Lampu Sorot USB: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Ini dimulai sebagai praktik penyolderan SMD (surface mount device) pada papan prototipe standar, dan menghasilkan lampu sorot bertenaga USB kompak yang sangat terang, bagus untuk berkemah atau penerangan darurat.

Sebagian besar bola lampu LED modern mengandung chip LED SMD di dalam. Keripik ini diproduksi secara massal, sangat murah dan tersedia untuk penghobi dengan harga yang sangat rendah. Saya membeli 200 tipe 5730 seharga 1 EURO. Angka 4 digit menunjukkan ukurannya: 5.7x3.0mm. Mereka masing-masing diberi peringkat 0,5W (~ 140mA pada 3,5V), meskipun mereka akan membutuhkan heatsink untuk berjalan terus menerus pada daya itu. Tanpa heatsink, mereka harus dijalankan pada arus yang jauh lebih rendah, atau dapat dijalankan dalam mode berdenyut pada arus penuh, misalnya dalam mode multipleks atau stroboskopik.

Instruksi ini merinci cara membuat lampu sorot bertenaga USB, tetapi harga murah dan ukuran kecil berarti lampu ini dapat digunakan untuk banyak aplikasi lain, seperti display 7-segmen DIY, lampu mood, lampu tumbuh, proyektor, meja gambar, atau apa pun. solusi pencahayaan khusus.

Bank daya USB standar menghasilkan 5V 1A, dan yang lebih besar dapat menghasilkan 2A. Desain yang disajikan di sini adalah untuk 1A, sehingga akan berfungsi di bank daya mana pun, tetapi dengan menggandakan jumlah LED, Anda dapat membuatnya untuk 2A.

Langkah 1: Teori

Berlawanan dengan lampu pijar kuno, penurunan tegangan pada LED sangat sedikit bergantung pada arus. Penurunan tegangan untuk LED putih arus tinggi berubah dari ~3,0V pada arus ~10mA hingga ~3,5V pada 100mA. Jadi mereka tidak dapat terhubung langsung ke 5V yang dikirimkan oleh bank daya USB. Solusi termudah adalah menghubungkan setiap LED secara seri dengan resistor. Nilai resistor ini menentukan arus yang melalui LED, dan dengan demikian kecerahan. Arus yang tepat dari LED dengan resistor sulit dihitung, tetapi mudah diperkirakan, dan mudah diukur.

Misalnya, resistor 1 kOhm yang dirangkai seri dengan LED putih akan berarti bahwa arusnya sangat rendah, sehingga tegangan jatuh pada LED adalah ~2.9V, menyisakan 2.1V di atas resistor, dan dengan demikian arus sebesar 2.1mA melalui resistor, dan 2.1mA yang sama melalui LED. Sebuah resistor 100 Ohm akan menghasilkan 21 mA jika penurunan tegangan LED akan tetap 2,9V, tetapi kemungkinan akan meningkat menjadi 3,0V, menyisakan 'hanya' 2,0V di atas resistor dan dengan demikian 20mA melalui LED. Dengan resistor 10 Ohm, arus akan menjadi 200mA jika penurunan tegangan LED adalah 3.0V, tetapi kemungkinan akan meningkat menjadi 3.4V, dan sisa penurunan 1.6V pada resistor memberikan arus 160 mA, yang sedikit di atas arus nominal.

Jadi, Anda mungkin berpikir bahwa untuk membuat lampu yang kuat dari catu daya 5V 1A, cukup memasang 6 atau 7 LED 0,5W paralel, masing-masing dengan resistor seri 10 Ohm. Setiap LED akan mengkonsumsi 160mA*3.4V=0.54W dan setiap resistor 160mA*1.5V=0.24W. Itu mendekati spesifikasi untuk LED dan dalam spesifikasi untuk resistor 1/4W. Tetapi jika Anda mencobanya, Anda akan melihat bahwa LED dan resistor menjadi sangat panas (~ 100C). Terlebih lagi jika Anda menempatkan semua komponen ini berdekatan satu sama lain. Kecuali jika heatsink dan kipas digunakan, mereka cenderung mati, dan menghasilkan banyak asap beracun dalam prosesnya.

Jadi saya telah mencoba pengaturan berikut:

10 LED dengan resistor seri 22 Ohm. Saya mengukur penurunan 1.4V di atas resistor, jadi arusnya adalah 64mA per LED, total 0,64A. Dengan LED dan resistor yang dipasang di dekatnya, itu menjadi sangat panas sehingga terasa sakit saat disentuh, tetapi tidak meleleh atau terbakar dan ini adalah lampu kompak yang bagus untuk penggunaan sesekali.

