2020年5月30日 星期六

LED 唯美樹葉形吊飾(下)

人手製作的吊飾雖不完美,但每片都十分獨特

上文講述   LED 吊飾的設計原理,並提供樹葉形吊飾的參考電路圖,今回詳述製作步驟和注意事項。

開始製作前,建議先用繪圖軟件繪畫樹葉外形,與及定出零件擺放位置。筆者已為大家準備一個焊接模板(圖一),可按連結下載:JPG  | PDF 檔


圖一:LED 樹葉形吊飾焊接模板

在此重覆所需材料和工具:

主要材料及數量:(圖二)
l   0.8 mm 黃銅線,約   35 cm
l   0805 綠色   LED 貼片,
l   0805 貼片電阻   330 Ohm
l   3V 鋰錳鈕扣電池(型號:CR2032),

輔助工具:(圖三)
l   剪鉗
l   鑷子
l   雙面膠紙
l   助焊膏(非必需)
l   麥克筆


圖二:所需材料

圖三:輔助工具(最上方為助銲膏)

製作過程

步驟一:
根據模板尺寸,將銅線分別屈出樹葉形、葉脈和連接圈(圖四)。

圖四:準備銅線組件

步驟二:
在模板上貼上雙面膠紙(圖五)。

圖五:貼上雙面膠紙

步驟三:
使用鑷子將銅線和零件擺放在雙面膠紙上,以固定位置。一般貼片   LED 其中一面標有三角形或類似符號,表示   LED 接腳極性。擺放零件時,印有符號的一面朝上,並需與模板中,綠色方塊上二極管符號方向一致。模板上的藍色方塊表示   300 Ohm 電阻,貼片上刻有數字「301」代表阻值。同樣,擺放時將印有數字的一面朝上。零件與零件、零件與銅線間宜緊貼,虛位不應太多(圖六)

圖六:擺放銅線及零件

步驟四:
正式焊接。筆者建議先將   LED 與電阻焊接。如有需要,可在零件接腳上塗少許助焊膏(松香)(圖七)。

圖七:薄塗助銲膏

將各組   LED 與電阻焊接後,可使用萬用電錶測試電阻與   LED 兩端是否焊接妥當。將電錶撥至歐姆 X 1 檔,黑針與紅黑針依圖與零件腳位接觸。如   LED 亮起表示焊接完整和零件工作正常(圖八)。

圖八:焊接後測試

步驟五:
將葉脈和電阻接腳,與及葉脈間的接口焊接(圖九)。

圖九:焊接葉脈和電阻

步驟六:
將各   LED 接腳與葉子外圍焊接(圖十)。

圖十:LED 與外圍焊接

完成焊接後,再次使用萬用電錶測試電路是否焊接妥當。將代表黑針與葉脈接觸,紅針則接於葉子外圍,此時,所有   LED 應同時亮起(圖十一)。

圖十一:電路整體測試

步驟七:
最後製作   形電池托。電池托三點接口與葉子外圍(負極)相接,效果如圖十二。如希望把托子底部(垂直連接到葉底的銅線)改為連接至葉子主脈(正極),需要以一電容相隔,否則會造成短路。

圖十二:製作電池托

步驟八:
最後插入電池,注意極性正確,電池托與電池負極接觸(圖十三)。所有   LED 亮起。

圖十三:插入電池

心將成品與膠紙分開。LED 樹葉形吊飾完成。圖十四為吊飾正面。

圖十四:完成後的吊飾正面

步驟九:(可略)
清潔底板專用的有機溶劑(例如:三氯乙烯),可去除表面殘留的松香,令銅線回復光亮。清洗後效果如圖十五(正面)及十六(背面)。至於銅線部分發紅是由於焊接過久引致,此情況不能復元。

圖十五:經清洗的吊飾正面

圖十六:經清洗的吊飾背面


吊飾在黑暗中發出神秘的綠光(圖十七)。穿上繩子,可掛在身上或作家居裝飾。

圖十七:在黑暗中發光的吊飾

製作建議及注意事項:
l   可選擇其他尺寸的鈕扣電池,但或需自行調整吊飾大小及電池托高度。另外,可選用充電式鈕扣電池代替一次電池,更為環保。
l   網上亦有類似作品,使用相同概念製作   LED 飾物,但大多不加入電阻。雖然或為兼顧成品美感而略去,但這做法並不恰當,因會造成耗電量大效率低,甚或有機會令電池發熱和燒毀   LED

2020年5月26日 星期二

LED 唯美樹葉形吊飾(上)

齊來製作 LED 樹葉形吊飾

你或認為設計電子製品,過程定必非常繁複,而且要求設計者擁有高技術和多年相關經驗。其實只要靈活運用一兩個基本概念,即使初學者,也可以造出創意又有趣的小玩意。今回筆者教大家製作   LED 樹葉形吊飾,所需材料十分簡單,無需使用電路板(稱為   Freeform Circuit)。成品外型美觀,明白當中的簡單竅門後,便可設計千變萬化的圖案,不知就裡的人還以為十分高深呢。然而,因過程涉及焊接小型零件,對焊接技術要求較高,如暫時有感力有不逮也沒關係,先弄懂原理,多試幾遍,終會成功。

