Latarka UV na USB

Prezentowana latarka została zaprojektowana jako wkładka do portu USB. Dzięki temu jest to rozwiązanie tanie, a zarazem łatwe w eksploatacji, z racji popularności złącza USB.

Geneza projektu.

Budowa i działanie

Schemat urządzenia został pokazany na rysunku 1. Złącze J1 to złącze USB wykonane bezpośrednio na płytce PCB.

Rysunek 1. Schemat elektryczny układu

Wytrawione pola służą jako pady do kontaktu ze stykami gniazda USB i doprowadzają zasilanie do elementów układu. Płytka powinna być wykonana na laminacie o grubości 2 mm, dzięki czemu będzie dobrze pasowała do gniazda USB.

Rysunek 2. Typowy układ aplikacyjny układu AL5802-7

Elementy U1 i U2 to układ typu AL5802-7, czyli źródło prądowe zbudowane z 2 tranzystorów NPN. Na rysunku 2 pokazano typowy układ aplikacyjny. Prąd wyjściowy jest ustalany za pomocą rezystora R1 (R2). Jego wartość dobiera na podstawie wzoru:

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

Załóżmy, że ustalamy prąd wyjściowy na 20 mA. Wartości podane są w dokumentacji (rysunek 3).

Rysunek 3. Fragment dokumentacji pokazujący parametry tranzystora Q1

Po przeliczeniu i zaokrągleniu do typowych wartości rezystorów z typoszeregu otrzymujemy wartość 39 Ω i prąd diody 19,2 mA. Rezystor może być w obudowie SMD0603, najlepiej o tolerancji 1%.

Rysunek 4. Fragment dokumentacji pokazujący parametry elektryczne i optyczne diody UV

Diody LED UV, oznaczone na schemacie D1 i D2 to VLMU3100-GS08. Ich napięcie przewodzenia UF mieści się w zakresie 2,8...3,8 V, natomiast typową wartością jest 3,2 V. Więcej parametrów optycznych i elektrycznych pokazuje fragment dokumentacji z rysunku 4.

Ze względu na wysokie napięcie przewodzenia nie można było połączyć dwóch takich diod w szereg przy zasilaniu z 5 V. Zastosowano dwa układy AL5802-7, po jednym na każdą diodę. Absolutny maksymalny prąd diody w kierunku przewodzenia wynosi IF=30 mA. W prezentowanym układzie prąd diod został ograniczony do 20 mA.

Montaż i uruchomienie

Schemat płytki PCB pokazuje rysunek 5. Montaż najlepiej rozpocząć od wlutowania układów U1 i U2.

Rysunek 5. Schemat płytki PCB

Następnie rezystory R1 i R2, a na końcu diody D1 i D2. Układ nie wymaga uruchomienia. Po zlutowaniu można od razu podłączyć do portu USB.
Latarkę można również stosować do sprawdzania znaków wodnych, na przykład na banknotach (fotografia 1).

Fotografia 1. Widok banknotu w świetle UV

Długość fali zastosowanych diod LED jest zbliżona do zakresu UV-A. Ten zakres promieniowania nie ma właściwości sterylizujących. Takie właściwości ma zakres UV-C.

Uwaga! Nie należy wystawiać się na długotrwałe działanie promieniowania UV, w szczególności należy chronić oczy.

Sławomir Kabat
korydalin@gmail.com