24 LED dengan resistor seri 47 Ohm. Saya mengukur penurunan 1.7V pada resistor, jadi arusnya adalah 36mA per LED, total 0,86A. Hal-hal memanas setelah beberapa waktu. Menariknya, resistor terasa lebih panas daripada LED, meskipun mengkonsumsi lebih banyak energi dan lebih kecil. Mungkinkah LED berhasil memancarkan sebagian besar energinya sebagai cahaya? Saya tidak akan menggunakannya di tenda karena suhu yang dicapai bisa menyakitkan dan bisa naik ke tingkat berbahaya jika tertutup secara tidak sengaja.

40 LED dengan resistor seri 100 Ohm. Saya mengukur penurunan 1.9V di atas resistor, jadi arusnya adalah 19mA per LED, total 0,76A. Itu akan terasa hangat, tapi jelas tidak panas. Ini membuat lampu yang bagus, mirip dengan bohlam LED 3W (atau bohlam pijar 30W). Sangat berguna untuk fotografi benda-benda kecil, menyolder atau pekerjaan perbaikan, tetapi juga menerangi BBQ atau sebagai lampu darurat di rumah, di jalan atau di berkemah.

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

Petunjuknya adalah untuk panel LED 40 dengan resistor seri 100 Ohm, yang menurut saya paling terang dan paling aman. Semuanya membutuhkan waktu sekitar satu jam untuk menyolder, tetapi memang itu terjadi setelah saya mendapatkan pengalaman dan kepercayaan diri dengan dua versi papan lainnya.

Komponen yang diperlukan (Total biaya: kurang dari 1 euro jika dibeli dalam jumlah besar)

• 40 LED SMD '5730' putih
• 40 100 Ohm resistor, 1/4W
• 1 papan prototipe 5x7cm. Satu sisi, 18x24 lubang.
• 1 konektor USB laki-laki.

Alat: solder, solder, pinset.

LED memiliki polaritas. Dari kejauhan, penampilan mereka mungkin tampak simetris, tetapi jika diamati lebih dekat, Anda akan melihat beberapa perbedaan. Yang paling berguna adalah di sisi depan kuning: ada bagian oval yang benar-benar menyala, tetapi satu sisi berisi garis tambahan. Itulah sisi negatifnya, seperti halnya dioda, kapasitor elektrolitik, dll.

Langkah 3: Instruksi Bangunan

Mulai 40 menempatkan gumpalan solder di tempat LED terhubung ke ground. Selanjutnya, solder LED dengan sisi minusnya pada gumpalan solder: pegang LED dengan pinset, lelehkan gumpalan solder dan geser LED ke gumpalan cair. Pastikan lubang di sisi positif LED memiliki ruang tersisa untuk memasukkan kabel resistor.

Satu per satu, pasang resistor di sisi belakang papan, mengikuti pola biasa yang ditunjukkan pada gambar. Solder satu sisi ke plus LED, dan sisi lainnya ke tengah papan. Potong kelebihan timah di sisi tanah, tetapi biarkan di sisi positifnya.

Pada akhirnya, sambungkan juga semua kabel sisi plus. Sekarang adalah saat yang tepat untuk menguji apakah semua LED berfungsi. Saya menemukan bahwa dengan multimeter diatur dalam pengaturan 200 Ohm, LED menyala sedikit, tetapi cukup jelas untuk melihat apakah ada yang tidak terhubung dengan baik. Gunakan beberapa kabel berlebih untuk menghubungkan semua titik dari kedua rel minus bersama-sama.

Sekarang pasang konektor USB. Saya meletakkan empat gumpalan solder dan menyolder keempat pin ke papan, sehingga konektor terpasang dengan baik ke papan. Dilihat dari atas, pin kiri plus dan pin kanan minus, dan harus dihubungkan ke rel masing-masing. Dua pin pusat adalah untuk data dan dengan demikian tidak digunakan. Sambungan ke rel arde kiri harus dari sisi belakang agar dapat melewati rel plus di tengah. Anda sekarang dapat mengujinya di bank daya dan jika semuanya menyala dengan baik, Anda selesai!

Langkah 4: Performa

Sangat sulit untuk menunjukkan seberapa kuat cahaya: eksposur otomatis kamera foto berarti semakin kuat cahayanya, semakin sedikit eksposurnya. Gambar yang diambil dari pertunjukan 'obor yang sangat terang' agak mengecewakan. Namun demikian, saya pikir gambar di atas memberikan ide yang jujur: di dekatnya sangat terang, tetapi juga menerangi dengan baik beberapa meter jauhnya. Perhatikan juga bahwa iluminasi sangat homogen, karena LED SMD ini, berbeda dengan LED akrilik, tidak memiliki lensa pemfokusan.

Last but not least, jika Anda menyukai instruksi ini, harap pertimbangkan untuk memilihnya di kontes 'Make it Glow'!