Dupin - bardzo tanie przenośne źródło światła o wielu długościach fal: 11 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Nazwane na cześć Auguste'a Dupina, uważanego za pierwszego fikcyjnego detektywa, to przenośne źródło światła może być zasilane z dowolnej ładowarki USB do telefonu 5 V lub zasilacza. Każda głowica LED jest mocowana magnetycznie. Wykorzystując tanie diody LED o mocy 3 W, aktywnie chłodzone przez mały wentylator, urządzenie jest kompaktowe, ale oferuje szeroki zakres długości fal o wysokiej intensywności. Oczywiście obsługuje również białe diody LED do pełnokolorowego oświetlenia.

Obrazy tutaj pokazują wyjście przy 415nm, 460nm, 490nm, 525nm, 560nm i 605nm.

Jednak stosowane diody LED to 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm i 740nm. Pokazane są również diody LED „białe światło dzienne” i diody LED o pełnym spektrum PAR, które wytwarzają różowe światło bez zielonego składnika, przeznaczone głównie do zastosowań ogrodniczych.

Zasilany precyzyjnym źródłem prądu stałego o niskim spadku napięcia, urządzenie oferuje 100 ustawień jasności za pomocą enkodera obrotowego i zapisuje ostatnie ustawienie jasności po wyłączeniu, dzięki czemu automatycznie powraca do ostatniego ustawienia jasności po ponownym włączeniu.

Urządzenie nie wykorzystuje PWM do zarządzania jasnością, więc nie ma migotania, co ułatwia jego użycie w sytuacjach, gdy chcesz fotografować lub nagrywać obrazy bez artefaktów.

Źródło stałoprądowe posiada szerokopasmowy wzmacniacz i stopień wyjściowy, umożliwiający modulację liniową lub impulsową do kilkuset kiloherców lub nawet modulację impulsową do prawie jednego megaherca. Jest to przydatne do pomiaru fluorescencji lub eksperymentowania z komunikacją danych świetlnych itp.

Możesz również użyć źródła prądu stałego do sterowania wieloma diodami LED. Na przykład, używając zasilacza 24 V, można zasilać 10 czerwonych diod LED ze spadkiem napięcia 2,2 V na diodę LED.

Zwróć uwagę, że w tym scenariuszu nadal zasilasz główny obwód sterujący napięciem 5 V, ale podłącz kolektor tranzystora mocy do wyższego napięcia. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz ostatni krok w tej instrukcji

Zastosowania obejmują kryminalistykę, mikroskopię, badanie dokumentów, zbieranie znaczków, entomologię, fluorescencję mineralną, fotografię UV, IR i wizualną, kolorymetrię i malowanie światłem.

Kieszonkowe dzieci

W prawie wszystkich przypadkach są to dostawcy, z których faktycznie korzystałem, z wyjątkiem dziwnego sprzedawcy, który nie ma już tego przedmiotu lub nie jest już w serwisie eBay/Amazon.

Ta lista obejmuje większość potrzebnych elementów, z wyjątkiem przewodu, męskiej wtyczki zasilania 2,5 mm i wkrętów maszynowych.

Radiatory 20mm dla diod LED

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

Większość diod LED 3W jest dostarczana przez

przyszłość.pl/

FutureEden dostarcza również soczewki LED, które są dostępne pod różnymi kątami, w tym 15, 45 i 90 stopni. W prototypie użyłem soczewek 15 stopni.

