Dupin - een ultra-lage kosten draagbare multi-golflengte lichtbron - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Deze draagbare lichtbron, vernoemd naar Auguste Dupin, beschouwd als de eerste fictieve detective, werkt op elke 5V USB-telefoonoplader of powerpack. Elke LED-kop klikt magnetisch vast. Door gebruik te maken van goedkope 3W ster-leds, actief gekoeld door een kleine ventilator, is de unit compact maar biedt een breed scala aan golflengten met hoge intensiteit. Natuurlijk ondersteunt het ook witte LED's voor full colour verlichting.

De afbeeldingen hier tonen output bij 415nm, 460nm, 490nm, 525nm, 560nm en 605nm.

De gebruikte LED's zijn echter 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm en 740nm. Ook getoond zijn een 'daglichtwitte' LED en een PAR full-spectrum LED die een roze licht produceert zonder groene component, voornamelijk bedoeld voor tuinbouwtoepassingen.

Aangedreven door een nauwkeurige constante stroombron met lage uitvalspanning, biedt het apparaat 100 helderheidsinstellingen via een roterende encoder en slaat de laatste helderheidsinstelling op wanneer uitgeschakeld, en keert dus automatisch terug naar de laatste helderheidsinstelling wanneer deze weer wordt ingeschakeld.

Het apparaat gebruikt geen PWM om de helderheid te beheren, dus er is geen flikkering, wat het gebruik ervan vergemakkelijkt in situaties waarin u foto's of videobeelden wilt maken zonder artefacten.

De constante stroombron heeft een versterker met grote bandbreedte en een uitgangstrap, waardoor lineaire of pulsmodulatie tot enkele honderden kilohertz of zelfs pulsmodulatie tot bijna één megahertz mogelijk is. Dit is handig voor fluorescentiemetingen of om te experimenteren met lichtdatacommunicatie etc.

U kunt de constante stroombron ook gebruiken om meerdere LED's aan te sturen. Met een 24V voeding zou je bijvoorbeeld 10 rode LED's kunnen aansturen met een spanningsval van 2,2V per LED.

Houd er rekening mee dat u in dit scenario nog steeds het hoofdstuurcircuit met 5V voedt, maar de collector van de vermogenstransistor op een hogere spanning aansluit. Zie voor meer informatie de laatste stap in dit instructable

Toepassingen zijn onder meer forensisch onderzoek, microscopie, documentonderzoek, postzegelverzameling, entomologie, minerale fluorescentie, UV-, IR- en visuele fotografie, colorimetrie en lichtschilderen.

Benodigdheden

In bijna alle gevallen zijn dit de leveranciers die ik daadwerkelijk heb gebruikt, afgezien van de enkele verkoper die dat item niet meer op voorraad heeft of niet meer op eBay/Amazon staat.

Deze lijst bevat de meeste items die u nodig hebt, met uitzondering van draad, 2,5 mm mannelijke stekker en machineschroeven.

20 mm koellichamen voor de LED's

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

De meeste 3W LED's worden geleverd door:

futureeden.co.uk/

FutureEden levert ook de LED-lenzen die verkrijgbaar zijn in verschillende hoeken, waaronder 15, 45 en 90 graden. Ik gebruikte 15 graden lenzen in het prototype.

560nm en 570nm LED's

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

490nm LEDS

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

365nm LED's

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

D44H11 vermogenstransistor

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

Plankpennen van 5 mm

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

Ventilator en koellichaam

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

PCB's

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

Magnetische connectoren

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

2,5 mm vrouwelijk stopcontact

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

BAT43 Schottky-diode

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

Kleine signaaltransistor kit (incl BC327/337 gebruikt in dit project)

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

Roterende encoder (de verkoper die ik gebruikte is niet meer op eBay, maar dit is dezelfde eenheid)

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

X9C104P (dit is van een andere verkoper)

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

TLV2770

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

USB-stroommonitor (optioneel)

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

Stap 1: Montage van de behuizing

De behuizing van de hoofdeenheid en de LED-kop zijn 3D-geprint. Een kleine platte achterplaat wordt aan de achterkant van de behuizing bevestigd om de encoder te ondersteunen. Stroom wordt geleverd via een standaard 2,5 mm stopcontact. Een standaard USB-kabel wordt gesneden om de stroomkabel te maken.

