকার ছিল যা আমার শোবার ঘরের আলোর মতো উজ্জ্বল ছিল না কারণ সত্যিই উজ্জ্বল থেকে সত্যিই অন্ধকারে যাওয়া চোখের জন্য খুব মজার নয়। এবং তার উপরে, আমাদের বিদ্যুৎ কোম্পানির একটি সময় ছিল যেখানে আমাদের বিদ্যুৎ প্রতি কয়েক সপ্তাহে কয়েক মিনিটের জন্য বেরিয়ে যেত… সেই বিশেষ সপ্তাহে একাধিকবার। আমার চিন্তা ছিল যদি গ্রীষ্মের সময় কোন কারণ ছাড়াই বিদ্যুৎ এলোমেলোভাবে খালি হয়ে যায়, শীতকালে এটি কেমন হবে?

এখানে আমার কয়েকটি প্রয়োজন রয়েছে:

• প্রথমত, কম শক্তি। আমি এখনও এই অংশে কাজ করছি, কিন্তু এটি ইতিমধ্যেই মোটামুটি কম।
• আমার মনে হয় আমি একই সাথে সস্তা করার সময় আরও ভাল করতে পারতাম, যা ছিল দ্বিতীয় লক্ষ্য।
• এছাড়াও, অবশ্যই, ব্যাটারি চালিত।
• উজ্জ্বলতা - প্রায় মধ্য -নিম্ন স্তর; সবকিছু কি তা দেখতে যথেষ্ট উজ্জ্বল। এটি আপনার জন্য কতটা উজ্জ্বল, আপনাকে এটির জন্য পরীক্ষা করতে হবে। যদি এটি খুব উজ্জ্বল হয়, এটি আপনার চোখের উপর একটু কঠিন হতে চলেছে-বিশেষ করে যদি এটি কিছুক্ষণের জন্য বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরে আপনাকে এটি আবার চালু করতে হয়!
• কম্প্যাক্ট ডিজাইন - আমি চেয়েছিলাম এটি একটি বিশৃঙ্খল ডেস্কের প্রান্তে বসে থাকুক কারণ এটি আমার বিছানা যেখানে বসে সেখানে ঘটে। ডেস্কে নয়-এর পাশে।
• তালিকার আগের আইটেমের কারণে ন্যূনতম অংশ এবং এটি তৃতীয় আইটেমকে সাহায্য করে।

আমি একটি চরম মৌলিক নকশা নিয়ে এসেছি। আমি এটি নিয়ে চিন্তা করেছি এবং আমি এমন দৃশ্য নিয়ে এসেছি যা ডিজাইনকে ব্যবহার করতে বিরক্তিকর করে তুলবে। উদাহরণস্বরূপ, যদি অন্ধকার থাকা অবস্থায় বিদ্যুৎ চলে যায়, তাহলে পাওয়ার সুইচটি চালু করার জন্য আমার একটি উপায় দরকার। আমি একটি আলোকিত অ্যাকচুয়েটরের সাথে একটি সুইচ ব্যবহার করার কথা বিবেচনা করেছি এবং এটিকে আলোকিত করার জন্য এটির মাধ্যমে কেবল পর্যাপ্ত কারেন্ট রেখেছি। এটি কেবল একটু বেশি শক্তি ব্যবহার করবে, তবে এটি ডিজাইনে পরে অফসেট হতে পারে। এবং, সম্পর্কিত, এটি চালু করার আগে সম্পূর্ণ অন্ধকার না হওয়া পর্যন্ত আমি অপেক্ষা করব না। এটি আসলে প্রয়োজন হওয়ার আগে আমি কিছু সময়ে করব। এছাড়াও, যদি আমি ঘুমাতে যাওয়ার আগে এটি বন্ধ করতে ভুলে যাই? ব্যাটারি রক্ষা করার জন্য আমার একটি উপায় দরকার ছিল।

