Floodlight USB: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

זה התחיל כתרגול בהלחמה SMD (התקנת הר משטח) על לוחות אב טיפוס סטנדרטיים, והביא לאור מנורת הצפה קומפקטית בהירה במיוחד המופעלת באמצעות USB, מעולה לקמפינג או לתאורת חירום.

רוב נורות הלד המודרניות מכילות שבבי LED SMD בפנים. השבבים הללו מיוצרים בהמוניהם, זולים מאוד וזמינים לתחביב במחירים נמוכים במיוחד. קניתי 200 מהסוג 5730 תמורת 1 אירו. המספר בן 4 הספרות מציין את גודלם: 5.7x3.0mm. הם מדורגים עבור 0.5W (~ 140mA ב 3.5V) כל אחד, אם כי הם ידרשו גוף קירור כדי לפעול ברציפות בעוצמה זו. ללא גוף קירור, הם צריכים להיות מופעלים בזרם נמוך בהרבה, או שהם יכולים להיות מופעלים במצב דופק בזרם מלא, למשל במצב מרובב או סטרבוסקופי.

הוראה זו מפרטת כיצד להכין מנורת USB המופעלת באמצעות USB, אך המחיר הנמוך והגודל הקטן פירושם שניתן להשתמש בהם ליישומים רבים אחרים, כגון תצוגות DIY של 7 פלחים, אורות מצב רוח, אורות גידול, מקרנים, שולחנות ציור או כל דבר אחר. פתרונות תאורה בהתאמה אישית.

בנקים חשמליים מסוג USB מספקים 5V 1A, והגדולים יותר יכולים לספק 2A. העיצוב המוצג כאן הוא עבור 1A, כך שהוא יעבוד בכל בנק חשמל, אך על ידי הכפלת מספר הלדים תוכלו להכין אחד עבור 2A.

שלב 1: תיאוריה

בניגוד לאור הליבון המיושן, ירידת המתח בנורית תלויה מעט מאוד בזרם. ירידת המתח עבור נוריות לבנות בעלות זרם גבוה עוברות מ ~ 3.0V בזרמים ~ 10mA ל ~ 3.5V ב 100mA. כך שלא ניתן לחבר אותם ישירות ל- 5V המסופק על ידי בנק כוח USB. הפתרון הקל ביותר הוא לחבר כל LED בסדרה עם נגד. ערך הנגד הזה קובע את הזרם דרך הנורית, וכך הבהירות. הזרם המדויק של נורית LED עם נגזר קשה לחישוב, אך קל לאמוד, ופשוט למדידה.

לדוגמה, נגד 1 קאוהם בסדרה עם נורית לבנה אומר שהזרם נמוך מאוד, כך שירידת המתח מעל הנורית היא ~ 2.9V, ומשאירה 2.1V מעל הנגד, וכך זרם של 2.1mA דרך נגד, ואותו 2.1mA דרך הנורית. נגד 100 אוהם יביא ל 21 mA אם ירידת המתח של הלד תישאר 2.9 וולט, אך היא עשויה לעלות ל -3.0 וולט ולהשאיר 2.0 וולט 'רק' מעל הנגד וכך 20mA דרך הנורית. עם נגד של 10 אוהם, הזרם יהיה 200mA אם ירידת המתח של LED תהיה 3.0V, אך הוא עשוי לעלות ל -3.4V, והירידה ה -1.6V הנותרת בנגד נותנת זרם של 160 mA, שהוא מעט מעל זרם נומינלי.

אז אולי תחשוב שכדי ליצור מנורה חזקה מאספקת 5V 1A, יהיה מספיק לשים במקביל 6 או 7 נוריות 0.5W, כל אחת עם נגד מסדרת 10 אוהם. כל נורית תצרוך 160mA*3.4V = 0.54W וכל נגד 160mA*1.5V = 0.24W. זה קרוב למפרט של ה- LED ובתוך המפרט לנגד 1/4W. אבל אם תנסה את זה תראה שגם הנורית וגם הנגד מתחממים במיוחד (~ 100C). אפילו יותר אם אתה ממקם את כל המרכיבים האלה קרוב זה לזה. אלא אם כן משתמשים בגוף קירור ומאוורר, סביר להניח שהם ימותו ויפיקו הרבה עשן רעיל בתהליך.

אז ניסיתי את ההגדרות הבאות:

10 נוריות עם 22 נגדים מסדרת אוהם. אני מודד ירידה של 1.4V מעל הנגדים, כך שהזרם הוא 64mA לכל LED, 0.64A בסך הכל. עם הלדים והנגדים המותקנים בקרבת מקום זה נהיה כל כך חם עד שזה כואב במגע, אבל זה לא נמס או נשרף וזה אור קומפקטי נחמד לשימוש מדי פעם.