Diody LED 560nm i 570nm

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

490nm diody LED

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

Diody LED 365nm

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

Tranzystor mocy D44H11

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

Kołki do półek 5mm

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

Wentylator i radiator

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

PCB

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

Złącza magnetyczne

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

Gniazdo zasilania żeńskiego 2,5 mm

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

BAT43 dioda Schottky'ego

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

Mały zestaw tranzystorów sygnałowych (w tym BC327/337 używany w tym projekcie)

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

Enkoder obrotowy (sprzedawca, którego użyłem, nie jest już w serwisie eBay, ale to ta sama jednostka)

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

X9C104P (to od innego sprzedawcy)

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

TLV2770

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

Monitor prądu USB (opcjonalnie)

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

Krok 1: Montaż obudowy

Obudowa jednostki głównej i głowica LED są drukowane w 3D. Mała płaska płyta tylna mocowana jest z tyłu obudowy w celu wsparcia enkodera. Zasilanie jest dostarczane przez standardowe gniazdo zasilania 2,5 mm. Standardowy przewód USB jest cięty, aby utworzyć przewód zasilający.

Wszystkie elementy są drukowane w PLA z wypełnieniem 100% i wysokością warstwy 0,2 mm. Pliki STL są dołączone jako załączniki.

Wydrukuj zespół obudowy pionowo z tylną częścią obudowy na płycie podstawy. Nie są wymagane żadne podpory.

Krok 2: Montaż głowicy LED

Każdy zespół głowicy LED składa się z dwóch części drukowanych w 3D, górnej głowicy i tylnej płyty mocującej. Wydrukuj je w PLA ze 100% wypełnieniem i 0,2 mm wysokością warstwy. Nie są wymagane żadne podpory. Tylna płytka mocująca powinna być zadrukowana tak, aby płaska tylna powierzchnia dotykała płytki podstawowej.

Zwróć uwagę, że pokazane wcześniej obrazy stl mają tylną płytę skierowaną pod kątem 180 stopni na zewnątrz – płaska strona jest zewnętrzną powierzchnią tylnej płyty, gdy łączysz elementy razem.

Każdy zespół głowicy ma radiator 20 mm x 10 mm z prasą z dołączoną diodą LED zamontowaną w górnym zespole. Zdjęcia pokazują, jak go złożyć. Zacznij od oderwania papieru z podkładki samoprzylepnej i przyklej diodę LED, uważając, aby radiator LED znajdował się całkowicie w obrysie radiatora 20 mm.

Następnie przylutuj dwa przewody do diody LED, a następnie wepchnij radiator do górnego zespołu głowicy, uważając, aby żeberka radiatora były ustawione tak, jak pokazano na zdjęciach. Ma to na celu maksymalizację przepływu powietrza do chłodzenia.

Po zamontowaniu radiatora przeciągnij przewody i odetnij, jak pokazano na zdjęciu, pozostawiając około 3/4 cala przewodu. Zdjąć i ocynować końce przewodów.

Głowica LED łączy się z obudową za pomocą dwóch kołków wykonanych z niklowanych stalowych kołków półkowych. Są idealne do pracy, ponieważ mają kołnierz, który pozwala nam je zablokować.

Używając grotu lutownicy dłutowej o większej średnicy, ocynuj wierzch każdego kołka. Trzymaj szpilki w imadle lub najlepiej w jednym z tych małych gadżetów do stołu warsztatowego, jak pokazano - są również bardzo przydatne do robienia kabli.

Następnie przymocuj przewody do kołków, upewniając się, że przewody są skierowane prosto do góry, jak pokazano. Pozostaw do ostygnięcia.

Gdy kołki ostygną, przymocuj tylną płytkę mocującą za pomocą 2 śrub maszynowych M2 12 mm i nakrętek. Przed wykonaniem tej czynności upewnij się, że otwory montażowe w płycie tylnej zostały wyczyszczone wiertłem krętym lub rozwiertakiem stożkowym. Stalowe kołki powinny być w stanie lekko się kołysać. Jest to ważne, aby zapewnić niezawodność kontaktów magnetycznych.

Uwaga: w niektórych jednostkach użyłem nylonowych śrub i nakrętek, a w innych stalowych. Te stalowe prawdopodobnie wymagają podkładek zabezpieczających, a poza tym mają tendencję do odkręcania się z czasem; nylonowe śruby mają tendencję do większego tarcia, a to jest mniejszy problem.

