Umwandeln einer 230-V-Wechselstrombirne in USB-Strom! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

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Ich bin bei eBay auf diese hübschen Glühbirnen mit Flammeneffekt gestoßen, die flackern und eine subtile Animation haben. Sie werden normalerweise mit 85-265 V Wechselstrom betrieben, aber für tragbare Anwendungen wie eine gefälschte brennende Taschenlampe oder Laterne ist dies nicht ideal.

Ich habe die Glühbirne so modifiziert, dass diese Glühbirnen anstelle des ursprünglichen Netzteils mit einer beliebigen 5-V-Versorgung direkt von einer einzelnen Lithium-Ionen-Batterie oder sogar von 2-3 AA-Batterien betrieben werden können.

Schritt 1: Demontage der Glühbirne

Das obere Diffusionsgehäuse wird nur aufgeklippst, mit ein wenig Aufhebeln herausgeklappt, um den AC-DC-Treiber freizulegen, und auf der anderen Seite der Platine ist eine flexible Platine darauf gelötet.

Auf die flexible Leiterplatte werden der Mikrocontroller und das LED-Array aufgelötet, bevor sie aufgerollt und verlötet werden. Betrachtet man diese Platine genauer, so gibt es von der DC-Ausgangsseite nur zwei elektrische Verbindungen zur Treiberplatine. Wenn an diese Anschlüsse eine Spannung angelegt wird, die der Ausgangsspannung des AC-DC-Treibers entspricht, sollte die Glühbirne einwandfrei funktionieren.

Die metallene Endkappe der Glühbirne kann abgezogen werden, so dass der AC-Live-Anschluss nur gegen den Kunststoff eingeklemmt wird.

Schritt 2: Testen der Treiberausgangsspannung

Um die Ausgangsspannung sicher zu testen, lötete ich zwei Drähte an den DC-Ausgang und wickelte sie wie abgebildet um meine DMM-Kabel. Dann schaltete ich die Glühbirne ein und überprüfte das DMM, um zu sehen, dass die Spannung etwa 6,3 V betrug.

Ich hatte gehofft, es wären 5 V, aber die etwas höhere Spannung macht Sinn, da LED-Paare mit ~ 6 V in Reihe geschaltet werden können. Dies macht das Umwandeln der Glühbirne jedoch etwas schwieriger, da ich keinen einstellbaren Aufwärtswandler zur Hand hatte, der in den Sockel der Glühbirne passen würde.

Schritt 3: Modifizieren eines Aufwärtswandlers - Theorie

Ich hatte dieses Aufwärtswandlermodul herumliegen und nachdem ich mir das Datenblatt des ICs angesehen hatte, wurde mir klar, dass ich es für meine Bedürfnisse modifizieren konnte.

Dieser Aufwärtswandler liefert einen festen 5V-Ausgang von jeder Spannung im Bereich von 2,5V bis 4,5V. Da ich am Ausgang ~ 6,3 V und nicht 5 V benötige, würde dieses Modul nicht so funktionieren, wie es ist.

Im obigen Bild der Schaltung sehen Sie, dass der IC die Ausgangsspannung durch einen direkten Rückkopplungspfad vom Ausgang (dicke Linie) regelt. Wenn ein Spannungsteiler zwischen Masse und Ausgangsspannung gelegt wurde und der Knoten des Spannungsteilers mit dem "VOUT" -Pin des ICs verbunden war, sollten wir den IC bei der Regelung über seinen Sollwert austricksen können.

Bei großen Änderungen der Ausgangsspannung müssen möglicherweise andere Komponenten wie Induktivität und Kondensatoren geändert werden, aber da ich die Spannung nur geringfügig erhöhe, muss nichts anderes geändert werden.

Schritt 4: Modifizieren eines Aufwärtswandlers - praktisch

Nachdem ich die USB-Buchse entfernt hatte, entlötete ich den IC, um mir das Layout der Boost-Platine genauer anzusehen.

Der mittlere Pin "VOUT" ist mit der Lasche am IC verbunden, also schneide ich das Kupfer ab, das diese Verbindung vom Rest der Platine trennt. Ich habe Widerstandswerte berechnet und die nächstgelegenen Widerstände ausgewählt, die ich zur Hand hatte; 220kOhm und 50kOhm bilden den Spannungsteiler.

Diese Widerstände wurden dann in Reihe über den Ausgang des Aufwärtswandlers gelötet, und der mittlere Knoten wurde wie gezeigt an die VOUT-Lasche des IC gelötet.

Ich habe 5V von einem Netzteil an die Platine angelegt und die Ausgangsspannung von 6,56V gemessen. Dieser Messwert ist etwas höher als ich wollte, aber da es einen Zener-Regler für den Mikrocontroller gibt, ist dies ein akzeptabler Spannungspegel.

Schritt 5: Wiederzusammenbau der Glühbirne

Wenn die Metallendkappe entfernt ist, kann ein Draht durch das kleine Loch in der Basis geführt werden. In diesem Fall zeige ich, dass ein kurzes USB-Kabel verwendet wird, aber Sie können auch jeden anderen Kabeltyp verwenden, um direkt an eine Batterie anzuschließen.

Ich habe das USB-Kabel zur Zugentlastung verknotet, ein Kabelbinder würde auch gehen. Die Enden des USB-Kabels werden an den modifizierten Aufwärtswandler angelötet, der dann direkt mit der DC-Seite der Glühbirne verbunden wird.

Beachten Sie, dass ich die AC-DC-Schaltung in der Glühbirne gelassen habe, da sie die flexible Leiterplatte zusammenhält. Sie dient keinem anderen Zweck und könnte in diesem Setup vollständig entfernt werden.

Wenn Sie alles wieder zusammendrücken, bleibt eine seltsam aussehende Glühbirne mit einem Kabel, das am Ende baumelt. Ich habe auch eine Version mit einem 2-poligen JST-Stecker erstellt, der an einen Akku Ihrer Wahl angeschlossen werden kann - in diesem Fall habe ich eine geschützte 18650-Zelle gewählt, die den passenden JST-Stecker hat.