本文先講解吊飾設計的背後原理,請先準備以下材料,下回一起製作。

所需材料與工具

主要材料及數量
l   0.8 mm 黃銅線(註一),約   35 cm
l   0805 綠色   LED 貼片(註二),
l   0805 貼片電阻   330 Ohm(註二),
l   3V 鋰錳鈕扣電池(型號:CR2032),

註一:銅線顏色可自行選購,可查詢供應商。注意切勿使用漆皮線作材料,因其表面不能導電。

註二:0805 是貼片的封裝,尺寸為   2.0 mm x 1.25 mm x 0.8 mm
*如認為焊接貼片過於困難,可用普通直插零件代替。

輔助工具:
l   剪鉗
l   鑷子
l   雙面膠紙
l   助焊膏(非必需)
l   麥克筆

回歸基本概念

吊飾設計只涉及「並聯電路」概念,這屬電子學   BB 級的學習範圍,在此不妨簡單贅述,遷就新手。

在電路設計上,電源、零件與導線連接的方式主要有兩種,分別為「串聯電路(Series Circuit)」,或「並聯電路(Parallel Circuit)」架構。串聯電路就像「串燒」,所有零件串接在同一個封閉回路(Closed Circuit)上,電流從電源正極輸出,流經所有零件(電阻或   LED),回到電源負極,所以,流經所有零件的電流相等。另一個重要概念是,電源供給的電壓被各零件(電阻或   LED)「瓜分」。根據歐姆定律(Ohm’s Law),V = I x R,零件兩端的電壓降與其內阻成正比。此外,根據克希荷夫電壓定律(Kirchhoff's Voltage Law),所有零件兩端的電壓降相加的和,必等於電源電壓值。

圖一為串聯電路例子,相同電流   流過電阻   R1R及   R3,各電阻兩端的電壓差分別為   IR1IR及   IR3,而且   IR1 + IR2 + IR3 = 3V
圖一:串聯電路示例

至於在並聯電路,電流從電源正極輸出,然後經過負載(R)流回負極。此負載(R)兩端就是與電源接成並聯電路。負載(R)可以是一個或多過組成,如圖二所示。

圖二為並聯電路。總電流   等於各分支電流總和,即 I = I1 + I2 + I3。各電阻兩端的電壓差均為   3V

圖二:並聯電路示例

串聯和並聯的抉擇

我們要點亮多顆   LED 時,它們在電路中「串聯」還是「並聯」較適合呢?如果把   LED 串聯,倘若其中一顆   LED 因某種原因損毀,整個電路成為開路狀態,沒有電流流過其他   LED,所有   LED 並不會亮著。相反,將   LED 並聯,即使其中一顆   LED 損毀,電流仍可流經其他   LED。此外,因並聯較易觀察   LED 運作狀況,維修電路較方便。

這次所製作的   LED 吊飾需要焊接   顆   LED,電源電壓為   3V。電路設計上會把   LED 並聯。除了可避免單點故障(Single Point of Failure),也保證每顆   LED 有足夠電壓推動,因單顆   LED 的順向偏壓值約   2V。要點亮   顆串聯   LED,電源電壓至少需要   10V,明顯大於鋰錳電池的標清電壓   3V。因此,LED 需要並聯焊接,每顆   LED 才可正常工作。此外,各   LED 需串接一顆電阻,以限制電流。

將電路變成樹葉形

進入設計部分。我們先根據吊飾所需零件畫出電路圖(圖三)。


圖三:LED 吊飾電路圖

圖四是等效樹葉形電路圖:

圖四:LED 樹葉形吊飾電路圖


製作實物時,因為使用鈕扣電池,電池正極會與電路圖中標為紅色的銅線接觸,而電池負極則與標為藍色的銅線接觸。另外,為使移動吊飾時不令電池脫位,我們需要製作電池托,詳情於下回逐步說明。

2020年4月1日 星期三

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2020年1月3日 星期五

"Clock" 不簡單:四位數電子時鐘套件

筆者所研發的四位數電子時鐘套件

相信不少電子愛好者曾經購買 DIY 電子電路套件買回家後按說明書將零件小心逐一焊接完成後接上電源那一刻……唷勁開心!當順利見到套件運作正常發光發聲或會走會叫成功感非常之大市面上有形形式式的電子套件因為趣味性及實用性高電子時鐘在電子套件類別中必是執其牛耳不可或缺的產品

最近筆者亦嘗試設計一個功能較完善的電子時鐘套件在外型和功能上加入創新元素希望帶給同好耳目一新的感覺

以下列出這款電子時鐘的規格和主要特色

規格
  • 工作電壓       3-5V
  • 工作電流       5mA @ 3.5V
  • 成品尺寸       85mm() x 36mm() x 21mm()

主要功能及特點
  • 大型 4 位數字 LED 顯示屏
  • 低耗電量
  • 12 / 24 小時時間制式
  • 日期設定,顯示最大至 2099 12 31
  • 響鬧裝置
  • 斷電記憶
  • 1 分鐘斷電續航
  • 系統重置
  • 省電模式
  • 顯示屏亮度調校
  • 低電量提示
  • 定時開關訊號輸出埠

值得一提是特點「定時開關訊號輸出埠」因你可外接電路作定時開關電器功能說明書提供兩個範例電路以供參考

這款套件不包括外殼,但在主   PCB 板兩側各設一個柱孔,你可使用膠柱、銅柱等作支架,並自行設計外殼,創作屬於你的電子時鐘,成為時鐘建築師!