Alle items zijn gedrukt in PLA met 100% vulling en een laaghoogte van 0,2 mm. De STL-bestanden zijn als bijlagen bijgevoegd.

Druk de behuizing verticaal af met de achterkant van de behuizing op de grondplaat. Er zijn geen steunen nodig.

Stap 2: LED-kopmontage

Elke LED-kopassemblage bestaat uit twee 3D-geprinte delen, de bovenste kopassemblage en de achterste bevestigingsplaat. Print deze in PLA op 100% infill en 0.2mm laaghoogte. Er zijn geen steunen nodig. De achterste bevestigingsplaat moet worden bedrukt met het vlakke achteroppervlak tegen de grondplaat.

Merk op dat de eerder getoonde stl-afbeeldingen de achterplaat 180 graden naar buiten hebben georiënteerd - de platte kant is het buitenoppervlak van de achterplaat wanneer u dingen aan elkaar vastschroeft.

Elke kopeenheid heeft dan een koellichaam van 20 mm x 10 mm met de aan de LED bevestigde pers in de bovenste eenheid. Op de foto's is te zien hoe je hem in elkaar zet. Begin met het verwijderen van het papier van de zelfklevende pad en plak de LED erop, waarbij u ervoor zorgt dat de LED-koellichaam volledig binnen de 20 mm omtrek van het koellichaam blijft.

Soldeer vervolgens twee draden aan de LED en duw vervolgens het koellichaam in de bovenste kopmontage, waarbij u ervoor zorgt dat de koelvinnen zijn georiënteerd zoals weergegeven op de foto's. Dit is om de luchtstroom voor koeling te maximaliseren.

Zodra u het koellichaam hebt gemonteerd, trekt u de draden door en snijdt u ze af zoals op de foto wordt getoond, waarbij u ongeveer 3/4 inch draad overlaat. Strip en vertin de uiteinden van de draden.

De LED-kop wordt met de behuizing verbonden via twee pinnen die zijn gemaakt van vernikkelde stalen plankpinnen. Deze zijn perfect voor het werk omdat ze een flens hebben waarmee we ze op hun plaats kunnen vergrendelen.

Gebruik een soldeerboutpunt met een grotere diameter en vertin de bovenkant van elke pin. Houd de pinnen in een bankschroef of idealiter een van die kleine werkbankgadgets zoals afgebeeld - ze zijn ook erg handig voor het maken van kabels.

Bevestig vervolgens de draden aan de pinnen en zorg ervoor dat de draad recht omhoog wijst, zoals weergegeven. Laat afkoelen.

Wanneer de pennen zijn afgekoeld, bevestigt u de achterste bevestigingsplaat met behulp van 2 X M2 12 mm machineschroeven en moeren. Zorg ervoor dat voordat u dit doet, de montagegaten in de achterplaat zijn schoongemaakt met een spiraalboor of taper ruimer. De stalen pinnen moeten licht kunnen wiebelen. Dit is belangrijk om ervoor te zorgen dat de magnetische contacten betrouwbaar zijn.

Opmerking: ik gebruikte nylon schroeven en moeren voor sommige eenheden en vervolgens stalen voor de andere. De stalen hebben waarschijnlijk ook borgringen nodig, omdat ze anders de neiging hebben om na verloop van tijd los te draaien; nylon schroeven hebben meestal meer wrijving en dit is minder een probleem.

Clip optioneel een lens op de LED als u de straal wilt collimeren, die anders vrij breed is.

