Как из сканера сделать светильник. Лампа подсветки из сканера как малогабаритное освещение. Ошибки в перемещении каретки

Не уступающего по своей эффективности серьёзным промышленным аналогам. Теперь перейдём к самой схеме прибора, основа которой выполнена на микроконтроллере AT89C52.

Пояснения к схеме:

- JP1 - DMX.
- JP2 - переключатель DMX/под музыку.
- JP3 - микрофон (с соблюдением полярности).
- JP4 - переменный резистор 50-100 кОм, регулятор чувствительности микрофона.
- JP5 - питание. Я использовал ~10 В, чтобы на движки шло +14 В
- JP6, JP7 - подключение оптических датчиков нулевого положения кругов гобо и цвета. В кругах делается прорезь, по которой и останавливается круг.

JP8 - управление приводом стробо. У меня этот выход идет на транзистор, который через оптопару и симистор управляет гашением лампы. То есть сигнала нет - лампа не горит, сигнал есть - лампа горит). Вот схема управления:

Симистор управляет электронным блоком питания. Он был на 12 В 200 Вт.

Переделал его на 15 В и применил лампу с отражателем от медицинских приборов 15 В 150 Вт. Последовательно с лампой стоит термистор (NTC1), чтобы лампа плавно загоралась и не сгорела. В режиме от музыки этот узел не работает и лампа постоянно включена. Эта плата закреплена на кусочке текстолита и прикручена прямо под лампой:

- JP9 - управление оптической призмой. Ставится движок, который при сигнале на этом выходе крутится и вращает оптическую призму, которая раздваивает или расстраивает изображение).
- JP10 - JP11 - подключение шаговых двигателей - 2 управление зеркалом, круг гобо и круг цвета.
- JP12, JP13 - разъем для внутрисхемного программирования.

Прошивку для МК и исходники можно . Другие файлы - на форуме. Фотографии платы светового сканера на микроконтроллере AT89C52:

Круги гобо и цвета останавливаются по оптическому датчику. Круг крутится в прорези оптодатчика. когда через оптодатчик проходит прорезь в круге, то он останавливается. Двигатели положения зеркала после включения отклоняют его в крайнее положение, бьются об упор и останавливаются. Потом поворачиваются на определенный угол в противоположное направление - это и есть среднее положение зеркала.

Круг гобо купил без дихроичных фильтров. Однако применить готовые не смог, так как угол поворота не сходился. Поэтому сделал из тонкого алюминия круги под мой диаметр и мой угол поворота. Просверлил отверстия нужного диаметра (чуть больше, чем купленные гобо).

От добрых людей попал мне в руки вот такой достаточно престарелый сканер, Mustek 6000p, аппарат времен Windows 95 и больших белых пластиковых корпусов. Как раритет большой ценности он не представляет, но выбросить, не заглянув внутрь, жалко).

Собственно, все его электронное содержимое, корпус отправляется на помойку.

Осветитель из сканирующей каретки - обычная флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL), подобные используются в подсветке LCD-матриц.

Плата с каретки. В левой части видим высоковольтный инвертор, пришло время попробовать зажечь лампу.

В левом углу - интегральный стабилизатор 7812, обозначенный как Q8, по нему легко понять, по каким дорожкам инвертор получает питание. На его входе при включении сканера около 14 вольт, но лампа не горит, как ее запустить? К участку платы с инвертором ведет не так уж и много дорожек от разъема, которым плата каретки соединяется с основной платой, поэтому предположим, что на транзисторе Q5 собран ключ, запускающий лампу.

Замкнем пинцетом резистор R3, соединенный с базой транзистора, на + питания, и… да будет свет!

Разобравшись, что к чему, обрежем все лишнее, впаяем резистор-перемычку между R3 и питанием…

… и штырьки для родного разъема питания принтера.

Получим вот такую аккуратную плату-инвертор, проверяем еще раз.

Для освещения рабочего места этого, конечно же, недостаточно, но можно сделать в каком-нибудь ящике подсветку по принципу лампы в холодильнике. В качестве донора корпуса неплохо подошла не менее престарелая мышь, ровесница сканеру. Выключателем же будет геркон с нормально замкнутыми контактами.

