Mwangaza wa umeme wa USB: Hatua 4

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Hii ilianza kama mazoezi katika SMD (kifaa cha juu cha mlima) kwenye bodi za mfano, na ilisababisha taa kali ya mafuriko yenye nguvu ya USB, nzuri kwa kambi au taa za dharura.

Balbu nyingi za kisasa za taa za LED zina ndani ya chips za ndani za SMD. Chips hizi zimetengenezwa kwa wingi, bei rahisi sana na hupatikana kwa hobbyist kwa bei ya chini sana. Nilinunua aina 200 kati ya 5730 kwa 1 EURO. Nambari ya nambari 4 inaonyesha saizi yao: 5.7x3.0mm. Zinapimwa kwa 0.5W (~ 140mA kwa 3.5V) kila moja, ingawa itahitaji heatsink ili kuendelea kuendelea kwa nguvu hiyo. Bila heatsink, zinapaswa kuendeshwa kwa kiwango cha chini sana, au zinaweza kuendeshwa kwa hali ya kupigwa kwa sasa kamili, kwa mfano katika hali ya multiplexed au stroboscopic.

Maagizo haya yanaelezea jinsi ya kutengeneza taa ya mafuriko yenye nguvu ya USB, lakini bei ya chini na saizi ndogo inamaanisha kuwa zinaweza kutumika kwa matumizi mengine mengi, kama vile maonyesho ya sehemu 7 za DIY, taa za mhemko, taa za kukua, projekta, meza za kuchora au yoyote suluhisho za taa za kawaida.

Benki za umeme za kawaida za USB hutoa 5V 1A, na zile kubwa zinaweza kutoa 2A. Ubunifu uliowasilishwa hapa ni wa 1A, kwa hivyo itafanya kazi katika benki yoyote ya nguvu, lakini kwa kuongeza idadi ya LED mara mbili unaweza kutengeneza 2A.

Hatua ya 1: Nadharia

Kinyume na taa ya zamani ya incandescent, kushuka kwa voltage kwenye LED kunategemea kidogo sana kwa sasa. Kushuka kwa voltage kwa LED nyeupe za sasa za juu huenda kutoka ~ 3.0V kwa mikondo ~ 10mA hadi ~ 3.5V kwa 100mA. Kwa hivyo hawawezi kushikamana moja kwa moja na 5V iliyotolewa na benki ya umeme ya USB. Suluhisho rahisi ni kuunganisha kila LED katika safu na kontena. Thamani ya kikaidi hiki huamua sasa kupitia LED, na kwa hivyo mwangaza. Sasa halisi ya LED iliyo na kontena ni ngumu kuhesabu, lakini ni rahisi kukadiria, na moja kwa moja kupima.

Kwa mfano, kipinzani cha 1 kOhm mfululizo na mwangaza mweupe itamaanisha kuwa sasa ni ya chini sana, kwa hivyo kushuka kwa voltage juu ya LED ni ~ 2.9V, na kuacha 2.1V juu ya kontena, na kwa hivyo sasa ya 2.1mA kupitia resistor, na 2.1mA sawa kupitia LED. Kinzani ya 100 Ohm itasababisha 21 mA ikiwa kushuka kwa voltage ya LED kungekaa 2.9V, lakini kuna uwezekano wa kuongezeka hadi 3.0V, ikiacha 'tu' 2.0V juu ya kontena na kwa hivyo 20mA kupitia LED. Pamoja na kontena la 10 Ohm, sasa itakuwa 200mA ikiwa kushuka kwa voltage ya LED kulikuwa na 3.0V, lakini kuna uwezekano wa kuongezeka hadi 3.4V, na kushuka kwa 1.6V iliyobaki kwenye kontena kunatoa sasa ya 160 mA, ambayo iko juu kidogo ya nominella sasa.

Kwa hivyo unaweza kufikiria kuwa kutengeneza taa yenye nguvu kutoka kwa usambazaji wa 5V 1A, itatosha kuweka sawa na 6 au 7 0.5W LEDs, kila moja ikiwa na kontena la safu ya 10 Ohm. Kila LED ingetumia 160mA * 3.4V = 0.54W na kila kinzani 160mA * 1.5V = 0.24W. Hiyo ni karibu na spec kwa LED na ndani ya spec kwa kipinzani cha 1 / 4W. Lakini ukijaribu hii utaona kuwa wote LED na kontena hupata moto sana (~ 100C). Hata zaidi ikiwa unaweka vifaa hivi karibu. Isipokuwa heatsink na shabiki zinatumiwa, zinaweza kufa, na kutoa moshi mwingi wa sumu katika mchakato.

Kwa hivyo nimejaribu mipangilio ifuatayo:

LED 10 zilizo na vipinga 22 mfululizo. Mimi kupima 1.4V tone juu ya resistors, hivyo sasa ni 64mA kwa LED, 0.64A jumla. Pamoja na taa za taa na vipinga vilivyowekwa karibu nayo hupata moto sana hivi kwamba huumiza ukigusa, lakini haina kuyeyuka au kuwaka na ni taa nzuri ya kompakt kwa matumizi ya mara kwa mara.

