USB kištukas: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje instrukcijoje aš jums parodysiu, kaip padaryti itin šviesų, USB maitinamą šviesos diodą su kompaktišku formatu, kurį aš su meile pavadinau „The Plugbulb“.

Šią mažą lemputę galima prijungti prie bet kurio USB lizdo. Puikiai tinka paversti nešiojamą energijos banką į galingą, ilgaamžį žibintuvėlį!

1 žingsnis: Ingredientai

Pradėkime nuo medžiagų. Vienam kištukui reikia:

• USB kištukas (geriausia iš nutrūkusio kabelio)
• 3W LED lemputė
• LED radiatorius
• 2 šviesos diodai, nešviečiantys įvairios (turėtų būti bet kokios rūšies) ARBA 5 omų, 1/2 W rezistorius
• jūsų mėgstamiausias plastikinio butelio dangtelis (čia mano)
• 1/2 pakelio „Sugru“(ar panašaus)
• mažas, nedidelis kiekis šiluminio junginio

Kartu su šiais įrankiais:

• lituoklis ir lituoklis
• karštas klijų pistoletas
• replės
• pirštai

Nedvejodami išplėskite savo receptą, kaip norite didesnėms „Plugbulb“partijoms.

2 veiksmas: nuplėškite tą USB jungtį

Būkite atsargūs, kad išsaugotumėte bent porą colių laidų. Pastebėjau, kad replės puikiai atitraukė plastiką. Tai gali priklausyti nuo jūsų kabelį supančio plastiko. Taip pat gera idėja naudoti tą, kurio laidas išeina iš kištuko galo, o ne šone.

3 žingsnis: sukurkite LED grandinę, pirmoji dalis

Čia yra techninė dalis. Aš ketinu pasinerti į kai kurias teorijas tiems, kurie nori suprasti, kaip kurti naudojant maitinimo šviesos diodus. Tiems, kurie norėtų tiesiog tęsti projektą, kad galėtumėte pradėti apakinti savo draugus savo šauniu nauju žibintuvėliu, nedvejodami pereikite prie kito žingsnio.

Diodus iš pradžių gali būti sudėtinga projektuoti, nes jie yra nelinijiniai įrenginiai. Tai reiškia, kad įtampa ir srovė nėra tiesiškai proporcingos, kaip rezistoriuose. Pirmame paveikslėlyje, pateiktame https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semicon…, parodyta tipinė diodo IV kreivė arba srovės ir įtampos santykis.

Šviesos diodai yra specialūs diodai, skirti skleisti tam tikrą šviesos bangos ilgį. Didelės galios šviesos diodai, su kuriais dirbsime, turės panašią kreivę, kaip nurodyta aukščiau, išskyrus tai, kad eksponentinis nuolydis yra pailgas horizontaliai (lenkimas aukštyn nukreipiamas aukštesnės įtampos link). Antrasis paveikslėlis aukščiau yra kreivė, kurią sukūriau su duomenimis, kuriuos surinkau tyrinėdama šiame projekte naudojamų 3W šviesos diodų charakteristikas (tas pačias, su kuriomis susiejau, bet spėčiau, kad visi 3W balti šviesos diodai atrodys gana panašiai).

Atlikdamas bandymus nustatiau, kad nuo 200 iki 500 mA, atrodo, užtikrina geriausią ryškumo ir energijos suvartojimo pusiausvyrą. Virš 500, didėjant srovei, ryškumo padidėjimas yra minimalus. Žemiau nei 200 šviesos diodas nėra toks ryškus, koks gali būti. Taigi pakankamai lengva. Jei norime perduoti tam tikrą srovės kiekį, mums tereikia sekti kreivę ir rasti ją atitinkančią įtampą. Jei maitinčiau jį reguliuojamo įtampos šaltiniu ir galėčiau surinkti tą konkrečią įtampą, tai tikrai būtų taip paprasta.

Sudėtinga dalis atsiranda, kai norite maitinti iš šaltinio be tinkamos įtampos. Šiame projekte norime maitinti šviesos diodą nuo 5 voltų. Jei prijungsime šviesos diodą tiesiai prie 5 voltų, per jį pumpuosime per daug srovės ir ji akimirksniu sudegs. Taigi, kaip apriboti srovę?