В собранном виде. Жаль, что кнопки не несут никакой функциональной нагрузки=)

Крепим лампу и корпус на двухсторонний скотч. На дверце - магнит от жесткого диска на том же скотче. Не особо эстетично, но задачу выполняет.

Для освещения небольшого пространства более чем достаточно

Внимательный читатель заметит, что на фото платы в корпусе мыши уже перемычка вместо стабилизатора - в нем больше нет необходимости, инвертор питается от домашнего сервера, который стоит на том же шкафу.

Для начала небольшое вступление.

Как то раз пришло время уборки на работе, разгрести завалы старых коробок из-под мониторов, принтеров, корпусов и т.п. И разбирая сии завалы, на мои глаза попались два старых сказевых сканера UMAX 1200S и по-моему 600S.
И пришло время над ними поиздеваться, как в свое время они издевались надо мной.

Быстренько разобрав первый 1200, я вынул оттуда все более-менее полезное, а именно: каленый штырь, по которому ездил комплекс сканера с лампой, микросхему и сам сканирующий датчик с системой зеркал. Вынув все потроха, я решил разобраться, что же там ценного есть. Не знаю технологий тех лет, но датчик сканирующий оказался на вид позолоченным как снаружи, так и внутри. Золото меня не прельстило, разбор сканера продолжился.
Кроме систем зеркал в основной движущейся части сканера и линзы, была лампа, очень похожая на лампу дневного света, но толщиной всего пару миллиметров.

К лампе была подключена схема питания, от которой на разъеме отходило два провода, что меня сильно прельстило подключить ее к какому-нибудь источнику постоянного тока. Благо в предыдущей коробке было несколько блоков питания от свитчей, мониторов и фиг знает от чего еще.

Разобрав весь хлам и выкинув лишнее, я приступил к испытаниям.

Для начала был выбран блок питания на 5вольт и 2ампера. Подключив лампу, я увидел, что она загорелась, но не полностью. Несколько см в дальнем участке лампы были темными. Пришло время 9-ти вольтовому блоку питания с 2,2 амперами. (тот что выше)
Лампа при этом загорелась достаточно ярко и полностью.

Зная, что сканер работал от блока питания 12в 2а и, зная горячий нрав лампы, а так же то, что она не предназначена для постоянной работы, я не стал подбирать б.п. большей мощности, тем более что яркости для меня оказалось достаточно.

И так, придя домой, я нашел применение этим лампам - осветить пространство под столом.

Давно меня раздражало то, что под столом, подлезая к компу, мне приходилось брать фонарик и при этом возникало несколько проблем как с батарейками к нему, так и с тем, что одна рука занята и надо отвлекаться, следя за тем, куда светит фонарик. Решено было подвесить лампу под столом, примечено место и разложены инструменты.

Оказалось очень удобным то, что штатный отражатель лампы из сканера был съемным и со своим креплением.

Подошло время для создания коробочки под схему питания лампы, дабы не висеть ей оголенной и некрасивой. Для этого был взят плакатный белый пластик толщиной 6мм и нижняя пустышка-болванка из бобины с болванками.

Из инструментов понадобилось: Dremel с режущим диском, круглый надфиль, два маленьких сверла (в моем случае под шестигранник), нож для бумаг со сменными лезвиями, паяльник и отвертки.

Из имеющегося было: разъем под нужный блок питания, двусторонний скотч, два маленьких шурупчика и длинный винт с гайкой.
Аккуратно отрезаем ножом два приблизительно одинаковых куска пластика и склеиваем их маленьким кусочком двустороннего скотча, чтобы выровнять их по краям Дремелем.

Не забывая надеть защитные очки и желательно респиратор, приступаем к работе.

Немного отступлю, очки понятно для чего, а вот назначение респиратора я немного объясню. Дело в том, что Дремель работает с вращением до 33-х тысяч оборотов в минуту и пыль от работы с ним получается достаточно мелкой. И чтобы не вдыхать непонятно из чего состоящую пыль – нужен респиратор

