Безопасное извлечение питания из USB

Я модернизирую освещение в модели с простой схемой, которая имеет 17 светодиодов (приблизительно) плюс один или два таймера 555. В настоящее время все питается от 3 батареек ААА. Он потребляет от 150 до 250 мА (в зависимости от того, сколько светодиодов я включаю). Внимание: я новичок в электронике и освещении, так что, пожалуйста, поддержите меня, если вопросы будут недостаточно сложными :)

Как только схема будет готова, я планирую расширить ее двумя вариантами:

  1. Версия для Arduino: подключите схему светодиода непосредственно к выходным контактам (5 В) платы Arduino с резистором в каждом проводе, чтобы компенсировать избыток +0,5 В.
  2. Версия с проводным питанием от USB, использующая настенное зарядное устройство USB, обеспечивающее 5 В, 800 мА.

У меня вопрос: что мне делать, чтобы адекватно защитить схему при использовании USB-версии? Нужен ли регулятор напряжения? Если да, то какой тип/деталь?

Согласно моим исследованиям, мне не нужен регулятор для версии Android, но я не уверен на 100% (комментарии по этому поводу тоже приветствуются).

Редактировать: В соответствии с просьбой я добавил упрощенную схему. Окончательная версия будет иметь больше светодиодов и, вероятно, потреблять около 200-250 мА.

введите описание изображения здесь

Есть схема?
Настенная бородавка в основном может быть источником питания постоянного тока, однако в некоторых из них используются другие технологии, такие как постоянный ток. USB обычно не работает, поэтому он будет соответствовать выходу USB компьютера. Вы должны иметь возможность использовать источник 5 В от настенной розетки, как хотите, если вы не превышаете максимальный номинальный ток, но он не будет работать так же, если питается от USB-порта компьютера, потому что для питания требуется перечисление. более 100 мА.
Некоторые USB-кабели имеют встроенные регуляторы. Используйте мультиметр, чтобы узнать, есть ли в вашем USB-кабеле встроенный регулятор.
@coding_corgi что? О чем ты говоришь? Какой кабель имеет встроенный регулятор?
@Passerby Несколько, google.com/… , внимательно посмотрите на пару,
@coding_corgi искал. Ничего, кроме обычных экранированных проводов. Медь и пластик.
@Sebastian Схема модели важна. Хотя бы транзисторы или резисторы есть?
Я загрузил схему. Однако в этой версии нет 555. Тем не менее, я планирую сначала закончить простую версию. Я хочу быть уверен, что понимаю, что мне нужно добавить в эту же схему, чтобы правильно (и безопасно) понизить постоянное напряжение с 5 В до 4,5 В, отражая версию с 3 батареями AAA. Будет ли достаточно резистора? или мне нужен регулятор напряжения и/или предохранитель?

Ответы (1)

По большей части версия Arduino и версия с питанием от USB будут одинаковыми. Arduino имеет регулируемый выход 5 В.

Основная проблема заключается в том, что схема, которую вы публикуете, является точной, заключается в том, что резистор 36 Ом при 4,5 В со средним напряжением светодиода (красный 1,8 В, желтый 2 В, синий 3,3 В) выталкивает их за пределы «стандартного» максимального тока. потребление по 20 мА каждый. Это 36 Ом опечатка? С 5v это почти вдвое больше. Схема подразумевает, что при включении всех 10 светодиодов / резисторов требуется 151 мА, то есть по 15 мА на каждый. Математика не работает.

Ток = (Источник напряжения - Прямое падение напряжения) / Сопротивление
Красный: (4,5 В - (1,8 В * 2)) / 36 = 0,025 А или 25 мА. (5 В - (1,8 В * 2)) / 36 = 38 мА Желтый: (4,5 В - (2 В * 2)) / 36 = 13,8 мА. (5 В - 4 В) / 36 = 27 мА Синий: (4,5 В - 3,3 В) / 36 = 33,3 мА. (5В - 3,3В) / 36 = 47,2мА!

Только желтый будет в основном безопасным, без увеличения сопротивления. Просто дополнительный резистор между 24 ~ 68 Ом последовательно с существующими 36 Ом для каждой жилы светодиода решит эту проблему с максимальным потреблением от 28 мА до 16 мА на нить. Вот как вы можете защитить светодиоды при использовании источника питания USB.

Теперь, если вы собираетесь питать светодиоды от платы Arduino, напрямую связанной с выводами микроконтроллера, вы быстро преодолеете ограничение в 40 мА на вывод или общее ограничение в 200 мА. Особенно на синей секции, где у вас есть три светодиода параллельно. Это 47 мА с существующим резистором, меньше, если вы добавите еще один резистор на светодиод, но вы сможете одновременно включать только 4 секции. В этом случае, если вам нужно больше, вам также понадобится транзистор с резистором.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

SW1 — это ручной переключатель, который у вас есть. Два резистора 36 Ом такие же, как один 72 Ом. Три светодиода являются стандартными синими светодиодами 3,3 В. Транзистор NPN позволяет вам коммутировать больший ток на контакт, чем при их прямом подключении (2n3904 имеет тенденцию допускать до 200 мА каждый). Резистор 1 кОм обеспечивает ток ~ 4,5 мА на базе транзистора, который должен насытить его.

В любом случае, если немного посчитать, как указано выше, у вас должно быть все, что вам нужно, чтобы вычислить любую комбинацию, которая вам нужна.

Re: математика: я вижу, вы указываете. Программное обеспечение для моделирования, которое я использую, отличное (Yenka), однако включенный предопределенный набор светодиодов использует другой допуск прямого напряжения и мА. Светодиоды, которые я использую в «реальной жизни», имеют разные значения и выдерживают до 25 мА, поэтому я соответствующим образом скорректировал значения R. Вы говорите, что единственное, что мне нужно, это последовательно увеличить R, при условии, что я не буду потреблять больше, чем предел мА? Я прочитал несколько предупреждений о настенных зарядках USB, в которых говорилось, что некоторые из них не регулируются. Я планирую использовать зарядное устройство Kindle USB, которое, я думаю, является высококачественным зарядным устройством...
@ Себастьян, большинство зарядных устройств USB достаточно хорошо регулируются. Давно не видел нерегулируемых. И да, все, что вам нужно остерегаться, это потреблять слишком много тока. Держите его в пределах 80~90% от максимума, чтобы быть в безопасности.
Безопасное извлечение питания из USB
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v