Hakowanie USB + powerbanków: 10 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Czy kiedykolwiek zdarzyło Ci się, że serwo szaleje na Tobie w trakcie projektu? A może diody LED zmieniały kolory, kiedy nie powinny? A może nawet chciałeś zasilić zabawkę, ale masz dość wyrzucania baterii? Spotkałem się z wieloma sytuacjami, w których pomocne byłoby posiadanie trwałej, łatwej do naładowania, bezpiecznej i spójnej baterii. Znalazłem rozwiązanie w cięciu kabli USB.

Obejrzyj wideo, aby uzyskać więcej informacji:

Czego potrzebujesz:

• Kabel USB
• Zabawka/Arduino/Mikro: bit
• Powerbank
• Drut z litego rdzenia

Niezbędny sprzęt:

• Lutownica
• Lutować
• Nożyce do drutu
• Narzędzie do ściągania izolacji

Opcjonalny:

• Topnik lutowniczy
• Termokurczliwe
• Opalarka
• Taśma elektryczna

Ostrzeżenie dotyczące bezpieczeństwa:

Używanie uszkodzonych, przeciętych lub zmodyfikowanych kabli USB w jakikolwiek sposób może spowodować pożar, oparzenia i uszkodzenie sprzętu podłączonego na obu końcach. Mimo to kable te mogą być bezpiecznie używane we właściwym kontekście. Często używam ich w kontaktach z uczniami, aby zasilać projekty, a większość rzeczy, z którymi mają kontakt, jest zbudowana wystarczająco rygorystycznie, aby zapobiec trwałym uszkodzeniom. Na przykład większość portów USB laptopa/komputera zostanie tymczasowo zamknięta w przypadku zwarcia i powróci po ponownym uruchomieniu komputera.

Krok 1: Hakowanie kabli USB (część 1)

Najlepsze kable do użycia to kable USB używane tylko do ładowania, które nie mają połączenia danych, ale większość to zrobi. Drogie kable, takie jak kable odgromowe, mają wiele dodatkowych rzeczy i nie działają dobrze.

Oto kroki:

• Odetnij koniec kabla USB i zdejmij zewnętrzną izolację.
• Jeśli jest to kabel do transmisji danych, odetnij dodatkowe przewody (nie czarne i czerwone)
• Zdejmij izolację z pozostałych dwóch przewodów.
• Zdejmij izolację z drutu litego

Krok 2: Hakowanie kabli USB (część 2)

Następnie końcówki kabla USB przylutowujemy do przewodu solid core.

Oto kroki:

• Owiń przewód z dodatniego lub ujemnego przewodu z kabla USB wokół stałego przewodu
• Rozprowadź topnik lutowniczy na owiniętych przewodach (jest to opcjonalne, ale ułatwia przepływ lutowia, umożliwiając szybsze i czystsze połączenie)
• Zlutuj przewody razem.
• Przytnij drut lity na długość za pomocą przecinaków do drutu
• Powtórz z drugim przewodem

Krok 3: Dodanie koszulki termokurczliwej

Pomocne jest dodanie kolorowego termokurczliwego lub taśmy elektrycznej, aby zapewnić odciążenie przewodów i pomóc wskazać, który przewód jest dodatni/ujemny.

Jeśli przewody nie są pokolorowane w sposób, który wskazuje, że są one oczywiście dodatnie lub ujemne, możesz użyć multimetru do pomiaru biegunowości i określenia dodatniego końca. Gdy dodatni jest połączony z dodatnim, multimetr powinien odczytywać dodatni, a jeśli dodatni jest połączony z ujemnym, powinien odczytywać ujemny.

Jeśli przewody są małe, możesz je związać dodatkową taśmą lub termokurczliwą, aby zapobiec ich wyrwaniu.

Krok 4: UWAGA!

Przypomnienie, że za ich pomocą możesz wzniecić pożary lub uszkodzić elektronikę. Power banki są wyposażone w liczne zabezpieczenia, w tym zabezpieczenie przed zwarciem, w którym wyłączają się w przypadku zwarcia. Jeśli te zabezpieczenia zawiodą, wygenerują duże ilości ciepła i potencjalnie wywołają pożar.

Innym problemem jest to, że banki mocy mogą dostarczać duże ilości prądu, a po podłączeniu do przewodów, które nie są przystosowane do obsługi tego prądu, mogą się nagrzewać i stać się zagrożeniem pożarowym. Na obrazku widać, że przepływ 2,5 A przez płytkę stykową, która jest przeznaczona tylko na 500 mA (0,5 A), generuje dużą ilość ciepła.