আরও কিছু চিন্তা করার পরে, আমি একটি বেসিক ডিজাইন নিয়ে এসেছি যা এর অনেকগুলি সমাধান করবে। এটি একটি ট্রানজিস্টার সার্কিটের মাধ্যমে বিদ্যুৎ বিভ্রাট আছে কিনা তা সনাক্ত করতে দেয়ালে লাগানো ছিল। আমি এর পরিবর্তে একটি রিলে পাওয়ার জন্য এটি ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি এবং রিলেটি LEDs এর জন্য ব্যাটারী এবং অন্য একটি পাওয়ার উৎস (বিশেষত, রিলেকে শক্তি প্রদানকারী) এর মধ্যে নির্বাচন করবে।

যখন আমি কয়েকজন ব্যক্তির কাছে এই প্রকল্পের কথা উল্লেখ করলাম, তারা অন্ধকারে ভয় পাওয়ার কথা স্বীকার করল এবং এরকম কিছু উপকারী হবে। এটি আমাকে প্রকল্পে কাজ চালিয়ে যাওয়ার অনুপ্রেরণা দিয়েছে। আমি তখন থেকে উন্নত সংস্করণ নিয়ে এসেছি যা (বেশিরভাগ) ব্রেডবোর্ড বন্ধুত্বপূর্ণ, কিন্তু আমি এটি সরাসরি একটি কাস্টম সার্কিট বোর্ডে রাখার জন্য ঝাঁপিয়ে পড়েছিলাম, তাই আমার কাছে রুটিবোর্ড সমাবেশের নির্দেশনা নেই। যদি আপনি জানেন কিভাবে ব্রেডবোর্ড করতে হয় এবং স্কিম্যাটিক্স অনুসরণ করতে পারেন, তাহলে আপনার এটির সমস্যা হতে পারে না।

সরবরাহ:

আপনি যদি আমার সাথে শুরু করা বেসিক সংস্করণটি ব্যবহার করতে চান তবে এই তালিকাটি ব্যবহার করুন:

1. একটি স্যাক্রিফিশিয়াল ™ ওয়াল ওয়ার্ট (পুরনো ফোনের চার্জার অথবা আপনার কাছে থাকা ড্রয়ার বা বাক্সে থাকা শত শত পাওয়ার ব্লকের মধ্যে একটিকে মনে করুন যে সেগুলোতে আপনি যান না)
2. একটি SPDT রিলে আগের আইটেমের ভোল্টেজের রেটযুক্ত। আমি একটি পুরানো এইচভিএসি রিলে ব্যবহার করেছি যা অনেক বছর আগে একজন টেকনিশিয়ান প্রতিস্থাপন করেছিলেন (আমি ব্যক্তিগতভাবে এতে কোনও ভুল পাইনি)। এইচভিএসি রিলেগুলি একটু বিশ্রী: এগুলি ডিপিএসটি, তবে পরিচিতির একটি সেট সাধারণত খোলা থাকে এবং অন্য সেটটি সাধারণত বন্ধ থাকে। তারা 24 VAC এবং আমার নির্বাচিত প্রাচীর প্লাগ 12 VDC এর জন্য রেট দেওয়া হয়।
3. একটি 12 ভোল্ট সাদা এলইডি বার: আমি এর মধ্যে একটি ব্যবহার করেছি, কিন্তু ওয়েবসাইটটি সেগুলি আর বিক্রি করে না। আপনার কাছে যা আছে বা আপনি অ্যাক্সেস পেতে পারেন, বা এমনকি আপনার নিজের ডিজাইন করতে পারেন তার জন্য আপনি সর্বদা মুক্ত।
4. একটি SPST সুইচ
5. এক বা একাধিক ব্যাটারি। আমি সিরিজের দুটি 6 ভোল্ট লণ্ঠন ব্যাটারি ব্যবহার করেছি, যদিও আমি একটি 12 ভোল্ট লণ্ঠন ব্যাটারি ব্যবহার করতে চেয়েছিলাম।
6. এটি সব একসাথে সংযুক্ত করার কিছু উপায়

আপনি যদি উন্নত সংস্করণটি তৈরি করতে চান তবে এই তালিকাটি ব্যবহার করুন:

