Teslamuuntaja

Osassa 2 saatiin näyttö valmiiksi. Nyt tarvitaan elektroniikka mittaamaan lämpötilaa ja ohjaamaan näyttöä. Koska näytössä on vain kaksi numeroa ja etumerkit, yhteensä 17 segmenttiä, sitä voidaan ohjata suoraan mikrokontrollerilla, jossa on riittävän monta ulostuloa. Lisäksi tarvitaan yksi ulostulo säätämään kirkkautta, yksi digitaalinen sisäänmeno lämpötilan mittausta varten sekä yksi analoginen sisäänmeno valoisuuden mittaamista varten. Tarvitaan siis yhteensä 17 digitaalista ulostuloa, yksi PWM-ulostulo, yksi digitaalinen sisäänmeno ja yksi analoginen sisäänmeno. Sopiva ja erittäin käyttökelpoinen mikrokontrolleri on Arduino Nano . Se toimii sopivasti samalla 12 voltin jännitteellä kuin LED-segmentitkin. Digitaalisten ulostulojen jännite  (5V) ja virta (40/200mA) eivät riitä ohjaamaan segmenttejä suoraan, joten väliin tarvitaan transistorit. Valitaan NPN-transistorit BC547B , joiden virrankesto riittää hyvin tähän tarkoitukseen. Jokainen segmentti tarvitsee oman transistorinsa. ...

Näytön rakentaminen jatkuu tästä, mihin osassa 1 jäätiin. Tämän levyn päälle kiinnitetään toinen saman kokoinen levy, jonka keskellä on n. 40 mm reikä johtoja varten. Johdot jäävän kahden levyn väliin. On tärkeää ensin teipata johdot levyyn siten, levyjen väliin ei jää kahta johtoa päällekkäin, vaan kaikki ovat siististi erillään ja tulevat jouhevasti päällimmäisen levyn reiästä läpi. Levyt kiinnitetään toisiinsa reunoista ruuveilla ja tiivistetään  Sikaflexillä. Sen jälkeen etupuolelle keskelle asennetaan aiemmin unohtunut valovastus. Sillä mitataan ympäristön valoisuutta, jonka mukaan säädetään näytön kirkkautta. LDR:lle olisi ollut ehkä parempi paikka jossain näytön reunalla, mutta levyjen kiinnittämisen jälkeen sitä ei enää saa kuin keskelle. Näytön etupuolelle asennetaan punainen kirkas akryylilevy. Sitä varten porataan reunoille reiät ruuveja varten. Ruuvien kohdalle asennetaan 2 mm korokepalat, jotta akryylilevy asentuu suurin piirtein LED-nauhojen korkeuden verran vanerist...

Tehdäänpä kunnollisen kokoinen lämpömittari, joka näkyy kauas. Laitetaan se sitten talon seinään, koska hei, miksi ei, ja kellään naapurilla ei ole sellaista! Numeroiden näyttämiseen käy hyvin 7-segmentti -näyttö . Niitä saa valmiinakin, mutta isoja on hakalampi löytää. Banggoodista löytyi 15 cm korkeita , mikä nyt periaatteessa riittäisikin, mutta tehdään silti nämä itse, ja vähän isompia.  SP-eletroniikasta löytyi sopivaa punaista LED-nauhaa , 6 €/m. Jos tehdään 20 cm korkeita näyttöjä, tarvitaan yhteen numeroon 7x10 cm = 70 cm. Tai 80 cm, jos halutaan mahdollisuus myös + merkin näyttämiseen, jolloin se on oikeastaan 8-segmentti näyttö. On olemassa myös 16-segmentti -näytöjä , joilla voidaan numeroiden lisäksi näyttää myös kaikki kirjaimet, ääkkösiä lukuunottamatta. Punaista LED-nauhaa, 12 V / 200 mA/m (2,4 W/m). LED-nauha on kätevää moneen tarkoitukseen. Sitä saa pitkinä, useiden metrien mittaisina nauhoina, joista voi leikata tarvittavan mittaisia pätkiä. Nauhassa on valmiina l...

Satawattinen LED-valaisin hakee muotoaan.

Teholamppuun tarvitaan akku. Lyijyakkua voisi käyttää. Ne ovat halpoja, mutta painavia. Litium-ioni akut ovat hyviä, mutta hyvät kennot ovat kalliita. Harrastusprojektiin tarvitaan jotain muuta, jotain luovempaa kuin uusien kennojen ostaminen kaupasta. Yhteydenotto muutamaan käytettyjä kannettavia tietokoneita myyvään liikkeeseen tuotti heti tulosta. Käytöstä poistettuja romu-akkuja olisi saanut useammastakin kaupasta ilmaiseksi. Lähimmästä kävin hakemassa repullisen käytettyjä Lenovo-akkuja, eikä maksanut mitään. Jokaisessa on 6 tai 9 kpl 18650-kennoa. Vasaran, ruuvimeisselin, pihtien ja sivuleikkureiden avulla tietokoneiden akut purkaantuva helpohkosti alkutekijöihinsä. Päivän saldona lopulta 87 kpl yksittäistä 18650-kennoa. Osa akuista jäi vielä purkamattakin. Jokainen kenno pitää vielä mitata. Ensimmäiseksi mitataan kennon jännite heti purkamisen jälkeen. Yli 3V kenno on kunnossa. 2,5-3,0V on todennäköisesti kunnossa, 2,0-2,5V on mahdollisesti pilalla ja alle 2V on todennäköisesti...