Bądź bezpieczny i upewnij się, że używasz przewodów i złączy zaprojektowanych dla dużych ilości prądu podczas korzystania z dużych ilości prądu.

Krok 5: Podłączanie zhakowanych kabli do zabawek

Możesz zasilać zabawki za pomocą kabla USB. Można to zrobić za pomocą zabawek, które używają 3-4 AAA aż do baterii D, ponieważ działają na 4,5-6 V, co zapewnia połączenie USB. Jeśli spróbujesz zasilić zabawkę o napięciu 3 V lub niższym za pomocą banku mocy, prawdopodobnie spowoduje to uszkodzenie zabawki. Jeśli spróbujesz użyć go do zasilania zabawek wymagających wyższego napięcia, może zadziałać, ale może nie. Jeśli podłączysz go do zabawki tyłem, ryzykujesz również uszkodzenie zabawki.

Wystarczy podłączyć przewód dodatni do dodatniej strony (+), a ujemny do ujemnej (-) i podłączyć go.

Krok 6: Ograniczenia prądu Arduino

Zanim omówimy użycie tego do pomocy w obwodach Arduino, pomocne może być zrozumienie, dlaczego projekty Arduino (i inne projekty mikrokontrolerów) mogą na tym skorzystać. Arduino Uno może dostarczyć około 500mA przez połączenie USB na płycie. Gdy dodajesz dodatkowe diody LED/silniki/serwonapędy, wymagany jest większy prąd, ale połączenie nie jest w stanie zapewnić więcej. Powoduje to, że rzeczy zachowują się nieprzewidywalnie, powodując tańczenie serw, a diody LED zaczynają zmieniać kolor na niewłaściwy. Jak widać na obrazku, w miarę dodawania kolejnych diod, prąd tylko nieznacznie wzrasta, a to powoduje, że diody zmieniają kolor z białego na żółty na czerwony.

Krok 7: Połączenie Arduino

Aby dodać dodatkowe zasilanie USB do arduino, weź nowo zhakowany kabel i podłącz stronę dodatnią do szyny 5v na płytce stykowej (lub omiń płytkę stykową i podłącz ją bezpośrednio do diody LED), a stronę ujemną do szyny ujemnej na deska do krojenia chleba. W tym momencie widać, że nagle do diod LED dostarczany jest znacznie większy prąd i nie zmieniają one koloru. Przy takim zasilaniu można nawet odłączyć Arduino od standardowego złącza USB, ponieważ będzie ono zasilane przez pin 5v.

Jeśli zostanie podłączony do tyłu, Arduino zwarje się i wyłączy. Potencjalnie może nieodwracalnie uszkodzić Ardiuno (chociaż jeszcze się z tym nie spotkałem)

Krok 8: Ograniczenia prądu Micro:bit

Podobnie jak Arduino, micro:bit może dostarczyć tylko tyle prądu. W tym przypadku dostarcza około 180mA, powodując, że diody LED ponownie zmieniają kolor.

Krok 9: Okablowanie diod LED podłączonych do Micro:bit

Zasilanie diod LED przez USB podczas sterowania przez Micro:bit jest znacznie trudniejsze; są dwie kluczowe rzeczy, na które należy uważać. Po pierwsze, nie pozwól, aby czerwony pin 5V łączył się z pinami Micro:bit. Wszystkie piny Micro:bit mają napięcie 3,3 V (prawdopodobnie mogą wytrzymać nieco więcej), i chociaż może to przetrwać, nie warto podejmować ryzyka. Drugą kwestią jest to, że ponieważ przewód 5 V jest odizolowany od Micro:bit, przewód uziemiający (ujemny) musi łączyć się zarówno z ujemnym końcem paska LED, jak i stykiem uziemienia w Micro:bit. Dzieje się tak, ponieważ do prawidłowego działania sygnału z Micro:bit do diod LED potrzebna jest różnica napięć.

Tak więc ostrożnie przesuń dodatnie połączenie na diodach LED z 3,3 V pinu Micro:bit do kabla USB i zrób to samo z uziemieniem. Następnie weź dodatkowy przewód i podłącz go do styku uziemienia Micro:bit oraz do ujemnego przewodu kabla USB. Teraz możesz już iść.

Na zdjęciach widać, że Micro:bit ma teraz dużo prądu.

Krok 10: Zakończono

Jeśli spróbujesz, bądź mądry i bądź ostrożny. Power banki są przydatne do zasilania projektów i działają przez bardzo długi czas. Są wygodniejsze do ładowania niż inne opcje baterii, a połączenia USB są obfite.

Dziękuję za przeczytanie. Jeśli jesteś zainteresowany obejrzeniem przyszłych projektów, zasubskrybuj mój kanał na Youtube: Więcej niż suma