USB „Floodlight“: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Tai prasidėjo kaip SMD (paviršiaus tvirtinimo įtaisas) litavimo praktika ant standartinių prototipų plokščių ir buvo sukurta labai ryški kompaktiška USB maitinimo lemputė, puikiai tinkanti stovyklavimui ar avariniam apšvietimui.

Daugumos šiuolaikinių LED lempučių viduje yra SMD LED mikroschemos. Šie traškučiai yra masinės gamybos, labai pigūs ir prieinami mėgėjams už labai mažas kainas. Pirkau 200 iš 5730 tipo už 1 EURO. Keturių skaitmenų skaičius nurodo jų dydį: 5,7x3,0 mm. Jie yra skirti 0,5 W (~ 140 mA prie 3,5 V), nors jiems reikės radiatoriaus, kad jie nuolat veiktų tokia galia. Be radiatoriaus, jie turėtų būti naudojami daug mažesne srove arba gali būti veikiami impulsiniu režimu esant visai srovei, pavyzdžiui, multipleksuotu arba stroboskopiniu režimu.

Šioje instrukcijoje išsamiai aprašyta, kaip sukurti USB maitinimo šaltinio apšvietimą, tačiau dėl mažos kainos ir mažo dydžio jie gali būti naudojami daugeliui kitų programų, pvz., „Pasidaryk pats“7 segmentų ekranams, nuotaikos lemputėms, augimo lemputėms, projektoriams, piešimo lentelėms ar bet kuriai kitai programai. individualūs apšvietimo sprendimai.

Standartiniai USB maitinimo šaltiniai tiekia 5V 1A, o didesni - 2A. Čia pateiktas dizainas skirtas 1A, todėl jis veiks bet kuriame maitinimo banke, tačiau padvigubinus šviesos diodų skaičių, galite sukurti vieną 2A.

1 žingsnis: teorija

Priešingai nei senamadiška kaitrinė lemputė, šviesos diodo įtampos kritimas labai mažai priklauso nuo srovės. Didelės srovės baltų šviesos diodų įtampos kritimas nuo ~ 3,0 V esant srovėms ~ 10 mA iki ~ 3,5 V esant 100 mA. Taigi jie negali būti tiesiogiai prijungti prie 5 V, tiekiamo USB maitinimo banko. Lengviausias sprendimas yra nuosekliai prijungti kiekvieną šviesos diodą prie rezistoriaus. Šio rezistoriaus vertė lemia srovę per šviesos diodą, taigi ir ryškumą. Tikslią šviesos diodo su rezistoriumi srovę sunku apskaičiuoti, tačiau ją lengva įvertinti ir paprasta išmatuoti.

Pvz., 1 kOhm rezistorius serijiniu būdu su baltu šviesos diodu reikš, kad srovė yra labai maža, todėl įtampos kritimas virš šviesos diodo yra ~ 2,9 V, o rezistorius lieka 2,1 V, taigi ir 2,1 mA srovė per rezistorius ir tas pats 2,1 mA per LED. 100 omų rezistorius sukeltų 21 mA, jei šviesos diodo įtampos kritimas išliktų 2,9 V, tačiau greičiausiai jis padidės iki 3,0 V, o rezistorius liks „tik“2,0 V, o per LED - 20 mA. Naudojant 10 omų rezistorių, srovė būtų 200 mA, jei šviesos diodų įtampos kritimas būtų 3,0 V, tačiau greičiausiai jis padidės iki 3,4 V, o likęs 1,6 V kritimas ant rezistoriaus suteikia 160 mA srovę, kuri yra šiek tiek didesnė už vardinė srovė.

Taigi galite pamanyti, kad norint pagaminti stiprią lempą iš 5 V 1A maitinimo šaltinio, pakaktų lygiagrečiai įdėti 6 arba 7 0,5 W šviesos diodus, kurių kiekvienas turi 10 omų serijos rezistorių. Kiekvienas šviesos diodas sunaudotų 160 mA*3,4 V = 0,54 W, o kiekvienas rezistorius - 160 mA*1,5 V = 0,24 W. Tai yra artima šviesos diodo specifikacijai ir 1/4 W rezistoriaus specifikacijai. Bet jei tai išbandysite, pamatysite, kad tiek šviesos diodas, tiek rezistorius labai įkaista (~ 100C). Dar daugiau, jei visus šiuos komponentus pastatysite arti vienas kito. Jei nesinaudosite radiatoriumi ir ventiliatoriumi, jie greičiausiai mirs ir sukels daug toksiškų dūmų.

Taigi aš išbandžiau šias sąrankas:

10 šviesos diodų su 22 omų serijos rezistoriais. Aš matau 1,4 V kritimą per rezistorius, todėl srovė yra 64 mA per LED, iš viso 0,64 A. Netoliese sumontuoti šviesos diodai ir rezistoriai tampa tokie įkaitę, kad juos skauda prisilietus, tačiau jie netirpsta ir nedega ir yra maloni kompaktiška lemputė, skirta retkarčiais naudoti.