LED 24 na vipingaji vya safu ya 47 Ohm. Mimi kupima 1.7V tone juu ya resistors, hivyo sasa ni 36mA kwa LED, 0.86A jumla. Vitu hufanya joto baada ya muda fulani. Kwa kufurahisha, wapinzani wanahisi moto zaidi kuliko LED, licha ya kutumia nguvu zaidi na kuwa ndogo. Labda taa za LED zinasimamia kutoa sehemu kubwa ya nishati yao kama nuru? Siwezi kuitumia kwenye hema kwa kuwa hali ya joto iliyofikiwa inaweza kuwa chungu na inaweza kuongezeka hadi kiwango hatari ikiwa imefunikwa kwa bahati mbaya.

LED 40 zilizo na vipinga 100 mfululizo. Mimi kupima 1.9V tone juu ya resistors, hivyo sasa ni 19mA kwa LED, 0.76A jumla. Inapata joto kali, lakini sio moto. Hii inafanya taa kubwa, sawa na balbu ya 3W ya LED (au balbu ya incandescent 30W). Muhimu sana kwa upigaji picha ya vitu vidogo, kutengeneza au kutengeneza kazi, lakini pia kuwasha BBQ au kama taa ya dharura nyumbani, barabarani au kwenye kambi.

Hatua ya 2: Vipengele vinavyohitajika

Maagizo ni ya jopo la 40 la LED na vipingaji vya safu ya 100 Ohm, ambayo nadhani ni bora zaidi na salama. Jambo kamili lilinichukua kama saa moja kwa kuuza, lakini kwa hakika hiyo ilikuwa baada ya kupata uzoefu na ujasiri fulani na matoleo mengine mawili ya bodi.

Vipengele vinavyohitajika (Jumla ya gharama: chini ya euro 1 ikiwa imenunuliwa kwa nusu ya jumla)

• Taa 40 nyeupe za SMD '5730'
• Vipinga 40 Ohm, 1 / 4W
• 1 5x7cm bodi ya mfano. Upande mmoja, mashimo 18x24.
• Kontakt 1 ya kiume ya USB.

Zana: chuma cha kutengeneza, solder, kibano.

LED zina polarity. Kwa mbali muonekano wao unaweza kuonekana ulinganifu, lakini ukichunguza kwa karibu utaona tofauti kadhaa. Ya muhimu zaidi iko upande wa mbele wa manjano: kuna sehemu ya mviringo ambayo inaangaza, lakini upande mmoja una laini ya kuongeza. Hiyo ni upande hasi, kama vile diode, capacitors electrolytic nk.

Hatua ya 3: Maagizo ya Ujenzi

Anza 40 kuweka matone ya solder mahali ambapo taa zinaunganisha ardhini. Ifuatayo, tengeneza LEDs na upande wao wa chini kwenye blob ya solder: shika LED na kibano, kuyeyuka blob ya solder na ubadilishe LED kwenye blob ya kioevu. Hakikisha kwamba shimo upande wa pamoja wa LED ina nafasi iliyoachwa ili kuweka kontena la kuongoza.

Moja kwa moja, weka vipinzani upande wa nyuma wa ubao, ukifuata muundo wa kawaida ulioonyeshwa kwenye picha. Solder upande mmoja kwa kuongeza ya LED, na upande mwingine katikati ya bodi. Kata vidokezo vya ziada kwenye upande wa ardhi, lakini uwaache kwa upande mzuri.

Mwishowe, unganisha pamoja pia miongozo yote ya pamoja. Sasa ni wakati mzuri wa kujaribu ikiwa LED zote zinafanya kazi. Niligundua kuwa na seti ya multimeter katika mpangilio wa 200 Ohm, taa za taa zinawaka kidogo, lakini dhahiri kutosha kuona ikiwa moja haijaunganishwa vizuri. Tumia baadhi ya visababishi vya ziada kuunganisha alama zote za reli zote mbili pamoja.

Sasa ambatisha kontakt USB. Niliweka matone manne ya solder na kuuza pini zote nne kwa bodi, ili kontakt iwe salama kwa bodi. Imeonekana kutoka juu, pini ya kushoto ni pamoja na pini ya kulia ni minus, na inapaswa kushikamana na reli husika. Pini mbili kuu ni za data na kwa hivyo hazitumiwi. Uunganisho wa reli ya ardhini ya kushoto inapaswa kwenda kutoka upande wa nyuma kuiruhusu kuvuka reli ya pamoja katikati. Sasa unaweza kuijaribu kwenye benki ya umeme na ikiwa taa zote zinawaka vizuri umemaliza!

Hatua ya 4: Utendaji

Ni ngumu sana kuonyesha kuwa taa ina nguvu gani: onyesho la kiotomatiki la kamera ya picha inamaanisha nguvu ya taa ni ndogo, mfiduo utakuwa chini. Picha zilizopigwa za utendaji wa "mwenge mkali mwendawazimu" ni duni sana. Walakini, nadhani picha hapo juu inatoa wazo la kweli: karibu ni mkali sana, lakini pia inaangazia mita kadhaa mbali. Angalia pia kwamba taa ni sawa sana, kwani hizi LED za SMD, kinyume na LED za akriliki, hazina lensi ya kuzingatia.

Mwishowe, ikiwa unapenda maagizo haya, tafadhali fikiria kuipigia kura kwenye shindano la 'Make it Glow'!