Lampu Sorot USB: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Ini bermula sebagai latihan pematerian SMD (permukaan mount device) pada papan prototaip standard, dan menghasilkan lampu banjir padat USB yang sangat terang, bagus untuk perkhemahan atau pencahayaan kecemasan.

Sebilangan besar mentol LED moden terdapat di dalam cip LED SMD. Kerepek ini dihasilkan secara besar-besaran, sangat murah dan tersedia untuk para penggemar dengan harga yang sangat rendah. Saya membeli 200 dari jenis 5730 dengan harga 1 EURO. Nombor 4 digit menunjukkan ukurannya: 5.7x3.0mm. Mereka diberi nilai masing-masing 0.5W (~ 140mA pada 3.5V), walaupun mereka memerlukan heatsink untuk terus berjalan pada kekuatan itu. Tanpa heatsink, ia harus dijalankan pada arus yang jauh lebih rendah, atau dapat dijalankan dalam mod berdenyut pada arus penuh, misalnya dalam mod multiplexed atau stroboscopic.

Arahan ini memperincikan cara membuat lampu banjir bertenaga USB, tetapi harga rendah dan ukuran kecil bermaksud bahawa ia dapat digunakan untuk banyak aplikasi lain, seperti paparan 7 segmen DIY, lampu suasana, lampu tumbuh, projektor, meja gambar atau mana-mana penyelesaian pencahayaan tersuai.

Bank kuasa USB standard memberikan 5V 1A, dan yang lebih besar dapat menghasilkan 2A. Reka bentuk yang dibentangkan di sini adalah untuk 1A, jadi ia akan berfungsi di mana-mana bank kuasa, tetapi dengan menggandakan jumlah LED, anda boleh membuatnya untuk 2A.

Langkah 1: Teori

Berbeza dengan lampu pijar kuno, penurunan voltan pada LED sangat sedikit bergantung pada arus. Penurunan voltan untuk LED putih arus tinggi bermula dari ~ 3.0V pada arus ~ 10mA hingga ~ 3.5V pada 100mA. Oleh itu, mereka tidak dapat dihubungkan terus ke 5V yang dihantar oleh bank kuasa USB. Penyelesaian paling mudah ialah menyambungkan setiap LED secara bersiri dengan perintang. Nilai perintang ini menentukan arus melalui LED, dan dengan demikian kecerahan. Arus tepat LED dengan perintang sukar dikira, tetapi mudah dianggarkan, dan senang diukur.

Sebagai contoh, perintang 1 kOhm secara bersiri dengan LED putih akan bermaksud bahawa arus sangat rendah, jadi penurunan voltan di atas LED adalah ~ 2.9V, meninggalkan 2.1V di atas perintang, dan dengan itu arus 2.1mA melalui perintang, dan 2.1mA yang sama melalui LED. Perintang 100 Ohm akan menghasilkan 21 mA jika penurunan voltan LED kekal 2.9V, tetapi kemungkinan akan meningkat menjadi 3.0V, meninggalkan hanya 2.0V '' di atas perintang dan dengan itu 20mA melalui LED. Dengan perintang 10 Ohm, arus akan menjadi 200mA jika penurunan voltan LED 3.0V, tetapi kemungkinan meningkat menjadi 3.4V, dan penurunan 1.6V pada perintang memberikan arus 160 mA, yang sedikit di atas arus nominal.

Oleh itu, anda mungkin berfikir bahawa untuk membuat lampu yang kuat dari bekalan 5V 1A, memadai untuk meletakkan selari 6 atau 7 LED 0.5W, masing-masing dengan perintang siri 10 Ohm. Setiap LED akan menggunakan 160mA * 3.4V = 0.54W dan setiap perintang 160mA * 1.5V = 0.24W. Itu hampir dengan spesifikasi untuk LED dan dalam spesifikasi untuk perintang 1 / 4W. Tetapi jika anda mencuba ini, anda akan melihat bahawa LED dan perintang menjadi sangat panas (~ 100C). Lebih-lebih lagi jika anda meletakkan semua komponen ini berdekatan satu sama lain. Kecuali jika pendingin dan kipas angin digunakan, mereka mungkin mati, dan menghasilkan banyak asap toksik dalam prosesnya.

Oleh itu, saya telah mencuba persediaan berikut:

10 LED dengan perintang siri 22 Ohm. Saya mengukur penurunan 1.4V di atas perintang, jadi arus adalah 64mA per LED, jumlah 0.64A. Dengan LED dan perintang yang dipasang di dekatnya menjadi sangat panas sehingga menyakitkan apabila disentuh, tetapi tidak meleleh atau terbakar dan ia adalah lampu padat yang bagus untuk digunakan sekali-sekala.