Stap 3: Hoofd-PCB

De hoofdprintplaat is gemaakt met een matrixbord van 30 x 70 mm. Dit zijn algemeen verkrijgbare, hoogwaardige glasvezelplaten met een 0,1 inch matrix van doorgeplateerde gaten.

De point-to-point-bedrading maakt gebruik van zogenaamde 'potlooddraad', dat is ongeveer 0,2 mm geëmailleerd koperdraad. De isolatie smelt met een normale soldeerboutpunt.

De roterende encoder wordt rechtstreeks op het uiteinde van het bord gesoldeerd. Merk op dat de encoderpinnen zijn aangesloten op de onderkant van het bord.

In de onderstaande stappen bouw je afzonderlijke delen van het hele circuit en test je ze voordat je verder gaat. Dit zorgt ervoor dat de afgewerkte printplaat correct moet functioneren.

De foto's tonen het bord tijdens de montage. De potlooddraad is te zien aan de achterkant en verbindt de meeste componenten. Bij hogere stromen wordt dikkere draad gebruikt. Sommige afgeknipte componentkabels worden gebruikt om een stroom- en aardingsrail aan de boven- en onderkant van het bord te maken.

Let op: de ruimte is krap. Monteer weerstanden verticaal om ruimte te besparen. De lay-out hier 'evolueerde' toen het bord werd gemonteerd en ik was een beetje optimistisch over de benodigde ruimte en had alle weerstanden verticaal moeten monteren en niet horizontaal zoals weergegeven.

Verbindingen worden gemaakt met behulp van 'veropins', maar u kunt ook een lus van componentdraad gebruiken, met de uiteinden naar beneden gespreid; dit kost echter twee gaten per verbinding in plaats van één met een pin.

Stap 4: Encodercircuit

Ik heb de schakeling uitgetekend als verschillende afzonderlijke schema's. Dit is zodat u duidelijk kunt zien wat elk onderdeel doet. U moet het circuit in stappen construeren en testen of elk onderdeel correct werkt voordat u het volgende onderdeel toevoegt. Dit zorgt ervoor dat het hele ding correct zal werken zonder veel vervelende probleemoplossing.

Voordat ik begin, een woord over solderen. Ik gebruik loodhoudende soldeer, geen loodvrije. Dit komt omdat loodvrij soldeer veel moeilijker is om mee te werken in scenario's voor handmatig solderen. Het blikt slecht en is over het algemeen pijnlijk. Loodsoldeer is vrij veilig en u wordt tijdens het werken niet blootgesteld aan gevaarlijke dampen. Gebruik gewoon je gezond verstand en was je handen na het solderen en voor het eten, drinken of roken. Amazon verkoopt rollen van goede kwaliteit loodhoudend soldeer.

De encoder-interface:

Dit is vrij eenvoudig. De encoder heeft drie pinnen, A, B en C (gemeenschappelijk). Zoals je kunt zien, aarden we de C-pin en trekken we de A- en B-pinnen omhoog via 10K-weerstanden. Vervolgens voegen we 10nF-condensatoren toe aan de aarde om het stuiteren van het contact glad te strijken, wat een onregelmatige werking kan veroorzaken.

De A- en B-pinnen worden vervolgens verbonden met de INC- en U/D-pinnen op het digitale pot-IC. (X9C104). Sluit dit circuit aan en sluit ook de X9C104-voedings- en aardingspinnen aan. Voeg op dit moment ook de 470uF en 0.1uF vermogensontkoppelingscondensatoren toe.

De encoderpinnen moeten aan de onderkant van de printplaat worden gesoldeerd; het gat in de achterplaat zal dan uitgelijnd zijn met de encoderas.

Sluit de CS-pin op de X9C104P tijdelijk aan op +5V. We zullen dit later aansluiten op een ander deel van het circuit.

