Convertendo uma lâmpada de 230 V CA em alimentação USB !: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

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Eu encontrei essas lâmpadas de efeito chama bacanas no eBay, que piscam e têm uma animação sutil integrada. Elas geralmente são alimentadas por 85-265 V CA, mas para aplicações portáteis como uma tocha ou lanterna falsa, isso não é ideal.

Modifiquei a lâmpada para que, em vez da fonte de alimentação original, essas lâmpadas pudessem ser alimentadas por qualquer fonte de 5 V, direto de uma única bateria de íons de lítio ou até mesmo de 2 a 3 baterias AA.

Etapa 1: desmontagem da lâmpada

O invólucro de difusão superior é apenas preso, com um pouco de abertura para revelar o driver AC-DC e, do outro lado da placa, um PCB flexível é soldado nele.

O PCB flexível tem o microcontrolador e o conjunto de LEDs soldados nele antes de ser enrolado e soldado no lugar. Olhando mais de perto esta placa de circuito impresso, há apenas duas conexões elétricas para a placa do driver do lado da saída CC. Se uma tensão for aplicada a essas conexões que seja igual à tensão de saída do driver AC-DC, a lâmpada deve funcionar bem.

A tampa de metal da lâmpada pode ser removida, revelando que a conexão AC Live está apenas presa no lugar contra o plástico.

Etapa 2: Testar a tensão de saída do driver

Para testar a tensão de saída com segurança, soldei dois fios na saída DC e os enrolei em volta dos condutores do DMM, conforme ilustrado. Então liguei a lâmpada e verifiquei o DMM para ver se a voltagem estava em torno de 6,3V.

Eu esperava que fosse 5 V, mas a voltagem um pouco mais alta faz sentido, já que os pares de LEDs podem ser acionados em série com ~ 6V. Isso torna a conversão da lâmpada um pouco mais complicada, pois eu não tinha um conversor de boost ajustável disponível que caberia na base da lâmpada.

Etapa 3: Modificando um Conversor de Boost - Teoria

Eu tinha este módulo de conversor de impulso por aí e depois de olhar a folha de dados do IC, percebi que poderia modificá-lo de acordo com minhas necessidades.

Este conversor de reforço fornece uma saída fixa de 5 V de qualquer tensão na faixa de 2,5 V a 4,5 V. Como preciso de ~ 6,3 V na saída e não 5 V, este módulo não funcionaria como está.

Na imagem acima do circuito você pode ver que o CI regula a tensão de saída por um caminho de feedback direto da saída (linha grossa). Se um divisor de tensão foi colocado entre o terra e a tensão de saída, e o nó do divisor de tensão foi conectado ao pino "VOUT" do IC, então devemos ser capazes de enganar o IC na regulação acima de seu ponto de ajuste.

Para grandes alterações na tensão de saída, outros componentes como o indutor e os capacitores podem precisar ser alterados, mas como estou aumentando a tensão apenas ligeiramente, não há necessidade de alterar mais nada.

Etapa 4: Modificando um conversor de reforço - prático

Depois de remover o conector USB, desoldei o IC para dar uma olhada mais de perto no layout do PCB de reforço.

O pino do meio "VOUT" é conectado à aba no IC, então cortei o cobre que separa esta conexão do resto da placa. Calculei os valores dos resistores e escolhi os resistores mais próximos que tinha em mãos; 220kOhm e 50kOhm para formar o divisor de tensão.

Esses resistores foram então soldados em série na saída do conversor boost, e o nó do meio foi soldado à guia VOUT no IC, conforme mostrado.

Eu apliquei 5 V na placa de uma fonte de alimentação e medi a tensão de saída de 6,56 V. Esta leitura é um pouco mais alta do que eu queria, mas como há um regulador Zener para o microcontrolador, este é um nível de tensão aceitável.

Etapa 5: Remontagem da lâmpada

Com a tampa de metal removida, um fio pode ser passado através do pequeno orifício na base. Neste caso, mostro um cabo USB curto sendo usado, mas você também pode usar qualquer outro tipo de cabo para conectar diretamente a uma bateria.

Eu dei um nó no cabo USB para alívio de tensão, uma braçadeira também funcionaria. As pontas do cabo USB são soldadas no conversor boost modificado, que é então conectado diretamente ao lado CC da lâmpada.

Observe que deixei o circuito AC-DC na lâmpada, pois ele mantém o PCB flexível junto, ele não serve a nenhum outro propósito e pode ser totalmente removido nesta configuração.

Apertando tudo de volta no lugar, você fica com uma lâmpada de aparência estranha com um cabo pendurado na extremidade. Também fiz uma versão com um conector JST de 2 pinos que pode ser conectado a uma bateria de sua escolha - neste caso, optei por uma célula 18650 protegida que tem o conector JST correspondente.