Conversione di una lampadina da 230 V CA in alimentazione USB!: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

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Mi sono imbattuto in queste lampadine a effetto fiamma su eBay, che sfarfallano e hanno una sottile animazione incorporata. Di solito sono alimentate da un ingresso di rete CA da 85-265 V, ma per applicazioni portatili come una torcia o una lanterna finta non è l'ideale.

Ho modificato la lampadina in modo che invece dell'alimentatore originale, queste lampadine possano essere alimentate da qualsiasi alimentatore da 5V, direttamente da una singola batteria agli ioni di litio, o anche da 2-3 batterie AA.

Passaggio 1: smontaggio della lampadina

L'alloggiamento di diffusione superiore è appena agganciato, con un po' di leva è saltato fuori per rivelare il driver AC-DC, e sull'altro lato della scheda, un PCB flessibile è saldato su di esso.

Il PCB flessibile ha il microcontrollore e l'array di LED saldati su di esso prima di essere arrotolato e saldato in posizione. Dando un'occhiata più da vicino a questo PCB, ci sono solo due collegamenti elettrici alla scheda driver dal lato di uscita CC. Se a queste connessioni viene applicata una tensione che è la stessa della tensione di uscita del driver AC-DC, la lampadina dovrebbe funzionare correttamente.

Il cappuccio terminale in metallo della lampadina può essere rimosso, rivelando che la connessione AC Live è appena schiacciata in posizione contro la plastica.

Passaggio 2: test della tensione di uscita del driver

Per testare la tensione di uscita in sicurezza, ho saldato due fili sull'uscita CC e li ho avvolti attorno ai cavi del mio multimetro digitale come nella foto. Quindi ho acceso la lampadina e ho controllato il multimetro digitale per vedere che la tensione era di circa 6,3 V.

Speravo che fosse 5V, ma la tensione leggermente più alta ha senso poiché le coppie di LED possono essere pilotate in serie con ~6V. Ciò rende la conversione della lampadina un po' più complicata, tuttavia, poiché non avevo un convertitore boost regolabile a portata di mano che si adattasse alla base della lampadina.

Passaggio 3: modifica di un convertitore boost - Teoria

Avevo questo modulo convertitore boost in giro e dopo aver guardato la scheda tecnica dell'IC, mi sono reso conto che potevo modificarlo per le mie esigenze.

Questo convertitore boost fornisce un'uscita fissa a 5 V da qualsiasi tensione nell'intervallo da 2,5 V a 4,5 V. Poiché ho bisogno di ~ 6,3 V sull'uscita e non di 5 V, questo modulo non funzionerebbe così com'è.

Nell'immagine sopra del circuito puoi vedere che l'IC regola la tensione di uscita tramite un percorso di feedback diretto dall'uscita (linea spessa). Se un partitore di tensione fosse posizionato tra la massa e la tensione di uscita e il nodo del partitore di tensione fosse collegato al pin "VOUT" dell'IC, allora dovremmo essere in grado di ingannare l'IC nella regolazione al di sopra del suo set point.

Per grandi modifiche alla tensione di uscita, potrebbe essere necessario sostituire altri componenti come l'induttore e i condensatori, ma poiché sto aumentando solo leggermente la tensione, non è necessario modificare nient'altro.

Passaggio 4: modifica di un convertitore boost: pratico

Dopo aver rimosso il jack USB, ho dissaldato l'IC per dare un'occhiata più da vicino al layout del PCB boost.

Il pin centrale "VOUT" è collegato alla linguetta sull'IC, quindi ho tagliato il rame separando questa connessione dal resto della scheda. Ho calcolato i valori dei resistori e ho scelto i resistori più vicini che avevo a portata di mano; 220kOhm e 50kOhm per formare il partitore di tensione.

Questi resistori sono stati quindi saldati in serie sull'uscita del convertitore boost e il nodo centrale è stato saldato alla scheda VOUT sull'IC come mostrato.

Ho applicato 5V alla scheda da un alimentatore e ho misurato la tensione di uscita di 6,56V. Questa lettura è leggermente superiore a quella che volevo, ma poiché c'è un regolatore zener per il microcontrollore, questo è un livello di tensione accettabile.

Passaggio 5: rimontaggio della lampadina

Con il cappuccio terminale in metallo rimosso, è possibile far passare un filo attraverso il piccolo foro nella base. In questo caso mostro che viene utilizzato un cavo USB corto, ma potresti anche utilizzare qualsiasi altro tipo di cavo per il collegamento diretto a una batteria.

Ho fatto un nodo nel cavo USB per ridurre la trazione, funzionerebbe anche una fascetta. Le estremità del cavo USB sono saldate sul convertitore boost modificato che viene quindi collegato direttamente al lato CC della lampadina.

Nota che ho lasciato il circuito AC-DC nella lampadina in quanto tiene insieme il PCB flessibile, non ha altro scopo e potrebbe essere completamente rimosso in questa configurazione.

Rimettendo tutto a posto, ti rimane una lampadina dall'aspetto strano con un cavo che penzola dall'estremità. Ho anche realizzato una versione con un connettore JST a 2 pin che può essere collegato a una batteria a tua scelta - in questo caso sono andato con una cella 18650 protetta che ha il connettore JST corrispondente.