Sluit nu 5V aan op het circuit en controleer met behulp van een meter of de weerstand tussen de H- en W-pinnen op de X9C104P soepel verandert tussen bijna 0 ohm en 100K ohm terwijl u de encoder draait.

Stap 5: Constant-stroom voedingscircuit

Zodra u zeker weet dat het encodercircuit werkt, is het tijd om het gedeelte voor de constante stroomvoorziening te bouwen. Sluit de TLV2770 op-amp-voeding en aarde aan en bedraad vervolgens zoals weergegeven, aansluitend op de H-, W- en L-pinnen van de X9C104P.

Zorg ervoor dat u de stroomdetectieweerstand van 0,1 ohm rechtstreeks aansluit op de aardingspen van de TLV2770 en sluit vervolgens de resterende geaarde componenten aan op dit punt (1N4148-kathode, 10K-weerstand, 0.1uF-condensator). Verbind dit massapunt vervolgens met de massarail op de printplaat. Dit zorgt ervoor dat kleine weerstanden tussen de aardrail en de stroomdetectieweerstand niet door de opamp worden gezien als foutieve meetspanningen. Bedenk dat bij 750 mA de spanning over de weerstand van 0,1 ohm slechts 75 mV is.

Sluit de SHDN-lijn tijdelijk aan op +5V. We zullen dit later aansluiten op een ander deel van het circuit.

De koelventilator die we gebruiken is bedoeld voor een Raspberry Pi. Het wordt handig geleverd met een set koellichamen, waarvan we er een zullen gebruiken voor de hoofdvermogenstransistor.

De D44H11-vermogenstransistor moet haaks op het bord worden gemonteerd, op het grootste koellichaam dat bij de Raspberry Pi-ventilatorkit wordt geleverd.

De weerstand van 680K moet mogelijk worden aangepast om ervoor te zorgen dat de maximale stroom door de LED's niet meer dan 750 mA is.

Sluit weer +5V aan en een power-LED, gemonteerd op een koellichaam. Controleer nu of u de stroom door de LED soepel kunt veranderen door aan de encoder te draaien. De minimumstroom is gekozen op ongeveer 30 mA, wat voldoende zou moeten zijn om ervoor te zorgen dat de meeste 5V-voedingen voor mobiele telefoons niet automatisch worden uitgeschakeld bij minimale helderheid.

De optionele USB-stroommonitor is hier een handig accessoire, maar als je hem gebruikt, moet je natuurlijk eerst de stroomkabel maken, zoals later in de sectie wordt besproken.

Opmerking: de LED's met een kortere golflengte worden behoorlijk heet bij hoge stroom omdat we de koelplaat nog niet met een ventilator koelen, dus houd de looptijd tijdens het testen vrij kort (enkele minuten).

Hoe het werkt: de spanning over de stroommeetweerstand wordt vergeleken met de referentiespanning. De opamp past zijn output aan om ervoor te zorgen dat de twee inputs dezelfde spanning hebben (waarbij de input-offsetspanning van de opamp genegeerd wordt). De 0.1uF condensator over de digitale potentiometer heeft twee doelen; het filtert het 85KHz laadpompgeluid van het X9C104-apparaat en het zorgt er ook voor dat bij het opstarten de vraagstroom nul is. Zodra de opamp en feedback zijn gestabiliseerd, zal de spanning over de condensator stijgen tot de vraagspanning. Dit voorkomt inschakelstroompieken door de belasting.

Er is gekozen voor de D44H11-transistor omdat deze voldoende stroomwaarden heeft en een hoge minimale versterking van ten minste 60, wat goed is voor een vermogenstransistor. Het heeft ook een hoge afsnijfrequentie die, indien nodig, snelle modulatie van de stroombron mogelijk maakt.

Stap 6: Stroombeheercircuit

Het stroombeheercircuit verandert in de eerste plaats de kortstondige drukschakelaar op de roterende encoder in een tuimelschakelaar.

