USB Floodlight: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See sai alguse tavapäraste prototüüpplaatide SMD (pinnale kinnitamise seade) jootmise praktikast ja selle tulemuseks oli väga ere kompaktne USB-toitega üleujutuste tuli, mis sobib suurepäraselt telkimiseks või turvavalgustuseks.

Enamik kaasaegseid LED -lambipirne sisaldab SMD LED -kiipe. Need kiibid on masstoodanguna valmistatud, väga odavad ja harrastajale väga madalate hindadega kättesaadavad. Ostsin 5730 tüübist 200 1 euro eest. Neljakohaline number näitab nende suurust: 5,7x3,0 mm. Nende võimsus on 0,5 W (~ 140 mA 3,5 V juures), kuigi nende võimsuse pidevaks töötamiseks on vaja jahutusradiaatorit. Ilma jahutusradiaatorita tuleks neid kas töötada palju väiksema vooluga või impulssrežiimis täisvoolul, näiteks multipleksitud või stroboskoopilises režiimis.

Selles juhendis kirjeldatakse üksikasjalikult, kuidas teha USB-toega tulvavalgustit, kuid madal hind ja väike suurus tähendavad, et neid saab kasutada paljude muude rakenduste jaoks, näiteks DIY 7-segmendiliste kuvarite, meeleoluvalgustite, kasvutulede, projektorite, joonistuslaudade või muude kohandatud valgustuslahendused.

Tavalised USB -toitepangad tarnivad 5 V 1A ja suuremad 2A. Siin esitatud disain on mõeldud 1A jaoks, seega töötab see igas toitepangas, kuid kahekordistades valgusdioodide arvu saate 2A jaoks ühe.

1. samm: teooria

Vastupidiselt vanaaegsele hõõglambile sõltub LED-i pingelangus voolust väga vähe. Suurepinge valgete LED-ide pingelangus ulatub ~ 3,0 V vooludest ~ 10 mA kuni ~ 3,5 V 100 mA juures. Seega ei saa neid ühendada otse USB -toitepanga tarnitud 5V -ga. Lihtsaim lahendus on ühendada iga LED järjestikku takisti abil. Selle takisti väärtus määrab LED -i kaudu voolu ja seega heleduse. Takistusega LED -i täpset voolu on raske arvutada, kuid seda on lihtne hinnata ja seda on lihtne mõõta.

Näiteks 1 kOhm takisti valge LED -iga tähendab, et vool on väga madal, seega on LED -i pingelangus ~ 2,9 V, takistist jääb üle 2,1 V ja seega vool 2,1 mA takisti ja sama 2,1 mA LED kaudu. 100 oomi takisti tulemus oleks 21 mA, kui LED -i pingelangus jääks 2,9 V, kuid tõenäoliselt suureneb see 3,0 V -ni, jättes takistile üle „ainult” 2,0 V ja seega LED -i kaudu 20 mA. 10 oomi takisti korral oleks vool 200 mA, kui LED -i pingelangus oleks 3,0 V, kuid tõenäoliselt suureneb see 3,4 V -ni ja ülejäänud 1,6 V takisti takistus annab voolu 160 mA, mis on veidi üle nimivool.

Nii et võite arvata, et tugeva lambi valmistamiseks 5 V 1A toiteallikast piisab, kui panna paralleelselt 6 või 7 0,5 W LED -i, millest igaühel on 10 -oomise seeria takisti. Iga LED tarbiks 160mA*3,4V = 0,54W ja iga takisti 160mA*1,5V = 0,24W. See on LED -i spetsifikatsioonide lähedal ja 1/4 W takisti spetsifikatsioonides. Kuid kui proovite seda, näete, et nii LED kui ka takisti lähevad väga kuumaks (~ 100 ° C). Veelgi enam, kui asetate kõik need komponendid üksteise lähedale. Kui ei kasutata jahutusradiaatorit ja ventilaatorit, surevad need tõenäoliselt ja tekitavad selle käigus palju mürgist suitsu.

Nii et olen proovinud järgmisi seadistusi:

10 LED -i 22 oomi seeria takistitega. Mõõdan 1,4 V langust takistite kohal, seega on vool 64mA LED -i kohta, kokku 0,64A. Kui valgusdioodid ja takistid lähedale on paigaldatud, läheb see nii kuumaks, et on katsudes valus, kuid ei sula ega põle ning see on mõnus kompaktne valgus juhuslikuks kasutamiseks.

