Hacking USB + Power Bank: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ti è mai capitato che un servo ti prendesse in giro nel bel mezzo di un progetto? O i LED hanno cambiato colore quando non avrebbero dovuto? O addirittura volevi alimentare un giocattolo ma eri stanco di smaltire le batterie? Mi sono imbattuto in numerose situazioni in cui sarebbe utile avere una batteria di lunga durata, facilmente ricaricabile, sicura e coerente. Ho trovato una soluzione tagliando i cavi USB.

Guarda il video per maggiori dettagli:

Quello di cui hai bisogno:

• Cavo USB
• Giocattolo/Arduino/Micro:bit
• Accumulatore di energia
• Filo con anima solida

Equipaggiamento necessario:

• Saldatore
• Saldare
• Pinza tagliafili
• Spelafili

Opzionale:

• Flusso di saldatura
• Termoretraibile
• Pistola termica
• Nastro elettrico

Avvertenza di sicurezza:

L'utilizzo di cavi USB danneggiati, tagliati o alterati in qualsiasi modo può causare incendi, ustioni e danneggiare l'apparecchiatura collegata a entrambe le estremità. Nonostante ciò, questi cavi possono essere tranquillamente utilizzati nel giusto contesto. Li uso spesso con gli studenti per potenziare i progetti e la maggior parte delle cose con cui entrano in contatto sono costruite con abbastanza rigore da prevenire danni permanenti. Ad esempio, la maggior parte delle porte USB di laptop/computer si spengono temporaneamente in caso di cortocircuito e si ripristinano dopo il riavvio del computer.

Passaggio 1: hacking dei cavi USB (parte 1)

I cavi migliori da usare sono i cavi usb usati solo per la ricarica, che non hanno connessione dati, ma la maggior parte lo farà. I cavi costosi come i cavi Lightning hanno molte cose extra in corso e non funzionano bene per questo.

Ecco i passaggi:

• Tagliare l'estremità del cavo USB e rimuovere l'isolamento esterno.
• Se è un cavo dati, taglia i fili extra (non quelli neri e rossi)
• Spellare l'isolamento dei restanti due fili.
• Spelare l'isolamento dal filo a nucleo solido

Passaggio 2: hacking dei cavi USB (parte 2)

Successivamente, saldiamo le estremità del cavo USB al cavo a nucleo solido.

Ecco i passaggi:

• Avvolgere il cavo dal cavo positivo o negativo del cavo USB attorno al cavo solido
• Distribuire il flusso di saldatura sui fili avvolti (questo è facoltativo, ma aiuta il flusso di saldatura più facilmente, consentendo una connessione più rapida e pulita)
• Saldare i fili insieme.
• Tagliare il filo pieno alla lunghezza con tronchesi
• Ripetere con l'altro filo

Passaggio 3: aggiunta del termoretraibile

È utile aggiungere un termorestringente colorato o nastro isolante per fornire entrambi un dispositivo di scarico della trazione ai fili e per aiutare a indicare quale filo è positivo/negativo.

Se i fili non sono colorati in modo tale da indicare che sono ovviamente positivi o negativi, puoi usare un multimetro per misurare la polarità e determinare l'estremità positiva. Quando positivo è collegato a positivo, il multimetro dovrebbe leggere positivo e se positivo è collegato a negativo, dovrebbe leggere negativo.

Se i fili sono piccoli, puoi raggrupparli insieme con nastro aggiuntivo o termoretraibile per evitare che vengano strappati.

Fase 4: ATTENZIONE!

Un promemoria che puoi accendere incendi o danneggiare l'elettronica usando questi. I power bank sono dotati di numerose protezioni, inclusa la protezione da cortocircuito in cui si spengono in caso di cortocircuito. Se queste protezioni falliscono, genererà grandi quantità di calore e potenzialmente inizierà un incendio.

Un'altra preoccupazione è che i power bank possono fornire grandi quantità di corrente e, se collegati a cavi non realizzati per gestire quella corrente, possono surriscaldarsi e diventare un rischio di incendio. Puoi vedere nell'immagine che quando 2.5A viene eseguito attraverso una breadboard che è pensata solo per 500mA (.5A), genera una grande quantità di calore.

