Dupin - Nguồn ánh sáng đa bước sóng di động với chi phí cực thấp: 11 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Được đặt theo tên của Auguste Dupin, được coi là thám tử hư cấu đầu tiên, nguồn sáng di động này chạy bằng bất kỳ bộ sạc điện thoại hoặc bộ nguồn 5V USB nào. Mỗi đầu đèn LED được bật từ tính. Sử dụng đèn led ngôi sao 3W giá rẻ, làm mát chủ động bằng quạt nhỏ, thiết bị nhỏ gọn nhưng cung cấp nhiều bước sóng cường độ cao. Tất nhiên, nó cũng hỗ trợ đèn LED trắng để chiếu sáng đầy đủ màu sắc.

Các hình ảnh ở đây cho thấy đầu ra ở 415nm, 460nm, 490nm, 525nm, 560nm và 605nm.

Tuy nhiên, đèn LED được sử dụng là 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm và 740nm. Cũng được hiển thị là đèn LED 'ánh sáng trắng ban ngày' và đèn LED toàn phổ PAR tạo ra ánh sáng màu hồng không có thành phần màu xanh lá cây, chủ yếu dành cho các ứng dụng làm vườn.

Được cung cấp bởi nguồn dòng điện ổn định có độ chính xác điện áp thấp, thiết bị cung cấp 100 cài đặt độ sáng thông qua bộ mã hóa quay và lưu cài đặt độ sáng cuối cùng khi tắt nguồn, do đó tự động quay lại cài đặt độ sáng cuối cùng khi bật lại.

Thiết bị không sử dụng PWM để quản lý độ sáng nên không có hiện tượng nhấp nháy, tạo điều kiện sử dụng trong các trường hợp bạn muốn chụp ảnh hoặc quay video hình ảnh mà không có hiện vật.

Nguồn dòng điện không đổi có bộ khuếch đại băng thông rộng và giai đoạn đầu ra, cho phép điều chế tuyến tính hoặc xung lên đến vài trăm kilohertz hoặc thậm chí để điều chế xung lên đến gần một megahertz. Điều này rất hữu ích cho phép đo huỳnh quang hoặc để thử nghiệm giao tiếp dữ liệu ánh sáng, v.v.

Bạn cũng có thể sử dụng nguồn dòng điện không đổi để điều khiển nhiều đèn LED. Ví dụ: sử dụng nguồn điện 24V, bạn có thể điều khiển 10 đèn LED màu đỏ với điện áp giảm 2,2V trên mỗi đèn LED.

Lưu ý rằng bạn vẫn cấp nguồn cho mạch điều khiển chính với 5V trong trường hợp này, nhưng kết nối bộ thu của bóng bán dẫn công suất với điện áp cao hơn. Để biết thêm thông tin, hãy xem bước cuối cùng trong phần hướng dẫn này

Các ứng dụng bao gồm pháp y, kính hiển vi, kiểm tra tài liệu, thu thập tem, côn trùng học, huỳnh quang khoáng, UV, IR và chụp ảnh trực quan, đo màu và vẽ ánh sáng.

Quân nhu

Trong hầu hết các trường hợp, đây là những nhà cung cấp tôi thực sự đã sử dụng, ngoại trừ những người bán lẻ không còn lưu trữ mặt hàng đó hoặc không còn trên eBay / Amazon nữa.

Danh sách này bao gồm hầu hết các mặt hàng bạn cần, ngoại trừ dây, phích cắm điện 2,5mm đực và vít máy.

20mm tản nhiệt cho đèn LED

www.ebay.co.uk/itm/Aluminium-Heatsink-for-…

Hầu hết các đèn LED 3W được cung cấp bởi

futureeden.co.uk/

FutureEden cũng cung cấp các ống kính LED có sẵn ở nhiều góc độ bao gồm 15, 45 và 90 độ. Tôi đã sử dụng ống kính 15 độ trong nguyên mẫu.