Turime keletą variantų. Galėtume naudoti įtampos ar srovės reguliatoriaus IC, o kai kurie gali teigti, kad tai yra geriausias būdas atlikti šią užduotį. Tačiau dydis yra šio projekto apribojimas, todėl mums reikia kažko mažesnio. Laimei, kadangi mes jį išjungiame iš stabilaus, reguliuojamo 5 voltų šaltinio (kaip paprastai yra USB maitinimo šaltiniai), mes galime tiesiog naudoti diodus ir (arba) rezistorius, kad įjungtume reikiamą srovę/įtampą.

Pirmiausia aprašysiu, kaip teisingai pasirinkti rezistorius, nors savo konstrukcijoje pasirinkau naudoti diodų metodą. Norėdami nustatyti tinkamo rezistoriaus dydį, paimkime norimą srovę, tarkime, 300 mA, ir įtampą, kurią matys rezistorius, 5V-VLED, kur VLED yra įtampa per LED esant 300 mA (naudojant mūsų grafiką) ir naudojant omų įstatymą (V /I = R) apskaičiuoti. Grafike matome, kad esant 300 mA, šviesos diodas sumažėja apie 3,25 V. Todėl mūsų rezistorius nukris 5-3,25 = 1,75V. Naudojant omų įstatymą, mūsų rezistorius turėtų būti 1,75 V/300 mA = 5,83 omų.

Jei jūsų šviesos diodas neturi gražios IV kreivės, visada galite pasinaudoti matematika, tačiau ji nėra graži. Paskutinis vaizdas, kurį pridėjau prie šio žingsnio, yra tipinės diodo IV kreivės lygtis. Mes galime sujungti šią lygtį su rezistoriaus omų dėsniu (V = IR) ir išspręsti R (jei žinote šviesos diodo soties srovę). Mes žinome, kad I yra lygūs, o V turi pridėti prie 5. Dvi lygtys, dvi nežinomos. Bet žiauru … tiesa?

Trumpai tariant, maždaug 5 omų rezistorius tai padarys. Tačiau taip pat turite atsižvelgti į energijos išsklaidymą. 5 omai, esant 300 mA, išsklaidys.3^2*5 =.45W šilumos, todėl mums reikia 1/2 W rezistoriaus. 5 omai yra nepatogus rezistoriaus dydis, tačiau mes galime tai padaryti lygiagrečiai naudojant dažniau prieinamus rezistorius, pvz., Du 10 omų rezistorius arba keturis 20 omų rezistorius. Jei atliksite šį metodą, įsitikinkite, kad jūsų rezistoriai yra 1/4 W arba, pageidautina, dar didesni, atsižvelgiant į priimtiną galios išsklaidymą, kitaip jie gali perkaisti ir tapti pavojingi.

Kitas variantas yra naudoti diodus įtampai sumažinti. Sakoma, kad standartinis diodas sumažina 0,7 volto įtampą, tačiau taip nėra. Esant didesnėms srovėms, jis šiek tiek sumažės, o mažesnėms srovėms - šiek tiek mažiau. Tai reiškia, kad du diodai nuosekliai nukris kažkur apie 1,4 V. Mūsų grandinėje tai paliktų 3,6 V mūsų šviesos diodui, kuris pagal mūsų grafiką turėtų praeiti maždaug 500 mA. Nors tai yra šiek tiek aukšta, jis yra diapazone, kurio ieškojau, ir pridėjus trečiąjį diodą nuosekliai, įtampa sumažėtų per žemai (~ 2,9 V). Be to, praleidžiant tiek daug srovės per diodus, tikėtina, kad įtampos kritimas bus šiek tiek didesnis nei.7, todėl sistema suras pusiausvyrą esant šiek tiek mažesnei srovei. Vėlgi, tai galima tiksliau išspręsti naudojant matematiką, jei turėtumėte visas diodų detales, bet aš naudojau paprastesnį metodą - reguliuojamą įtampos reguliatorių. Aš ką tik pridėjau du diodus (nes tai buvo mano svečių įvertinimas) ir pamažu įjungiau įtampą matuojant srovę. Kai pasiekiau 5 voltų įtampą, jis traukė kažkur apie 400 mA. Puikus.

Jei naudojate kitą diodą ir du neveikia, galite pridėti arba atimti diodus ar net išbandyti skirtingus diodus su skirtingu įtampos kritimu. Arba galite naudoti rezistorius, jei turite tinkamas vertes. Aš neįsivaizduoju jokios priežasties, kodėl vienas metodas būtų geresnis už kitą, bet jei galite, norėčiau sužinoti apie tai komentaruose.

