USB Disco Night Light

Aan de deelnemende leerlingen
Polanerbaan 15
3447 GN Woerden
Tel: 0348 – 408 646
Fax: 0348 – 433 525
[email protected]
www.dewerkunie.nl
ING Bank: 65.63.42.145
KVK nr.:30257805
Woerden, 1 november 2013
Betreft: Workshop Woerdens Techniek Talent
Beste leerling,
In dit document vind je meer informatie over de USB Disco Night Light die je gemaakt hebt tijdens de
Techniek Driedaagse 2013 van Woerdens Techniek Talent.
De USB Disco Night Light kun je gebruiken in elke computer of (telefoon)oplader met een USB
aansluiting. Gebruik van de USB Disco Night Light is in principe ongevaarlijk. Wel is het goed de
volgende zaken in de gaten te houden.
Let op!
- Controleer voor gebruik of de USB Disco Night Light niet beschadigd is en of er geen onderdelen los
zitten.
- Om kortsluiting te voorkomen dien je ervoor te zorgen dat de USB Disco Night Light geen contact
maakt met metalen onderdelen.
- Tijdens de Driedaagse heb je de gelegenheid gehad je USB Disco Night Light op juiste werking te
controleren. Heb je dit niet gedaan of twijfel je over de werking, gebruik de USB Disco Night Light
dan niet.
Als de USB Disco Night Light beschadigd is of er kortsluiting ontstaat, loop je de kans dat je
telefoonlader of computer beschadigd raakt.
We wensen je veel plezier van je USB Disco Night Light!
Team De Werkunie
USB Disco Night Light
Om het volgende artikel goed te begrijpen is het slim de schema’s op de laatste 2 pagina’s uit te
printen.
De USB Disco Night Light die je hebt gemaakt bestaat uit een aantal verschillende onderdelen.
Een USB connector (stekker), 1 weerstand van 33 kΩ (k betekent kilo en dit is duizend, Ω betekent
Ohm, je spreekt dit uit als oom, de weerstand is dus drieëndertigduizend ohm), een LDR (Een
lichtgevoelige weerstand), een transistor en een regenboog LED. De USB Disco Night Light schakelt
aan wanneer het donker wordt en zal in wisselend tempo in verschillende kleuren oplichten.
We zullen nu stap voor stap de gebruikte onderdelen en de werking van de stick bespreken.
USB Connector
Als je in de USB connector kijkt zie je vier contactjes zitten. De binnenste twee contacten kunnen
informatie (data) doorgeven. Hiermee kan de USB poort dus “communiceren”. Bijvoorbeeld van je
computer naar je printer, fotocamera of MP3 speler. Deze contacten worden door de USB LED stick
niet gebruikt. De buitenste twee contactjes geven 5 Volt spanning af. Deze wordt door de stick
gebruikt als spanningsbron. Hierdoor heb je voor de stick geen batterij of speciale voedingsadapter
nodig.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus
Regenboog LED
Een LED is een soort lampje dat in verschillende kleuren verkrijgbaar is. Een normale gloeilamp
produceert naast licht een heleboel warmte. Deze warmte kost veel energie. Doordat een LED
nauwelijks warmte produceert zijn deze veel zuiniger met energie. De LED die we gebruiken is een
speciale LED. Er zitten namelijk meerdere kleuren LED’s in. Vandaar de naam regenboog of rainbow
LED.
Binnen in de LED zit een “controller” een heel klein computertje (Als je goed kijkt kun je een heel klein
zwart blokje in de led zien zitten. Dit is de computer. Op dit computertje zitten kleine goudkleurige
draadjes waar de verschillende kleuren aan vast zitten. LET OP! Alleen in de LED kijken als deze uit
is)
Een LED is een diode. Een diode kan maar in één richting stroom doorlaten. Dit principe noemt men
halfgeleiding. Dit principe wordt gebruikt bij ondermeer LED’s, diodes en transistors.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Led
http://nl.wikipedia.org/wiki/Diode
Weerstand
Op je USB Disco Night Light zit een weerstand met een vaste waarde. De Engelse naam voor
weerstand is Resistor.