Хорошенько загадив все рабочее место и сделав два куска пластика одинаковыми, приступаем к вырезанию отверстия под разъем питания при помощи ножа и карандаша.
Достаточно извазюкав карандашом верхнюю часть разъема питания, и приложив к нужному месту на пластике - получим примерный трафарет для вырезания.
Вырезав, прикладываем обе пластмасски к схеме, заранее вставив разъем питания. Далее смотрим как пройдет основной винт крепления через всю конструкцию, намечаем отверстие сначала с одной стороны, и, просунув в уже просверленное отверстие, намечаем и делаем второе отверстие.
Далее берем вторую пластину, там, где будет гайка. Продеваем и закручиваем винт с гайкой на ней. Затем гайку с небольшим усилием, при помощи горячего паяльника, вдавливаем в пластик пока она не перестанет выступать. Охлаждаем и выкручиваем винт.
Берем обе крышки нашей коробочки и с внутренней стороны делаем небольшие пассики примерно миллиметр на миллиметр, туда будут вставлены ребра жесткости, так же являющиеся декоративными заглушками закрывающие края схемы питания.
По большому счету почти все готово, осталось только сделать крепления для самой лампы.

Для этого берем все тот же белый пластик и вырезаем два маленьких прямоугольника, делаем сверлами отверстия, сначала маленьким, затем по больше, но отверстия не должны быть точно по центру т.к. тогда крепления не позволят лампе поворачиваться, сделать их нужно с небольшим смещением вниз. Далее закручиваем шурупчиками и наклеиваем двусторонний скотч на внешнее основание получившихся плоскостей крепления.

Вставляем разъем лампы в схему ее питания, а схему - в нашу самопальную коробочку и потихоньку закручиваем, но не до конца.
Теперь приступаем к изготовлению боковых стенок. Для этого намечаем в уже заготовленной "болваночной прокладке" место резки и выпиливаем стенку заранее немного большего размера. Прикладываем к коробке и смотрим, как она подходит. Когда размер понравится - можно делать вторую стенку.
Приложив готовую первую стенку как шаблон - подгоняем вторую по размеру.
Когда все готово и убраны все заусенцы - приступаем к сборке.
Берем схему питания, отрезаем разъем для внешнего подключения питания и припаиваем к нему наш разъем под блок питания. Заново собираем всю коробочку, заранее изолировав все оголенные контакты и почистив все следы возни. Скручиваем, и в конце, вставляем ребра жесткости, после чего закручиваем до такого состояния, чтобы коробочка не развалилась. Если не все хорошо держится, можно ребра жесткости, по краям, проклеить дополнительно суперклеем, дабы оно не развалилось, ни от падения, ни от рук.

У меня получилось не все хорошо, а именно: винт оказался за пределами крышки, так, что его пришлось спиливать.

Затем, на стороне гайки, клеим четыре небольших кусочка двустороннего скотча, дабы потом можно было его быстро и без проблем снять. Еще у меня не нашлось кнопки выключателя, она будет припаяна на шнур б.п. позже.

Если кому-то не хочется так возиться (мне просто надо было понять работу Дремеля с разными материалами), тот может найти любую подходящую коробочку и закрепить схему в ней.

Кто хочет иметь подсветку в корпусе, тому могу посоветовать подключиться к любой 12в линии с нужным сопротивлением.

Так же можно попробовать использовать лампу без ее отражателя (к тому же он не совсем отражатель, а скорее гаситель т.к. он не зеркальный, а бело-черный). Но для этого нужно быть предельно внимательным к концам лампы, так как впаянные в стекло провода достаточно толстые и их можно отломить, либо стекло может потрескаться в этих местах. На краях лампы есть прорезиненные специальные держатели, на них я бы порекомендовал обустраивать какие-то свои крепежи. Лампа проработав около 40 минут с моим б.п. практически не нагрела, ни отражатель, ни резинки по бокам нее. Если подаваемое напряжение на лампу будет больше 9в, то лампа, скорее всего, будет перегреваться, и, возможно, выйдет из строя. Если вы решите использовать ее без отражателя, хотя она и будет освещать все вокруг, но также будет светить и в глаза, что мне как-то не показалось мало.

Так же хочу предупредить о трансформаторе на схеме питания лампы. Не знаю, какой ток он выдает и что собой представляет, но если приблизить палец, или другой участок тела, близко к его контактам - возникает электрическая дуга, которая, например, на пальце у меня выжгла узорчик. Расстояние до контактов при этом может быть до двух миллиметров.
Током, конечно, не убьет, но маленький ожог получить можно.

Итак, готовый вариант..