Đèn LED 560nm và 570nm

www.ebay.co.uk/itm/10pcs-3W-3-Watt-Green-5…

LEDS 490nm

www.ebay.co.uk/itm/New-10pcs-3W-Cyan-490nm…

Đèn LED 365nm

www.ebay.co.uk/itm/3W-365nm-UV-LED-ultravi…

Bóng bán dẫn công suất D44H11

www.ebay.co.uk/itm/10-x-Fairchild-Semicond…

Chân kệ 5mm

www.amazon.co.uk/gp/product/B06XFP1ZGK/ref…

Quạt và tản nhiệt

www.amazon.co.uk/gp/product/B07J5C16B9/ref…

PCB

www.amazon.co.uk/gp/product/B01M7R5YIB/ref…

Đầu nối từ tính

www.ebay.co.uk/itm/Pair-of-Magnetic-Electr…

Ổ cắm điện nữ 2,5mm

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

Điốt Schottky BAT43

www.ebay.co.uk/itm/10-x-BAT43-Small-Signal…

Bộ bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ (bao gồm BC327 / 337 được sử dụng trong dự án này)

www.ebay.co.uk/itm/200PCS-10-Value-PNP-NPN…

Bộ mã hóa quay (người bán tôi đã sử dụng không còn trên eBay nữa nhưng đây là cùng một đơn vị)

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Encoder-5-pin-To…

X9C104P (đây là của một người bán khác)

www.ebay.co.uk/itm/X9C104P-DIP-8-Integrate…

TLV2770

www.mouser.co.uk/ProductDetail/texas-instr…

Màn hình hiện tại USB (tùy chọn)

www.amazon.co.uk/gp/product/B01AW1MBNU/ref…

Bước 1: Lắp ráp trường hợp

Vỏ thiết bị chính và đầu đèn LED được in 3D. Một tấm nền phẳng nhỏ gắn vào mặt sau của vỏ để hỗ trợ bộ mã hóa. Nguồn được cung cấp qua ổ cắm điện 2,5mm tiêu chuẩn. Một dây dẫn USB tiêu chuẩn được cắt để làm dây dẫn điện.

Tất cả các mục được in bằng PLA với 100% mực in và chiều cao lớp là 0,2mm. Các tệp STL được bao gồm dưới dạng tệp đính kèm.

In cụm vỏ theo chiều dọc với mặt sau của hộp trên tấm đế. Không cần hỗ trợ.

Bước 2: Lắp ráp đầu đèn LED

Mỗi cụm đầu đèn LED bao gồm hai phần được in 3D, cụm đầu trên và tấm buộc phía sau. In những thứ này trong PLA với 100% mực in và chiều cao lớp 0,2mm. Không cần hỗ trợ. Tấm dây buộc mặt sau phải được in với bề mặt phẳng phía sau chạm vào tấm đế.

Lưu ý rằng các hình ảnh stl được hiển thị trước đó có tấm nền hướng ra ngoài 180 độ - mặt phẳng là bề mặt bên ngoài của tấm nền khi bạn bắt các thứ lại với nhau.

Mỗi cụm đầu sau đó có một bộ tản nhiệt 20mm x 10mm với máy ép kèm theo đèn LED được lắp vào cụm phía trên. Các bức ảnh cho thấy cách lắp ráp nó. Bắt đầu bằng cách bóc giấy ra khỏi miếng dán và dán đèn LED lên, chú ý giữ cho tản nhiệt LED nằm trọn trong đường viền 20mm của tản nhiệt.

Sau đó, hàn hai dây dẫn vào đèn LED và sau đó đẩy bộ tản nhiệt vào cụm đầu phía trên, cẩn thận để đảm bảo rằng các cánh tản nhiệt được định hướng như trong ảnh. Điều này là để tối đa hóa luồng không khí để làm mát.

Khi bạn đã lắp bộ tản nhiệt, hãy kéo dây qua và cắt bỏ như trong hình, để lại khoảng 3/4 inch dây. Dải và thiếc các đầu của dây.

Đầu đèn LED kết nối với thùng máy thông qua hai chân được làm từ chân kệ thép mạ niken. Chúng hoàn hảo cho công việc vì chúng có mặt bích cho phép chúng tôi khóa chúng tại chỗ.

Sử dụng đầu mỏ hàn đục lỗ có đường kính lớn hơn, thiếc đầu mỗi chốt. Giữ các ghim ở một vị trí khác hoặc lý tưởng nhất là một trong những thiết bị bàn làm việc nhỏ như hình minh họa - chúng cũng rất tiện dụng để làm dây cáp.

Sau đó gắn dây vào các chốt, đảm bảo dây hướng thẳng lên như hình minh họa. Để nguội.

