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Jan 04, 2024

La creazione di luci a LED sostitutive utilizza alcuni trucchi

I microscopi sono diventati strumenti essenziali sul banco di lavoro per gli hacker, consentendo loro di lavorare con minuscole parti SMD per l'assemblaggio e l'ispezione di PCB. Un paio di anni fa, lo scienziato pazzo [smellsofbikes] ha risposto

I microscopi sono diventati strumenti essenziali sul banco di lavoro per gli hacker, consentendo loro di lavorare con minuscole parti SMD per l'assemblaggio e l'ispezione di PCB. Un paio di anni fa, lo scienziato pazzo [smellsofbikes] acquistò uno stereomicroscopio da eBay. Ma la sua lampada con base a vite in stile Edison da 12 volt, di dimensioni strane, collegata a un alimentatore CA da 17 volt, si bruciò dopo un po'. Sostituì la lampada bruciata con quella di riserva, anch'essa esplosa dopo qualche tempo. Lampade stupide. Forse le specifiche originali richiedevano lampade da 24 volt, che erano in unobtanio a causa della strana base a vite Edison, ma quelle avrebbero emesso un bel bagliore giallo-arancione. Comunque, per qualche tempo, lavorò con una lampada a collo d'oca truccata a regola d'arte, ma spostare spesso il microscopio e la lampada stava diventando un lavoro ingrato. Quando si è stufato abbastanza, ha deciso di costruire una luce LED sostitutiva per microscopio.

Di solito, tali build sono semplici e non c'è molto di cui scrivere, ma [smellsofbikes] ha alcuni trucchi di cui vale la pena prendere nota. Ha trovato un paio di LED SMD ad alta potenza nel contenitore dei suoi componenti. Erano appena leggermente più larghi di 1,6 mm tra i terminali. Quindi ha preso un pezzo di FR4 a doppia faccia, rivestito in rame, e ha montato il LED su un lato del pezzo PCB, ruotandolo leggermente in modo da poter saldare entrambi i terminali. Funziona come un ottimo dissipatore di calore per il LED pur avendo un profilo molto stretto. Questo era importante poiché la scheda LED sostitutiva doveva adattarsi al cilindro in cui era montata la lampada originale.

Il LED è pilotato da un regolatore buck a corrente costante, alimentato dal trasformatore originale da 17 volt. Un raddrizzatore a ponte e diversi condensatori di filtro danno come risultato un'alimentazione CC a basso ripple, per la quale ha utilizzato la funzionalità Spice di KiCad per elaborare i valori. Il driver LM3414 che ha utilizzato è un po' fuori mano. Può far funzionare LED fino a 60 watt a 1 amp e non richiede un resistore di rilevamento della corrente esterno. Questo era eccessivo poiché prevedeva di far funzionare il LED a soli 150 mA, il che si sarebbe tradotto in una soluzione molto robusta e di lunga durata. Ha progettato il PCB del driver in KiCad e lo ha fresato sul suo plotter per circuiti stampati LPKF. La cosa bella dei PCB fresati a CNC è che puoi aggiungere inondazioni di rame personalizzate ed estendere i cuscinetti di impronta. Questo trucco ti consente di saldare un componente 0805 o 1206 sullo stesso ingombro, a seconda di cosa riesci a trovare nel contenitore dei componenti.

Ciò che ci ha fatto riflettere è stata l'affermazione di [smellsofbikes] secondo cui "L'unico aspetto fastidioso è che (LM3414) deve anche avere il pin di abilitazione collegato in alto, ma il pin di abilitazione ha una tensione massima di 5,5 V, quindi devo ricavare 5,5 V da i 20 volt circa della tensione del trasformatore raddrizzato. Osservando la scheda tecnica dell'LM3414, è presente un'uscita VCC sul pin 1, derivata da un regolatore interno. Dalla scheda tecnica, "Il VCC fornisce autopolarizzazione per i circuiti di azionamento e controllo del gate interno". Non siamo sicuri del motivo per cui questo non possa essere utilizzato per collegare l'Enable (in realtà il pin PWM) a 5 volt senza dover utilizzare un regolatore esterno. Invece, ha aggiunto un regolatore SOT-23 nel suo progetto per ottenere i 5 volt per abilitare il conducente. Ma il regolatore che aveva a portata di mano aveva uno strano pin invertito e ha dovuto saldare l'LDO SOT-23 per farlo funzionare. Alla fine, tutto ha funzionato alla grande, quindi immaginiamo che tutto sia bene quel che finisce bene.

Per montare il PCB LED all'interno del cilindro originale, ha progettato un collare stampato in 3D con dita affusolate che sostengono il PCB senza dover utilizzare alcun elemento di fissaggio. Per il PCB principale è stato utilizzato un semplice alloggiamento stampato in 3D per inserirlo nella scatola del trasformatore. Anche con una corrente di pilotaggio di 150 mA, la lampada a LED è estremamente luminosa e il driver over-kill si assicurerà di non doversi preoccupare presto di una lampada bruciata.