Opcjonalnie przypnij soczewkę do diody LED, jeśli chcesz kolimować wiązkę, która w przeciwnym razie jest dość szeroka.

Krok 3: Główna płytka drukowana

Główna płytka drukowana zbudowana jest z płytki matrycowej 30 x 70 mm. Są to powszechnie dostępne, wysokiej jakości płyty z włókna szklanego z matrycą 0,1 cala z przelotowymi otworami.

Okablowanie punkt-punkt wykorzystuje tak zwany „drut ołówkowy”, który jest emaliowanym drutem miedzianym o średnicy około 0,2 mm. Izolacja topi się zwykłą końcówką lutownicy.

Enkoder obrotowy jest przylutowany bezpośrednio do końca płytki. Zauważ, że piny enkodera są podłączone do spodu płytki.

W poniższych krokach zbudujesz poszczególne części całego obwodu i przetestujesz je przed kontynuowaniem. Zapewnia to prawidłowe działanie gotowej płytki drukowanej.

Zdjęcia przedstawiają tablicę podczas montażu. Z tyłu widać drut ołówkowy, łączący większość komponentów. Grubszy drut jest używany tam, gdzie występują wyższe prądy. Niektóre odcięte przewody komponentowe są używane do wykonania szyny zasilającej i uziemiającej na górze i na dole płyty.

Uwaga: przestrzeń jest ciasna. Zamontuj rezystory pionowo, aby zaoszczędzić miejsce. Układ tutaj „ewoluował” w miarę montażu płytki i byłem nieco optymistą co do wymaganej przestrzeni i powinienem był zamontować wszystkie rezystory pionowo, a nie poziomo, jak pokazano.

Połączenia są wykonywane za pomocą „veropinów”, ale można również użyć pętli z drutu komponentowego, z końcami rozłożonymi pod spodem; jednak wymaga to dwóch otworów na połączenie, a nie jednego z kołkiem.

Krok 4: Obwód enkodera

Narysowałem obwód jako kilka oddzielnych schematów. Dzięki temu możesz wyraźnie zobaczyć, co robi każda część. Powinieneś konstruować obwód w krokach, sprawdzając, czy każda część działa poprawnie przed dodaniem następnej części. Gwarantuje to, że całość będzie działać poprawnie bez żmudnego rozwiązywania problemów.

Zanim zacznę, słowo o lutowaniu. Używam lutu ołowiowego, a nie bezołowiowego. Dzieje się tak, ponieważ lut bezołowiowy jest znacznie trudniejszy w użyciu w scenariuszach lutowania ręcznego. Słabo psuje i jest po prostu ogólnie uciążliwy. Lut ołowiowy jest dość bezpieczny i podczas pracy z nim nie będziesz narażony na żadne niebezpieczne opary. Wystarczy kierować się zdrowym rozsądkiem i myć ręce po lutowaniu oraz przed jedzeniem, piciem lub paleniem. Amazon sprzedaje dobrej jakości rolki lutowia ołowiowego drobnoziarnistego.

Interfejs enkodera

To całkiem proste. Enkoder ma trzy piny, A, B i C (wspólny). Jak widać, uziemiamy pin C i podciągamy piny A i B przez rezystory 10K. Następnie dodajemy kondensatory 10nF do masy, aby wygładzić odbijanie styków, co może powodować niestabilne działanie.

Piny A i B łączą się następnie z pinami INC i U/D na cyfrowym potencjometrze IC. (X9C104). Podłącz ten obwód i podłącz również styki zasilania i uziemienia X9C104. Dodaj w tym momencie również kondensatory odsprzęgające moc 470 uF i 0,1 uF.

Piny enkodera powinny być przylutowane do dolnej części płytki drukowanej; otwór w płytce tylnej zrówna się wtedy z wałem enkodera.

Tymczasowo podłącz pin CS na X9C104P do +5V. Później połączymy to z inną częścią obwodu.