Khi các chân đã nguội, hãy gắn tấm xiết mặt sau bằng 2 vít và đai ốc máy X M2 12mm. Trước khi bạn làm điều này, hãy đảm bảo rằng các lỗ lắp tấm mặt sau đã được làm sạch bằng mũi khoan xoắn hoặc doa côn. Các chốt thép có thể hơi lung lay. Điều này là quan trọng để đảm bảo rằng các tiếp điểm từ tính là đáng tin cậy.

Lưu ý: Tôi đã sử dụng vít và đai ốc nylon cho một số đơn vị và sau đó là thép cho những chiếc khác. Những loại thép có thể cần vòng đệm có khóa vì chúng có xu hướng không được vặn theo thời gian; vít nylon có xu hướng ma sát nhiều hơn và điều này ít có vấn đề hơn.

Theo tùy chọn, kẹp thấu kính vào đèn LED nếu bạn muốn chuẩn trực chùm tia, nếu không thì khá rộng.

Bước 3: PCB chính

Bảng mạch chính được xây dựng bằng bảng ma trận 30 x 70mm. Đây là những bảng sợi thủy tinh chất lượng cao, có sẵn rộng rãi với ma trận 0,1 inch các lỗ mạ xuyên suốt.

Hệ thống dây điểm-điểm sử dụng cái gọi là 'dây bút chì', là dây đồng tráng men khoảng 0,2mm. Lớp cách điện nóng chảy bằng đầu mỏ hàn thông thường.

Bộ mã hóa quay được hàn trực tiếp vào cuối bảng. Lưu ý rằng các chân của bộ mã hóa được kết nối với phần dưới cùng của bo mạch.

Trong các bước dưới đây, bạn sẽ xây dựng các phần riêng lẻ của toàn bộ mạch và kiểm tra chúng trước khi tiếp tục. Điều này đảm bảo rằng bảng mạch thành phẩm sẽ hoạt động chính xác.

Các bức ảnh cho thấy bảng trong quá trình lắp ráp. Dây bút chì có thể được nhìn thấy ở mặt sau, kết nối hầu hết các thành phần. Dây dày hơn được sử dụng khi có dòng điện cao hơn. Một số dây dẫn linh kiện bị cắt bớt được sử dụng để làm đường ray nối đất và nguồn ở trên cùng và dưới cùng của bảng.

Lưu ý: không gian chật hẹp. Gắn điện trở theo chiều dọc để tiết kiệm không gian. Cách bố trí ở đây 'phát triển' khi bảng được lắp ráp và tôi hơi lạc quan về không gian cần thiết và lẽ ra nên gắn tất cả các điện trở theo chiều dọc chứ không phải theo chiều ngang như hình minh họa.

Kết nối được thực hiện bằng cách sử dụng 'veropins' nhưng bạn cũng có thể sử dụng một vòng dây thành phần, với các đầu được phủ bên dưới; tuy nhiên, điều này có hai lỗ trên mỗi kết nối thay vì một lỗ có ghim.

Bước 4: Mạch mã hóa

Tôi đã vẽ ra mạch dưới dạng một số sơ đồ riêng biệt. Điều này để bạn có thể thấy rõ ràng từng phần làm gì. Bạn nên xây dựng mạch theo các bước, kiểm tra xem từng bộ phận hoạt động chính xác chưa trước khi thêm bộ phận tiếp theo. Điều này đảm bảo rằng toàn bộ mọi thứ sẽ hoạt động chính xác mà không cần nhiều thao tác khắc phục sự cố tẻ nhạt.

Trước khi tôi bắt đầu, một từ về hàn. Tôi sử dụng chì hàn, không chì. Điều này là do vật hàn không chì khó làm việc hơn nhiều trong các tình huống hàn tay. Nó chứa kém và thường chỉ là một cơn đau. Chất hàn có chì khá an toàn và bạn sẽ không tiếp xúc với bất kỳ khói nguy hiểm nào khi làm việc với nó. Chỉ cần sử dụng ý thức thông thường và rửa tay sau khi hàn và trước khi ăn, uống hoặc hút thuốc. Amazon bán các cuộn hàn chì có chất lượng tốt.

Giao diện bộ mã hóa

Điều này khá đơn giản. Bộ mã hóa có ba chân, A, B và C (chung). Như bạn có thể thấy, chúng tôi nối đất chân C và chúng tôi kéo chân A và B lên thông qua điện trở 10K. Sau đó, chúng tôi thêm các tụ điện 10nF vào mặt đất để làm dịu hiện tượng nảy tiếp xúc, điều có thể gây ra hoạt động thất thường.

