HDD-LED Booster je výkonný hw driver - budič LED, řízený výstupem HDD-LED základní desky. Jeho přednostmi je jednoduchá konstrukce, nízká cena, bezpečnost a velmi dobré parametry. Díky těmto vlastnostem je možné vytvářet různorodé světelné efekty pouhou volbou barev a počtu svítících diod - LED. Spousta nadšenců by si rádo vylepšilo svého miláčka, svoje PC. Nejde jen o zvyšování a ladění výkonu. Také vzhled je důležitý, a možností jak na to, je mnoho. Jednou z cest je například zesílení svitu signalizačních LED, které jsou obvykle skromně a nenápadně umístěny na skříni počítače. A protože pořádnou dynamiku zaručují pouze blikající HDD-LED, budu v dalším textu uvažovat právě je. To je HDD-LED Booster! Zesílení svitu HDD-LED není nic složitého ani drahého. Chce to jen trochu šikovnosti a pár drobností, spíš bižuterie. Elementárním požadavkem konstrukce je ale spolehlivost zapojení. Jde především o to, aby nějakým nedopatřením nedošlo k poškození počítače. Za vhodné bezpečné a jednoduché zapojení lze považovat použití optočlenu (optocoupler, optron).
TATO DOKUMENTACE MŮŽE BÝT VOLNĚ VYUŽITA POUZE K NEKOMERČNÍM ÚČELŮM. AUTOR POSKYTUJE TUTO DOKUMENTACI "JAK JE", ZCELA BEZ ZÁRUK A NENESE ŽÁDNOU ZODPOVĚDNOST ZA JEJÍ KVALITU, FUNKČNOST ČI ZA JAKÉKOLIV ŠKODY VZNIKLÉ POUŽITÍM PREZENTOVANÝCH SKUTEČNOSTÍ. VYMÁHÁNÍ NÁHRAD ŠKOD NA AUTOROVI JE TEDY PLNĚ VYLOUČENO.
Je to malá kostička, ve které je uvnitř zabudována infračervená LED a fototranzistor. Mezi těmito prvky je izolační mezera, která důkladně odděluje obě součástky. Běžně mají optočleny izolační napětí 5000V. Pokud pouštíme do jeho LED proud, ta pak svítí na fototranzistor, který se tím otevírá. Když zvolíme vhodný optočlen s dostatečně velkým proudovým přenosem a výstupním proudem, tak jsme skoro hotovi. Prostě nahradíme LED z case počítače pomocí LED, která je v optočlenu. Na jeho výstupním tranzistoru pak můžeme již odebírat zesílený signál.
Výhodou použití optočlenu je skutečnost galvanického oddělení jeho vstupu a výstupu. I když uděláte chybu při zapojování kaskád LED, tak se dá předpokládat, že dík optočlenu se žádný poruchový stav nepřenese na základní desku. A to je asi to nejdůležitější. Dalším velkým přínosem je mimořádná jednoduchost realizace. A neposledním kladem je i cena. Pokud neuvažujeme LED, kterými budeme zajišťovat vlastní efekty, tak cena potřebného optočlenu je cca 10Kč.
Po chvíli hledání kompromisů mezi vlastnostmi, cenou a dostupností jsem zvolil optočlen TLP627. Je mimo jiné v nabídce GM Electronic, na který nedám dopustit. Ovšem po nákupu jsem zjistil, že mám ve skutečnosti součástku KP4010 firmy COSMO, což je ekvivalent. Ale je to celkem jedno. Maximální výstupní proud je 150mA, doporučený provozní proud je 100 - 120mA. Při použití 12V napájení to dovoluje připojení například až 20kusů běžných LED s jmenovitým proudem 20mA. A to stačí pro drtivou většinu aplikací.
Plně ve vaší kompetenci je, kolik a jaké LED v zapojení použijete. Ono to s těmi svítivými diodami je trochu pro laika zamotané, ale zas tak hrozné to není. Svítivé diody - LED existují v mnoha provedeních a s velice různými parametry. I u těch nejběžnějších se pohybuje jmenovitý proud v rozsahu 2 - 20mA a úbytek napětí v rozsahu 1,6 - 3,5V. A těmto parametrům je třeba přizpůsobit napájecí obvody. Pro zjednodušení se v dalším popisu omezím na LED s nominálním proudem 20mA, možnost použití jiných v boosteru tím ale není nijak dotčena.