BC327- en BC337-transistoren worden gebruikt omdat ze een vrij hoge versterking hebben en een maximale collectorstroom van 800mA, wat handig is voor de ventilatorschakelaar waar de ventilator ongeveer 100mA trekt. Ik kocht een goedkope kit met diverse kleine signaaltransistoren die een breed scala aan nuttige apparaten bevatten. Merk op dat in het prototype deze transistors het achtervoegsel -40 hebben dat de hoogste versterkingsbak aangeeft. Hoewel ik betwijfel of dit veel uitmaakt, en je vergelijkbare apparaten zou moeten krijgen als je dezelfde kit koopt, moet je hier rekening mee houden.

Het vermogen wordt geregeld door de SHDN-pin op de TLV2770-opamp te wisselen. Wanneer de SHDN-pin laag is, is de opamp uitgeschakeld en wanneer deze hoog is, werkt de opamp normaal.

Het stroombeheercircuit regelt ook de CS-lijn op de X9C104 digitale potentiometer. Wanneer de stroom wordt uitgeschakeld, gaat de CS-lijn hoog, zodat de huidige instelling van de pot wordt teruggeschreven naar het niet-vluchtige flashgeheugen.

Hoe het werkt: aanvankelijk is het knooppunt van de 100K-weerstand en de 1uF-condensator op +5V. Wanneer de momentschakelaar wordt ingedrukt, wordt de hoogspanning via de 10nF-condensator overgebracht naar de basis van Q1, die wordt ingeschakeld. Daarbij trekt het de collector naar beneden en hierdoor wordt ook Q2 ingeschakeld. Het circuit wordt vervolgens vergrendeld via de 270K-feedbackweerstand, zodat Q1 en Q2 beide aan blijven en de SHDN-uitgang hoog is.

Op dit punt wordt de kruising van de 100K-weerstand en de 1uF-kap nu laag getrokken door Q1. Wanneer daarom de momentschakelaar opnieuw wordt ingedrukt, wordt de basis van Q1 laag getrokken, waardoor deze wordt uitgeschakeld. De collector stijgt tot +5V en schakelt Q2 uit en de SHDN-uitgang wordt nu laag. Op dit punt is het circuit terug in zijn oorspronkelijke staat.

Monteer het stroombeheercircuit en sluit de momentschakelaar op de encoder erop aan. Controleer of SHDN schakelt telkens wanneer u op de schakelaar drukt en dat wanneer SHDN laag is, CS hoog is en vice versa.

Sluit de koelventilator tijdelijk aan op de collector van Q3 en de +5V-rail (de positieve kabel van de ventilator) en controleer of wanneer de SHDN hoog is, de ventilator wordt ingeschakeld.

Sluit vervolgens het stroombeheercircuit aan op de constante stroomvoeding en sluit CS aan op de X9C104P digitale potentiometer, waarbij de tijdelijke aardverbinding wordt verwijderd. Sluit SHDN aan op de TLV2770 en verwijder ook de tijdelijke link naar die pin.

U zou nu moeten kunnen bevestigen dat het circuit correct opstart en in- en uitschakelt wanneer de encoderschakelaar wordt ingedrukt.

Stap 7: Foutbeveiligingscircuit

Zoals bij de meeste voedingen met constante stroom, is er een probleem als de belasting wordt losgekoppeld en vervolgens weer wordt aangesloten. Wanneer de belasting wordt losgekoppeld, verzadigt Q4 terwijl de opamp probeert stroom door de belasting te sturen. Wanneer de belasting opnieuw wordt aangesloten, omdat Q4 volledig is ingeschakeld, kan er gedurende enkele microseconden een hoge transiënte stroom doorheen vloeien. Hoewel deze 3W-leds redelijk tolerant zijn voor transiënten, overschrijden ze nog steeds de datasheetclassificaties (1A voor 1ms) en als de belasting een gevoelige laserdiode zou zijn, zou deze gemakkelijk kunnen worden vernietigd.

