USB Floodlight: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สิ่งนี้เริ่มต้นจากการปฏิบัติในการบัดกรี SMD (อุปกรณ์ยึดพื้นผิว) บนบอร์ดต้นแบบมาตรฐาน และส่งผลให้มีไฟน้ำท่วมที่ขับเคลื่อนด้วย USB ขนาดกะทัดรัดที่สว่างมาก เหมาะสำหรับการตั้งแคมป์หรือไฟฉุกเฉิน

หลอดไฟ LED ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีชิป LED SMD อยู่ภายใน ชิปเหล่านี้ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก ราคาถูกมาก และพร้อมสำหรับผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกในราคาที่ต่ำมาก ฉันซื้อ 200 จากประเภท 5730 ในราคา 1 ยูโร ตัวเลข 4 หลักระบุขนาด: 5.7x3.0mm. แต่ละตัวได้รับการจัดอันดับสำหรับ 0.5W (~140mA ที่ 3.5V) แม้ว่าจะต้องใช้ฮีทซิงค์เพื่อทำงานอย่างต่อเนื่องที่กำลังไฟนั้น หากไม่มีฮีทซิงค์ ควรใช้กระแสไฟที่ต่ำกว่ามาก หรือสามารถรันในโหมดพัลซิ่งที่กระแสไฟเต็ม เช่น ในโหมดมัลติเพล็กซ์หรือสโตรโบสโคป

คำแนะนำนี้มีรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทำโคมไฟฟลัดไลท์แบบใช้ USB แต่ราคาต่ำและขนาดที่เล็กหมายความว่าสามารถใช้กับแอปพลิเคชันอื่น ๆ ได้มากมาย เช่น จอแสดงผล DIY 7 ส่วน, ไฟสร้างบรรยากาศ, ไฟสำหรับปลูกต้นไม้, โปรเจ็กเตอร์, โต๊ะวาดภาพ หรืออื่นๆ โซลูชันแสงสว่างแบบกำหนดเอง

พาวเวอร์แบงค์ USB มาตรฐานให้ 5V 1A และอันที่ใหญ่กว่าก็ส่ง 2A ได้ การออกแบบที่นำเสนอนี้มีไว้สำหรับ 1A ดังนั้นจึงใช้ได้กับพาวเวอร์แบงค์ทุกแบบ แต่ด้วยการเพิ่มจำนวนไฟ LED เป็นสองเท่า คุณสามารถสร้างไฟ LED สำหรับ 2A ได้

ขั้นตอนที่ 1: ทฤษฎี

ตรงกันข้ามกับหลอดไส้แบบเก่า แรงดันไฟตกบน LED ขึ้นอยู่กับกระแสเพียงเล็กน้อย แรงดันไฟตกสำหรับ LED สีขาวกระแสสูงเปลี่ยนจาก ~3.0V ที่กระแส ~10mA ถึง ~3.5V ที่ 100mA ดังนั้นจึงไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ 5V ที่ส่งโดยธนาคารพลังงาน USB ทางออกที่ง่ายที่สุดคือเชื่อมต่อ LED แต่ละตัวเป็นอนุกรมกับตัวต้านทาน ค่าของตัวต้านทานนี้จะกำหนดกระแสผ่าน LED และความสว่าง กระแสที่แน่นอนของ LED ที่มีตัวต้านทานนั้นคำนวณได้ยาก แต่สามารถประมาณค่าได้ง่าย และวัดได้ตรงไปตรงมา

ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทาน 1 kOhm ในชุดที่มี LED สีขาวจะหมายความว่ากระแสไฟต่ำมาก ดังนั้นแรงดันตกคร่อม LED จะอยู่ที่ ~2.9V เหลือ 2.1V เหนือตัวต้านทาน และทำให้กระแส 2.1mA ผ่าน ตัวต้านทานและ 2.1mA เดียวกันผ่าน LED ตัวต้านทาน 100 โอห์มจะส่งผลให้ 21 mA หากแรงดันไฟตกของ LED จะอยู่ที่ 2.9V แต่มีแนวโน้มว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 3.0V โดยเหลือเพียง 2.0V เหนือตัวต้านทานและ 20mA ผ่าน LED ด้วยตัวต้านทาน 10 โอห์ม กระแสจะเป็น 200mA หากแรงดันไฟ LED ตก 3.0V แต่มีแนวโน้มว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 3.4V และตัวต้านทานตก 1.6V ที่เหลือจะให้กระแส 160 mA ซึ่งสูงกว่าค่าเล็กน้อย ปัจจุบันเล็กน้อย

