Необходимость организовать освещение может возникнуть в аварийной ситуации, когда классические источники питания становятся недоступны. При наличии ноутбука, работающего от аккумулятора, а ещё лучше – повербанка, проблема становится легко решаемой. Для этого достаточно иметь под рукой простой светодиод и знать распиновку USB-разъема.
В данном материале будет представлена схема и описание сборки USB-лампы, которая служит простой цели — обеспечить аварийное освещение питаясь от USB-порта персонального компьютера или ноутбука. В данном случае будет использован разъем USB 2.0 типа «А», широко известный как разъем Standard-A и имеющий плоскую прямоугольную форму. Разъемы USB Type-A поддерживаются во всех версиях USB, включая USB 3.0, USB 2.0 и USB 1.1.
Для создания схемы USB-лампы необходимы следующие компоненты: резистор номиналом 150 Ом (но лучше вооружиться законом Ома и подобрать номинал, исходя из доступного цвета свечения светодиода), светодиод с диаметром линзы 5 мм (стандартный размер, наиболее часто встречаемый в розничной продаже), штекер USB Type-A (можно откусить от одного из ненужных кабелей, поскольку они широко распространены), соединительные провода и беспаечная макетная плата (либо можно выполнить соединение простой скруткой проводов).
Если вы хоть раз смотрели внутрь вилки USB Type-A, то наверняка помните, что там имеется 4 контакта. Крайние из них отвечают за питание, а два по центру служат для передачи данных. Поскольку напряжение питания стандартных USB-устройств составляет 5 вольт постоянного тока, то этого будет достаточно, чтобы запитать светодиод. Однако напрямую подключать его нельзя, поскольку номинальное напряжение для светодиода гораздо ниже: во избежание выхода компонента из строя от слишком большого значения протекающего тока необходимо правильно подобрать токоограничительный резистор.
Мощность резистора для данного проекта может быть любой. Самое главное — его сопротивление. Для правильного расчёта нужно знать потребляемый ток светодиодом, номинальное падение напряжения (зависит от цвета свечения), а также значение напряжения на самом источнике питания. В роли источника питания будет порт компьютера (5 вольт). Стандартные светодиоды с 5-мм линзой потребляет 20 мА тока. Если вы взяли красный светодиод, то его номинальное падение напряжения 2.3 В, для зеленого это 2.5 вольта, а для синего около 3 Вольт. Если цвет диода заранее неизвестен, то можно рассчитывать сопротивление резистора для красного светодиода — все остальные цвета с ним также будут работать, но свечение будет тусклее.
Предположим, что падение напряжения на светодиоде будет 2.3 вольта, тогда (5 - 2.3) = 2.7 В должно упасть на резисторе. Зная силу тока 20 мА, легко по закону Ома найти сопротивление (так как сила тока одинакова на любом участке при последовательном соединении): R = U / I = 2.7 / 0.02 = 135 Ом. Наиболее часто встречаемые в продаже номиналы из тех, что нам подойдут: 150, 200 и 220 Ом. Либо можно взять несколько резисторов меньшего номинала и соединить их последовательно, чтобы суммировать сопротивление. Однако, если планируется использовать действительно яркий источник света, то таковым может стать белый светодиод. Для него оптимальным сопротивлением будет 47 Ом.