套件包括詳細焊接說明書及操作說明書。如果不喜歡看文字,筆者亦製作了   套簡短影片,介紹套件、焊接小撇步及時鐘操作方法,按以下   YouTube 連結即可觀賞:

【影片一:電子時鐘套件簡介】https://youtu.be/OnLkW0r0Nmw


本影片除簡短展示完成後的時鐘外型,亦示範如何以一個圓形膠筒製作外殼,絕對比一般方方正正的模樣更為特別。希望它能帶給你新思維新創意,給你創作的靈感。

【影片二:電子時鐘套件焊接指引】https://youtu.be/WLdr1t99Q0U


開始焊接前宜先觀看此影片,了解焊接步驟及注意事項,可縮短你的焊接時間和確保製作過程順利。

【影片三:電子時鐘套件操作示範】https://youtu.be/D0cj9z7fEIE


此影片介紹時鐘的各項功能與及操作,包括時間、日期設定等。


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此款電子時鐘套件功能較多,硬件設計上亦已盡量提高運作時的穩定性為考慮,電路較複雜,涉及零件較多,因此適合喜歡挑戰難度、或對電子製作較有基礎的同好。不過,如果你想省略焊接過程,直接擁有成品,筆者亦可代勞,製作並測試後把完成的時鐘交給你,只需提供電源即可運作。


訂購產品可循以下途徑:

ETSY 網址
只提供零售,如欲大量訂購,請直接到WWW.ALIEN-1.COM ,或電郵   enquiry@alien-1.com 查詢詳情及批發折扣。本港見面交收免運費,請直接聯絡本人詳情,不需經ETSY訂購。

筆者官網
WWW.ALIEN-1.COM  (進入主頁 > 產品訂購 > 時鐘套件)
你亦可在官方網頁訂購產品,或直接發電郵   enquiry@alien-1.com 通知筆者你欲訂購的數量、聯絡方法,以及註明需要套件或成品。付款方法只接受現金(香港門市購買)或信用卡/ PayPal,敬請留意。


官網亦列出筆者和設計團隊所研發的其他電子產品,其包羅萬有,涵蓋電子調速器、混控器、穩壓器收發器等範疇,還望各位多多支持。筆者會繼續努力構思電子產品及不定期在此博客發表文章,與同好分享電子基本知識。我們亦可代客開發 MCU 單晶片軟件、電子電路硬體、PCB 底板繪製,及 STEM 教學套件等,歡迎有興趣者洽談技術協作。

2019年12月3日 星期二

勁!爆!性價比高之直流電源供應器!(預告)



不時與一眾電子產品設計同業及圈內朋友、同學等閒聊,大家總會提及測試不同電子產品時,必須擁有一臺工作穩定、低噪音、輸出電壓及電流範圍廣闊的大功率穩壓器,當然市面亦有類同產品,但售價不菲。
   
為此收集各方友好不同建議,去蕪存菁成功開發一款價廉物美、性能不俗,兼且具有環保概念的開關式穩壓器。及至現在,產品終於進入最後測試階段,今天在此先向各位預告產品規格和特點,產品將於不日推出發售。如有同好對此產品感興趣,請踴躍留言提出寶貴意見,筆者不勝感激。


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產品介紹


DC-DC 升降壓穩壓器】
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由於穩壓器輸出穩定,紋波及噪音極低,不單具有降壓更兼備升壓功能,輸出電壓及電流可調,故此可匹配不同電子器材作電源供應使用。另設兩組記憶功能及內置電流過載保護,使用時更方便安全。


【產品規格】
★  工作電壓:10V-30V
★  輸入電流:最大 24A
★  輸出電流:0.1A-24A(可調)
★  輸出電壓:0.1V-24V(可調)
★  漣波電壓:10mV(輸出電流 >= 10A  時)


【產品特點】
升降壓輸出
大功率直流穩壓輸出
3 位數字式電壓及電流顯示
可調輸出電壓及電流
兩組輸出電壓及電流記憶功能
電流過載指示及保護

冬天裡的靜電 Static electricity in the winter

冬天天氣乾燥 ,當身體接近金屬物體,例如門鎖、水龍頭等,會產生微細「啪」的聲響,更甚在黑暗的環境中會看見閃光,皮膚亦會感到 輕微刺痛 ,雖然一般不會對身體構成危害,但亦令人感到困擾。這種現象的成因是 身體與衣服相互磨擦而積聚過多電荷(靜電),又因天氣乾燥,身體的電荷不能通過空...