Maitinimo LED povandeniniai žibintai: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:51

Ši trumpa instrukcija suteiks jums išsamią informaciją ir įkvėpimo, reikalingo jūsų ežerui apšviesti. Tai yra paprastas LED projektas, kurį tikiuosi išplėsti, kad būtų galima naudoti PWM pritemdymą su RGB lemputėmis, kad būtų sukurta bet kokia norima spalva.

1 žingsnis: elektros energijos tiekimas į vandenį

Taigi jūs norite apšviesti savo doką/valtį/krantinę, bet nenorite, kad šioje srityje plauktų elektra. Maitinimo šaltiniai, ypač perjungiant maitinimo šaltinius, gali sugesti, todėl 110 V kintamoji srovė gali sugadinti viską, kas yra netoliese, jei yra kontaktai ar laidai. Nors tai mažai tikėtina, dėl to gali kilti ieškinių ir laidotuvių išlaidų, kuriai reikia daugiau rūpesčių nei naudojant tinkamą dizainą. Laimei, šviesos diodai veikia esant žemai įtampai: tarp 2–4 VDC, tai reiškia, kad net esant atviriems laidams ar kontaktams netoliese esantys plaukikai dalykas. Mes tiesiog turime įsitikinti, kad naudojame maitinimo šaltinį, kurio gedimo režimas neįtraukia 110 VAC į vandenį. Transformatoriaus maitinimo šaltinis padės! Kiek man žinoma, jie nepavyks „gyventi“po nesėkmės. Tačiau jums gali prireikti didelio transformatoriaus, priklausomai nuo naudojamų šviesos diodų skaičiaus. Geriausias sprendimas, su kuriuo susidūriau kaip maitinimo šaltinis (tas, kurį naudojau), yra 12 V automobilio/jūrų baterija. Tai užtikrins, kad į vandenį niekada nepatektų daugiau kaip 12–14 V įtampos. Tačiau būkite atsargūs, jei jie yra trumpi, jie gali sukelti labai didelę srovę. Atjunkite nuo grandinės, kad įkrautumėte. Šiame žingsnyje išvardytos medžiagos: 12 V automobilio / jūrų baterija arba gilus ciklas, jei įmanoma

2 žingsnis: sukurkite savo šviesos diodų srovės šaltinį

Negalite tiesiog prijungti šviesos diodų prie akumuliatoriaus ir pasakyti eiti. Na, jūs tikriausiai galite, bet galbūt nenorite, nes tai pakenks jūsų (palyginti) brangių maitinimo šviesos diodų gyvenimo trukmei. Turime įsitikinti, kad šie dalykai veikia pagal jų projektavimo srovę. Iš pradžių galvojau naudoti grandinę, pagrįstą lm3406 1.5A buck reguliatoriumi. Apskaičiavęs kainą, pagaminęs pasirinktinius PCB ir komponentus, nusprendžiau kažką šiek tiek paprastesnio: linijinį reguliatorių LM317. Jau yra instrukcijų, paaiškinančių, kaip tai naudoti, todėl trumpai pasakysiu. „317“palaiko pastovią 1,25 V įtampą tarp „sureguliuoto“gnybto ir „išėjimo“gnybto. Jei prijungsite 1,25 omų rezistorių tarp dviejų 1A srovės (V = IR). Dabar tiesiog pritvirtinkite šviesos diodus tarp reguliavimo ir žemės (žr. Diagramą). Diskusija: nors ir paprastas, šis dizainas nėra tobulas. Lm317 išsklaido energiją kaip šilumą, kad valdytų įtampą. Jei tiekiate 40 V įtampą ir naudojate 4 V šviesos diodą, esant 1 amperui, išsklaidysite 36 vatus. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Norėsite jį maitinti įtampa, labai artima jūsų vairuojamai įtampai. Naudodami 12 V bateriją ir 1,25 įtampos kritimą per rezistorių ir 0,5 V kritimą per IC, galėsite maitinti 2–3 šviesos diodus, priklausomai nuo jų įtampos. Aukščiau parodyta dėžutė susideda iš 12 identiškų grandinių, kurios užtikrina 0,8 A šviesos diodų grandinėms. šiame žingsnyje12 - Lm317 reguliatoriai12 - 1W rezistoriai (vertė priklauso nuo norimos srovės, I [A] = 1,25 [V] /R [Ohm]) 12 - kabelių jungtys1 - įjungimo -išjungimo jungiklis1 elektrolitinis kondensatorius

