USB Floodlight: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

این کار به عنوان روش لحیم کاری SMD (دستگاه نصب روی سطح) بر روی تخته های نمونه اولیه شروع شد و منجر به یک چراغ سیلاب جمع و جور بسیار روشن با USB شد ، که برای کمپینگ یا روشنایی اضطراری عالی است.

اکثر لامپ های LED مدرن در داخل خود تراشه های SMD LED دارند. این چیپس ها به صورت انبوه تولید می شوند ، بسیار ارزان هستند و با قیمت های بسیار پایین در اختیار علاقه مندان قرار می گیرند. من 200 نوع 5730 را با 1 یورو خریدم. عدد 4 رقمی اندازه آنها را نشان می دهد: 5.7x3.0 میلی متر. آنها برای 0.5W (140mA at در 3.5V) امتیاز دارند ، اگرچه برای کار مداوم با این قدرت به یک هیت سینک نیاز دارند. بدون هیت سینک ، آنها یا باید با جریان بسیار کمتری کار کنند ، یا می توانند در حالت پالس در جریان کامل ، به عنوان مثال در حالت چندگانه یا استروبوسکوپی ، اجرا شوند.

این دستورالعمل نحوه ساخت چراغ سیلاب با USB را توضیح می دهد ، اما قیمت پایین و اندازه کوچک به این معنی است که می توان از آنها برای بسیاری از برنامه های دیگر مانند صفحه نمایش 7 بخش DIY ، چراغ های خلق و خو ، چراغ های رشد ، پروژکتور ، میزهای طراحی یا هر چیزی استفاده کرد. راه حل های روشنایی سفارشی

پاوربانک های USB استاندارد 5 ولت 1 آمپر ، و بزرگترها می توانند 2 آمپر را تحویل دهند. طراحی ارائه شده در اینجا برای 1A است ، بنابراین در هر پاور بانک کار می کند ، اما با دو برابر شدن تعداد LED ها می توانید یکی را برای 2A بسازید.

مرحله 1: نظریه

برخلاف نور رشته ای قدیمی ، افت ولتاژ در یک LED بستگی زیادی به جریان ندارد. افت ولتاژ برای LED های سفید با جریان بالا از 3.0V at در جریانهای 10mA to به 3.5V at در 100mA می رسد. بنابراین نمی توان آنها را مستقیماً به 5 ولت ارائه شده توسط پاوربانک USB متصل کرد. ساده ترین راه حل این است که هر LED را به صورت سری با یک مقاومت وصل کنید. مقدار این مقاومت جریان را از طریق LED و در نتیجه روشنایی را تعیین می کند. محاسبه جریان دقیق یک LED با مقاومت دشوار است ، اما برآورد آن آسان است و اندازه گیری آن ساده است.

به عنوان مثال ، یک مقاومت 1 کیلو اهم در سری با LED سفید به این معنی است که جریان بسیار کم است ، بنابراین افت ولتاژ روی LED 2.9 ولت است ، 2.1 ولت از مقاومت باقی می ماند و بنابراین جریان 2.1 میلی آمپر از طریق مقاومت ، و همان 2.1 میلی آمپر از طریق LED. اگر افت ولتاژ LED 2.9 ولت باقی بماند ، یک مقاومت 100 اهم منجر به 21 میلی آمپر می شود ، اما به احتمال زیاد به 3.0 ولت افزایش می یابد و تنها 2.0 ولت را روی مقاومت باقی می گذارد و بنابراین 20 میلی آمپر از طریق LED. در صورت افت ولتاژ LED 3.0 ولت ، با مقاومت 10 اهم ، جریان 200 میلی آمپر خواهد بود ، اما به احتمال زیاد به 3.4 ولت افزایش می یابد و افت 1.6 ولت باقی مانده روی مقاومت ، جریان 160 میلی آمپر را ایجاد می کند که کمی بالاتر از جریان اسمی

بنابراین ممکن است فکر کنید که برای ایجاد یک لامپ قوی از منبع تغذیه 5 ولت 1 آمپر ، کافی است 6 یا 7 ال ای دی 0.5 وات ، هر کدام دارای مقاومت سری 10 اهم ، به موازات یکدیگر قرار دهید. هر LED 160mA*3.4V = 0.54W و هر مقاومت 160mA*1.5V = 0.24W مصرف می کند. این برای LED نزدیک به مشخصات و برای مقاومت 1/4W نزدیک است. اما اگر این کار را امتحان کنید ، خواهید دید که LED و مقاومت بسیار داغ می شوند (~ 100C). حتی اگر همه این اجزا را نزدیک یکدیگر قرار دهید. در صورت عدم استفاده از هیت سینک و فن ، احتمال مرگ آنها وجود دارد و دود سمی زیادی در این فرآیند تولید می شود.

بنابراین من تنظیمات زیر را امتحان کرده ام:

10 LED با مقاومت سری 22 اهم. من اندازه گیری 1.4 ولت را روی مقاومت ها اندازه گیری می کنم ، بنابراین جریان 64mA در هر LED ، 0.64A در کل است. با LED ها و مقاومتهای نصب شده در نزدیکی آن ، آنقدر داغ می شود که در هنگام لمس درد می کند ، اما ذوب نمی شود و نمی سوزد و چراغ جمع و جور خوبی برای استفاده گاه به گاه است.