1. একটি বহিরাগত 5 ভিডিসি পাওয়ার উৎস। এই নকশাটি সরাসরি পিসিবিতে গিয়েছিল (পরে এটি সম্পর্কে আরও), তাই আমি সেখানে একটি ইউএসবি টাইপ বি মহিলা প্লাগ চাপলাম। আপনি একটি স্যাক্রিফিশিয়াল ™ ইউএসবি তারের শেষটি কেটে ফেলতে পারেন এবং তারগুলি ছিঁড়ে ফেলতে পারেন (আপনার কেবল 5 ভোল্টের তার এবং জিএনডি প্রয়োজন)
2. একটি ব্যাকআপ পাওয়ার উৎস, যেমন ব্যাটারি
3. একটি 5 ভোল্ট রেট DPDT রিলে। আমি এই ব্যবহার। এটি রুটিবোর্ড বান্ধব!
4. একটি DPST সুইচ
5. একটি LM7805 ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক (এখানে)
6. একটি 0.22uF ক্যাপাসিটর (alচ্ছিক)। ডেটশীট বোঝায় যে এটি একটি সিরামিক টাইপ হওয়া উচিত, কিন্তু এটি স্পষ্টভাবে বলে না যে এটি আউটপুট ক্যাপাসিটরের মতো হওয়া উচিত (যা আমি যোগ করিনি)
7. LEDs বা (বিশেষত) একটি প্রতিরোধক বাসের জন্য পাঁচটি বর্তমান-সীমাবদ্ধ প্রতিরোধক। এই তালিকার LED গুলিতে 3.3V ভোল্টেজ ড্রপ আছে এবং আমি প্রয়োজনীয় প্রতিরোধ হিসাবে 85 Ohms গণনা করেছি। আমি 150 ওহম প্রতিরোধের একটি প্রতিরোধক বাস ব্যবহার করেছি, এখানে পাওয়া যায়।
8. একটি 1N4004 ডায়োড
9. পাঁচটি সাদা LEDs (3v3 @ 20mA)
10. এটি সব একসাথে সংযুক্ত করার একটি উপায়

যদি আপনি সার্কিট বোর্ড সংস্করণ চান, এটি সাধারণত উপরে একই তালিকা কিন্তু কিছু পার্থক্য সহ:

1. স্পষ্টতই, পিসিবি। নকশাটি বর্তমানে কেবল ওএসএইচ পার্কে আপলোড করা হয়েছে এবং তারা ত্রিটির ব্যাচে বোর্ড বিক্রি করে। আপনি এখানে বোর্ড পেতে পারেন।
2. এটি টার্মিনাল ব্লকের জন্য একটি স্পট আছে কিন্তু তারের সরাসরি বোর্ডে বিক্রি করা যেতে পারে। আমি এই স্টাইলটি ব্যবহার করেছি।
3. একটি ব্যাটারি ক্লিপ (আমি একটি 9V ব্যাটারি ব্যবহার করেছি)
4. ইউএসবি সংযোগকারী আগে উল্লেখ করা হয়েছে। আমি টাইপ বি বেছে নিয়েছি এবং মিনি বা মাইক্রো বি নয় কারণ এই দুটি আমার পছন্দের জন্য কিছুটা ভঙ্গুর।

ধাপ 1: চরম মৌলিক সংস্করণ

সেই সময়ে আমি যা নিয়ে কাজ করছিলাম, তার জন্য আমার অনেক চ্যালেঞ্জ ছিল। আমার যে রিলে ছিল তা প্রথম ছবিতে আঁকা হয়েছে। যদিও আমি যা নিয়ে এসেছি তা কোনওভাবেই আদর্শ নয়, এটি কাজ করেছে (দ্বিতীয় ছবি)। আমি আমার বিশ্রী DPST রিলে SPDT- এ রূপান্তরিত করে একটি সাধারণ পিন তৈরির জন্য দুটি টার্মিনাল একসাথে সংক্ষিপ্ত করে। এই সংযোগটি সুইচ, তারপর LED বারে, তারপর মাটিতে গিয়েছিল। আমি যে ব্যাটারি ব্যাংকটি তৈরি করেছি-ইতিবাচক দিকটি রিলেতে NC সংযোগে গিয়েছিল। রিলে এর কুণ্ডলী বাহ্যিক সরবরাহের সাথে সংযুক্ত ছিল, যা রিলেটিকে তার "অন" অবস্থানে রাখবে। বিদ্যুৎ সরবরাহ রিলেতে NO সংযোগের সাথে সংযোগ স্থাপন করে। সমস্ত মাঠ একসাথে সংযুক্ত।