Sau đó chân A và B kết nối với chân INC và U / D trên IC nồi kỹ thuật số. (X9C104). Kết nối mạch này và đấu dây nguồn X9C104 và các chân nối đất. Thêm các tụ điện tách nguồn 470uF và 0,1uF vào lúc này.

Các chân của bộ mã hóa nên được hàn vào đáy của bảng mạch; lỗ trên tấm nền sau đó sẽ thẳng hàng với trục bộ mã hóa.

Tạm thời đấu dây chân CS trên X9C104P thành + 5V. Chúng tôi sẽ kết nối phần này với phần khác của mạch sau này.

Bây giờ kết nối 5V với mạch và sử dụng đồng hồ đo, xác minh rằng điện trở giữa các chân H và W trên X9C104P thay đổi nhịp nhàng giữa gần như 0 ohms và 100K ohms khi bạn xoay bộ mã hóa.

Bước 5: Mạch cung cấp điện không đổi

Khi bạn đã chắc chắn rằng mạch mã hóa đang hoạt động, đã đến lúc xây dựng phần cung cấp điện dòng không đổi. Kết nối nguồn op-amp TLV2770 và nối đất, sau đó nối dây như hình minh họa, kết nối với các chân H, W và L của X9C104P.

Đảm bảo rằng bạn kết nối trực tiếp điện trở cảm nhận dòng điện 0,1 ohm với chân nối đất của TLV2770 và sau đó kết nối 'sao' kết nối các thành phần nối đất còn lại với điểm này (cực âm 1N4148, điện trở 10K, tụ điện 0,1uF). Sau đó kết nối điểm nối đất này với đường sắt nối đất trên bảng mạch. Điều này đảm bảo rằng các điện trở nhỏ giữa đường sắt nối đất và điện trở cảm nhận hiện tại không bị opamp coi là điện áp cảm nhận sai. Hãy nhớ rằng ở 750mA, điện áp trên điện trở 0,1 ohm chỉ là 75mV.

Tạm thời kết nối đường SHDN với + 5V. Chúng tôi sẽ kết nối phần này với phần khác của mạch sau.

Quạt làm mát mà chúng tôi đang sử dụng dành cho Raspberry Pi. Thật tiện lợi, nó đi kèm với một bộ tản nhiệt, một trong số đó chúng tôi sẽ sử dụng cho bóng bán dẫn công suất chính.

Bóng bán dẫn công suất D44H11 nên được gắn ở góc vuông với bo mạch, mắc vào bộ tản nhiệt lớn nhất đi kèm với bộ quạt Raspberry Pi.

Điện trở 680K có thể cần điều chỉnh để đảm bảo rằng dòng điện tối đa qua đèn LED không quá 750mA.

Kết nối lại + 5V và đèn LED nguồn, được gắn trên bộ tản nhiệt. Bây giờ, hãy xác minh rằng bạn có thể thay đổi dòng điện qua đèn LED một cách suôn sẻ bằng cách xoay bộ mã hóa. Dòng điện tối thiểu được chọn là khoảng 30mA, đủ để đảm bảo rằng hầu hết các bộ nguồn điện thoại di động 5V sẽ không tự động tắt ở độ sáng tối thiểu.

Màn hình hiện tại USB tùy chọn là một phụ kiện hữu ích ở đây, nhưng nếu bạn sử dụng nó, rõ ràng bạn sẽ phải tạo dây dẫn nguồn trước, như được thảo luận trong phần sau.

Lưu ý: các đèn LED có bước sóng ngắn hơn sẽ khá nóng ở dòng điện cao do chúng tôi chưa làm mát bằng quạt của bộ tản nhiệt, vì vậy hãy giữ thời gian chạy khá ngắn (vài phút) trong quá trình thử nghiệm.

Cách hoạt động: điện áp trên điện trở cảm nhận hiện tại được so sánh với điện áp tham chiếu. OpAmp điều chỉnh đầu ra của nó để đảm bảo rằng hai đầu vào có cùng điện áp (bỏ qua điện áp bù đầu vào của opamp). Tụ điện 0,1uF trên chiết áp kỹ thuật số phục vụ hai mục đích; nó lọc ra tiếng ồn của máy bơm sạc 85KHz từ thiết bị X9C104 và nó cũng đảm bảo rằng khi cấp nguồn, dòng điện nhu cầu bằng không. Khi opamp và phản hồi đã ổn định, điện áp trên tụ điện sẽ tăng lên đến điện áp nhu cầu. Điều này ngăn chặn các đột biến hiện tại bật qua tải.