Teraz podłącz 5V do obwodu i za pomocą miernika sprawdź, czy rezystancja między pinami H i W na X9C104P zmienia się płynnie od prawie 0 do 100 kiloomów podczas obracania enkodera.

Krok 5: Obwód zasilania prądu stałego

Gdy masz już pewność, że obwód enkodera działa, nadszedł czas na zbudowanie sekcji zasilania stałoprądowego. Podłącz zasilanie i uziemienie wzmacniacza operacyjnego TLV2770, a następnie okablowanie, jak pokazano, podłączając do styków H, W i L X9C104P.

Upewnij się, że rezystor pomiarowy prądu 0,1 om jest podłączony bezpośrednio do styku uziemienia TLV2770, a następnie w „gwiazdę” podłącz pozostałe uziemione elementy do tego punktu (katoda 1N4148, rezystor 10K, kondensator 0,1uF). Następnie podłącz ten punkt uziemienia do szyny uziemiającej na płytce drukowanej. Gwarantuje to, że małe rezystancje między szyną uziemiającą a rezystorem wykrywającym prąd nie są postrzegane przez wzmacniacz operacyjny jako błędne napięcia wykrywania. Pamiętaj, że przy 750mA napięcie na rezystorze 0,1 oma wynosi tylko 75mV.

Tymczasowo podłącz linię SHDN do +5V. Później połączymy to z inną częścią obwodu.

Stosowany przez nas wentylator chłodzący jest przeznaczony do Raspberry Pi. Jest dostarczany, wygodnie, z zestawem radiatorów, z których jeden użyjemy do głównego tranzystora mocy.

Tranzystor mocy D44H11 powinien być zamontowany pod kątem prostym do płytki, przyklejony do największego radiatora dostarczanego z zestawem wentylatorów Raspberry Pi.

Rezystor 680K może wymagać regulacji, aby zapewnić, że maksymalny prąd płynący przez diody LED nie przekracza 750mA.

Podłącz ponownie +5V i diodę LED zasilania zamontowaną na radiatorze. Teraz sprawdź, czy możesz płynnie zmieniać prąd przez diodę LED, obracając enkoder. Minimalny prąd jest wybrany na około 30 mA, co powinno wystarczyć, aby większość zasilaczy 5 V do telefonów komórkowych nie wyłączyła się automatycznie przy minimalnej jasności.

Opcjonalny monitor prądu USB jest tutaj przydatnym akcesorium, ale jeśli go użyjesz, oczywiście będziesz musiał najpierw podłączyć przewód zasilający, jak omówiono w dalszej części.

Uwaga: diody LED o krótszej długości fali nagrzewają się dość mocno przy dużym prądzie, ponieważ nie chłodzimy jeszcze radiatora wentylatorem, więc podczas testowania należy utrzymywać dość krótki czas działania (kilka minut).

Jak to działa: napięcie na rezystorze pomiarowym prądu jest porównywane z napięciem odniesienia. Opamp dostosowuje swoją moc wyjściową, aby zapewnić, że dwa wejścia mają to samo napięcie (ignorując wejściowe napięcie przesunięcia wzmacniacza operacyjnego). Kondensator 0,1uF na potencjometrze cyfrowym służy dwóm celom; odfiltrowuje hałas pompy ładującej 85KHz z urządzenia X9C104, a także zapewnia, że po włączeniu prąd zapotrzebowania wynosi zero. Po ustabilizowaniu się wzmacniacza operacyjnego i sprzężenia zwrotnego napięcie na kondensatorze wzrośnie do wymaganego napięcia. Zapobiega to skokom prądu włączania przez obciążenie.

Tranzystor D44H11 został wybrany, ponieważ ma odpowiednie parametry prądowe i wysokie minimalne wzmocnienie wynoszące co najmniej 60, co jest dobre dla tranzystora mocy. Ma również wysoką częstotliwość odcięcia, która w razie potrzeby ułatwia szybką modulację źródła prądu.