তত্ত্বটি হল যে এটি বাহ্যিক শক্তি পাওয়ার সময়, রিলে "অন" অবস্থায় থাকে, এইভাবে NO সংযোগ বন্ধ থাকে এবং NC সংযোগ খোলা থাকে। এর মানে হল সাধারণ সংযোগ বাহ্যিক উৎস থেকে শক্তি পাচ্ছে। যদি বিদ্যুৎ চলে যায়, রিলে তার "অফ" অবস্থায় ফিরে আসে এবং সাধারণ সংযোগ ব্যাটারি থেকে পাওয়ার শুরু করে। উৎস যাই হোক না কেন, সুইচ LED বারে পাওয়ার নিয়ন্ত্রণ করে। সব কিছুর মধ্যে অভিন্ন স্থল উভয় পরিস্থিতিতে একটি সম্পূর্ণ সার্কিটের অনুমতি দেয়।

আমি বেশিরভাগ সার্কিটে আসল তারের সংযোজক ব্যবহার করেছি তাই আমাকে কিছু বিক্রি করতে হবে না। ব্যাটারিগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য (তাদের বসন্তের টার্মিনাল আছে), আমি স্যাক্রিফিসিয়াল ™ টেস্ট লিড ব্যবহার করেছি (তারের সাথে সংযুক্ত অ্যালিগেটর ক্লিপ) একটি অর্ধেক কেটে এবং তারের ছিঁড়ে ফেলে (এবং তারের সংযোগকারীগুলিকে যুক্ত করে)। উভয় ব্যাটারি একসাথে সংযোগ করার জন্য ব্যবহৃত একটি এখনও একটি টুকরা মধ্যে আছে। সবকিছু একটি লাল স্পার্কফুন শিপিং বাক্সে মাউন্ট করা আছে।

আমার কাছে চূড়ান্ত পণ্যের কোন ছবি নেই, তবে অনুরোধ করা হলে আমি কিছু নেব।

ধাপ 2: উন্নত সংস্করণ

আমি অবশেষে সার্কিটের একটি ভাল-ভাল সংস্করণ (যা আমি ইতিমধ্যে আঁকা ছিল) তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় অংশগুলি অর্ডার করতে সক্ষম হয়েছিলাম। এই ডিজাইনে করা গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তনগুলি একটি নিয়ন্ত্রিত 5V সরবরাহ বন্ধ করার জন্য ডিজাইন করা এবং রিলে ক্রমাগত চালিত না হওয়া। আমি একটি DPST টাইপ জন্য সুইচ অদলবদল ছিল। অপারেশন তত্ত্ব শুধু একটি স্পর্শ আরো জটিল।

সার্কিটের ব্যাটারির অর্ধেকের দিকে তাকিয়ে, ধরা যাক সুইচ বন্ধ। রিলেটি এখনও তারযুক্ত রয়েছে যাতে তার "বন্ধ" অবস্থার কারণে ব্যাটারিটি 5 ভোল্ট রেগুলেটরের সাথে সংযুক্ত হয়, তারপর নিয়ন্ত্রকের আউটপুটটি রিলে (এনসি সংযোগগুলির মধ্যে একটি), তারপর এলইডি তে ফেরত দেওয়া হয়। ব্যাটারি এবং রিলে এর মধ্যে সুইচটি সার্কিট ভেঙে এবং কারেন্টকে প্রবাহিত করা থেকে বিরত রাখা হয়। যদি সুইচটি চালু থাকে, তাহলে সার্কিটের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে।