Bóng bán dẫn D44H11 được chọn vì nó có xếp hạng dòng điện phù hợp và độ lợi tối thiểu cao ít nhất là 60, điều này tốt cho một bóng bán dẫn công suất. Nó cũng có tần số cắt cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chế tốc độ cao của nguồn hiện tại nếu cần.

Bước 6: Mạch quản lý nguồn

Mạch quản lý năng lượng chủ yếu biến công tắc ấn hành động tạm thời trên bộ mã hóa quay thành công tắc nguồn bật tắt.

Các bóng bán dẫn BC327 và BC337 được sử dụng vì chúng có độ lợi khá cao và dòng thu tối đa 800mA, tiện dụng cho công tắc quạt nơi quạt hút khoảng 100mA. Tôi đã mua một bộ bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ linh tinh giá rẻ bao gồm một loạt các thiết bị hữu ích. Lưu ý rằng trong nguyên mẫu các bóng bán dẫn này có hậu tố -40 chỉ ra thùng có độ lợi cao nhất. Mặc dù tôi nghi ngờ điều này rất quan trọng và bạn nên mua các thiết bị tương tự nếu bạn mua cùng một bộ, chỉ cần lưu ý điều này.

Nguồn được điều khiển bằng cách bật tắt chân SHDN trên opamp TLV2770. Khi chân SHDN ở mức thấp, opamp bị vô hiệu hóa và khi ở mức cao, opamp hoạt động bình thường.

Mạch quản lý nguồn cũng điều khiển dòng CS trên chiết áp kỹ thuật số X9C104. Khi tắt nguồn, dòng CS sẽ tăng cao, đảm bảo rằng cài đặt hiện tại của nồi được ghi trở lại bộ nhớ flash không bay hơi của nó.

Cách hoạt động: ban đầu điểm nối của điện trở 100K và tụ điện 1uF là + 5V. Khi nhấn công tắc tạm thời, điện áp mức cao được chuyển qua tụ điện 10nF đến chân đế Q1, điện áp này sẽ bật. Làm như vậy sau đó kéo bộ thu xuống thấp và điều này làm cho Q2 cũng được bật. Sau đó, mạch được chốt thông qua điện trở phản hồi 270K, đảm bảo rằng cả Q1 và Q2 đều vẫn bật và đầu ra SHDN ở mức cao.

Tại thời điểm này, điểm nối của điện trở 100K và nắp 1uF bây giờ được kéo xuống mức thấp bởi Q1. Do đó, khi công tắc tạm thời được nhấn lại, chân đế Q1 được kéo xuống thấp và tắt nó đi. Bộ thu tăng lên + 5V tắt Q2 và đầu ra SHDN bây giờ ở mức thấp. Lúc này mạch trở lại trạng thái ban đầu.

Lắp ráp mạch quản lý nguồn và kết nối công tắc tạm thời trên bộ mã hóa với nó. Xác minh rằng SHDN bật tắt mỗi khi bạn nhấn công tắc và khi SHDN thấp, CS cao và ngược lại.

Tạm thời kết nối quạt làm mát với bộ thu của Q3 và đường ray + 5V (là dây dẫn dương từ quạt) và kiểm tra xem khi SHDN ở mức cao, quạt sẽ bật.

Sau đó đấu dây mạch quản lý nguồn vào nguồn điện không đổi và kết nối CS với chiết áp kỹ thuật số X9C104P, tháo liên kết nối đất tạm thời. Kết nối SHDN với TLV2770 và cũng xóa liên kết tạm thời tới chân đó.

Bây giờ bạn sẽ có thể xác nhận rằng mạch đã bật nguồn chính xác và bật và tắt khi công tắc bộ mã hóa được nhấn.

Bước 7: Mạch bảo vệ lỗi

Giống như hầu hết các bộ nguồn hiện tại, sẽ xảy ra sự cố nếu ngắt tải và sau đó kết nối lại. Khi tải bị ngắt kết nối, Q4 bão hòa khi opamp cố gắng truyền dòng điện qua tải. Khi tải được kết nối lại, vì Q4 được bật hoàn toàn, một dòng điện quá độ cao có thể chạy qua nó trong vài micro giây. Mặc dù các đèn led 3W này khá chịu được quá độ, chúng vẫn vượt quá xếp hạng biểu dữ liệu (1A cho 1ms) và nếu tải là một diode laser nhạy cảm, nó có thể dễ dàng bị phá hủy.

