USB utičnica: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

U ovom Instructable -u ću vam pokazati kako napraviti super svijetlu LED lampicu sa USB napajanjem i kompaktnom formom, koju sam s ljubavlju nazvao "The Plugbulb".

Ova sijalica se može priključiti u bilo koju USB utičnicu. Odlično za pretvaranje vaše prijenosne baterije u moćnu, dugotrajnu svjetiljku!

Korak 1: Sastojci

Počnimo s materijalima. Za jednu žarulju je potrebno:

• USB utikač (po mogućnosti od slomljenog kabla)
• LED sijalica od 3W
• LED hladnjak
• 2 diode, koje ne emituju svjetlost (bilo koja vrsta bi trebala biti) ILI otpornik od 5 ohma, 1/2 W
• vaš omiljeni čep od plastične boce (evo mog)
• 1/2 paketića Sugrua (ili sličnog)
• sićušna, sitna količina termičkog spoja

Uz sljedeće alate:

• lemilica i lemljenje
• pištolj za vruće ljepilo
• kliješta
• prsti

Slobodno povećajte svoj recept po želji za veće serije Plugbulb.

Korak 2: Odvojite USB konektor

Pazite da sačuvate barem nekoliko centimetara žica. Otkrio sam da su kliješta dobro uklonila plastiku. To može ovisiti o vrsti plastike koja okružuje vaš kabel. Također je dobra ideja koristiti kabel koji izlazi sa stražnje strane utikača, za razliku od bočnih.

Korak 3: Napravite LED krug, prvi dio

Evo tehničkog dijela. Uronit ću u neku teoriju za one koje zanima razumijevanje dizajna sa LED diodama za napajanje. Za one koji bi radije nastavili s projektom kako biste mogli zaslijepiti svoje prijatelje svojom novom svjetiljkom, slobodno preskočite na sljedeći korak.

Diode se u početku mogu teško zamisliti jer su nelinearni uređaji. To znači da napon i struja nisu linearno proporcionalni kao u otpornicima. Prva gornja slika, ljubaznošću https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semicon…, prikazuje tipičnu IV krivulju ili odnos između struje i napona za diodu.

LED diode su posebne diode koje su dizajnirane za emitovanje određene talasne dužine svjetlosti. LED diode velike snage s kojima ćemo raditi imat će sličnu krivulju kao gore, osim s eksponencijalnom nagibom produženom vodoravno (zavoj prema gore pomaknut je prema višem naponu). Druga gornja slika je krivulja koju sam napravio sa podacima koje sam prikupio istražujući karakteristike 3W LED dioda koje sam koristio u ovom projektu (iste one koje sam povezao, ali pretpostavljam da će sve bijele LED diode od 3W izgledati prilično slično).

Svojim sam testiranjem otkrio da izgleda da između 200 i 500 mA daje najbolju ravnotežu između svjetline i potrošnje energije. Iza 500, pojačanja svjetline su minimalna s povećanjem struje. Ispod 200, LED nije ni približno toliko svijetla koliko bi mogla biti. Tako lako. Ako želimo propustiti određenu količinu struje, sve što moramo učiniti je slijediti krivulju i pronaći napon kojem odgovara. Da sam ovo napajao s podesivim izvorom napona i mogao bi uključiti taj određeni napon, to bi doista bilo tako jednostavno.

Lukav dio dolazi kada želite napajati ovaj izvor iz izvora bez ispravnog napona. U ovom projektu želimo napajati LED diodu od 5 volti. Ako LED diodu spojimo ravno na 5 volti, pumpali bismo previše struje kroz nju i ona bi izgorjela u trenu. Dakle, kako ograničiti struju?

Imamo nekoliko opcija. Mogli bismo koristiti regulator napona ili struje IC, a neki bi mogli tvrditi da je ovo najbolji način za obavljanje ovog zadatka. Međutim, veličina je ograničenje u ovom projektu, pa nam treba nešto manje. Srećom, budući da ovo napajamo iz stabilnog, reguliranog 5 -voltnog izvora (kao što su obično USB priključci), možemo jednostavno upotrijebiti diode i/ili otpornike za uklapanje potrebne struje/napona.

Opisat ću kako prvo pravilno odabrati otpornike, iako sam u svojoj konstrukciji odabrao korištenje diodne metode. Da bismo odredili veličinu ispravnog otpornika, uzeli bismo željenu struju, recimo 300mA, i napon koji će otpornik vidjeti, 5V-VLED, gdje je VLED napon na LED-u na 300mA (koristeći naš grafikon) i koristiti ohmski zakon (V /I = R) za izračunavanje. Na grafikonu možemo vidjeti da na 300mA LED pada oko 3.25V. Stoga će naš otpornik pasti 5-3,25 = 1,75 V. Koristeći ohmski zakon, naš otpornik bi trebao biti 1.75V/300mA = 5.83 ohma.

Ako nemate lijepu IV krivulju za LED, uvijek možete pribjeći matematici, međutim to nije lijepo. Zadnja slika koju sam priložio ovom koraku je jednadžba za tipičnu IV krivulju diode. Ovu jednadžbu možemo kombinirati sa omskim zakonom za otpornik (V = IR) i riješiti za R (ako znate zasićenje LED diode). Znamo da su brojevi I jednaki i da se slova V moraju dodati 5. Dvije jednadžbe, dvije nepoznanice. Ali odvratno … zar ne?

