यूएसबी प्लगबल्ब: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस निर्देशयोग्य में मैं आपको दिखाऊंगा कि एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर के साथ एक सुपर उज्ज्वल, यूएसबी संचालित एलईडी कैसे बनाया जाता है, जिसे मैंने प्यार से "द प्लगबुल" नाम दिया है।

इस छोटे से बल्ब को किसी भी यूएसबी जैक में प्लग किया जा सकता है। अपने पोर्टेबल पावर बैंक को एक शक्तिशाली, लंबे समय तक चलने वाली टॉर्च में बदलने के लिए बढ़िया!

चरण 1: सामग्री

आइए सामग्री से शुरू करते हैं। एक प्लगबल्ब की आवश्यकता है:

• एक यूएसबी प्लग (अधिमानतः एक टूटी हुई केबल से)
• एक 3W एलईडी बल्ब
• एक एलईडी हीट सिंक
• 2 डायोड, गैर-प्रकाश उत्सर्जक किस्म के (किसी भी प्रकार से करना चाहिए) या 5ohm, 1/2W रोकनेवाला
• आपकी पसंदीदा प्लास्टिक की बोतल का ढक्कन (यहाँ मेरा है)
• 1/2 पैकेट सुगरू (या समान)
• थर्मल कंपाउंड की एक छोटी, इट्टी-बिटी राशि

निम्नलिखित उपकरणों के साथ:

• सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर
• गर्म गोंद वाली बंदूक
• चिमटा
• उंगलियों

प्लगबल्ब के बड़े बैचों के लिए अपनी इच्छानुसार अपनी रेसिपी को बेझिझक बढ़ाएं।

चरण 2: उस USB कनेक्टर को फाड़ दें

तारों के कम से कम दो इंच के संरक्षण के लिए सावधान रहें। मैंने पाया कि प्लास्टिक को छीलने के लिए सरौता अच्छा काम करता है। यह आपके केबल के आसपास के प्लास्टिक के प्रकार पर निर्भर हो सकता है। साइड के विपरीत, प्लग के पीछे से निकलने वाली केबल के साथ एक का उपयोग करना भी एक अच्छा विचार है।

चरण 3: एलईडी सर्किट बनाएं, भाग एक

यहाँ तकनीकी हिस्सा है। मैं उन लोगों के लिए कुछ सिद्धांत में गोता लगाने जा रहा हूं जो यह समझने में रुचि रखते हैं कि पावर एल ई डी के साथ कैसे डिजाइन किया जाए। उन लोगों के लिए जो इस परियोजना के साथ आगे बढ़ना चाहते हैं ताकि आप अपने दोस्तों को अपनी नई नई फ्लैशलाइट से अंधा करना शुरू कर सकें, अगले चरण पर जाने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

डायोड को पहली बार में डिजाइन करना मुश्किल हो सकता है क्योंकि वे गैर-रेखीय उपकरण हैं। इसका मतलब है कि वोल्टेज और करंट रैखिक रूप से आनुपातिक नहीं होते हैं जैसे वे प्रतिरोधों में होते हैं। ऊपर की पहली छवि, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semicon… के सौजन्य से, एक डायोड के लिए एक विशिष्ट IV वक्र, या करंट और वोल्टेज के बीच संबंध दिखाती है।

एल ई डी विशेष डायोड हैं जिन्हें प्रकाश की एक निश्चित तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जिस हाई पावर एलईडी के साथ हम काम कर रहे हैं, उसमें ऊपर के समान वक्र होगा, क्षैतिज रूप से विस्तारित घातीय ढलान को छोड़कर (ऊपर की ओर झुकना एक उच्च वोल्टेज की ओर स्थानांतरित हो जाता है)। ऊपर दी गई दूसरी छवि एक वक्र है जिसे मैंने इस परियोजना में उपयोग किए गए 3W एल ई डी की विशेषताओं की जांच करते हुए एकत्र किए गए डेटा के साथ बनाया है (वही जिन्हें मैंने लिंक किया था, लेकिन मुझे लगता है कि सभी 3W सफेद एल ई डी बहुत समान दिखेंगे)।