Mạch bảo vệ sự cố giám sát dòng điện cơ bản qua Q4. Khi tải bị ngắt kết nối, điện áp này tăng lên khoảng 30mA, làm cho điện áp trên điện trở 27 ohm tăng lên đủ để bật Q5 và điều này đến lượt nó làm cho Q6 bật và bộ thu của nó sau đó giảm xuống gần mặt đất. Diode schottky (được chọn vì điện áp thuận 0,4V của nó nhỏ hơn 0,7V cần thiết để bật bóng bán dẫn) sau đó kéo dòng FLT xuống thấp, tắt Q1 và Q2 và do đó tắt nguồn.

Điều này đảm bảo rằng tải không bao giờ có thể được kết nối khi bật nguồn, tránh các quá độ có thể làm hỏng.

Bước 8: Lắp ráp

Hàn các bộ ghép từ với độ dài ngắn của dây mập mạp hợp lý (dài khoảng 6 inch), đảm bảo dây sẽ vừa với các lỗ trong vỏ.

Đảm bảo các lỗ của vỏ được sạch sẽ - sử dụng một mũi khoan xoắn để đảm bảo điều này và một mũi khoan nhỏ hơn để đảm bảo các lỗ dây ở phía sau cũng sạch sẽ.

Bây giờ sử dụng đầu LED, kẹp các bộ ghép nối vào các chân đầu và lắp vào vỏ. Đầu đèn LED phải vừa vặn để khi bạn nhìn vào rãnh phím, có một khoảng cách nhỏ giữa rãnh phím và vỏ. Khi bạn đã chắc chắn rằng các bộ ghép nối đã khớp chính xác, hãy nhỏ một giọt epoxy nhỏ lên phía sau của mỗi bộ, và chèn đầu đèn LED và đặt nó ở một nơi nào đó trong khi keo cứng lại. Tôi đã nối dây các cụm đầu đèn LED của mình sao cho mặt sau của cụm đầu hướng về phía bạn và rãnh then hoa hướng lên, kết nối dương nằm ở phía bên phải của bạn.

Khi keo đã đông cứng, hãy tháo phần đầu và sau đó lắp quạt vào, với nhãn có thể nhìn thấy, tức là luồng không khí đang đẩy không khí qua bộ tản nhiệt trên đầu. Tôi đã sử dụng hai vít máy M2 X 19mm và một tuốc nơ vít để gắn quạt, thật khó nhưng hãy trượt nó vào từ phía sau thùng máy và sau đó bạn sẽ có thể sắp xếp và gắn chặt mọi thứ.

Bây giờ bạn có thể gắn ổ cắm điện 2,5mm và kết nối tất cả các dây với PCB, để đủ độ chùng để bạn có thể dễ dàng luồn dây nó lên sau đó trượt nó vào hộp trên các thanh ray được in trên vỏ.

Cụm tấm phía sau được gắn chặt bằng bốn vít tự khai thác nhỏ. Lưu ý rằng vị trí trục bộ mã hóa không hoàn toàn chính giữa tấm, vì vậy hãy đảm bảo bạn xoay nó cho đến khi các lỗ vít thẳng hàng.

Bước 9: Cáp nguồn USB

Cáp nguồn được làm từ cáp USB rẻ tiền. Cắt cáp cách đầu cắm USB lớn hơn khoảng 1 inch và tháo nó ra. Các dây màu đỏ và đen là nguồn và đất. Kết nối một số cáp hình 8 dày hơn với chúng, sử dụng heatshrink để cách điện, sau đó ở đầu kia hàn một phích cắm điện tiêu chuẩn 2,5mm.

Chúng tôi cắt cáp USB ngắn vì dây dẫn quá mỏng để mang dòng điện và nếu không sẽ làm giảm quá nhiều điện áp.

Bước 10: Tùy chọn điều chế và khớp nối sợi quang

Để điều chế nguồn hiện tại, hãy ngắt kết nối tụ điện 0,1uF và chân W khỏi đầu vào không đảo trên opamp và kết nối đầu vào đó với đất thông qua điện trở 68 ohm. Sau đó, kết nối một điện trở 390 ohm với đầu vào không đảo. Đầu kia của điện trở sau đó là đầu vào điều chế, với 5V điều khiển đèn LED đến dòng điện đầy đủ. Bạn có thể lắp một vài jumper vào bảng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay đổi từ bộ mã hóa sang điều chế bên ngoài.