সার্কিটের অর্ধেকের দিকে তাকিয়ে, আমরা দেখি যে ইউএসবি থেকে পাওয়ার অবিলম্বে সুইচটিতে চলে যায়, তারপরে রিলেটির কুণ্ডলী এবং রিলেতে কোন সংযোগ নেই। এই সংযোগের সাধারণ পিনটি পূর্বে উল্লিখিত এনসি সংযোগের সাথে ভাগ করা হয়েছে, এইভাবে এটি যোগাযোগের সেট যা আসলে বিদ্যুৎ সরবরাহের মধ্যে স্যুইচ করছে। যোগাযোগের অন্যান্য সেট হল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রককে রক্ষা করার জন্য। যদি সুইচ চালু থাকে, রিলে চালু হয় এবং বহিরাগত শক্তি LEDs এ পাঠায়।

ডায়োডটি রিলেতে সমান্তরালভাবে (কিন্তু বিপরীতভাবে) সংযুক্ত থাকে যখন ফ্লাই ব্যাক ভোল্টেজ হ্রাস পায় যখন রিলে বিদ্যুৎ ক্ষতির ক্ষেত্রে তার "অন" থেকে "অফ" অবস্থানে চলে যায়। এটি পাওয়ার উৎসকে সুরক্ষিত করার জন্য: যেমন, একটি ইউএসবি ফোন চার্জার বা একটি পিসি ইউএসবি পোর্ট।

ক্যাপাসিটর বাদ দেওয়া যেতে পারে। নিয়ন্ত্রকের জন্য ডেটশীট "পাওয়ার সাপ্লাই ফিল্টার থেকে কতদূর" তা নির্দিষ্ট করে না, তাই আমি ভেবেছিলাম আমি যেভাবেই হোক এটি অন্তর্ভুক্ত করতে পারি।

ধাপ 3: পিসিবি সংস্করণ

পিসিবি সংস্করণটি উন্নত সংস্করণের ঠিক একই, কিন্তু একটি সার্কিট বোর্ডে। সমস্ত অংশগুলি বোর্ডের শীর্ষে মাউন্ট করা হয় এবং অংশ সংখ্যা (বা কিছু অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য) দিয়ে লেবেল করা হয় যাতে আপনি প্রয়োজনীয় বা পছন্দসই হিসাবে প্রতিস্থাপন বা বিকল্প অংশগুলি খুঁজে পেতে পারেন। ব্যাটারি ইনপুট (সুইচ ইনপুট থেকে বিচ্ছিন্ন) একটি (+) ইনপুট এবং একটি (-) ইনপুট আছে। (+) পাশটি একটি (+) দিয়ে লেবেলযুক্ত।

সুইচ ইনপুটের একটি A বিভাগ এবং একটি B বিভাগ ছিল, যা A এবং B এর সাথে লেবেলযুক্ত। "A" এর চারপাশের দুটি টার্মিনাল হল A ইনপুট। একইভাবে, B টার্মিনালগুলি "B" কে ঘিরে আছে।

ইউএসবি প্লাগের কাছাকাছি দুটি মাউন্ট করা গর্ত রয়েছে। তাদের কোন কিছুর সাথে বৈদ্যুতিক সংযোগ নেই, এমনকি একে অপরের সাথেও নয়।

তিনটি ছবি বিভিন্ন সময়ে তোলা হয়েছিল। প্রথমটি হল ফাঁকা বোর্ড। দ্বিতীয়টি একটি আংশিকভাবে জনবহুল বোর্ড যাতে মিশ্র অংশ থাকে। তৃতীয়টি হল সমাপ্ত বোর্ড যা সমস্ত অংশের জন্য বলা হয়।

প্রাক-পোস্ট সম্পাদনা:

আমি কিক্যাড ফাইলগুলি (একটি জিপ হিসাবে) সংযুক্ত করার চেষ্টা করেছি কিন্তু আমি একটি ত্রুটি পেয়েছি। পরে সংযুক্ত করার আরেকটি উপায় খুঁজে পাবে।