Krok 6: Obwód zarządzania energią

Obwód zarządzania energią zamienia przede wszystkim przełącznik chwilowego działania na enkoderze obrotowym w przełącznik zasilania.

Tranzystory BC327 i BC337 są używane, ponieważ mają dość duże wzmocnienie i maksymalny prąd kolektora 800mA, co jest przydatne w przypadku przełącznika wentylatora, gdzie wentylator pobiera około 100mA. Kupiłem tani zestaw różnych małych tranzystorów sygnałowych, który zawiera szeroką gamę przydatnych urządzeń. Zauważ, że w prototypie te tranzystory mają przyrostek -40 wskazujący na najwyższy poziom wzmocnienia. Chociaż wątpię, czy ma to duże znaczenie, a jeśli kupisz ten sam zestaw, powinieneś dostać podobne urządzenia, po prostu bądź tego świadomy.

Moc jest kontrolowana przez przełączenie pinu SHDN na opampie TLV2770. Gdy pin SHDN jest niski, opamp jest wyłączony, a gdy jest wysoki, opamp działa normalnie.

Obwód zarządzania energią kontroluje również linię CS na potencjometrze cyfrowym X9C104. Po wyłączeniu zasilania linia CS przechodzi w stan wysoki, zapewniając, że bieżące ustawienie potencjometru zostanie zapisane z powrotem w jego nieulotnej pamięci flash.

Jak to działa: początkowo złącze rezystora 100K i kondensatora 1uF jest na +5V. Po naciśnięciu przełącznika chwilowego napięcie o wysokim poziomie jest przenoszone przez kondensator 10nF na bazę Q1, która się włącza. W ten sposób obniża to kolektor, co powoduje również włączenie Q2. Obwód następnie zostaje zatrzaśnięty przez rezystor sprzężenia zwrotnego 270K, zapewniając, że oba Q1 i Q2 pozostają włączone, a wyjście SHDN jest wysokie.

W tym momencie złącze rezystora 100K i nasadki 1uF jest teraz obniżane przez Q1. Po ponownym naciśnięciu przełącznika chwilowego podstawa Q1 jest obniżana, wyłączając ją. Kolektor wzrasta do +5V wyłączając Q2, a wyjście SHDN spada. W tym momencie obwód wraca do stanu początkowego.

Zmontuj obwód zarządzania energią i podłącz do niego wyłącznik chwilowy na enkoderze. Sprawdź, czy SHDN przełącza się za każdym naciśnięciem przełącznika i że gdy SHDN jest niski, CS jest wysoki i na odwrót.

Tymczasowo podłącz wentylator chłodzący do kolektora Q3 i szyny +5V (która jest dodatnim przewodem z wentylatora) i sprawdź, czy przy wysokim poziomie SHDN wentylator się włącza.

Następnie podłącz obwód zarządzania energią do zasilacza prądu stałego i podłącz CS do potencjometru cyfrowego X9C104P, usuwając tymczasowe połączenie uziemiające. Podłącz SHDN do TLV2770, a także usuń tymczasowe łącze do tego pinu.

Powinieneś teraz być w stanie potwierdzić, że obwód włącza się prawidłowo i włącza się i wyłącza po naciśnięciu przełącznika enkodera.

Krok 7: Obwód zabezpieczający przed uszkodzeniem

Podobnie jak w przypadku większości zasilaczy stałoprądowych, problem występuje, gdy obciążenie zostanie odłączone, a następnie ponownie podłączone. Gdy obciążenie jest odłączone, Q4 nasyca się, gdy wzmacniacz operacyjny próbuje przekierować prąd przez obciążenie. Po ponownym podłączeniu obciążenia, ponieważ Q4 jest w pełni włączony, przez kilka mikrosekund może przez nie przepływać wysoki prąd przejściowy. Chociaż te diody LED o mocy 3 W są dość odporne na stany nieustalone, nadal przekraczają wartości znamionowe z arkusza danych (1 A przez 1 ms), a jeśli obciążeniem byłaby czuła dioda laserowa, można ją łatwo zniszczyć.