Het foutbeveiligingscircuit bewaakt de basisstroom tot en met Q4. Wanneer de belasting wordt losgekoppeld, stijgt dit tot ongeveer 30 mA, waardoor de spanning over de 27 ohm-weerstand voldoende stijgt om Q5 in te schakelen en dit zorgt er op zijn beurt voor dat Q6 wordt ingeschakeld en zijn collector vervolgens bijna naar aarde zakt. De schottky-diode (gekozen omdat de doorlaatspanning van 0,4 V lager is dan de 0,7 V die nodig is om een transistor in te schakelen) trekt vervolgens de FLT-lijn laag, waardoor Q1 en Q2 worden uitgeschakeld en dus de stroom wordt uitgeschakeld.

Dit zorgt ervoor dat de belasting nooit kan worden aangesloten terwijl de stroom is ingeschakeld, waardoor mogelijk schadelijke transiënten worden vermeden.

Stap 8: Montage

Soldeer de magnetische koppelingen aan een korte lengte van redelijk stevige draad (ongeveer 15 cm lang), en zorg ervoor dat de draad door de gaten in de behuizing past.

Zorg ervoor dat de gaten in de behuizing schoon zijn - gebruik hiervoor een spiraalboor en een kleinere boor om ervoor te zorgen dat de draadgaten aan de achterkant ook schoon zijn.

Gebruik nu een LED-kop, klem de koppelingen op de koppennen en steek ze in de behuizing. De LED-kop moet zo passen dat wanneer je naar de spiebaan kijkt, er een kleine opening is tussen de spiebaan en de behuizing. Zodra u zeker weet dat de koppelingen goed passen, plaatst u een kleine druppel epoxy op de achterkant van elke koppeling en plaatst u deze met de LED-kop en plaatst u deze ergens uit de weg terwijl de lijm uithardt. Ik heb mijn LED-kopmontages zo aangesloten dat met de achterplaat van de hoofdmontage naar u toe gericht en de spiebaan naar boven gericht, de positieve verbinding zich aan uw rechterkant bevindt.

Zodra de lijm is uitgehard, verwijdert u de kop en plaatst u de ventilator, met het label zichtbaar, d.w.z. de luchtstroom duwt lucht over het koellichaam van de kop. Ik heb twee M2 X 19 mm machineschroeven en een moersleutel gebruikt om de ventilator te monteren, het is lastig, maar schuif hem vanaf de achterkant van de behuizing naar binnen en dan zou je in staat moeten zijn om alles op een rij te krijgen en vast te maken.

Nu kunt u het 2,5 mm stopcontact monteren en alle draden op de printplaat aansluiten, zodat er voldoende speling overblijft zodat u het gemakkelijk kunt aansluiten en vervolgens in de behuizing kunt schuiven op de rails die in de behuizing zijn afgedrukt.

De achterplaat wordt vastgezet met vier kleine zelftappende schroeven. Merk op dat de positie van de encoderas niet helemaal gecentreerd is op de plaat, dus zorg ervoor dat u deze draait totdat de schroefgaten op één lijn liggen.

Stap 9: USB-voedingskabel

De stroomkabel is gemaakt van een goedkope USB-kabel. Knip de kabel ongeveer 2,5 cm van de grotere USB-stekker af en strip deze. De rode en zwarte draden zijn stroom en aarde. Sluit hier een dikkere 8-kabel op aan, gebruik krimpkous om te isoleren, en soldeer aan het andere uiteinde een standaard 2,5 mm stekker.

We hebben de USB-kabel kort geknipt omdat de snoeren te dun zijn om de stroom te dragen en anders te veel spanning laten vallen.

