USB Floodlight: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Nagsimula ito bilang isang kasanayan sa SMD (ibabaw na aparato na mount) na paghihinang sa karaniwang mga prototype board, at nagresulta sa isang napakaliwanag na ilaw na pinapatakbo ng USB na pinapatakbo ng USB, mahusay para sa kamping o emergency na ilaw.

Karamihan sa mga modernong LED light bombilya ay naglalaman ng loob ng mga SMD LED chip. Ang mga chips na ito ay gawa sa masa, napaka mura at magagamit sa hobbyist sa napakababang presyo. Bumili ako ng 200 ng 5730 na uri para sa 1 EURO. Ipinapahiwatig ng numero ng 4 na digit ang kanilang laki: 5.7x3.0mm. Na-rate ang mga ito para sa 0.5W (~ 140mA sa 3.5V) bawat isa, kahit na mangangailangan sila ng heatsink upang magpatakbo ng tuloy-tuloy sa lakas na iyon. Nang walang heatsink, dapat silang patakbuhin sa isang mas mababang kasalukuyang, o maaaring patakbuhin sa pulsed mode sa buong kasalukuyang, halimbawa sa multiplexed o stroboscopic mode.

Ang mga tagubilin na ito ay nagdedetalye kung paano gumawa ng ilaw na pinalakas ng USB, ngunit ang mababang presyo at maliit na sukat ay nangangahulugan na maaari silang magamit para sa maraming iba pang mga application, tulad ng mga display na 7-segment ng DIY, mga ilaw ng mood, palaguin ang mga ilaw, projector, pagguhit ng mesa o anumang pasadyang mga solusyon sa ilaw.

Ang mga karaniwang USB power bank ay naghahatid ng 5V 1A, at ang mas malalaki ay maaaring maghatid ng 2A. Ang disenyo na ipinakita dito ay para sa 1A, kaya gagana ito sa anumang power bank, ngunit sa pagdoble ng bilang ng mga LED maaari kang gumawa ng isa para sa 2A.

Hakbang 1: Teorya

Taliwas sa makalumang maliwanag na maliwanag na ilaw, ang pagbagsak ng boltahe sa isang LED ay maliit na nakasalalay sa kasalukuyang. Ang pagbagsak ng boltahe para sa mataas na kasalukuyang mga puting LED ay mula sa ~ 3.0V sa mga alon ~ 10mA hanggang ~ 3.5V sa 100mA. Kaya't hindi sila makakonekta nang direkta sa 5V na naihatid ng isang USB power bank. Ang pinakamadaling solusyon ay upang ikonekta ang bawat LED sa serye na may isang risistor. Ang halaga ng risistor na ito ay tumutukoy sa kasalukuyang sa pamamagitan ng LED, at sa gayon ang ningning. Ang eksaktong kasalukuyang ng isang LED na may risistor ay mahirap makalkula, ngunit madaling tantyahin, at prangka upang sukatin.

Halimbawa risistor, at ang parehong 2.1mA sa pamamagitan ng LED. Ang isang 100 Ohm risistor ay magreresulta sa 21 mA kung ang boltahe na drop ng LED ay mananatili sa 2.9V, ngunit ito ay malamang na tumaas sa 3.0V, na iniiwan ang 'lamang' 2.0V sa ibabaw ng risistor at sa gayon ay 20mA sa pamamagitan ng LED. Sa pamamagitan ng isang 10 Ohm risistor, ang kasalukuyang magiging 200mA kung ang LED boltahe drop ay 3.0V, ngunit ito ay malamang na tumaas sa 3.4V, at ang natitirang 1.6V drop sa risistor ay nagbibigay ng isang kasalukuyang 160 mA, na kung saan ay bahagyang sa itaas ng kasalukuyang nominal.

Kaya maaari mong isipin na upang makagawa ng isang malakas na ilawan mula sa isang supply ng 5V 1A, sapat na upang ilagay sa parallel 6 o 7 0.5W LEDs, bawat isa ay may isang resistor na 10 Ohm series. Ang bawat LED ay ubusin 160mA * 3.4V = 0.54W at ang bawat resistor 160mA * 1.5V = 0.24W. Malapit iyon sa spec para sa LED at sa loob ng spec para sa isang 1 / 4W resistor. Ngunit kung susubukan mo ito makikita mo na ang parehong LED at ang risistor ay nagiging napakainit (~ 100C). Kahit na higit pa kung inilagay mo ang lahat ng mga sangkap na ito sa bawat isa. Maliban kung isang heatsink at isang fan ang gagamitin, malamang na mamatay sila, at makagawa ng maraming nakakalason na usok sa proseso.

Kaya't sinubukan ko ang mga sumusunod na pag-setup:

10 LEDs na may 22 Ohm series resistors. Sinusukat ko ang 1.4V drop sa mga resistors, kaya ang kasalukuyang 64mA bawat LED, 0.64A kabuuan. Sa mga LED at resistors na naka-mount malapit dito ay napakainit na masakit ito kapag hinawakan, ngunit hindi ito natutunaw o nasusunog at ito ay isang magandang compact light para sa paminsan-minsang paggamit.

24 LEDs na may 47 Ohm series resistors. Sinusukat ko ang 1.7V drop sa mga resistors, kaya ang kasalukuyang 36mA bawat LED, 0.86A kabuuan. Nag-iinit ang mga bagay pagkatapos ng ilang oras. Kapansin-pansin, ang mga resistors ay pakiramdam na mas mainit kaysa sa mga LED, sa kabila ng pag-ubos ng mas maraming lakas at pagiging maliit. Marahil ay ang mga LED na namamahala upang mag-radiate ang layo ng isang malaking bahagi ng kanilang enerhiya bilang ilaw? Hindi ko ito gagamitin sa isang tent dahil ang temperatura na naabot ay maaaring maging masakit at maaaring itaas sa mapanganib na antas kung hindi sinasadyang masakop.