मेरे परीक्षण से, मैंने पाया कि २०० से ५०० एमए के बीच चमक और बिजली की खपत के बीच सबसे अच्छा संतुलन देता है। 500 से अधिक, चमक लाभ कम से कम होता है क्योंकि वर्तमान बढ़ता है। 200 से नीचे, एलईडी लगभग उतनी चमकीली नहीं है जितनी हो सकती है। इतना आसान काफी। यदि हम एक निश्चित मात्रा में करंट पास करना चाहते हैं, तो हमें केवल वक्र का अनुसरण करना होगा और उस वोल्टेज का पता लगाना होगा जिससे यह मेल खाता है। अगर मैं इसे एक समायोज्य वोल्टेज स्रोत के साथ शक्ति दे रहा था, और उस विशिष्ट वोल्टेज में डायल कर सकता था, तो यह वास्तव में इतना आसान होगा।

मुश्किल हिस्सा तब आता है जब आप इसे सही वोल्टेज के बिना किसी स्रोत से बिजली देना चाहते हैं। इस प्रोजेक्ट में हम एलईडी को 5 वोल्ट से पावर देना चाहते हैं। अगर हम एलईडी को सीधे 5 वोल्ट से जोड़ते हैं, तो हम इसके माध्यम से बहुत अधिक करंट पंप करेंगे और यह एक पल में जल जाएगा। तो हम करंट को कैसे सीमित करते हैं?

हमारे पास कई विकल्प हैं। हम वोल्टेज या वर्तमान नियामक आईसी का उपयोग कर सकते हैं, और कुछ लोग तर्क दे सकते हैं कि इस कार्य के बारे में जाने का यह सबसे अच्छा तरीका है। हालांकि, इस परियोजना में आकार एक सीमा है, इसलिए हमें कुछ छोटा चाहिए। सौभाग्य से, चूंकि हम इसे एक स्थिर, विनियमित 5 वोल्ट स्रोत से बंद कर रहे हैं (जैसा कि यूएसबी आपूर्ति आम तौर पर होती है), हम केवल वर्तमान/वोल्टेज को चालू करने के लिए डायोड और/या प्रतिरोधकों का उपयोग कर सकते हैं।

मैं वर्णन करूंगा कि पहले प्रतिरोधों को सही ढंग से कैसे चुना जाए, भले ही मैंने अपने निर्माण में डायोड विधि का उपयोग करना चुना। सही रेसिस्टर को आकार देने के लिए हम जो करंट चाहते हैं उसे ले लेंगे, मान लें कि 300mA, और वोल्टेज रेसिस्टर देखेगा, 5V-VLED, जहां VLED 300mA पर एलईडी में वोल्टेज है (हमारे ग्राफ का उपयोग करके) और ओम कानून (V) का उपयोग करें /I=R) गणना करने के लिए। ग्राफ में हम देख सकते हैं कि 300mA पर LED लगभग 3.25V गिर रही है। इसलिए हमारा रोकनेवाला ५-३.२५ = १.७५ वी गिराएगा। ओम के नियम का उपयोग करते हुए, हमारा प्रतिरोधक 1.75V/300mA=5.83 ओम होना चाहिए।

यदि आपके पास अपने एलईडी के लिए एक अच्छा IV वक्र नहीं है, तो आप हमेशा गणित का सहारा ले सकते हैं, हालाँकि यह सुंदर नहीं है। इस चरण से जुड़ी अंतिम छवि डायोड के विशिष्ट IV वक्र के लिए समीकरण है। हम इस समीकरण को रोकनेवाला (वी = आईआर) के लिए ओम कानून के साथ जोड़ सकते हैं और आर के लिए हल कर सकते हैं (यदि आप एलईडी की संतृप्ति धारा को जानते हैं)। हम जानते हैं कि I बराबर हैं और V को 5 में जोड़ना है। दो समीकरण, दो अज्ञात। लेकिन सकल … है ना?

