USB spraudnis: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā izveidot īpaši spilgtu, ar USB darbināmu gaismas diodi ar kompaktu formas faktoru, ko es ar mīlestību esmu nosaucis par "Plugbulb".

Šo mazo spuldzi var pievienot jebkurai USB ligzdai. Lieliski piemērots, lai pārnēsājamo barošanas banku pārvērstu par jaudīgu, ilgstošu lukturīti!

1. solis: Sastāvdaļas

Sāksim ar materiāliem. Vienai kontaktdakšai ir nepieciešams:

• USB spraudnis (vēlams no salauzta kabeļa)
• 3W LED spuldze
• LED siltuma izlietne
• 2 diodes, kas nerada gaismu (jebkura veida), vai 5 omu, 1/2 W rezistors
• jūsu iecienītākais plastmasas pudeles vāciņš (šeit ir mans)
• 1/2 paciņa Sugru (vai līdzīga)
• niecīgs, sīks daudzums termiskā savienojuma

Kopā ar šādiem rīkiem:

• lodāmurs un lodētava
• karstās līmes pistole
• knaibles
• pirksti

Jūtieties brīvi paplašināt savu recepti pēc vēlēšanās lielākām Plugbulb partijām.

2. darbība: atdaliet šo USB savienotāju

Esiet uzmanīgi, lai saglabātu vismaz pāris collas vadu. Es atklāju, ka knaibles labi nostrādāja plastmasu. Tas var būt atkarīgs no plastmasas veida, kas ieskauj jūsu kabeli. Ieteicams arī izmantot tādu, kura kabelis nāk no kontaktdakšas aizmugures, nevis sāniem.

3. darbība: izveidojiet LED shēmu, pirmā daļa

Šeit ir tehniskā daļa. Es iedziļināšos kādā teorijā tiem, kurus interesē, kā projektēt, izmantojot jaudas gaismas diodes. Tiem, kas labprātāk turpinātu projektu, lai jūs varētu sākt apžilbināt savus draugus ar savu foršo jauno lukturīti, nekautrējieties pāriet uz nākamo soli.

Diodes sākumā var būt sarežģīti projektēt, jo tās ir nelineāras ierīces. Tas nozīmē, ka spriegums un strāva nav lineāri proporcionāli kā rezistoros. Pirmajā attēlā, kas pieejams vietnē https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semicon…, parādīta tipiska diodei raksturīga IV līkne jeb attiecība starp strāvu un spriegumu.

Gaismas diodes ir īpašas diodes, kas paredzētas noteikta gaismas viļņa garuma izstarošanai. Lieljaudas gaismas diodēm, ar kurām mēs strādāsim, būs līdzīga līkne kā iepriekš, izņemot eksponenciālo slīpumu, kas izstiepts horizontāli (līkums uz augšu tiek novirzīts uz augstāku spriegumu). Otrais iepriekš redzamais attēls ir līkne, ko izveidoju ar datiem, kurus es apkopoju, pētot šajā projektā izmantoto 3W gaismas diodes īpašības (tās pašas, ar kurām es saistīju, bet es domāju, ka visas 3 W baltās gaismas diodes izskatīsies diezgan līdzīgas).

Veicot testēšanu, es atklāju, ka no 200 līdz 500 mA, šķiet, nodrošina vislabāko līdzsvaru starp spilgtumu un enerģijas patēriņu. Pārsniedzot 500, spilgtuma pieaugums ir minimāls, palielinoties strāvai. Zem 200 gaismas diodes nav tik spilgtas, kā tas varētu būt. Tik viegli. Ja mēs vēlamies nodot noteiktu strāvas daudzumu, mums atliek tikai sekot līknei un atrast spriegumu, kuram tā atbilst. Ja es to darbinātu ar regulējamu sprieguma avotu un varētu iezvanīt šo konkrēto spriegumu, tas patiešām būtu tik vienkārši.

Sarežģītā daļa rodas, ja vēlaties to barot no avota bez pareiza sprieguma. Šajā projektā mēs vēlamies barot LED no 5 voltiem. Ja mēs savienotu gaismas diodi tieši ar 5 voltiem, mēs caur to sūknētu pārāk daudz strāvas un tas vienā mirklī izdegtu. Tātad, kā ierobežot strāvu?