24 LED -i 47 oomi seeria takistitega. Mõõdan takistite kohal 1,7 V langust, seega on vool 36mA LED -i kohta, kokku 0,86A. Asjad kuumenevad mõne aja pärast. Huvitav on see, et takistid tunduvad kuumemad kui LED -id, hoolimata sellest, et nad tarbivad rohkem energiat ja on väiksemad. Võib -olla õnnestub LED -idel suure osa oma energiast valgusena välja kiirgata? Ma ei kasutaks seda telgis, kuna saavutatud temperatuur võib olla valus ja võib kogemata katmise korral tõusta ohtlikule tasemele.

40 LED -i 100 oomi seeria takistitega. Mõõdan takistite pealt 1,9 V langust, seega on vool 19mA LED -i kohta, kokku 0,76A. Läheb märgatavalt soojaks, kuid kindlasti mitte kuumaks. See teeb suurepärase lambi, mis sarnaneb 3W LED -pirniga (või 30W hõõglambiga). Väga kasulik väikeste esemete pildistamiseks, jootmiseks või remonditöödeks, aga ka grillimiseks või hädavalgustuseks kodus, teel või telkimisel.

2. samm: nõutavad komponendid

Juhised on mõeldud 40 LED paneelile 100 oomi seeria takistitega, mis on minu arvates kõige säravam ja ohutum. Kogu asja jootmiseks kulus mul umbes tund, kuid tuleb tõdeda, et see oli pärast seda, kui olin saanud kogemusi ja enesekindlust kahe teise plaadiversiooniga.

Vajalikud komponendid (kogumaksumus: vähem kui 1 euro, kui ostetakse poolmaht)

• 40 valget SMD ‘5730’ LED -i
• 40 100 oomi takistid, 1/4W
• 1 5x7 cm prototüüp. Ühepoolne, 18x24 auku.
• 1 isane USB -pistik.

Tööriistad: jootekolb, joodis, pintsetid.

LEDidel on polaarsus. Kaugelt vaadates võib nende välimus tunduda sümmeetriline, kuid lähemal vaatlusel näete mitmeid erinevusi. Kõige kasulikum on kollane esikülg: seal on ovaalne osa, mis tegelikult süttib, kuid ühel küljel on lisaks joon. See on negatiivne külg, nagu dioodide, elektrolüütkondensaatorite jms puhul.

3. samm: ehitusjuhised

Alustage 40 jootepudelite panemist kohas, kus valgusdioodid maapinnaga ühenduvad. Järgmisena jootke valgusdioodid miinuspoolega jootepulgale: hoidke LED -i pintsettidega, sulatage jootepulk ja nihutage LED vedelikuotsikusse. Veenduge, et LED-i plussküljel olevasse auku jääks ruumi takisti juhtme läbiviimiseks.

Paigaldage takistid ükshaaval tahvli tagaküljele, järgides pildil näidatud tavalist mustrit. Jootke üks külg LED -i plussile ja teine külg plaadi keskele. Lõigake üleliigsed juhtmed maapinnalt ära, kuid jätke need plusspoolele.

Lõpuks ühendage ka kõik pluss-külgmised juhtmed. Praegu on hea aeg testida, kas kõik LED -id töötavad. Leidsin, et kui multimeeter on seadistatud 200 oomi seadistusele, süttivad valgusdioodid kergelt, kuid piisavalt selgelt, et näha, kas see pole korralikult ühendatud. Kasutage mõnda üleliigset juhtmestikku, et ühendada mõlema miinusrööpa kõik punktid omavahel.

Nüüd ühendage USB -pistik. Panin neli tilka jootet ja jootsin kõik neli tihvti plaadi külge, nii et pistik oleks plaadi külge hästi kinnitatud. Ülevalt vaadates on vasak tihvt pluss ja parem tihvt miinus ning see tuleks ühendada vastavate rööbastega. Kaks keskset tihvti on mõeldud andmete jaoks ja on seega kasutamata. Ühendus vasaku maapealse rööpaga peaks minema tagaküljelt, et see saaks ületada keskel asuvat plussrööpa. Nüüd saate seda toitepangal testida ja kui kõik süttib hästi, olete valmis!

4. samm: jõudlus

On väga raske näidata, kui tugev valgus on: fotokaamera automaatsäritus tähendab, et mida tugevam on valgus, seda väiksem on säritus. Pildid, mis on tehtud „meeletult heleda tõrviku” esitusest, on üsna alahinnatud. Sellegipoolest arvan, et ülaltoodud pilt annab ausa ettekujutuse: läheduses on see väga hele, kuid see valgustab hästi ka paari meetri kaugusel. Pange tähele, et valgustus on väga homogeenne, kuna neil SMD LED -idel pole vastupidiselt akrüül -LED -idele teravustamisläätsi.

Lõpetuseks, kui teile need juhised meeldivad, kaaluge selle hääletamist konkursil „Tee see säravaks“!