लंबी कहानी छोटी, लगभग 5 ओम का एक रोकनेवाला चाल चलेगा। हालाँकि, आपको बिजली अपव्यय को भी ध्यान में रखना चाहिए। 300mA पर 5ohms.3^2*5=.45W गर्मी को नष्ट कर देगा, इसलिए हमें 1/2W रोकनेवाला चाहिए। 5ohms एक अजीब प्रतिरोधी आकार है, हालांकि हम इसे समानांतर में अधिक सामान्य रूप से उपलब्ध प्रतिरोधकों के साथ बना सकते हैं, जैसे दो 10ohm प्रतिरोधक, या चार 20ohm प्रतिरोधक। यदि आप यह विधि करते हैं, तो सुनिश्चित करें कि आपके प्रतिरोधक 1/4W हैं या, अधिमानतः, स्वीकार्य बिजली अपव्यय के मामले में भी बड़े हैं, अन्यथा वे बहुत गर्म हो सकते हैं और एक खतरा बन सकते हैं।

दूसरा विकल्प वोल्टेज को कम करने के लिए डायोड का उपयोग करना है। एक मानक डायोड को.7 वोल्ट ड्रॉप करने के लिए कहा जाता है, हालांकि, यह सख्ती से मामला नहीं है। यह उच्च धाराओं पर थोड़ा अधिक और निम्न धाराओं पर थोड़ा कम गिरेगा। इसका मतलब है कि श्रृंखला में दो डायोड लगभग 1.4V के आसपास गिरेंगे। हमारे सर्किट में, यह हमारे एलईडी के लिए 3.6V छोड़ देगा, जो कि हमारे ग्राफ के अनुसार लगभग 500mA पास होना चाहिए। जबकि यह थोड़ा अधिक है, यह उस सीमा के भीतर है जिसकी मुझे तलाश थी, और श्रृंखला में तीसरा डायोड जोड़ने से वोल्टेज बहुत कम हो जाएगा (~ 2.9V)। इसके अलावा, जब डायोड के माध्यम से इतना करंट पास किया जाता है, तो यह संभावना है कि वोल्टेज ड्रॉप.7 से थोड़ा अधिक होगा, इस प्रकार सिस्टम थोड़ा कम करंट पर संतुलन पाएगा। फिर, इसे गणित के साथ और अधिक सटीक रूप से हल किया जा सकता है यदि आपके पास डायोड के सभी विवरण थे, लेकिन मैंने एक आसान दृष्टिकोण का उपयोग किया - एक समायोज्य वोल्टेज नियामक। मैंने सिर्फ दो डायोड जोड़े (क्योंकि यह मेरा अतिथि था) और करंट को मापते समय धीरे-धीरे वोल्टेज बढ़ा दिया। जब तक मैं ५ वोल्ट तक पहुँचता तब तक यह लगभग ४००mA के आसपास खींच रहा था। उत्तम।

यदि आप एक अलग डायोड का उपयोग कर रहे हैं और दो काम नहीं करते हैं, तो आप डायोड को जोड़ या घटा सकते हैं या एक अलग वोल्टेज ड्रॉप के साथ अलग डायोड भी आज़मा सकते हैं। या आप प्रतिरोधों का उपयोग कर सकते हैं यदि आपके पास सही मूल्य हैं। मैं किसी भी कारण के बारे में नहीं सोच सकता कि क्यों एक विधि दूसरे से बेहतर होगी, लेकिन यदि आप कर सकते हैं तो मुझे टिप्पणियों में इसके बारे में जानना अच्छा लगेगा।

उच्च शक्ति एल ई डी के साथ खेलने वालों के लिए एक और पक्ष नोट: आसुत जल एक महान गर्मी सिंक है! जब मैं इन एल ई डी की सीमाओं का परीक्षण कर रहा था, मैंने उन्हें पूरी तरह से आसुत जल में डुबो दिया। आसुत जल एक इन्सुलेटर है (ठीक है, एक बहुत, बहुत कमजोर कंडक्टर की तरह) इसलिए यह इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सुरक्षित है। नल के पानी का उपयोग न करें, क्योंकि घुले हुए खनिज ही इसे प्रवाहकीय बनाते हैं। हमेशा की तरह, सामान्य ज्ञान का प्रयोग करें और सावधान रहें, लेकिन यह एक सहायक तरकीब हो सकती है।

चरण 4: एलईडी सर्किट बनाएं, भाग दो

अब इसका मूल सर्किट को एक साथ मिलाप करने का समय है।

अपने हीट सिंक के केंद्र में थर्मल कंपाउंड की एक थपकी रखें, फिर उस पर अपनी एलईडी दबाएं। जब आप इसे हीट सिंक में मिलाते हैं तो यह एलईडी को पकड़ने में मदद करेगा। अब ऐसा करो। एलईडी को हीट सिंक से मिलाएं।