24 LED با مقاومت سری 47 اهم. من میزان افت 1.7 ولت را روی مقاومت ها اندازه گیری می کنم ، بنابراین جریان 36mA در هر LED ، در کل 0.86A است. همه چیز بعد از مدتی گرم می شود. جالب اینجاست که مقاومت ها با وجود مصرف انرژی بیشتر و کوچکتر بودن نسبت به LED ها گرمتر می شوند. شاید LED ها بتوانند بخش زیادی از انرژی خود را به عنوان نور تابش کنند؟ من از آن در چادر استفاده نمی کنم زیرا دمای رسیده می تواند دردناک باشد و اگر به طور تصادفی پوشانده شود ممکن است به سطح خطرناک برسد.

40 LED با مقاومتهای سری 100 اهم. من میزان افت 1.9 ولت را روی مقاومت ها اندازه گیری می کنم ، بنابراین جریان در هر LED 19 میلی آمپر ، در کل 0.76 آمپر است. به طور قابل توجهی گرم می شود ، اما قطعاً گرم نیست. این یک لامپ عالی ، شبیه به لامپ LED 3W (یا لامپ رشته ای 30 وات) می سازد. برای عکاسی از اجسام کوچک ، کارهای لحیم کاری یا تعمیر ، همچنین روشن کردن BBQ یا به عنوان چراغ اضطراری در خانه ، در جاده یا کمپینگ بسیار مفید است.

مرحله 2: اجزای مورد نیاز

دستورالعمل مربوط به پنل LED 40 با مقاومتهای سری 100 اهم است که به نظر من روشن ترین و ایمن ترین آنها است. لحیم کاری کامل یک ساعت طول کشید ، اما مسلماً پس از آنکه با دو نسخه دیگر تخته تجربه و اعتماد به نفس پیدا کردم.

اجزای مورد نیاز (هزینه کل: در صورت خرید نیمه عمده کمتر از 1 یورو)

• 40 LED سفید SMD ‘5730’
• 40 مقاومت 100 اهم ، 1/4 وات
• 1 تخته نمونه اولیه 5x7 سانتی متر. یک طرفه ، سوراخ 18x24.
• 1 کانکتور USB مردانه

ابزارها: لحیم کاری ، لحیم کاری ، موچین.

LED ها دارای قطبیت هستند. از راه دور ممکن است ظاهر آنها متقارن به نظر برسد ، اما در بازرسی دقیق چندین تفاوت را خواهید دید. مفیدترین آن در قسمت جلویی زرد رنگ است: قسمت بیضی شکل وجود دارد که در واقع روشن می شود ، اما یک طرف آن علاوه بر یک خط ، حاوی خط است. این جنبه منفی است ، درست مانند دیودها ، خازن های الکترولیتی و غیره.

مرحله 3: دستورالعمل های ساخت

40 را در محل اتصال LED ها به زمین قرار دهید. در مرحله بعد ، LED ها را با طرف منفی آنها روی لحیم لحیم کنید: LED را با موچین نگه دارید ، لکه لحیم را ذوب کنید و LED را به لکه مایع منتقل کنید. اطمینان حاصل کنید که در سوراخ سمت مثبت LED فضای خالی برای عبور سیم مقاومت وجود داشته باشد.

یک به یک ، مقاومتها را در پشت تخته ، طبق الگوی معمولی نشان داده شده در تصویر ، نصب کنید. یک طرف را به علاوه LED و طرف دیگر را به مرکز تخته بچسبانید. سیمهای اضافی را در قسمت زمین قطع کنید ، اما آنها را در جنبه مثبت بگذارید.

در انتها ، تمام سرنخ های طرف مثبت را نیز به هم وصل کنید. در حال حاضر زمان مناسبی برای آزمایش این است که آیا همه LED ها کار می کنند یا خیر. من دریافتم که با تنظیم مولتی متر در تنظیمات 200 اهم ، LED ها کمی روشن می شوند ، اما به اندازه کافی مشخص هستند که آیا به خوبی وصل نشده اند یا خیر. برای اتصال همه نقاط هر دو منهای ریل به یکدیگر ، از مقادیر اضافی سیم استفاده کنید.

حالا کانکتور USB را وصل کنید. من چهار قطعه لحیم کاری گذاشتم و هر چهار پین را به برد لحیم کردم ، به طوری که اتصال دهنده به خوبی روی برد محکم شده است. از بالا مشاهده می شود ، پین سمت چپ بعلاوه و پین راست منهای است و باید به ریل های مربوطه متصل شود. دو پین مرکزی برای داده ها هستند و بنابراین استفاده نمی شوند. اتصال به ریل زمینی سمت چپ باید از سمت عقب انجام شود تا بتواند از ریل بعلاوه در مرکز عبور کند. اکنون می توانید آن را روی پاور بانک آزمایش کنید و اگر همه چیز خوب روشن شد ، کار شما تمام شده است!

مرحله 4: عملکرد

به سختی می توان نشان داد که یک نور چقدر قوی است: قرار گرفتن در معرض خودکار دوربین عکاسی به این معنی است که هرچه نور قوی تر باشد ، نوردهی کمتر خواهد بود. تصاویری که از عملکرد "مشعل بسیار روشن" گرفته شده اند بسیار خیره کننده است. با این وجود ، من فکر می کنم تصویر بالا یک ایده صادقانه را ارائه می دهد: در نزدیکی آن بسیار روشن است ، اما در فاصله چند متری نیز به خوبی روشن می شود. همچنین توجه داشته باشید که نورها بسیار همگن هستند ، زیرا این LED های SMD برخلاف LED های اکریلیک هیچ لنز کانونی ندارند.

نکته آخر اینکه اگر این دستورالعمل ها را دوست دارید ، لطفاً در مسابقه "Make it Glow" به آن رای دهید!