24 LED dengan 47 perintang siri Ohm. Saya mengukur penurunan 1.7V di atas perintang, jadi arus adalah 36mA per LED, jumlah 0.86A. Perkara menjadi panas setelah beberapa lama. Menariknya, perintang terasa lebih panas daripada LED, walaupun menggunakan lebih banyak tenaga dan menjadi lebih kecil. Mungkin LED berjaya memancarkan sebahagian besar tenaga mereka sebagai cahaya? Saya tidak akan menggunakannya di khemah kerana suhu yang dicapai boleh menyakitkan dan mungkin meningkat ke tahap berbahaya jika ditutup secara tidak sengaja.

40 LED dengan perintang 100 Ohm. Saya mengukur penurunan 1.9V ke atas perintang, jadi arus adalah 19mA per LED, jumlah 0.76A. Ia menjadi sangat panas, tetapi pasti tidak panas. Ini menjadikan lampu yang hebat, serupa dengan mentol LED 3W (atau mentol pijar 30W). Sangat berguna untuk fotografi objek kecil, pematerian atau kerja pembaikan, tetapi juga menyalakan BBQ atau sebagai lampu kecemasan di rumah, di jalan raya atau di perkhemahan.

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

Arahannya adalah untuk panel LED 40 dengan perintang 100 Ohm, yang saya rasa paling terang dan paling selamat. Perkara yang lengkap memerlukan saya kira-kira satu jam untuk menyolder, tetapi memang saya rasa itu setelah saya mendapat pengalaman dan keyakinan dengan dua versi papan kenyataan yang lain.

Komponen yang diperlukan (Jumlah kos: kurang dari 1 euro jika dibeli secara separuh pukal)

• 40 LED SMD ‘5730’ putih
• 40 100 perintang Ohm, 1 / 4W
• 1 papan prototaip 5x7cm. Lubang satu sisi, 18x24.
• 1 penyambung USB lelaki.

Alat: besi pematerian, pateri, pinset.

LED mempunyai kekutuban. Dari jauh penampilan mereka mungkin kelihatan simetrik, tetapi jika diperiksa secara dekat, anda akan melihat beberapa perbezaan. Yang paling berguna adalah pada bahagian depan kuning: ada bahagian bujur yang benar-benar menyala, tetapi satu sisi mengandungi tambahan garis. Itu adalah sisi negatif, seperti dioda, kapasitor elektrolitik dll.

Langkah 3: Arahan Bangunan

Mulakan 40 meletakkan gumpalan solder di tempat LED menyambung ke tanah. Seterusnya, solder LED dengan sisi minus pada gumpalan solder: tahan LED dengan pinset, cairkan gumpalan solder dan alihkan LED ke gumpalan cecair. Pastikan lubang pada sisi positif LED mempunyai sedikit ruang yang tersisa untuk meletakkan plumbum perintang.

Satu persatu, pasangkan perintang di bahagian belakang papan, mengikut corak biasa yang ditunjukkan dalam gambar. Pateri satu sisi ke tambah LED, dan sisi lain ke tengah papan. Potong lebihan plumbum di sisi tanah, tetapi biarkan di sisi positif.

Pada akhir, sambungkan bersama juga semua petunjuk sisi tambah. Sekarang adalah masa yang tepat untuk menguji apakah semua LED berfungsi. Saya dapati bahawa dengan set multimeter dalam tetapan 200 Ohm, LED menyala sedikit, tetapi cukup jelas untuk melihat apakah satu tidak disambungkan dengan baik. Gunakan sebilangan kelebihan petunjuk untuk menghubungkan semua titik kedua rel tolak bersama-sama.

Sekarang pasangkan penyambung USB. Saya meletakkan empat gumpalan solder dan memateri keempat-empat pin ke papan, supaya penyambungnya dilekatkan dengan baik ke papan. Dilihat dari atas, pin kiri ditambah dan pin kanan tolak, dan harus dihubungkan ke rel masing-masing. Dua pin pusat adalah untuk data dan dengan itu tidak digunakan. Sambungan ke landasan kiri harus pergi dari sisi belakang untuk membolehkannya melintasi rel tambah di tengah. Anda kini boleh mengujinya di power bank dan jika semua menyala dengan baik, anda sudah selesai!

Langkah 4: Prestasi

Sangat sukar untuk menunjukkan seberapa kuat cahaya: paparan automatik kamera foto bermaksud semakin kuat cahaya, semakin sedikit pendedahannya. Gambar yang diambil mengenai persembahan 'obor yang sangat terang' agak mengecewakan. Walaupun begitu, saya rasa gambar di atas memberikan idea yang jujur: di dekatnya sangat terang, tetapi ia juga menerangi beberapa meter jauhnya. Perhatikan juga bahawa pencahayaan sangat homogen, kerana LED SMD ini, bertentangan dengan LED akrilik, tidak mempunyai lensa fokus.

Akhir sekali, jika anda menyukai arahan ini, pertimbangkan untuk memilihnya dalam peraduan 'Make it Glow'!