Stap 10: Modulatie-optie en vezelkoppeling

Om de stroombron te moduleren, koppelt u de 0.1uF-condensator en W-pin los van de niet-inverterende ingang op de opamp en verbindt u die ingang met aarde via een weerstand van 68 ohm. Sluit vervolgens een weerstand van 390 ohm aan op de niet-inverterende ingang. Het andere uiteinde van de weerstand is dan de modulatie-ingang, waarbij 5V de LED naar volle stroom stuurt. Je zou een paar jumpers op het bord kunnen plaatsen om het overschakelen van de encoder naar externe modulatie te vergemakkelijken.

U kunt de STL van het Angstrom-project gebruiken voor de 3 mm-vezelkoppelingen als u de LED's op glasvezel wilt aansluiten, bijvoorbeeld voor microscopie enz.

Stap 11: Meerdere LED's van stroom voorzien

U kunt de constante stroom driver gebruiken om meerdere LED's aan te sturen. LED's kunnen niet parallel worden geschakeld, omdat één LED de meeste stroom zou opnemen. Daarom sluit je de LED's in serie aan en vervolgens sluit je de anode van de bovenste LED aan op een geschikte voedingsbron, waarbij het hoofdstuurcircuit nog steeds op 5V blijft lopen.

Het is in de meeste gevallen gemakkelijker om gewoon een aparte voeding voor de LED's te gebruiken en al het andere op een standaard telefoonoplader te laten lopen.

Om de spanning te berekenen, neemt u het aantal LED's en meerdere door de spanningsval voor elke LED. Houd dan een marge van ongeveer 1,5V aan. 10 LED's met een spanningsval van 2,2V hebben bijvoorbeeld elk 22V nodig, dus een 24V-voeding zou goed werken.

Je moet ervoor zorgen dat de spanning over de vermogenstransistor niet te hoog is, anders wordt het te heet - zoals hier ontworpen daalt het bijna 3V in het ergste geval (aansturen van een infrarood LED met een lage voorwaartse spanning), dus dit is het maximum waar u naar moet streven, tenzij u een groter koellichaam wilt gebruiken. In ieder geval zou ik de spanning lager dan 10V houden omdat je in stroombeperkingen begint te komen op basis van het veilige werkgebied van de transistor.

Merk op dat de emitters met kortere golflengte hogere voorwaartse spanningen hebben, waarbij de 365 nm LED's bijna 4V dalen. Door 10 van deze in serie te schakelen, zou 40V dalen en een standaard 48V-voeding zou een groter koellichaam op de vermogenstransistor vereisen. Als alternatief kunt u meerdere 1A-diodes in serie met de LED's gebruiken om de extra spanning te verlagen naar 0,7 V per diode, bijvoorbeeld 8 om 5,6 V te laten vallen en dan blijft er slechts 2,4 V over over de vermogenstransistor.

Ik zou voorzichtig zijn met het gebruik van hogere spanningen dan dit. Je begint in veiligheidsproblemen te komen als je in contact komt met de stroomvoorziening. Zorg ervoor dat u een geschikte zekering in serie met de LED's plaatst; zoals hier ontworpen, heeft de 5V-voeding een veilige stroombegrenzing en die hebben we niet nodig, maar in dit scenario willen we zeker bescherming tegen kortsluiting. Merk op dat het kortsluiten van een reeks LED's zoals deze waarschijnlijk zal resulteren in een vrij spectaculaire meltdown van de vermogenstransistor, dus wees voorzichtig!. Als je meer LED's van stroom wilt voorzien, heb je waarschijnlijk een parallelle set stroombronnen nodig. U kunt meerdere exemplaren van de constante stroomdriver gebruiken (samen met zijn eigen foutbeveiligingscircuit) en een gemeenschappelijke encoder, vermogensbesturingscircuit en spanningsreferentie ertussen delen, elk exemplaar heeft zijn eigen vermogenstransistor en stuurt bijvoorbeeld 10 LED's aan. Het hele circuit kan parallel worden geschakeld omdat de drivers met constante stroom in dat scenario elk één reeks LED's verwerken.