Dar viena šalutinė pastaba tiems, kurie žaidžia su didelės galios šviesos diodais: Distiliuotas vanduo yra puiki šilumos kriauklė! Kol bandžiau šių šviesos diodų ribas, visiškai panardinau juos į distiliuotą vandenį. Distiliuotas vanduo yra izoliatorius (na, labiau panašus į labai, labai silpną laidininką), todėl jis yra saugus elektronikai. NENAUDOKITE vandentiekio vandens, nes ištirpę mineralai daro jį laidžiu. Kaip visada, naudokitės sveiku protu ir būkite atsargūs, tačiau tai gali būti naudingas triukas.

4 žingsnis: sukurkite LED grandinę, antra dalis

Dabar atėjo laikas lituoti pagrindinę grandinę.

Uždėkite šiluminio mišinio užtepėlę ant radiatoriaus centro, tada paspauskite ant jo šviesos diodą. Tai padės išlaikyti šviesos diodą vietoje, kol jį lituosite prie šilumos kriauklės. Dabar daryk tai. Lituokite šviesos diodą prie radiatoriaus.

Tada nuosekliai lituokite šviesos diodą ir du diodus (arba 5 omų rezistorių). Atminkite, kad diodai yra poliarizuoti, todėl įsitikinkite, kad visi jie nukreipti ta pačia kryptimi, kitaip jūsų lemputė neįsijungs. Diodai paprastai turi sidabrinę juostą, rodančią žemos įtampos pusę. Įsitikinkite, kad jie visi eina į grandinę su šia juostele toje pusėje, kuri yra toliau nuo jūsų 5 V šaltinio. Šviesos diodas taip pat yra diodas, tai reiškia, kad jis taip pat yra kryptinis. Įsitikinkite, kad tai taip pat nukreipta teisinga kryptimi. Paprastai jie turi ženklą ant mažų laidų. Jei neturite, naudokite žemos įtampos šaltinį (~ 2–3 V, dvi AA baterijos, veikiančios nuosekliai). Nesugadinsite šviesos diodo, prijungę jį atgal, jis tiesiog neveiks.

Prie radiatoriaus galinės dalies pridėjau šiek tiek elektros juostos, tada užkišau diodus. Nesvarbu, kokia tvarka šie komponentai patenka į grandinę, jei jie visi nukreipti teisinga kryptimi.

5 veiksmas: prijunkite lizdą

Dabar lituokite USB lizdą prie grandinės. Viskas, ko jums reikia, yra maitinimas (raudonas) ir bendri (juodi) laidai iš USB. Kitus galite apkarpyti (tačiau būkite atsargūs, kad jų netrumpintumėte, kad nepažeistumėte įrenginio, prie kurio prijungėte). Pabandykite tai padaryti kuo mažiau pertekliaus laiduose.

Dabar naudokite karštus klijus, kad visa tai laikytumėte.

6 žingsnis: išpjaukite skylę butelio dangtelyje

Taip, aš žinau, kad tai tavo mėgstamiausia, bet mes turime tai padaryti.

Butelio dangtelio gale turime padaryti plyšį, kad USB kištukas galėtų praslysti. Radau, kad galiu naudoti gręžtuvą, kad išgręžčiau dvi skylutes viena šalia kitos, kurios yra tinkamo pločio, ir tada pjovimo judesiu su grąžtu jas sujungti, sudarydami plyšį. Esu tikras, kad yra geresnių metodų ir geresnių įrankių, ir aš norėčiau apie juos sužinoti komentaruose!

7 žingsnis: pridėkite buteliuko dangtelį

Dabar stumkite lizdą per plyšį, kurį padarėte buteliuko dangtelyje, ir pridėkite dar šiek tiek karštų klijų, kad jis laikytų savo vietą.

8 žingsnis: pridėkite „Sugru“

Naudokite „Sugru“, kad gražiai užsandarintumėte lizdo viršutinę dalį ir paslėptumėte išvaizdą. Ši medžiaga taip pat veikia kaip klijai, todėl ji taps patvaresnė.

9 žingsnis: Mėgaukitės

Štai! Kištukinė lemputė!

Šios lemputės sunaudoja mažiau energijos nei įkraunant išmanųjį telefoną, todėl jas turėtų būti galima maitinti beveik iš bet kurios jūsų turimos USB baterijos. Puikiai tinka avariniam apšvietimui ar kelionei į kempingą. Turėdami didelę bateriją, jie veiks dešimtis valandų!

Laimingas kūrimas!