Zamiana żarówki 230V AC na zasilanie USB!: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Seán WalshŚledź Więcej autora:

O: Elektronika, metaloplastyka, obróbka skrawaniem i majsterkowanie Więcej o Seanie Walsh »

Na eBayu natknąłem się na te zgrabne żarówki z efektem płomieni, które migoczą i mają wbudowaną subtelną animację. Zazwyczaj są zasilane z wejścia sieciowego 85-265 V AC, ale w przypadku zastosowań przenośnych, takich jak sztuczna płonąca pochodnia lub latarnia, nie jest to idealne rozwiązanie.

Zmodyfikowałem żarówkę tak, aby zamiast oryginalnego zasilacza te żarówki mogły być zasilane dowolnym zasilaczem 5V, prosto z jednego akumulatora litowo-jonowego, a nawet z 2-3 baterii AA.

Krok 1: demontaż żarówki

Górna obudowa dyfuzora jest po prostu przypięta, z lekkim podważeniem oderwała się, aby odsłonić sterownik AC-DC, a po drugiej stronie płyty przylutowano do niej elastyczną płytkę drukowaną.

Elastyczna płytka drukowana ma przylutowany mikrokontroler i tablicę LED, zanim została następnie zwinięta i przylutowana na miejscu. Przyglądając się bliżej tej płytce, są tylko dwa połączenia elektryczne do płytki sterownika od strony wyjścia DC. Jeśli do tych połączeń zostanie przyłożone napięcie, które jest takie samo jak napięcie wyjściowe sterownika AC-DC, żarówka powinna działać prawidłowo.

Metalową zaślepkę żarówki można podważyć, odsłaniając, że połączenie AC Live jest po prostu zaciśnięte na plastiku.

Krok 2: Testowanie napięcia wyjściowego sterownika

Aby bezpiecznie przetestować napięcie wyjściowe, przylutowałem dwa przewody do wyjścia prądu stałego i owinąłem je wokół przewodów DMM, jak na zdjęciu. Następnie zasiliłem żarówkę i sprawdziłem DMM, aby zobaczyć, że napięcie wynosi około 6,3V.

Miałem nadzieję, że będzie to 5V, ale nieco wyższe napięcie ma sens, ponieważ pary diod LED można zasilać szeregowo z ~6V. To sprawia, że konwersja żarówki jest nieco trudniejsza, ponieważ nie miałem pod ręką regulowanego konwertera doładowania, który pasowałby do podstawy żarówki.

Krok 3: Modyfikowanie konwertera doładowania - teoria

Miałem ten moduł konwertera doładowania i po zapoznaniu się z arkuszem danych układu scalonego zdałem sobie sprawę, że mogę go zmodyfikować do swoich potrzeb.

Ten konwerter boost zapewnia stałe napięcie wyjściowe 5 V z dowolnego napięcia w zakresie od 2,5 V do 4,5 V. Ponieważ potrzebuję ~ 6,3 V na wyjściu, a nie 5 V, ten moduł nie działałby tak, jak jest.

Na powyższym obrazku układu widać, że układ scalony reguluje napięcie wyjściowe poprzez bezpośrednią ścieżkę sprzężenia zwrotnego z wyjścia (gruba linia). Jeśli dzielnik napięcia został umieszczony między ziemią a napięciem wyjściowym, a węzeł dzielnika napięcia został podłączony do pinu „VOUT” układu scalonego, powinniśmy być w stanie oszukać układ scalony w regulacji powyżej jego wartości zadanej.

W przypadku dużych zmian napięcia wyjściowego inne elementy, takie jak cewka indukcyjna i kondensatory, mogą wymagać wymiany, ale ponieważ zwiększam napięcie tylko nieznacznie, nie ma potrzeby zmieniać niczego innego.

Krok 4: Modyfikowanie konwertera doładowania - praktyczne

Po wyjęciu gniazda USB wylutowałem układ scalony, aby przyjrzeć się bliżej układowi płytki doładowania.

Środkowy pin „VOUT” jest podłączony do wypustki na IC, więc przeciąłem miedź oddzielającą to połączenie od reszty płytki. Obliczyłem wartości rezystorów i wybrałem najbliższe rezystory, które miałem pod ręką; 220kOhm i 50kOhm tworząc dzielnik napięcia.

Rezystory te zostały następnie przylutowane szeregowo na wyjściu konwertera doładowania, a środkowy węzeł został przylutowany do zakładki VOUT na IC, jak pokazano.

Podałem na płytkę 5V z zasilacza i zmierzyłem napięcie wyjściowe 6,56V. Ten odczyt jest nieco wyższy niż chciałem, ale ponieważ jest regulator Zenera dla mikrokontrolera, jest to akceptowalny poziom napięcia.

Krok 5: Ponowny montaż żarówki

Po zdjęciu metalowej zaślepki można przeprowadzić drut przez mały otwór w podstawie. W tym przypadku pokazuję używany krótki kabel USB, ale można również użyć dowolnego innego kabla do podłączenia bezpośrednio do akumulatora.

Zawiązałem węzeł w kablu USB, aby odciążyć, opaska kablowa też zadziała. Końcówki kabla USB są przylutowane do zmodyfikowanego konwertera boost, który jest następnie podłączany bezpośrednio do strony DC żarówki.

Zauważ, że zostawiłem obwód AC-DC w żarówce, ponieważ utrzymuje on elastyczną płytkę drukowaną razem, nie służy on do żadnego innego celu i może zostać całkowicie usunięty w tej konfiguracji.

Wciskając wszystko z powrotem na miejsce, pozostajesz z dziwnie wyglądającą żarówką z zwisającym kablem. Zrobiłem również wersję z 2 pinowym złączem JST, które można podłączyć do wybranego akumulatora - w tym przypadku wybrałem zabezpieczone ogniwo 18650, które ma pasujące złącze JST.