Obwód ochrony przed uszkodzeniem monitoruje prąd bazowy przez Q4. Kiedy obciążenie jest odłączone, wzrasta do około 30mA, powodując wzrost napięcia na oporniku 27 omów na tyle, aby włączyć Q5, a to z kolei powoduje, że Q6 włącza się, a jego kolektor spada prawie do masy. Dioda Schottky'ego (wybrana, ponieważ jej napięcie przewodzenia 0,4 V jest mniejsze niż 0,7 V wymagane do włączenia tranzystora) obniża napięcie linii FLT, wyłączając Q1 i Q2, a tym samym wyłączając zasilanie.

Gwarantuje to, że obciążenie nigdy nie zostanie podłączone przy włączonym zasilaniu, unikając potencjalnie szkodliwych stanów nieustalonych.

Krok 8: Montaż

Przylutuj sprzęgacze magnetyczne do krótkiego odcinka dość grubego drutu (około 6 cali długości), upewniając się, że drut będzie pasował do otworów w obudowie.

Upewnij się, że otwory w obudowie są czyste - użyj wiertła krętego, aby to zapewnić, i mniejszego wiertła, aby upewnić się, że otwory na druty z tyłu również są czyste.

Teraz za pomocą głowicy LED przypnij łączniki do kołków głowicy i włóż do obudowy. Głowica LED powinna pasować tak, aby patrząc na wpust między wpustem a obudową była niewielka szczelina. Po upewnieniu się, że łączniki pasują prawidłowo, umieść niewielką kroplę żywicy epoksydowej z tyłu każdego z nich i włóż z głowicą LED i umieść ją gdzieś na uboczu, gdy klej stwardnieje. Podłączyłem moje zespoły głowic LED tak, że z tylną płytą zespołu głowicy skierowaną do ciebie i wpustem skierowanym do góry, połączenie dodatnie znajduje się po prawej stronie.

Po stwardnieniu kleju zdejmij głowicę, a następnie zamontuj wentylator tak, aby etykieta była widoczna, tzn. strumień powietrza przepycha powietrze nad radiator głowicy. Użyłem dwóch śrub maszynowych M2 X 19mm i klucza do nakrętek do zamontowania wentylatora, jest kłopotliwy, ale wsuń go z tyłu obudowy, a wtedy powinieneś być w stanie wszystko ustawić i zamocować.

Teraz możesz zamontować gniazdo zasilania 2,5 mm i podłączyć wszystkie przewody do płytki drukowanej, pozostawiając wystarczająco dużo luzu, aby można było je łatwo podłączyć, a następnie wsunąć do obudowy na szynach wydrukowanych w obudowie.

Zespół tylnej płyty mocowany jest czterema małymi wkrętami samogwintującymi. Zwróć uwagę, że położenie wału enkodera nie jest całkowicie wyśrodkowane na płycie, więc upewnij się, że obracasz go, aż otwory na śruby się zrównają.

Krok 9: Kabel zasilający USB

Kabel zasilający jest wykonany z taniego kabla USB. Odetnij kabel około 1 cala od większej wtyczki USB i zdejmij go. Czerwone i czarne przewody to zasilanie i masa. Podłącz do nich grubszy kabel ósemkowy, używając termokurczliwej izolacji, a następnie na drugim końcu przylutuj standardową wtyczkę zasilania 2,5 mm.

Przecięliśmy kabel USB, ponieważ przewody są zbyt cienkie, aby przenosić prąd i w przeciwnym razie spadną zbyt duże napięcie.

Krok 10: Opcja modulacji i sprzężenie światłowodu

Aby modulować źródło prądu, odłącz kondensator 0,1 uF i pin W od wejścia nieodwracającego na wzmacniaczu operacyjnym i podłącz to wejście do masy za pomocą rezystora 68 omów. Następnie podłącz rezystor 390 omów do wejścia nieodwracającego. Drugi koniec rezystora jest wtedy wejściem modulacyjnym, przy czym 5 V doprowadza diodę LED do pełnego prądu. Na płytce można zamontować kilka zworek, aby ułatwić przejście z enkodera na modulację zewnętrzną.