Sii sicuro e assicurati di utilizzare cavi e connettori progettati per grandi quantità di corrente quando si utilizzano grandi quantità di corrente.

Passaggio 5: collegamento dei cavi hackerati ai giocattoli

Puoi alimentare i giocattoli con un cavo USB. Questo può essere fatto con i giocattoli che utilizzano batterie da 3-4 AAA fino a D, perché funzionano a 4,5-6 V, che è ciò che fornisce la connessione USB. Se tenti di alimentare un giocattolo da 3 V o inferiore con il power bank, è probabile che danneggi il giocattolo. Se provi a usarlo per alimentare giocattoli che richiedono una tensione più alta, potrebbe funzionare, ma potrebbe non funzionare. Se lo colleghi al giocattolo al contrario, rischi anche di danneggiare il giocattolo.

Tutto ciò che serve è collegare il filo positivo al lato positivo (+) e il filo negativo al lato negativo (-) e collegarlo.

Passaggio 6: limitazioni correnti di Arduino

Prima di discuterne l'uso per aiutare con i circuiti Arduino, potrebbe essere utile capire perché i progetti Arduino (e altri progetti di microcontrollori) potrebbero trarne vantaggio. L'Arduino Uno può fornire circa 500 mA tramite la connessione USB sulla scheda. Man mano che si aggiungono LED/motori/servi aggiuntivi, è necessaria più corrente, ma la connessione non è in grado di fornire di più. Ciò fa sì che le cose si comportino in modo imprevedibile, facendo ballare i servi e i LED inizino a cambiare colore. Puoi vedere nell'immagine, man mano che vengono aggiunti più LED, la corrente aumenta solo leggermente e questo fa sì che i LED cambino da bianco a giallo a rosso.

Passaggio 7: connessione Arduino

Per aggiungere ulteriore alimentazione USB all'arduino, prendi il tuo cavo appena hackerato e collega il lato positivo al binario 5v sulla breadboard (o bypassa la breadboard e collegalo direttamente al LED) e il lato negativo al binario negativo su la breadboard. A questo punto, puoi vedere che improvvisamente viene fornita molta più corrente ai LED e non cambiano colore. Quando alimentato in questo modo, puoi anche scollegare Arduino dalla connessione USB standard, perché sarà alimentato tramite il pin 5v.

Se cablato al contrario, Arduino andrà in cortocircuito e si spegnerà da solo. Potenzialmente può danneggiare irreversibilmente l'Ardiuno (anche se devo ancora riscontrarlo)

Passaggio 8: Limitazioni di corrente micro:bit

Come Arduino, micro:bit può fornire solo così tanta corrente. In questo caso, fornisce circa 180 mA, facendo cambiare nuovamente colore ai LED.

Passaggio 9: cablaggio dei LED collegati al Micro:bit

L'alimentazione dei LED con USB mentre è controllata da Micro:bit è molto più complicata; ci sono due cose fondamentali a cui prestare attenzione. Innanzitutto, non consentire al pin rosso 5v di connettersi ai pin Micro:bit. Tutti i pin Micro:bit sono classificati a 3,3 V (probabilmente possono gestire un po' di più) e, sebbene possa essere in grado di sopravvivere, è un rischio che non vale la pena correre. La seconda considerazione è che, poiché il filo 5v è isolato dal Micro:bit, il filo di terra (negativo) deve collegarsi sia all'estremità negativa della striscia LED, sia al pin di terra sul Micro:bit. Questo perché la differenza di tensione è necessaria affinché il segnale dal Micro:bit ai LED funzioni.

Quindi, sposta con attenzione la connessione positiva sui LED dal pin 3.3v del Micro:bit al cavo USB e fai lo stesso con la connessione a terra. Quindi, prendi un filo aggiuntivo e collegalo al pin di terra del Micro: bit e al filo negativo del cavo USB. Ora sei a posto.

Puoi vedere dalle immagini che c'è molta corrente per Micro: bit ora.

Passaggio 10: finito

Se ci provi, sii intelligente e fai attenzione. I power bank sono utili per alimentare i progetti e durano a lungo. Sono più convenienti da caricare rispetto ad altre opzioni di batteria e le connessioni USB sono abbondanti.

Grazie per aver letto. Se sei interessato a vedere progetti futuri, iscriviti al mio canale Youtube: More Than The Sum