Передноворічний рукоділля
Зміст
Отже, про що потрібно пам'ятати, починаючи роботу над нашою гірляндою? Насамперед, у вас мають бути хоча б мінімальні навички паяння — елементи, з якими доведеться мати, справа є досить мініатюрними.
Окрім паяльника та зіпсованої комп'ютерної периферії нам знадобляться резистори різних номіналів. Звичайно, є ймовірність, що вам пощастить і серед вихідного мотлоху трапляться потрібні, але вона занадто мала, так що краще купити їх окремо. Заодно варто прикупити ізолюючі трубки-кембрики (бажано термозбіжні) та ізоленту. Також у процесі паяння знадобиться флюс. Можна обійтися і каніфоллю, але з рідким флюсом робота буде зроблена куди швидше та якісніше, всі місця паяння вийдуть акуратними та міцними.
Спочатку - руйнація
Всі необхідні дроти, які використовувалися в нашому випадку, були «ампутовані» з однієї клавіатури, а друга охоче поділилася шнуром для підключення до USB.
Зрозуміло, знайти кілька однакових зламаних клавіатур будинку вдасться не в кожного. Можна запитати у знайомих чи пройтися барахолками. Наш вихідний набір також був досить різношерстим. Ну, а взагалі клавіатур знадобиться не менше чотирьох штук. У кожній з них, як правило, три світлодіоди, які служать індикаторами Caps Lock, Scroll Lock і Num Lock. Серед видобутого добра ми знайшли стару геймерську клавіатуру A4Tech X7, оснащену п'ятьма світлодіодами. Різні клавіатури підходять для нашої витівки навіть краще, ніж однакові: різні світлодіоди – різнокольорові вогні.
Розбирати клавіатури – не дуже приємне заняття. Кожна з них скручена парою десятків шурупів, тому це не надто швидкий процес. Усередині все досить нудно:є лише прозора плівка, на якій розведені усі доріжки, та невелика плата контролера, яка нам і потрібна. На ній і припаяні заповітні світлодіоди.
Це нам знадобиться з усього, що є у клавіатурі
Те саме з іншої клавіатури
У результаті після розбирання та випоювання у нас виявилося близько двох десятків абсолютно різношерстих світлодіодів. За ідеєю можуть підійти світлодіоди, які встановлюються в миші для підсвічування сенсора. Але вони надто яскраві та не надто гармонують зі світлодіодами з клавіатур.
А потім - творення
Наступний етап – опрацювання проектно-кошторисної документації. У нашому випадку все звелося до рішення зробити гірлянду на 12 лампочок з паралельним підключенням елементів через резистори, що знижують напругу. Справа в тому, що інтерфейс USB дозволяє живити пристрої напругою 5 В при максимальній силі струму 500 мА. Оскільки всі наші світлодіоди — темні конячки без розпізнавальних знаків, то було ухвалено рішення прийняти середній струм, що споживається на брата, за 20 мА. Таким чином, максимальна кількість елементів у гірлянді — 25, а щоб, напевно, позбутися ризику, ми беремо 12.
Класичні світлодіоди виглядають приблизно так
Робоча напруга практично всіх світлодіодів на планеті зазвичай суттєво нижча за 5 В. Якщо їх підключити безпосередньо, вони, звичайно, запрацюють, але при цьому будуть дуже сильно грітися і навряд чи зможуть пропрацювати довго. Вхідну напругу потрібно якимось чином зменшити. Робоча напруга найбільше залежить від кольору світлодіода. Нижче представлена таблиця з кольорами світлодіодів та зразковою робочою напругою.
| Колір | Напруга |
| червоний | від 1.6 до 2.03 |
| Помаранчевий | від 2.03 до 2.1 |
| Жовтий | від 2.1 до 2.2 |
| Зелений | від 2.2 до 3.5 В |
| Синій | від 2.5 до 3.7 |
| Фіолетовий | від 2.8 до 4 В |
Найпростіший спосіб - спаяти світлодіоди парами послідовно. У цій ситуації всередині кожної такої пари один служитиме для іншого опором, що знижує напругу. Такий спосіб дуже ненадійний, оскільки дає лише приблизні результати. Деякі діоди можуть все одно сильно грітися, а про довговічність готової конструкції взагалі складно щось сказати.
Світлодіоди з припаяними резисторами. Виглядають химерно
Куди більш надійний спосіб - забезпечити кожен з елементів своїм опором, що знижує вхідну напругу. Для цього нам знадобиться закон Ома, який усі вивчали у школі, але вже благополучно забули. Цей закон говорить, що в ланцюзі постійного струму напруга визначається твором сили струму та опору. Знаючи початкову напругу та ту, яку нам необхідно отримати (див. таблицю), легко порахувати необхідні нам номінали опорів. Наприклад, нам потрібно запитати світлодіод, що працює від 2 В. Різниця напруги, яку потрібно прибрати: (5-2) = 3 В. 3 = 0.02 * х, де 0.02 - 20 мА - середня сила струму для малопотужного світлодіода, а х - Шуканий номінал опору.
А ось тепер найцікавіше. Незважаючи на те, що у діодів є рамки напруги, від якої вони здатні працювати, це правило можна обійти. При застосуванні резисторів зі значно більшими номіналами діоди починають видавати невластивий їм колір. Звичайно, це часто знижує яскравість, але при цьому гірлянда може стати буянням фарб. Така позаштатна заміна цілком безпечна, тому що при підвищенні напруги діоди не грітимуться.та горіти.
У нашому розпорядженні було безліч різних резисторів, тому ми вирішили поекспериментувати — практично кожен окремий ліхтарик у гірлянді світитиме своїм унікальним світлом. Деякі світлодіоди цілком стерпно запалювалися навіть за опору 1 ком.
Перед тим, як почати припаювати опори, потрібно було вирішити питання дизайну всієї конструкції. Ми вирішили паяти резистори прямо на плюсове виведення світлодіодів на мінімально можливій відстані. Визначити, де у них плюс, можна і на око. Якщо подивитися на його нутрощі, то можна побачити, що там одна платівка суттєво більша за іншу. Ця платівка приєднана до мінусового виводу.
Остаточне складання
На двох дротах в ізоляції через певні проміжки ізоляція була пропалена паяльником, щоб вийшли своєрідні віконця голого дроту. Якщо підійти до цього процесу ретельно та акуратно, то ізоляція оплавляється лише з одного боку, чого цілком достатньо. Далі потрібно ретельно залудити ці крапки і по черзі припаяти всі світлодіоди спочатку до одного дроту, а потім до іншого. В результаті наша конструкція набула фінальної форми, за винятком деяких дрібниць.
Фінішна пряма – з'єднати гірлянду з кабелем USB. Усередині таких кабелів йде чотири ізольовані жили. З них до харчування стосуються лише дві — червона (плюс) та чорна (мінус). З'єднуємо відповідні контакти і можна тестувати готову гірлянду.
Пара косметичних штрихів - ізолювати всі сполуки, що виходять. Тут знадобиться вправність і терпіння, оскільки з'єднання дуже дрібні і виконані Т-подібно, так що кембрик на них надіти досить проблематично. Нашою помилкою було використання ізоленти. Спочатку все вийшло красиво та акуратно, але незабаром ізоляторавідклеїлася у багатьох місцях.
Загалом, в результаті кількох годин нескладної роботи у нас вийшла цілком симпатична саморобна гірлянда, собівартість якої прагне нуля. Використані мною резистори можна купити на будь-якому ринку чи магазині радіодеталей, причому їхня вартість — п'ять копійок за пучок.