Conversión de una bombilla de 230 V CA a alimentación USB: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

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Me encontré con estas lindas bombillas con efecto de llama en eBay, que parpadean y tienen una animación sutil incorporada. Por lo general, funcionan con una entrada de red de 85-265 V CA, pero para aplicaciones portátiles como una antorcha o una linterna en llamas falsas, esto no es ideal..

Modifiqué la bombilla para que, en lugar de la fuente de alimentación original, estas bombillas puedan funcionar con cualquier suministro de 5 V, directamente con una sola batería de iones de litio o incluso con 2-3 baterías AA.

Paso 1: Desmontaje de la bombilla

La carcasa de difusión superior simplemente se engancha, con un poco de palanca se desprendió para revelar el controlador AC-DC, y en el otro lado de la placa, se suelda una PCB flexible.

La PCB flexible tiene el microcontrolador y la matriz de LED soldados en ella antes de enrollarla y soldarla en su lugar. Al observar más de cerca esta PCB, solo hay dos conexiones eléctricas a la placa del controlador desde el lado de salida de CC. Si se aplica un voltaje a estas conexiones que es el mismo que el voltaje de salida del controlador AC-DC, entonces la bombilla debería funcionar bien.

La tapa del extremo de metal de la bombilla se puede quitar, revelando que la conexión AC Live está apretada en su lugar contra el plástico.

Paso 2: prueba del voltaje de salida del controlador

Para probar el voltaje de salida de manera segura, soldé dos cables a la salida de CC y los envolví alrededor de los cables de mi DMM como se muestra en la imagen. Luego encendí la bombilla y verifiqué el DMM para ver que el voltaje era de alrededor de 6.3V.

Esperaba que fuera de 5 V, pero el voltaje ligeramente más alto tiene sentido ya que los pares de LED pueden funcionar en serie con ~ 6 V. Sin embargo, esto hace que la conversión de la bombilla sea un poco más complicada, ya que no tenía un convertidor de refuerzo ajustable a mano que encajara en la base de la bombilla.

Paso 3: Modificación de un convertidor Boost - Teoría

Tenía este módulo convertidor elevador por ahí y después de mirar la hoja de datos del IC, me di cuenta de que podía modificarlo según mis necesidades.

Este convertidor elevador proporciona una salida fija de 5V desde cualquier voltaje en el rango de 2.5V a 4.5V. Como necesito ~ 6.3V en la salida y no 5V, este módulo no funcionaría como está.

En la imagen anterior del circuito, puede ver que el IC regula el voltaje de salida mediante una ruta de retroalimentación directa desde la salida (línea gruesa). Si se colocó un divisor de voltaje entre tierra y el voltaje de salida, y el nodo del divisor de voltaje se conectó al pin "VOUT" del IC, entonces deberíamos poder engañar al IC para que regule por encima de su punto de ajuste.

Para grandes cambios en el voltaje de salida, es posible que sea necesario cambiar otros componentes como el inductor y los condensadores, pero como estoy aumentando el voltaje solo ligeramente, no es necesario cambiar nada más.

Paso 4: Modificación de un convertidor Boost - Práctico

Después de quitar el conector USB, desolé el IC para ver más de cerca el diseño de la PCB de refuerzo.

El pin del medio "VOUT" está conectado a la pestaña del IC, por lo que corté el cobre que separa esta conexión del resto de la placa. Calculé los valores de las resistencias y elegí las resistencias más cercanas que tenía a mano; 220kOhm y 50kOhm para formar el divisor de voltaje.

Luego, estas resistencias se soldaron en serie a través de la salida del convertidor elevador, y el nodo del medio se soldó a la pestaña VOUT en el IC como se muestra.

Apliqué 5V a la placa desde una fuente de alimentación y medí el voltaje de salida de 6.56V. Esta lectura es un poco más alta de lo que quería, pero como hay un regulador Zener para el microcontrolador, este es un nivel de voltaje aceptable.

Paso 5: reensamblaje de la bombilla

Una vez quitada la tapa de metal, se puede pasar un cable a través del pequeño orificio de la base. En este caso, muestro un cable USB corto que se está utilizando, pero también podría usar cualquier otro tipo de cable para conectarse directamente a una batería.

Hice un nudo en el cable USB para aliviar la tensión, una brida también funcionaría. Los extremos del cable USB se sueldan al convertidor elevador modificado que luego se conecta directamente al lado de CC de la bombilla.

Tenga en cuenta que dejé el circuito AC-DC en la bombilla, ya que mantiene unida la PCB flexible, no tiene otro propósito y podría eliminarse por completo en esta configuración.

Al apretar todo de nuevo en su lugar, te quedas con una bombilla de aspecto extraño con un cable colgando en el extremo. También hice una versión con un conector JST de 2 pines que se puede conectar a una batería de su elección; en este caso, elegí una celda 18650 protegida que tiene el conector JST correspondiente.