Zvláštnost svítivé diody tkví v tom, že je třeba ji napájet z proudového zdroje, respektive je nutné omezit proud, který diodou prochází, na povolenou hodnotu. Řeší se to obvykle rezistorem, který je zapojen v sérii s LED. Připojení LED bez omezovacího rezistoru na tvrdý napěťový zdroj je rychlou cestou do pekel. Rezistor je třeba volit s ohledem na napětí zdroje, úbytek napětí diody a její nominální proud. Při použití více diod je často výhodné jich několik spojit do série. Obvykle tak dosáhneme lepšího využití energie, tedy menší výkonnové ztráty. Pokud vyjdeme z běžných úbytků napětí, dospějeme k závěru, že při použití napájecího napětí 12V můžeme optimálně do série zapojit maximálně 4 LED. Když máme svítivé diody koupeny, měli bychom znát jejich základní elektrické hodnoty. Z mnoha důvodů ale často o nich nic nevíme. Pak nám nezbývá, než úbytek napětí změřit nebo odhadnout či odečíst z tabulky.
Následující tabulka ukazuje, jaký rezistor Rz je nutné použít pro sériovou kombinaci 1,2,3 a 4 LED s nominálním proudem 20mA při napájení napětím 12V.
Stačí zvolit barvu diod, jejich počet v sérii a odečíst v tabulce hodnotu rezistoru v ohmech. Aby však situace nebyla tak jednoduchá, existují speciální diody běžných barev s velmi vysokou svítivostí, které mají úbytek napětí Vf cca 3,3V jako modrá dioda. Pak v tabulce s těmito diodami pracujeme prostě jako s modrými a neuděláme chybu. Hodnoty rezistorů uváděné v tabulce automaticky zohledňují i naměřený úbytek napětí 0,9V na výstupním tranzistoru optočlenu a jsou zaokrouhleny do řady hodnot E24. To by mělo vyhovět ve většině případů. Protože trvalý výstupní proud optočlenu je cca 100-120mA, můžeme na něj zapojit až pět sériových kaskád LED po 20mA. Naznačeno je to ve schématu. Rezistory Rz mohou být prakticky libovolné, i miniaturní. Výkonové zatížení je nízké, ale není špatné použít s ohledem na robustnost například rezistory pro ztrátový výkon třeba 1 watt.
Konstrukce HDD-LED Boosteru je nejlépe patrná z fotografií. K nim a ke schématu mám jen několik poznámek. Mezera v plošném spoji mezi vývody 1,2 a 3,4 je záměrná a má zajistit, aby při nešikovném pájení nemohla například mikroskopická kapénka cínu propojit část s fotodiodou, která je připojena k základní desce, s napětím 12V zdroje, ke kterým jsou připojeny LED. Veškeré vodiče je třeba dobře fixovat. Můžete mít jaké chcete ochrany, když upadlý drát někde zavadí, tak je na malér zaděláno. Vodiče jsou relativně málo zatíženy, můžete tedy použít jaké máte k dispozici, s jakými se vám bude dobře pracovat. Všechny použité konektory, které můžete potřebovat, mají v GM Electronic. Pokud nemáte možnost si je sami nakrimpovat, tak lze piny opatrně zapájet. Nebo se snažte použít nějakou starou redukci či kablíky z vyřazeného nepoužívaného case. Polarita výstupního signálu HDD-LED se někdy nešikovně ověřuje. Pokud na něj nedopatřením zapojíte vstup optočlenu opačně, tak to celé nebude fungovat, ale nic se nestane. Stačí změnit polaritu otočením vstupního konektoru na hřebínku pro HDD-LED základní desky. Splést polaritu výstupu pro napájení vašich LED ale nezkoušejte. Je možné, že by se něco poškodilo, třeba LED nebo tranzistor optočlenu. Vše zapojujte určitě při vypnutém počítači.
HDD-LED Booster jsem testoval se dvěma základními deskami. Kontroloval jsem vstupní proud optočlenu, tedy zatížení výstupu HDD-LED desky. V obou připadech byl zatěžovací proud menší jak 12 mA. Tady je vhodné podotknout, že toto zatížení desky je konečné a není závislé na počtu LED na výstupu optočlenu. Testoval jsem také optočlen s plnou zátěží tj. 100 mA. V tomto případě úbytek napětí na výstupním tranzistoru nepřekročil 1,3V. Tedy výborné výsledky plně v souladu s původními předpoklady. Pro první odzkoušení není špatně použít pro rozsvícení výstup PWR-LED, nemusíme pak kontrolovat, jestli pracuje harddisk. Nepřipojujte však obvod na jiné kontakty, než na to určené, již zmiňované výstupy základní desky.
Optočlen TLP627 lze nahradit pomocí KP4010 a mnoha dalšími typy jako je PC852, PS2532, TLP523, SFH619 atd. S vyjímkou KP4010 jsem náhrady nijak neověřoval. Budete-li potřebovat jiný typ, prověřte základní parametry v datasheetu daného obvodu.