Информация предоставлена исключительно в образовательных целях!
Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации.

Популярные лампы подсветки, подключаемые к USB -порту компьютера,

- CCFL лампа;

Инвертор (CCFL ballast ).

CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp ) лампа - это лампа с холодным катодом , тонкая (2...4 мм) стеклянная трубка, заполненная инертными газами (неон, аргон) с небольшой примесью ртути. Разряд в парах ртути внутри трубки лампы создает ультрафиолетовое излучение, которое заставляет светиться люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки, причем рабочая температура трубки лампы составляет около 40°С . Такая лампа имеет характеристику с "отрицательным сопротивлением" - напряжение зажигания (обычно около 1000 вольт) значительно больше рабочего напряжения (обычно 300...500 вольт). Для питания лампы целесообразно использовать синусоидальное напряжение частотой 20...100 килогерц.
Холодный катод также используется и в неоновых лампах, в которых электрический разряд возбуждает молекулы газа, заставляя их излучать видимый свет.

Следует отметить, что многие особенности CCFL ламп свойственны и лампам с горячим катодом ("hot" cathode fluorescent lamps, HCFL ). Примером HCFL ламп являются компактные люминесцентные лампы (КЛЛ, compact fluorescent lamp, CFL ) -

Главным отличием этих ламп присутствие в них нитей накала на каждом конце лампы -
выводы нитей накала

Перед запуском лампы эти нити нагреваются (отсюда и произошло название "лампы с горячим катодом") и излучают электроны, что снижает напряжение, требуемое для зажигания лампы. После запуска лампы питание с нитей накала можно снять.

схема питания HCFL лампы

Рассматриваемые ниже источники питания для CCFL ламп могут использоваться и для HCFL ламп, используя выводы нитей накала так, как будто это электроды CCFL лампы.

В книжке The Art and Science of Analog Circuit Design - J. Williams (1998) утверждается, что CCFL лампы являются наиболее эффективным средством преобразования электрической энергии в световую.

Инвертор предназначен для преобразования постоянного напряжения 5 или 12 вольт в переменное напряжение величиной 500...1500 вольт и частотой 30...80 килогерц.

CCFL лампы широко применяются в различных электронных устройствах (ЖК-мониторах и телевизорах, сканерах, факсах...), но также в этих аппаратах используется и LED технология (светодиоды).
Примеры инверторов -
сканер с CCFL лампой и инвертором (выделен желтым) -

инвертор для CCFL лампы сканера -

CCFL инверторы монитора Dell E172FPB -

Схема CCFL инвертора чаще всего представляет собой (Royer oscillator ), изобретенный в 1954 году George H. Royer (патент US 2783384 A "Electrical inverter circuits "). Он описан в статье Royer, GH, "A switching transistor DC-to-AC converter having an output frequency proportional to
the DC input voltage," AIEE Transactions on Communication and Electronics, Volume 74, July 1955, pg 322 to 326.

концептуальная схема классического конвертора Ройера

Недостатком этой схемы является прямоугольная форма выходного напряжения. Этот недостаток устранен в модифицированной резонансной схеме генератора Ройера.

модифицированная схема резонансного конвертера Ройера

или

Генератор Ройера содержит трансформатор с первичной обмотокой с выводом от середины (center tapped primary winding ) (число витков w1 +w2 ) и обмоткой обратной связи (feedback winding ) (число витков w3 ). Также на трансформаторе может быть вторичная обмотка (secondary winding ), с которой снимается выходное напряжение.
Две половины первичной обмотки подключаются к источнику питания через два транзистора Q1 и Q2 , включенные по схеме "push-pull ". Транзисторы включаются поочередно, меняя направление тока в половинких первичной обмотки. Напряжение с обмотки положительной обратной связи подается на базы транзисторов, вызывая генерацию.
Отличие CCFL инвертора от классического генератора Ройера заключается в наличии конденсатора C1 , включенного параллельно первичной обмотке, и создающего вместе с ней резонансный контур. Благодаря этому генератор вырабатывает на вторичной обмотке синусоидальное напряжение. Частота генерации определяется параметрами трансформатора, емкостью конденсатора C1 и параметрами нагрузки. Тот факт, что этот генератор вырабатывает синусоидальное напряжение, определяет широкое применение такой схемы для питания CCFL ламп. Дело в том, что световая отдача таких ламп уменьшается при наличии высших гармоник в питающем напряжении, а резонансный генератор Ройера (resonant Royer ) вырабатывает именно синусоидальное напряжение. Полное название такого генератора - "current-fed push-pull parallel-resonant inverter ".