Bạn có thể sử dụng STL từ dự án Angstrom cho bộ ghép nối sợi 3mm nếu bạn muốn kết nối đèn LED với sợi quang, ví dụ: đối với kính hiển vi, v.v.

Bước 11: Cấp nguồn cho nhiều đèn LED

Bạn có thể sử dụng trình điều khiển hiện tại không đổi để điều khiển nhiều đèn LED. Các đèn LED không thể được kết nối song song vì một đèn LED sẽ chiếm phần lớn dòng điện. Do đó, bạn kết nối các đèn LED nối tiếp và sau đó kết nối cực dương của đèn LED trên cùng với nguồn điện thích hợp, để mạch điều khiển chính vẫn chạy trên 5V.

Trong hầu hết các trường hợp, sẽ dễ dàng hơn khi chỉ sử dụng nguồn điện riêng cho đèn LED và để mọi thứ khác chạy bằng bộ sạc điện thoại tiêu chuẩn.

Để tính toán điện áp, lấy số lượng đèn LED và bội số của điện áp giảm cho mỗi đèn LED. Sau đó, cho phép khoảng 1,5V lề. Ví dụ: 10 đèn LED có điện áp giảm 2,2V, mỗi đèn yêu cầu 22V để nguồn cung cấp 24V sẽ hoạt động tốt.

Bạn cần đảm bảo điện áp trên bóng bán dẫn công suất không quá cao vì nếu không nó sẽ quá nóng - như được thiết kế ở đây, nó giảm gần 3V trong trường hợp xấu nhất (điều khiển đèn LED hồng ngoại với điện áp chuyển tiếp thấp) vì vậy đây là mức tối đa mà bạn nên nhắm tới trừ khi bạn muốn sử dụng một bộ tản nhiệt lớn hơn. Tại bất kỳ trường hợp nào, tôi sẽ giữ điện áp nhỏ hơn 10V vì bạn đang bắt đầu gặp phải các giới hạn hiện tại dựa trên khu vực hoạt động an toàn của bóng bán dẫn.

Lưu ý rằng các bộ phát bước sóng ngắn hơn có điện áp chuyển tiếp cao hơn, với các đèn LED 365nm giảm gần 4V. Kết nối 10 trong số này trong chuỗi sẽ giảm 40V và nguồn điện 48V tiêu chuẩn sẽ yêu cầu một bộ tản nhiệt lớn hơn trên bóng bán dẫn công suất. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một số điốt 1A mắc nối tiếp với các đèn LED để giảm điện áp phụ ở mức 0,7V cho mỗi điốt, giả sử 8 để giảm 5,6V và sau đó điều này chỉ để lại 2,4V trên bóng bán dẫn công suất.

Tôi sẽ cảnh giác khi sử dụng điện áp cao hơn thế này. Bạn đang bắt đầu gặp phải các vấn đề về an toàn nếu bạn tiếp xúc với nguồn điện. Đảm bảo bạn lắp cầu chì thích hợp mắc nối tiếp với đèn LED; như được thiết kế ở đây, nguồn điện 5V có giới hạn dòng điện an toàn và chúng ta không cần nó nhưng trong trường hợp này, chúng ta chắc chắn sẽ muốn bảo vệ chống đoản mạch. Lưu ý rằng việc cắt ngắn một chuỗi đèn LED như thế này có thể sẽ dẫn đến một sự cố tan chảy khá ngoạn mục của bóng bán dẫn điện, vì vậy hãy cẩn thận !. Nếu bạn muốn cấp nguồn cho nhiều đèn LED hơn, có lẽ bạn cần một bộ nguồn dòng song song. Bạn có thể sử dụng nhiều bản sao của trình điều khiển dòng điện không đổi (cùng với mạch bảo vệ lỗi riêng của nó) và chia sẻ một bộ mã hóa chung, mạch điều khiển công suất và tham chiếu điện áp giữa chúng, mỗi bản sao sẽ có bóng bán dẫn điện và ổ đĩa riêng, chẳng hạn, 10 đèn LED. Toàn bộ mạch có thể được song song vì các trình điều khiển dòng điện không đổi mỗi trình xử lý một chuỗi đèn LED trong trường hợp đó.