ดังนั้น คุณอาจคิดว่าในการสร้างหลอดไฟที่แข็งแรงจากแหล่งจ่าย 5V 1A ก็เพียงพอแล้วที่จะใส่ไฟ LED 0.5W แบบขนาน 6 หรือ 7 ดวง โดยแต่ละตัวมีตัวต้านทานซีรีย์ 10 โอห์ม LED แต่ละตัวจะกินไฟ 160mA*3.4V=0.54W และตัวต้านทานแต่ละตัว 160mA*1.5V=0.24W ซึ่งใกล้เคียงกับข้อมูลจำเพาะของ LED และอยู่ในข้อกำหนดสำหรับตัวต้านทาน 1/4W แต่ถ้าคุณลองทำเช่นนี้ คุณจะเห็นว่าทั้ง LED และตัวต้านทานนั้นร้อนมาก (~100C) ยิ่งถ้าคุณวางส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้ไว้ใกล้กัน เว้นแต่จะใช้ฮีทซิงค์และพัดลม พวกมันอาจตายและทำให้เกิดควันพิษจำนวนมากในกระบวนการนี้

ดังนั้นฉันจึงลองตั้งค่าต่อไปนี้:

ไฟ LED 10 ดวงพร้อมตัวต้านทานซีรีย์ 22 โอห์ม ฉันวัดค่าความต้านทาน 1.4V ตก ดังนั้นกระแสคือ 64mA ต่อ LED รวม 0.64A ด้วยไฟ LED และตัวต้านทานที่ติดตั้งอยู่ใกล้ ๆ มันจึงร้อนมากจนเจ็บเมื่อสัมผัส แต่มันไม่ละลายหรือไหม้และเป็นไฟขนาดกะทัดรัดที่ดีสำหรับการใช้งานเป็นครั้งคราว

ไฟ LED 24 ดวงพร้อมตัวต้านทานซีรีย์ 47 โอห์ม ฉันวัดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 1.7V ดังนั้นกระแสคือ 36mA ต่อ LED รวม 0.86A สิ่งต่างๆจะร้อนขึ้นหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง สิ่งที่น่าสนใจคือ ตัวต้านทานจะรู้สึกร้อนกว่า LED แม้จะใช้พลังงานมากกว่าและมีขนาดเล็กกว่าก็ตาม บางทีไฟ LED อาจปล่อยพลังงานส่วนใหญ่ออกมาเป็นแสง? ฉันจะไม่ใช้มันในเต๊นท์เนื่องจากอุณหภูมิสูงอาจทำให้เจ็บปวดและอาจเพิ่มขึ้นถึงระดับอันตรายหากถูกปกคลุมโดยไม่ได้ตั้งใจ

ไฟ LED 40 ดวงพร้อมตัวต้านทานซีรีย์ 100 โอห์ม ฉันวัดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 1.9V ดังนั้นกระแสคือ 19mA ต่อ LED รวม 0.76A อุ่นขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่ไม่ร้อนแน่นอน ทำให้เป็นโคมไฟที่ยอดเยี่ยม คล้ายกับหลอดไฟ LED 3W (หรือหลอดไส้ 30W) มีประโยชน์มากสำหรับการถ่ายภาพวัตถุขนาดเล็ก งานบัดกรีหรือซ่อมแซม แต่ยังให้แสงสว่างสำหรับบาร์บีคิวหรือใช้เป็นไฟฉุกเฉินที่บ้าน บนท้องถนน หรือในแคมป์ปิ้ง

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น

คำแนะนำสำหรับแผง LED 40 ดวงที่มีตัวต้านทานซีรีย์ 100 โอห์ม ซึ่งฉันคิดว่าสว่างที่สุดและปลอดภัยที่สุด ของทั้งหมดใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงในการประสาน แต่ยอมรับว่าเป็นหลังจากที่ฉันได้รับประสบการณ์และความมั่นใจบางอย่างกับบอร์ดรุ่นอื่นอีกสองรุ่น

ส่วนประกอบที่จำเป็น (ราคารวม: น้อยกว่า 1 ยูโร หากซื้อแบบกึ่งจำนวนมาก)

• ไฟ LED SMD ‘5730’ สีขาว 40 ดวง
• ตัวต้านทาน 40 100 โอห์ม 1/4W
• บอร์ดต้นแบบขนาด 5x7 ซม. 1 อัน หน้าเดียว 18x24 รู
• ขั้วต่อ USB ตัวผู้ 1 ตัว