Możesz użyć STL z projektu Angstrom do sprzęgaczy światłowodowych 3mm, jeśli chcesz podłączyć diody LED do światłowodu, np. do mikroskopii itp.

Krok 11: Zasilanie wielu diod LED

Możesz użyć sterownika prądu stałego do sterowania wieloma diodami LED. Diody LED nie mogą być połączone równolegle, ponieważ jedna dioda LED pobierałaby większość prądu. Dlatego łączysz diody LED szeregowo, a następnie podłączasz anodę górnej diody LED do odpowiedniego źródła zasilania, pozostawiając główny obwód sterujący nadal pracujący na 5V.

W większości przypadków łatwiej jest po prostu użyć osobnego zasilacza dla diod LED i pozostawić wszystko inne na standardowej ładowarce do telefonu.

Aby obliczyć napięcie, weź liczbę diod LED i wielokrotność przez spadek napięcia dla każdej diody LED. Następnie zezwól na margines około 1,5 V. Na przykład 10 diod LED o spadku napięcia 2,2 V każda wymaga 22 V, więc zasilanie 24 V będzie dobrze działać.

Musisz upewnić się, że napięcie na tranzystorze mocy nie jest zbyt wysokie, ponieważ w przeciwnym razie stanie się zbyt gorące - zgodnie z projektem tutaj spada prawie 3 V w najgorszym przypadku (sterując diodą podczerwieni z niskim napięciem przewodzenia), więc jest to maksimum, do którego powinieneś dążyć, chyba że chcesz użyć większego radiatora. W każdym razie utrzymywałbym napięcie poniżej 10 V, ponieważ zaczynasz wchodzić w ograniczenia prądowe w oparciu o bezpieczny obszar działania tranzystora.

Zauważ, że emitery o krótszej długości fali mają wyższe napięcia przewodzenia, a diody LED 365 nm spadają prawie o 4V. Połączenie 10 z nich szeregowo spowodowałoby spadek o 40 V, a standardowe zasilanie 48 V wymagałoby większego radiatora na tranzystorze mocy. Alternatywnie można użyć kilku diod 1A połączonych szeregowo z diodami LED, aby obniżyć dodatkowe napięcie o 0,7 V na diodę, powiedzmy 8, aby obniżyć 5,6 V, a następnie pozostawić tylko 2,4 V na tranzystorze mocy.

Byłbym ostrożny przy używaniu wyższych napięć niż to. Zaczynasz wchodzić w kwestie bezpieczeństwa, jeśli wejdziesz w kontakt z zasilaczem. Upewnij się, że zainstalowałeś odpowiedni bezpiecznik szeregowo z diodami LED; jak tutaj zaprojektowany, zasilacz 5V ma bezpieczne ograniczenie prądu i nie potrzebujemy go, ale w tym scenariuszu z pewnością chcielibyśmy ochrony przed zwarciem. Zwróć uwagę, że takie zwarcie szeregu diod LED prawdopodobnie spowoduje dość spektakularne stopienie tranzystora mocy, więc bądź ostrożny!. Jeśli chcesz zasilić więcej diod LED, prawdopodobnie potrzebujesz równoległego zestawu źródeł prądu. Możesz użyć wielu kopii sterownika prądu stałego (wraz z własnym obwodem ochrony przed błędami) i dzielić między sobą wspólny koder, obwód sterowania mocą i napięcie odniesienia, każda kopia będzie miała swój własny tranzystor mocy i sterować, powiedzmy, 10 diodami LED. Cały obwód można połączyć równolegle, ponieważ w tym scenariuszu sterowniki prądu stałego obsługują jeden ciąg diod LED.