Jospa rakentaisi vähän tavallista tehokkaamman taskulampun. Tai noh, "tasku", mutta kannettavan lampun kuitenkin. Sellainen luulisi syntyvän vaikka näistä teholedeistä. Vasemmalla 100 W oikealla 50 W. Katsotaan sitten, kumpi on parempi. Molemmat ovat luultavasti melko kirkkaita. Tai siis ovat, koska ihan vaan nopea välähdys jo sokaisi, vaikka ei olekaan nyt käytettävissä kuin 30 V poweri, näihin tarvitsee vähän enemmän, 31 - 33,1 V. Jännitteellä 30 V virta ja teho näyttää jäävän puoleen nimellisestä. Lisäksi tarvitaan linssi, jäähdytyslevy, tuuletin, akkupaketti, jännitteensäädin yms. tykötarpeita. Ehkä tämä syksyn pimeisiin iltoihin mennessä valmistuu. Lienee jos selvä, että vaikka blogin nimi on suurjännitteeseen viittaava "Teslamuuntaja", eivät kaikki projektit ole suurjänniteprojekteja. 

Kun mikroaaltouunin muuntajia on kertynyt nurkkiin, voidaan yksi "uhrata" muhun hyödylliseen käyttöön. Muuntaja, joka  on alun perin suunniteltu nostamaan 230 V:n verkkojännite 2000 volttiin, voidaan suhteellisen helposti modata pudottamaan 230 V vain muutamaan volttiin, mutta satoihin ampeereihin. Suurta virtaa voidaan hyödyntää pistehitsauksessa, jolla mm. litiumakkukennoja voidaan liittää toisiinsa. Aloitetaan purkamalla muuntajan toisiokäämi pois. Siihen on kaksi menetelmää; avataan muuntajan sydän ja poistetaan käämi kokonaisena, tai sahataan käämi kahdeksi kappaleeksi ja revitään se väkisin sydämestä ulos. Tämä jälkimmäinen menetelmä vaikuttaa kätevämmältä, koska se ei edellytä rautasydämen uudelleen hitsausta. Eikä toisiokäämiä tarvitse purkaa ehjänä, koska emme tarvitse sitä mihinkään. Tässä käämin toinen reuna on sahattu pois. Lanka oli yllättävän helppoa sahata, koska se olikin alumiinia eikä kuparia. Kuparipinnoitettua alumiinia, tarkalleen ottaen. Tällä langalle o...

Mitä ei saa kaupasta, se pitää rakentaa itse. Kuten nyt vaikkapa teslamuuntajan toision käämintakone. Sellainen on aina hyvä olla olemassa. Arduino Nano on C++ -kielellä ohjelmoitava mikrokontrolleri , joka soveltuu tähän projektiin täydellisesti. Sillä voi ohjata niin LCD-näyttöä, askelmoottoriohjainta kuin relettäkin, joita tarvitaan tässä projektissa. Lisäksi vähän mekaanisia osia, askelmoottori , johde, langankiristin, käämintämoottori, pari laakeria,  yms. Arduino tarkkailee akselin pyörimistä Hall-anturin avulla ja siirtää kelkkaa joka kierroksella valitun nousun verran. Tässä ensimmäisessä koeajossa käämimme 1300 kierrosta 0,2 mm lankaa. Nousuksi valitaan 0,23 mm koska nimellismitta 0,2 mm on kuparin paksuus johon päällä oleva eristelakka lisää paksuutta hieman. Mikrometrillä mitattuna 0,23 mm vaikutti sopivalta arvolta, jolla lanka käämiytyy vieri viereen. Koneella olisi mahdollista myös jättää haluttu ilmaväli kierrosten väliin, joka käsin käämimällä on mahdotonta...

 Nyt se on valmis. Seuraavaksi koekäyttö.

Kun kytkentä on koekytkentäalustalla todettu toimivaksi, on aika rakentaa siitä valmis sovellus. Yhden tai muutaman kappaleen rakentaa kätevästi koekytkentälevylle.  Arduino Nano ja askelmoottoriohjeimet ovat kiinni kannassa, jolloin ne voi tarvittaessa irrottaa. Nestekidenäyttö on suoraan puihoilla kiiinni levyssä, Arduinon pinnit riittivät, mutta I2C-väylä olisi vaihtoehtona, jos pinnit loppuvat kesken. Se tarvitsee vain kaksi digitaalipinniä Ardionolta kun tämä suora kytkentä tarvitsee kuusi.  Ulkoiset osat, askelmoottori, Hall-anturi ja rajakytkin liitetään riviliittimellä, joka on langoitettu Arduinolle ja askelmoottoriohjaimelle. Relekortilla on riviliitin valmiina.  Puuttuu vielä kaikenlaista mekaanista osaa, kotelo, painonappi, valitapotikka ja jänniteragulaattori. Askelmoottori tarvitsee 24V, joten ulkoisena powerina on 24V hakkuri. Siitä pitää pudottaa logiikalle 5V käyttöjännite. Sen voi tehdä regulaattorilla joko suoraan viiteen volttiin, tai kahdeksaan, jollo...