24 šviesos diodai su 47 omų serijos rezistoriais. Aš matau 1,7 V kritimą per rezistorius, todėl srovė yra 36 mA per LED, iš viso 0,86 A. Po kurio laiko viskas įkaista. Įdomu tai, kad rezistoriai jaučiasi karštesni nei šviesos diodai, nepaisant to, kad jie sunaudoja daugiau energijos ir yra mažesni. Galbūt šviesos diodai sugeba spinduliuoti didelę dalį savo energijos kaip šviesa? Aš jo nenaudočiau palapinėje, nes pasiekta temperatūra gali būti skausminga ir netyčia uždengta gali pakilti iki pavojingo lygio.

40 šviesos diodų su 100 omų serijos rezistoriais. Aš matau 1,9 V kritimą per rezistorius, todėl srovė yra 19 mA per LED, iš viso 0,76 A. Pastebimai šilta, bet tikrai ne karšta. Tai yra puiki lempa, panaši į 3 W LED lemputę (arba 30 W kaitrinę lemputę). Labai naudinga fotografuojant mažus objektus, litavimo ar remonto darbus, taip pat apšviečiant kepsninę arba kaip avarinė lemputė namuose, kelyje ar stovyklavietėje.

2 žingsnis: reikalingi komponentai

Instrukcijos yra skirtos 40 LED skydeliui su 100 omų serijos rezistoriais, kurie, mano manymu, yra ryškiausi ir saugiausi. Visas dalykas man užtruko apie valandą, kol lituodavau, bet, tiesa, tai įvyko po to, kai įgijau patirties ir šiek tiek pasitikėjimo dviem kitomis lentos versijomis.

Reikalingi komponentai (bendra kaina: mažiau nei 1 euras, jei perkama pusiau urmu)

• 40 baltų SMD „5730“šviesos diodų
• 40 100 omų rezistoriai, 1/4 W
• 1 5x7 cm prototipo lenta. Vienpusis, 18x24 skylių.
• 1 vyrų USB jungtis.

Įrankiai: lituoklis, lituoklis, pincetas.

Šviesos diodai turi poliškumą. Iš tolo jų išvaizda gali atrodyti simetriška, tačiau atidžiai apžiūrėję pamatysite keletą skirtumų. Labiausiai naudinga yra geltona priekinė pusė: yra ovali dalis, kuri iš tikrųjų šviečia, tačiau vienoje pusėje yra linija. Tai yra neigiama pusė, kaip ir diodų, elektrolitinių kondensatorių ir kt.

3 žingsnis: statybos instrukcijos

Pradėkite 40 dėti litavimo taškus toje vietoje, kur šviesos diodai jungiasi prie žemės. Tada lituokite šviesos diodus su jų minuso puse ant litavimo dėmės: laikykite šviesos diodą su pincetu, ištirpinkite litavimo lizdą ir perkelkite šviesos diodą į skystą dėmę. Įsitikinkite, kad skylėje pliusinėje šviesos diodo pusėje yra šiek tiek vietos rezistoriaus laidui pervesti.

Po vieną pritvirtinkite rezistorius ant galinės plokštės pusės, laikydamiesi įprasto modelio, pavaizduoto paveikslėlyje. Lituokite vieną pusę prie šviesos diodo pliuso, o kitą pusę - prie plokštės centro. Nupjaukite perteklinius laidus ant žemės, bet palikite juos pliusinėje pusėje.

Pabaigoje taip pat prijunkite visus pliusinius laidus. Dabar tinkamas laikas patikrinti, ar veikia visi šviesos diodai. Radau, kad kai multimetras yra nustatytas 200 omų, šviesos diodai šiek tiek užsidega, bet pakankamai aiškiai, kad pamatytumėte, ar vienas nėra gerai prijungtas. Naudokite kai kuriuos perteklinius laidus, kad sujungtumėte visus abiejų minuso bėgių taškus.

Dabar prijunkite USB jungtį. Aš uždėjau keturias lituoklio ląsteles ir lituosiu visus keturis kaiščius prie plokštės, kad jungtis būtų gerai pritvirtinta prie plokštės. Žvelgiant iš viršaus, kairysis kaištis yra pliusas, o dešinysis - minusas ir turėtų būti prijungtas prie atitinkamų bėgelių. Du centriniai kaiščiai skirti duomenims, todėl nenaudojami. Jungtis su kairiuoju antžeminiu bėgeliu turėtų vykti iš užpakalinės pusės, kad ji galėtų kirsti pliusinį bėgelį centre. Dabar galite tai išbandyti maitinimo banke ir, jei viskas gerai užsidega, viskas gerai!

4 žingsnis: našumas

Žinomai sunku parodyti, kokia stipri yra šviesa: automatinė fotoaparato ekspozicija reiškia, kad kuo stipresnė šviesa, tuo mažesnė ekspozicija. Nuotraukos, padarytos „beprotiškai ryškaus žibintuvėlio“, yra gana menkos. Nepaisant to, manau, kad aukščiau pateiktas paveikslas suteikia sąžiningą idėją: netoliese jis yra labai ryškus, bet taip pat gerai apšviečia už poros metrų. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad apšvietimas yra labai vienalytis, nes šie SMD šviesos diodai, priešingai nei akriliniai šviesos diodai, neturi fokusavimo lęšių.

Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas: jei jums patinka šios instrukcijos, apsvarstykite galimybę balsuoti už tai konkurse „Padaryk švytėjimą“!