24 נוריות עם נגדים מסדרת 47 אוהם. אני מודד ירידה של 1.7V מעל הנגדים, כך שהזרם הוא 36mA לכל לד, 0.86A בסך הכל. דברים אכן מתחממים לאחר זמן מה. מעניין שהנגדים מרגישים חמים יותר מהנוריות, למרות שהם צורכים יותר אנרגיה והיותם קטנים יותר. אולי הנורות יצליחו להקרין חלק גדול מהאנרגיה שלהן כאור? לא הייתי משתמש בו באוהל מכיוון שהטמפרטורות שאליהן מגיעים יכולים להיות כואבים ועלולים לעלות לרמה מסוכנת אם הם מכוסים בטעות.

40 נוריות עם נגדים מסדרת 100 אוהם. אני מודד ירידה של 1.9V מעל הנגדים, כך שהזרם הוא 19mA לכל לד, 0.76A בסך הכל. מתחמם בצורה ניכרת אבל בהחלט לא חם. זה הופך מנורה נהדרת, בדומה לנורת לד 3W (או נורת ליבון 30W). שימושי מאוד לצילום חפצים קטנים, עבודות הלחמה או תיקון, אך גם להאיר את המנגל או כמנורת חירום בבית, בכביש או בקמפינג.

שלב 2: רכיבים נדרשים

ההוראות מיועדות ללוח 40 לד עם נגדים מסדרת 100 אוהם, שלדעתי הוא הבהיר והבטוח ביותר. הדבר המלא לקח לי כשעה להלחם, אבל יש להודות שזה היה לאחר שקיבלתי קצת ניסיון וביטחון עצמי עם שתי גרסאות אחרות של הלוח.

רכיבים נדרשים (עלות כוללת: פחות מ -1 אירו אם קונים בכמויות גדולות)

• 40 נוריות לבנות SMD ‘5730’ לבנות
• נגדי 40 100 אוהם, 1/4W
• לוח אב טיפוס בגודל 5x7 ס"מ. חד-צדדי, 18x24 חורים.
• מחבר USB זכר אחד.

כלים: מגהץ, הלחמה, פינצטה.

ללדים יש קוטביות. מרחוק המראה שלהם עשוי להיראות סימטרי, אך בבדיקה מקרוב תראה כמה הבדלים. השימושי ביותר הוא בצד הקדמי הצהוב: יש את החלק הסגלגל שלמעשה נדלק, אך צד אחד מכיל בנוסף קו. זה הצד השלילי, בדיוק כמו דיודות, קבלים אלקטרוליטיים וכו '.

שלב 3: הוראות בנייה

התחל 40 לשים כתמי הלחמה במקום שבו נוריות ה- LED מתחברות לקרקע. לאחר מכן, הלחם את הלדים עם הצד המינוס שלהם על כתם ההלחמה: החזק את הנורית עם הפינצטה, ממיס את כתם ההלחמה והעבר את הנורית לתוך כתם הנוזלים. וודא שלחור בצד הפלוס של הנורית יש עוד מקום להעביר את מוליך הנגד.

אחד אחד, הרכיבו את הנגדים בצד האחורי של הלוח, בהתאם לדפוס הרגיל המוצג בתמונה. הלחם צד אחד לפלוס של ה- LED, והצד השני למרכז הלוח. חותכים את הכבלים העודפים בצד הקרקע, אך משאירים אותם בצד החיובי.

בסוף, חבר גם יחד את כל ההובלות בצד הפלוס. עכשיו זה זמן טוב לבדוק אם כל הלדים פועלים. גיליתי שעם מערכת המולטימטר בהגדרת 200 אוהם, נוריות ה- LED נדלקות מעט, אך מובהקות מספיק כדי לראות אם אחת לא מחוברת היטב. השתמש בחלק מהלידים העודפים לחיבור כל הנקודות של שתי מסילות המינוס יחד.

כעת חבר את מחבר ה- USB. שמתי ארבע כתמי הלחמה והלחמתי את כל ארבעת הסיכות ללוח, כך שהמחבר מאובטח היטב ללוח. מלמעלה, הסיכה השמאלית היא פלוס והסיכה הימנית היא מינוס, וצריך לחבר אותה למסילות המתאימות. שני הסיכות המרכזיות מיועדות לנתונים ולכן אינן בשימוש. החיבור למסילת הקרקע השמאלית צריך לעבור מהצד האחורי כדי לאפשר לו לחצות את מסילת הפלוס במרכז. עכשיו אתה יכול לבדוק את זה על בנק חשמל ואם הכל נדלק טוב סיימת!

שלב 4: ביצועים

לשמצה קשה להראות עד כמה אור חזק: חשיפה אוטומטית של מצלמת צילום פירושה שככל שהאור חזק יותר כך החשיפה תהיה פחותה. תמונות שצולמו מהביצוע של 'לפיד בהיר בטירוף' די מעוררות חלחלה. עם זאת, אני חושב שהתמונה למעלה נותנת מושג כנה: בקרבת מקום הוא בהיר מאוד, אך הוא גם מואר היטב במרחק של כמה מטרים משם. שים לב גם שהתאורות הן הומוגניות מאוד, מכיוון שלנוריות LED אלה, בניגוד לנורות אקריליות, אין עדשה ממוקדת.

אחרון חביב, אם אתה אוהב את ההנחיות האלה, אנא שקול להצביע עבורו בתחרות 'Make it Glow'!