अगला, श्रृंखला में एलईडी और दो डायोड (या आपका 5ohm रोकनेवाला) मिलाप करें। याद रखें, डायोड ध्रुवीकृत होते हैं, इसलिए सुनिश्चित करें कि वे सभी एक ही दिशा का सामना कर रहे हैं, या आपकी रोशनी चालू नहीं होगी। डायोड में आमतौर पर एक सिल्वर बैंड होता है जो लो वोल्टेज साइड को दर्शाता है। सुनिश्चित करें कि वे प्रत्येक आपके 5V स्रोत से आगे इस बैंड के साथ सर्किट में जाते हैं। LED भी एक डायोड है, अर्थात यह दिशात्मक भी है। सुनिश्चित करें कि आपके पास यह सही दिशा में भी इशारा कर रहा है। आमतौर पर उनके पास छोटे लीड पर एक अंकन होता है। यदि आपका नहीं है, तो परीक्षण करने के लिए कम वोल्टेज स्रोत (~ 2-3V, श्रृंखला में दो AA बैटरी काम करेगी) का उपयोग करें। आप एलईडी को पीछे की ओर जोड़कर खराब नहीं करेंगे, यह सिर्फ काम नहीं करेगा।

मैंने हीट सिंक के पीछे कुछ बिजली के टेप जोड़े, फिर उसके पीछे के डायोड को टक दिया। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि ये घटक किस क्रम में सर्किट के भीतर जाते हैं, जब तक कि वे सभी सही दिशा का सामना करते हैं।

चरण 5: जैक कनेक्ट करें

अब USB जैक को सर्किट में मिला दें। आपको केवल USB से बिजली (लाल) और सामान्य (काले) तारों की आवश्यकता है। आप अन्य को नीचे ट्रिम कर सकते हैं (लेकिन सावधान रहें कि उन्हें छोटा न करें, ताकि आप जिस भी डिवाइस को प्लग इन करते हैं उसे नुकसान न पहुंचे)। तारों में जितना संभव हो उतना कम अतिरिक्त स्लैक के साथ ऐसा करने का प्रयास करें।

अब इसे एक साथ पकड़ने के लिए कुछ गर्म गोंद का उपयोग करें।

चरण 6: बोतल के ढक्कन में एक छेद काटें

हां, मुझे पता है कि यह आपका पसंदीदा है, लेकिन हमें यह करना होगा।

हमें बॉटल कैप के पिछले हिस्से में एक स्लिट बनाने की जरूरत है ताकि यूएसबी प्लग स्लाइड कर सके। मैंने पाया कि मैं एक दूसरे के बगल में दो छेदों को ड्रिल करने के लिए एक ड्रिल बिट का उपयोग कर सकता हूं जो सही चौड़ाई के हैं, और फिर उन्हें जोड़ने के लिए ड्रिल के साथ एक आरा गति का उपयोग करके एक भट्ठा बना सकते हैं। मुझे यकीन है कि बेहतर तरीके और बेहतर उपकरण हैं, और मुझे टिप्पणियों में उनके बारे में जानना अच्छा लगेगा!

चरण 7: बोतल कैप जोड़ें

अब जैक को बॉटल कैप में आपके द्वारा बनाए गए स्लिट के माध्यम से धक्का दें और इसे जगह में पकड़ने के लिए चारों ओर कुछ और गर्म गोंद डालें।

चरण 8: सुगरू जोड़ें

जैक के शीर्ष के चारों ओर एक अच्छी सील बनाने के लिए सुगरू का उपयोग करें, और लुक को छुपाएं। यह सामान गोंद के रूप में भी काम करता है, जो इसे और अधिक टिकाऊ बना देगा।

चरण 9: आनंद लें

निहारना! प्लगबल्ब!

ये लाइटें स्मार्टफोन चार्ज करने की तुलना में कम बिजली खींचती हैं, इसलिए उन्हें आपके पास मौजूद किसी भी यूएसबी बैटरी पैक से संचालित करने में सक्षम होना चाहिए। आपातकालीन प्रकाश के लिए या कैम्पिंग ट्रिप पर लाने के लिए बढ़िया। एक बड़े बैटरी पैक के साथ, वे दसियों घंटे तक चलेंगे!

हैप्पी मेकिंग!