40 LEDs na may 100 Ohm series resistors. Sinusukat ko ang 1.9V drop sa mga resistors, kaya ang kasalukuyang 19mA bawat LED, 0.76A kabuuan. Napapansin itong mainit, ngunit tiyak na hindi mainit. Gumagawa ito ng isang mahusay na lampara, katulad ng isang 3W LED bombilya (o 30W bombilya na maliwanag na maliwanag). Napaka-kapaki-pakinabang para sa pagkuha ng litrato ng maliliit na bagay, paghihinang o pag-aayos ng mga trabaho, ngunit din ang pag-iilaw ng BBQ o bilang isang emergency light sa bahay, sa kalsada o sa kamping.

Hakbang 2: Kinakailangan na Mga Sangkap

Ang mga tagubilin ay para sa 40 LED panel na may 100 Ohm series resistors, na sa palagay ko ay ang pinakamaliwanag at pinakaligtas. Ang buong bagay ay tumagal sa akin ng humigit-kumulang isang oras upang maghinang, ngunit aminin na iyon ay pagkatapos na nakakuha ako ng ilang karanasan at ilang kumpiyansa sa dalawang iba pang mga bersyon ng lupon.

Mga kinakailangang sangkap (Kabuuang gastos: mas mababa sa 1 euro kung binili sa semi-maramihan)

• 40 puting SMD '5730' LEDs
• 40 100 Ohm resistors, 1 / 4W
• 1 5x7cm prototype board. Single-panig, 18x24 butas.
• 1 lalaking konektor ng USB.

Mga tool: isang soldering iron, solder, tweezer.

Ang mga LED ay may polarity. Mula sa isang malayo ang kanilang hitsura ay maaaring mukhang simetriko, ngunit sa malapit na inspeksyon makikita mo ang maraming mga pagkakaiba. Ang pinaka-kapaki-pakinabang ay nasa dilaw na front-side: mayroong ang hugis-itlog na bahagi na talagang ilaw, ngunit ang isang gilid ay naglalaman ng bilang karagdagan sa isang linya. Iyon ang negatibong bahagi, tulad din ng mga diode, electrolytic capacitor atbp.

Hakbang 3: Mga Tagubilin sa Pagbuo

Simulan ang 40 paglalagay ng mga bloke ng panghinang sa lugar kung saan kumokonekta sa lupa ang mga LED. Susunod, maghinang ang mga LED sa kanilang minus na bahagi sa solder blob: hawakan ang LED gamit ang tweezers, matunaw ang solder blob at ilipat ang LED sa likido na patak. Siguraduhin na ang butas sa plus-side ng LED ay may ilang natitirang puwang upang mailagay ang resistor lead.

Isa-isa, i-mount ang mga resistors sa likurang bahagi ng pisara, na sinusundan ang regular na pattern na ipinakita sa larawan. Maghinang ng isang gilid sa plus ng LED, at ang kabilang panig sa gitna ng board. Putulin ang labis na mga lead sa ground side, ngunit iwanan ang mga ito sa plus side.

Sa huli, magkonekta din kasama ang lahat ng mga plus-side lead. Ngayon ay isang magandang panahon upang subukan kung gumagana ang lahat ng mga LED. Natagpuan ko na sa multimeter na nakatakda sa setting ng 200 Ohm, ang mga LEDs ay bahagyang nagliwanag, ngunit malinaw na sapat upang makita kung ang isa ay hindi konektado nang maayos. Gumamit ng ilan sa labis na mga lead upang ikonekta ang lahat ng mga puntos ng parehong minus daang-bakal nang magkasama.

Ngayon ikabit ang konektor ng USB. Naglagay ako ng apat na bloke ng solder at na-solder ang lahat ng apat na mga pin sa board, upang ang konektor ay mahusay na nasiguro sa board. Nakita mula sa itaas, ang kaliwang pin ay plus at ang kanang pin ay minus, at dapat na konektado sa kani-kanilang daang-bakal. Ang dalawang gitnang pin ay para sa data at sa gayon ay hindi nagamit. Ang koneksyon sa kaliwang ground rail ay dapat na mula sa likurang bahagi upang payagan itong tumawid sa plus rail sa gitna. Maaari mo na ngayong subukan ito sa isang power bank at kung lahat ng mga ilaw ay magaling tapos ka na!

Hakbang 4: Pagganap

Ito ay kilalang mahirap ipakita kung gaano kalakas ang ilaw: ang autoexposure ng isang photo camera ay nangangahulugang mas malakas ang ilaw, mas kaunti ang pagkakalantad. Ang mga larawang kinunan ng pagganap ng 'insanely bright torch' ay medyo underwhelming. Gayunpaman, sa palagay ko ang larawan sa itaas ay nagbibigay ng isang matapat na ideya: malapit na ito ay napaka-maliwanag, ngunit ito rin ay nag-iilaw ng maayos ng ilang metro ang layo. Pansinin din na ang mga pag-iilaw ay napaka-homogenous, dahil ang mga SMD LED na ito, salungat sa acrylic LEDs, ay walang pokus na lens.

Panghuli ngunit hindi pa huli, kung gusto mo ang mga tagubiling ito, mangyaring isaalang-alang na iboto ito sa paligsahan na 'Gawin itong Glow'!