Mums ir vairākas iespējas. Mēs varētu izmantot sprieguma vai strāvas regulatoru IC, un daži varētu iebilst, ka tas ir labākais veids, kā veikt šo uzdevumu. Tomēr izmērs šajā projektā ir ierobežojums, tāpēc mums ir nepieciešams kaut kas mazāks. Par laimi, tā kā mēs to izslēdzam no stabila, regulēta 5 voltu avota (kā parasti ir USB barošanas avoti), mēs varam vienkārši izmantot diodes un/vai rezistorus, lai uzlabotu nepieciešamo strāvu/spriegumu.

Vispirms es aprakstīšu, kā pareizi izvēlēties rezistorus, lai gan es savā konstrukcijā izvēlējos izmantot diodes metodi. Lai izmērītu pareizo rezistoru, mēs ņemam vēlamo strāvu, teiksim 300 mA, un spriegumu, ko redzēs rezistors, 5V-VLED, kur VLED ir spriegums visā gaismas diodē pie 300 mA (izmantojot mūsu grafiku) un izmantojiet omu likumu (V /I = R), lai aprēķinātu. Diagrammā mēs redzam, ka pie 300 mA gaismas diode samazinās par 3,25 V. Tāpēc mūsu rezistors samazināsies 5-3,25 = 1,75V. Izmantojot omu likumu, mūsu rezistoram jābūt 1,75V/300mA = 5,83 omi.

Ja jūsu LED nav laba IV līkne, jūs vienmēr varat izmantot matemātiku, tomēr tā nav skaista. Pēdējais attēls, ko pievienoju šim solim, ir diodes tipiskās IV līknes vienādojums. Mēs varam apvienot šo vienādojumu ar omu likumu rezistoram (V = IR) un atrisināt R (ja zināt LED piesātinājuma strāvu). Mēs zinām, ka es ir vienādi, un V ir jāpievieno 5. Divi vienādojumi, divi nezināmi. Bet brutāli … vai ne?

Īsi sakot, aptuveni 5 omu rezistors darīs visu. Tomēr jums jāņem vērā arī jaudas izkliedēšana. 5 omi pie 300 mA izkliedēs.3^2*5 =.45W siltuma, tāpēc mums ir nepieciešams 1/2 W rezistors. 5 omi ir neērts rezistora izmērs, tomēr mēs to varam izdarīt ar biežāk pieejamiem rezistoriem paralēli, piemēram, ar diviem 10 omu rezistoriem vai četriem 20 omu rezistoriem. Ja izmantojat šo metodi, pārliecinieties, vai jūsu rezistori ir 1/4 W vai, vēlams, vēl lielāki, ņemot vērā pieņemamo jaudas izkliedi, pretējā gadījumā tie var kļūt pārāk karsti un kļūt bīstami.

Otra iespēja ir izmantot diodes, lai samazinātu spriegumu. Tiek uzskatīts, ka standarta diode samazinās līdz 0,7 voltiem, tomēr tas tā nav. Pie lielākām straumēm tas samazināsies nedaudz vairāk, bet pie mazākām - nedaudz mazāk. Tas nozīmē, ka divas sērijveida diodes nokritīs kaut kur ap 1.4V. Mūsu ķēdē tas atstātu 3,6 V mūsu LED, kam saskaņā ar mūsu grafiku vajadzētu iziet kaut kur ap 500 mA. Lai gan tas ir nedaudz augsts, tas ir diapazonā, kuru es meklēju, un, pievienojot trešo diode sērijveidā, spriegums būtu pārāk zems (~ 2,9 V). Turklāt, izlaižot tik daudz strāvas caur diodēm, iespējams, ka sprieguma kritums būs nedaudz lielāks par.7, tādējādi sistēma atradīs līdzsvaru pie nedaudz zemākas strāvas. Atkal to var precīzāk atrisināt ar matemātiku, ja jums būtu visas diodes detaļas, bet es izmantoju vienkāršāku pieeju - regulējamu sprieguma regulatoru. Es tikko pievienoju divas diodes (jo tas bija mans viesis) un lēnām palielināju spriegumu, mērot strāvu. Kad es sasniedzu 5 voltus, tas velk kaut kur ap 400 mA. Perfekti.

Ja izmantojat citu diodu un divi nedarbojas, varat pievienot vai atņemt diodes vai pat izmēģināt dažādas diodes ar atšķirīgu sprieguma kritumu. Vai arī varat izmantot rezistorus, ja jums ir pareizās vērtības. Es nevaru iedomāties nevienu iemeslu, kāpēc viena metode būtu labāka par otru, bet, ja varat, es labprāt uzzinātu par to komentāros.