De waarde van de weerstand wordt aangegeven met behulp van kleurringen op de weerstand. In de
bijgevoegde tabel staat wat de kleuren betekenen. De waarde van een weerstand wordt aangegeven
in Ohm en is gebaseerd op de wet van Ohm. De wet van Ohm is een formule die het verband tussen
Spanning (U = Volt), Stroom (I = Ampere) en Weerstand (R = Ohm).
De formule luidt U = I x R.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektrische_weerstand_%28eigenschap%29
http://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Ohm
LDR
Je USB Disco Night Light detecteert of het licht of donker is met behulp van een LDR. Dit is een
weerstand waarvan de waarde verandert afhankelijk van de hoeveelheid licht die er op valt.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Lichtgevoelige_weerstand
Transistor
Een transistor is een soort elektrische regelaar. De werking van een transistor zou je kunnen
vergelijken met een regelklep of kraan. Een transistor heeft drie pootjes met de namen collector,
emitter en basis. De collector is de aanvoer waterleiding, de emitter de uitloop en de basis de
bediening van de regelklep.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Transistor
Printplaat
De onderdelen van je stick heb je met soldeertin gesoldeerd op een printplaat. In bijna alle elektrische
apparaten zitten printplaten. In het Engels wordt een printplaat vaak een PCB genoemd.
Soldeertin is een metaallegering. Vroeger bevatte soldeertin vaak lood. Tegenwoordig mag dit niet
meer in verband met milieueisen en gezondheid.
Meer info:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Printplaat
http://nl.wikipedia.org/wiki/Soldeertin
http://nl.wikipedia.org/wiki/Solderen
Hoe werkt de USB Disco Night Light?
Door de USB Disco Night Light in een computer of oplader te steken voorzie je hem van elektriciteit.
De elektriciteit gaat van + naar -. Als je het schema bekijkt dan zie je dat er bij de USB stekker ook +
en – staat aangegeven.
Een batterij heeft ook een + en – aansluiting. Het stopcontact in de muur heeft ook twee aansluitingen
alleen heten deze niet + en – maar fase en nul. De USB poort levert een spanning van 5 Volt (5V).
Deze spanning is in principe ongevaarlijk voor mensen. Hoe hoger de spanning hoe gevaarlijker het
wordt. Over het algemeen worden spanningen tot 50 Volt als veilig beschouwd en hogere spanningen
als gevaarlijk. Uit het stopcontact komt 230 Volt, dit is een gevaarlijke spanning.
We gaan nu de werking uitleggen aan de hand van een waterleidingschema. (zie bijlage)
Stap 1
Het water stroomt door de aanvoerbuis het systeem in. Via de eerste aftakking wil het water naar de
schoepenrad (LED) stromen. Dit gaat niet, want de regelklep (transistor) onder de LED staat dicht.
Stap 2
Wel stroomt er water naar de vernauwing (weerstand). Deze vernauwing remt het water af tot het de
juiste sterkte heeft om de regelklep te bedienen.
Stap 3
Vanaf hier splitst de waterstroom zich richting de variabele vernauwing en de veer van de regelklep.
De regelklep wordt geopend door een hoge waterdruk op de veer.
Stap 4
Als er veel licht op de variabele vernauwing (LDR) valt dan is er geen vernauwing en stroomt al het
water weg. Als er weinig of geen licht op de variabele vernauwing (LDR) valt sluit de vernauwing en
het water zal grote kracht uitoefenen op de veer welke de regelklep zal openen.
Stap 5
Als de regelklep open is dan zal er water langs het schoepenrad stromen en deze zal gaan draaien.
Nog één bouwen?
De onderdelen van de USB Disco Night Light zijn te bestellen via internet:
http://www.conrad.nl/747085
http://www.conrad.nl/140539/
http://www.conrad.nl/408344/
http://www.conrad.nl/140375
http://nl.opitec.com/200536
Experimenteer tip: Door de waarde van de weerstand aan te passen beïnvloed je het omschakelpunt
tussen licht en donker. Waarden tussen 1.000 Ω (1 kΩ) en 100.000 Ω (100 kΩ) zouden goed moeten
werken.
WTT-LED-BOARD-2013.LAY [Board 1]
31-10-2013 15:11:08