เครื่องมือ: หัวแร้ง, หัวแร้ง, แหนบ

ไฟ LED มีขั้ว จากระยะไกล รูปลักษณ์อาจดูสมมาตร แต่เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นความแตกต่างหลายประการ ที่มีประโยชน์ที่สุดคือด้านหน้าสีเหลือง: มีส่วนวงรีที่สว่างขึ้นจริง แต่ด้านหนึ่งมีเส้นเพิ่มเติม นั่นคือด้านลบ เช่นเดียวกับไดโอด ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ฯลฯ

ขั้นตอนที่ 3: คำแนะนำในการสร้าง

เริ่ม 40 หยดบัดกรีที่สถานที่ที่ LED เชื่อมต่อกับกราวด์ ถัดไป ประสาน LEDs ด้วยด้านลบบนหยดบัดกรี: จับ LED ด้วยแหนบ ละลายหยดบัดกรี และเปลี่ยน LED เป็นหยดของเหลว ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูที่ด้านบวกของ LED มีพื้นที่เหลือพอที่จะใส่ตัวต้านทานเข้าไป

ติดตั้งตัวต้านทานที่ด้านหลังของบอร์ดทีละตัว ตามรูปแบบปกติที่แสดงในรูปภาพ ประสานด้านหนึ่งกับด้านบวกของ LED และด้านอื่น ๆ ที่กึ่งกลางของบอร์ด ตัดลีดส่วนเกินที่ด้านกราวด์ออก แต่ทิ้งไว้ที่ด้านบวก

ในตอนท้าย เชื่อมต่อลีดด้านบวกทั้งหมดเข้าด้วยกันด้วย ตอนนี้เป็นเวลาที่ดีที่จะทดสอบว่าไฟ LED ทั้งหมดทำงานหรือไม่ ฉันพบว่าด้วยชุดมัลติมิเตอร์ในการตั้งค่า 200 โอห์ม ไฟ LED จะสว่างขึ้นเล็กน้อย แต่ก็ชัดเจนพอที่จะดูว่าเชื่อมต่อได้ไม่ดีหรือไม่ ใช้ลีดส่วนเกินเพื่อเชื่อมจุดทั้งหมดของรางลบทั้งสองเข้าด้วยกัน

ตอนนี้แนบขั้วต่อ USB ฉันใส่บัดกรีสี่หยดและบัดกรีหมุดทั้งสี่ตัวเข้ากับบอร์ดเพื่อให้ตัวเชื่อมต่อนั้นแน่นกับบอร์ด เมื่อมองจากด้านบน หมุดด้านซ้ายเป็นค่าบวก และหมุดด้านขวาเป็นค่าลบ และควรเชื่อมต่อกับรางตามลำดับ หมุดกลางสองตัวใช้สำหรับข้อมูลและไม่ได้ใช้งาน การเชื่อมต่อกับรางภาคพื้นดินด้านซ้ายควรไปจากด้านหลังเพื่อให้ข้ามรางบวกที่อยู่ตรงกลางได้ ตอนนี้คุณสามารถทดสอบกับพาวเวอร์แบงค์ได้ และหากไฟสว่างทั้งหมดแสดงว่าคุณทำเสร็จแล้ว!

ขั้นตอนที่ 4: ประสิทธิภาพ

เป็นการยากที่จะแสดงให้เห็นว่าแสงมีความสว่างมากเพียงใด: การเปิดรับแสงอัตโนมัติของกล้องถ่ายภาพหมายความว่ายิ่งแสงมีแสงสว่างมากเท่าใด ค่าแสงก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ภาพที่ถ่ายจากการแสดง 'คบเพลิงที่สว่างอย่างบ้าคลั่ง' นั้นค่อนข้างจะดูแย่ อย่างไรก็ตาม ฉันคิดว่าภาพด้านบนให้ความคิดที่ตรงไปตรงมา บริเวณใกล้เคียงมีแสงสว่างมาก แต่ก็ส่องสว่างได้ไกลสองสามเมตรเช่นกัน สังเกตด้วยว่าไฟส่องสว่างเป็นเนื้อเดียวกันมาก เนื่องจาก LED SMD เหล่านี้ไม่มีเลนส์โฟกัส ตรงกันข้ามกับไฟ LED อะคริลิก

สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด หากคุณชอบคำแนะนำเหล่านี้ โปรดพิจารณาลงคะแนนให้ในการประกวด 'Make it Glow'!