Исследованиями таких инверторов занимается из Linear Technology Corp. -

Вот предлагаемая им схема инвертора:

Подробно работа таких генераторов описана в его книжке - J. Williams (1998) -

Детали инвертора:

транзисторы Q1 и Q2 -
наиболее популярный вариант - транзисторы (в инверторах мониторов) -
V CE SAT = 0,24 вольта, V CE MAX = 80 вольт, I C DC = 8 ампер с h FE MIN = 200 и f T = 330 мегагерц

транзисторы (в схеме с сайта ludens.cl ) -
составной n-p-n транзистор, V CE MAX = 60 вольт, I C DC = 3 ампера с h FE MIN = 700

транзисторы (M ) (в использованном мной для экспериментов инверторе для лампы подсветки компьютера) -
n-p-n транзистор в корпусе TO-92 с высоким коэффициентом передачи по току и низким напряжением насыщения, V CE MAX = 10 вольт, I C DC = 2 ампера с h FE MIN = 200

транзисторы 2SD1627 в SMD-исполнении -
n-p-n транзистор, V CE MAX = 25 вольт, I C DC = 2 ампера с h FE MIN = 3000!!!

трансфоматор -
пример трансформатор - XFORM INVERT 9.5uH EE19
описание трансформатора типа EE19 -

Примеры кол-ва витков:
w1 = w2 = 7, w3 = 2, вторичная обмотка - 142 витка.

дроссель L1 -
важный элемент схемы,
индуктивность ~330 мкГн с допустимым током до 1 ампера;
в моем инвертере дроссель представлял собой обмотку из 60 витков медного провода диаметром 0,2 мм, намотанную на гантелевидном сердечнике

резистор R1 -
сопротивление 1...2,7 кОм (в моем инвертере 1,5 кОм (коричневая-зеленая-красная-серая полоски).

конденсатор C1 -
желательно полипропиленовый (MKP ) (выдерживают большие токи) с емкостью не менее 10 нанофарад на напряжение несколько сотен вольт
примеры MKP конденсаторов на 27 и 330 нанофарад:

При увеличении емкости конденсатора резонансная частота схемы уменьшается, например, при емкости 1...2 микрофарада частота генерации смещается в звуковой диапазон.

При правильной работе схемы на коллекторах транзисторов действует однополупериодно выпрямленное синусоидальное напряжение.

Основным ограничивающим фактором в схеме является величина напряжения на коллекторах транзисторов, которое может достигать 60 вольт при питании напряжением 24 вольта.
В инверторе для CCFL лампы последовательно с нагрузкой (CCFL лампой) включен балластный конденсатор (в моем инвертере 22 пФ x 3000 вольт, другой вариант - 4,7 нанофарада x 1500 вольт). Изменяя его емкость, можно регулировать потребляемый нагрузкой ток.
Также на входе инвертора можно включить электролитический конденсатор, например, 22 микрофарада на 25 вольт.

В проекте используется следующая схема для питания счетчиков Гейгера:

В устройстве используется микросхема LM2575T -Adj - импульсный понижающий стабилизатор напряжения постоянного тока с регулируемым выходным напряжением Частота преобразования (52 кГц) определяется встроенным генератором. Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. интервал регулировки выходного напряжения - 1.2 ... 35 В при токе нагрузки до 1 А. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями - около 2 В Имеется встроенная защита от превышения температуры, короткого замыкания в цепи нагрузки и перегрузки по току.
Распиновка выводов микросхемы:
1 - входное напряжение (V IN )
2 - выход (OUTPUT ) - вывод эмиттера внутреннего ключа
3 - земля (GND )
4 - вход обратной связи (FEEDBACK )
5 - вход сигнала включения (заземлен = 0 ... 1,4 вольта)/отключения (1,4 вольта... напряжение питания) (ON /OFF )
Опорное напряжение V ref составляет 1,23 вольта.

Полезные ссылки:
- сайт ludens.cl (различные схемы питания флуоресцентных ламп)