Vēl viena sānu piezīme tiem, kas spēlējas ar lieljaudas gaismas diodēm: destilēts ūdens ir lieliska siltuma izlietne! Kamēr es testēju šo gaismas diožu ierobežojumus, es tos pilnībā iegremdēju destilētā ūdenī. Destilēts ūdens ir izolators (labi, vairāk kā ļoti, ļoti vājš vadītājs), tāpēc tas ir drošs elektronikai. NELIETOJIET krāna ūdeni, jo izšķīdušie minerāli padara to vadošu. Kā vienmēr, izmantojiet veselo saprātu un esiet piesardzīgs, taču tas var būt noderīgs triks.

4. solis: izveidojiet LED shēmu, otrā daļa

Tagad ir pienācis laiks lodēt kopā pamata ķēdi.

Novietojiet siltumizolācijas slāni siltuma izlietnes centrā, pēc tam nospiediet uz tā LED. Tas palīdzēs turēt gaismas diodi vietā, kamēr jūs to pielodējat pie radiatora. Tagad dariet to. Lodējiet gaismas diodi pie radiatora.

Pēc tam sērijveidā lodējiet gaismas diodi un divas diodes (vai 5 omu rezistoru). Atcerieties, ka diodes ir polarizētas, tāpēc pārliecinieties, ka tās visas ir vērstas vienā virzienā, pretējā gadījumā gaisma neieslēgsies. Diodēm parasti ir sudraba josla, kas norāda uz zemsprieguma pusi. Pārliecinieties, ka tie visi nonāk ķēdē ar šo joslu pusē, kas atrodas tālāk no jūsu 5 V avota. Gaismas diode ir arī diode, kas nozīmē, ka tā ir arī virziena virziena. Pārliecinieties, vai arī tas norāda pareizā virzienā. Parasti uz mazajiem vadiem tiem ir marķējums. Ja jums tas nav, izmantojiet zemsprieguma avotu (~ 2–3 V, derēs divas AA baterijas sērijveidā). Jūs nesabojāsit LED, savienojot to atpakaļ, tas vienkārši nedarbosies.

Es pievienoju nedaudz elektriskās lentes radiatora aizmugurē, pēc tam aizbāzu diodes aiz tās. Nav svarīgi, kādā secībā šīs sastāvdaļas nonāk ķēdē, ja vien tās visas ir vērstas pareizā virzienā.

5. solis: pievienojiet domkratu

Tagad lodējiet USB ligzdu pie ķēdes. Viss, kas jums nepieciešams, ir barošana (sarkana) un parastie (melnie) vadi no USB. Jūs varat sagriezt pārējos (taču uzmanieties, lai tie nebūtu īsi, lai nesabojātu ierīci, kurai to pievienojat). Mēģiniet to izdarīt, vados pēc iespējas mazāk atbrīvojoties.

Tagad izmantojiet karstu līmi, lai to visu noturētu kopā.

6. solis: izgrieziet caurumu pudeles vāciņā

Jā, es zinu, ka tas ir tavs mīļākais, bet mums tas ir jādara.

Mums ir jāizveido sprauga pudeles vāciņa aizmugurē, lai USB spraudnis varētu izbīdīt. Es atklāju, ka es varētu izmantot urbi, lai izurbtu divus blakus esošus caurumus, kas ir pareizajā platumā, un pēc tam ar zāģēšanas kustību ar urbi tos savienot, veidojot spraugu. Esmu pārliecināts, ka ir labākas metodes un labāki rīki, un es labprāt uzzinātu par tiem komentāros!

7. solis: pievienojiet pudeles vāciņu

Tagad izbīdiet domkratu caur spraugu, ko izveidojāt pudeles vāciņā, un, šķiet, pievienojiet vēl kādu karstu līmi, kas to notur.

8. solis: pievienojiet Sugru

Izmantojiet Sugru, lai izveidotu jauku blīvējumu ap domkrata augšpusi un paslēptu izskatu. Šī viela darbojas arī kā līme, kas padarīs to izturīgāku.

9. solis: izbaudiet

Redzi! Spraudnis!

Šīs gaismas patērē mazāk enerģijas nekā viedtālruņa uzlāde, tāpēc tām vajadzētu būt iespējai darboties no gandrīz jebkura USB akumulatora. Lieliski piemērots avārijas apgaismojumam vai kempingā. Ar lielu akumulatoru tie darbosies desmitiem stundu!

Laimīgu veidošanu!