Ukratko, otpornik od oko 5 ohma će uspjeti. Ipak, morate uzeti u obzir i rasipanje energije. 5ohms na 300mA će rasipati.3^2*5 =.45W topline, pa nam je potreban otpornik od 1/2 W. 5ohms je neugodna veličina otpornika, međutim to možemo učiniti s uobičajenim otpornicima koji su paralelno dostupni, kao što su dva 10ohm otpornika ili četiri otpornika od 20ohm. Ako koristite ovu metodu, provjerite jesu li vaši otpornici 1/4 W ili, po mogućnosti, čak i veći u smislu prihvatljivog rasipanja snage, jer se u protivnom mogu previše zagrijati i postati opasnost.

Druga je mogućnost korištenje dioda za pad napona. Rečeno je da standardna dioda pada 0,7 volti, međutim, to nije striktno slučaj. Nešto će više padati pri većim strujama, a nešto manje pri nižim. To znači da će dvije diode u seriji pasti negdje oko 1,4 V. U našem krugu ovo bi ostavilo 3,6 V za našu LED diodu, koja bi prema našem grafikonu trebala proći negdje oko 500 mA. Iako je ovo malo visoko, to je unutar raspona koji sam tražio, a dodavanjem treće serijske diode napon bi prenisko pao (~ 2,9 V). Također, pri prolasku ovolike struje kroz diode, vjerovatno je da će pad napona biti nešto veći od 0,7, pa će sistem pronaći ravnotežu pri nešto nižoj struji. Opet, to se može preciznije riješiti matematikom ako imate sve detalje o diodama, ali ja sam koristio lakši pristup - podesivi regulator napona. Samo sam dodao dvije diode (jer mi je ovo bila gošća) i polako povećavao napon pri mjerenju struje. Kad sam stigao na 5 volti već je vukao negdje oko 400mA. Savršeno.

Ako koristite drugu diodu, a dvije ne funkcioniraju, možete dodati ili oduzeti diode ili čak isprobati različite diode s različitim padom napona. Ili možete upotrijebiti otpornike ako imate odgovarajuće vrijednosti. Ne mogu smisliti nijedan razlog zašto bi jedna metoda bila bolja od druge, ali ako možete, volio bih to saznati u komentarima.

Još jedna napomena za one koji se igraju LED diodama velike snage: Destilirana voda odličan je hladnjak! Dok sam testirao ograničenja na ovim LED diodama, potpuno sam ih potopio u destiliranu vodu. Destilirana voda je izolator (dobro, više poput vrlo, vrlo slabog vodiča) pa je sigurna za elektroniku. NE KORISTITE vodu iz slavine jer su otopljeni minerali ono što je čini provodljivom. Kao i uvijek, koristite zdrav razum i budite oprezni, ali ovo može biti koristan trik.

Korak 4: Napravite LED krug, drugi dio

Sada je vrijeme za lemljenje osnovnog kola.

Stavite mrlju toplinske smjese u središte hladnjaka, a zatim pritisnite LED diodu na nju. Pomoći će vam da LED diodu držite na mjestu dok je lemite na hladnjak. Uradi to sada. Lemiti LED diodu na hladnjak.

Zatim lemite LED i dvije diode (ili vaš otpornik od 5 ohma) u nizu. Upamtite, diode su polarizirane, pa se pobrinite da sve budu okrenute u istom smjeru, inače se vaše svjetlo neće upaliti. Diode obično imaju srebrnu traku koja označava stranu niskog napona. Pobrinite se da svi uđu u krug s ovim pojasom sa strane dalje od vašeg 5V izvora. LED je također dioda, što znači da je i usmjerena. Pobrinite se da i ovo usmjerite u pravom smjeru. Obično imaju oznake na sitnim vodovima. Ako niste, za testiranje upotrijebite izvor niskog napona (~ 2-3V, dvije AA baterije će raditi). Nećete oštetiti LED diodu povezivanjem unatrag, jednostavno neće raditi.

Dodao sam malo električne trake na stražnju stranu hladnjaka, a zatim ugurao diode iza njega. Nije važno kojim redoslijedom ove komponente ulaze u krug, sve dok su sve okrenute u ispravnom smjeru.

Korak 5: Priključite utičnicu

Sada lemite USB priključak na kolo. Sve što trebate je napajanje (crveno) i uobičajene (crno) žice s USB -a. Ostale možete skratiti (ali pazite da ih ne skratite kako ne biste oštetili uređaj na koji ga priključite). Pokušajte to učiniti sa što je moguće manje viška žica.

Sada upotrijebite malo vrućeg ljepila da sve to držite zajedno.

Korak 6: Izrežite rupu u čepu boce

Da, znam da vam je to najdraže, ali moramo to učiniti.

Moramo napraviti prorez na stražnjoj strani čepa boce kako bi USB utikač mogao proći. Otkrio sam da mogu koristiti svrdlo za bušenje dvije rupe jedna do druge koje su odgovarajuće širine, a zatim pomoću pila za bušenje spojiti ih, formirajući prorez. Siguran sam da postoje bolje metode i bolji alati, i volio bih o njima saznati u komentarima!

Korak 7: Dodajte čep boce

Sada gurnite utikač kroz prorez koji ste napravili u čepu boce i dodajte još malo vrućeg ljepila oko izgleda da ga drži na mjestu.

Korak 8: Dodajte Sugru

Upotrijebite Sugru da lijepo zapečati oko vrha utičnice i sakrijete izgled. Ove stvari djeluju i kao ljepilo, što će ih učiniti izdržljivijima.

Korak 9: Uživajte

Gle! Plugbulb!

Ova svjetla troše manje energije od punjenja pametnog telefona, pa bi se trebala moći napajati iz gotovo svih USB baterija koje imate. Izvrsno za svjetlo u nuždi ili za putovanje na kampiranje. Uz veliku bateriju, oni će raditi desetine sati!

Sretno stvaranje!