3 žingsnis: Šviesos diodų prijungimas ir montavimas

Savo dokui apšviesti naudojau 6 komplektus 3 serijiniu būdu sujungtų „Luxeon K2 Royal Blue“šviesos diodų. Nors įvertintas 1A esant 3,85 V (kiekvienam), aš naudojau 0,8 A, kuris, mano manymu, buvo reikalingas maždaug 3,70 V. Taigi tai reiškia, kad mums reikia mažiausiai 3*3,70 V = 11,10 V, kad galėtume maitinti 3 serijiniu būdu sujungtų karališkosios mėlynos šviesos diodų eilutę. Taip pat turime atsižvelgti į įtampos kritimą per dabartinį šaltinį (maždaug 1,25+0,5 V). Taigi mums iš viso reikia 12,85 V, o tai yra labai artima visiškai įkrautai 12 V baterijai. Jei nuosekliai naudosime tik 2 šviesos diodus, mums reikės tik 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15 V. Reguliatoriai tiesiog išsklaidytų papildomą galią. Taigi, norėdamas paleisti iš viso 18 šviesos diodų, naudoju 6 lygiagrečius laidus, sujungtus su 3 šviesos diodais. Tai prilygsta 3,7 [V]*1 [A]*18 [šviesos diodams] = 66 W sulčių. 22 laidų telefono kabelis puikiai tinka šiam laidui prijungti. Kabelis turi 4 laidus, aš naudoju vieną kabelį, kad galėčiau maitinti 2 šviesos diodų rinkinius (po 2 laidus), bet vienam kabeliui būtų galima maitinti 3 šviesos diodų rinkinius, naudojant vieną laidą kaip bendrą žemę, ypač jei naudojamas mažesnis gabaritas (storesnis) laidai. Tikimės, kad iki šio momento suprasite idėją ir galėsite sukurti bet kokią jums patinkančią sąranką. Būtų malonu pagaminti nedidelius povandeninius gaubtus žibintams. Tačiau dėl laiko ir biudžeto aš tiesiog sumontavau žibintus ant radiatorių (kurių norėsite, jei jiems pritrūks vandens, jie įkais!), Suklijavau radiatorius ir įsukau per vidurį į savo doką. Aš naudoju kuokštelinį pistoletą, kad pritvirtinčiau ir paslėpčiau laidus palei doką. Šiame žingsnyje naudojamos medžiagos: 18 - „Luxeon K2“šviesos diodai po 5 USD 18 - „Luxeon K2 Heat sinksepoxy“laidus prie dabartinio šaltinio.

4 žingsnis: baigėte

Dabar turite doką, kuriame yra maitinimo šviesos diodai, kurie šviečia naktį ir gali pykti kaimynams. Tačiau galite būti tikri, kad jūsų plaukikai nesukels elektros smūgio. Atkreipkite dėmesį, kad tai neturi būti jūsų prieplauka! Mano dabartiniai planai apima jų montavimą mano ežero dugne, kad mano valčiai būtų įrengti kilimo ir tūpimo tako žibintai. Prie žibintų galite pridėti įvairių lęšių, kurie sukels arba išsklaidys šviesą. Išbandykite ir skirtingas spalvas. Galite prijungti juos tol, kol jie atitinka dabartinę jūsų šaltinio tiekimo srovę (nesijaudinkite dėl įtampos).

5 žingsnis: pratęskite projektą

Iki šiol viskas buvo gana paprasta. Mes galime padaryti geriau nei naudodami valdymo dėžutę, kad įjungtumėte ir išjungtumėte mėlynas šviesas. Pirmasis žingsnis yra kontroliuoti jų ryškumą. Aš pridėjau PWM valdomo „Buck“reguliatoriaus grandinės dizainą, tačiau vėliau supratau, kad galima tiesiog pridėti tranzistorių nuosekliai su žibintais ir naudoti PWM signalą arba analoginį išėjimo signalą iš mikrovaldiklio, kad būtų galima valdyti ryškumą. šviesos. Tai yra kitas mano žingsnis, jį galima lengvai integruoti į baigtą projektą. Spalvų keitimas: Jūsų akių receptoriai yra jautrūs tik raudonos, žalios ir mėlynos šviesos bangų ilgiui. Spalvą interpretuojate pagal santykinį kiekvieno receptoriaus jaudulį. Pavyzdžiui, geltona šviesa sužadintų raudonus ir žalius receptorius. Taigi, jei kartu priklijuojame raudonai žalias ir mėlynas lemputes ir kontroliuojame jų santykinį ryškumą arba santykinį jų įjungimo arba išjungimo laiką vienas kito atžvilgiu (per labai trumpą laiką (PWM!)), Mes priverčiame savo smegenis galvoti matome skirtingas spalvas. Štai kaip veikia televizoriai! Dabar kyla klausimas, kaip mes valdome 3 skirtingus žibintus (RGB) kiekvienai žibintų grupei, visur nesukeliant nė vieno milijono laidų. Tai jūsų dokas, o ne jūsų elektronikos laboratorija. Mums reikės mažiausiai 4 laidų vienam RGB žibintų rinkiniui, o ne 4 laidų 3 žibintų rinkiniams, kaip galėjome padaryti anksčiau. Atsakymas yra tas, kad aš nežinau, kaip tai padaryti gražiai! Tikiuosi, kad informuotas skaitytojas prisidės. Vienas iš atsakymų būtų prijungti visas skirtingas spalvas kartu su savo spalvomis. t.y. visas raudonas serijas ir naudokite impulsų pločio moduliaciją, kad galėtumėte kontroliuoti santykinius tos spalvos kiekius. Tai reikštų mažiau laidų, einančių po jūsų doku, bet tai taip pat reikštų, kad kiekviena jūsų doko žibintų grupė tuo pačiu metu bus tos pačios spalvos, o ne pusiau žalia ir pusiau violetinė. Sistema gali būti visiškai pertvarkyta taip, kad valdymas būtų elektronika yra po vandeniu su žibintais. Tam reikės tik 2 maitinimo laidų ir vieno valdymo laido kiekvienai žibintų grupei. Bet jei jūsų elektronika bus sudrėkinta, greičiausiai tai sukels nesėkmę, todėl tai gali būti ne tas kelias. Apibendrinant problemą: kaip sumažinti laidų skaičių, bet išlaikyti individualų R, G, B šviesos diodų valdymą kiekvienoje šviesos diodų grupėje ? Atminkite, kad norime, kad bet kokia įtampa paprastai būtų mažesnė nei 12 V (negalime sudėti visų šviesos diodų nuosekliai į vieną eilutę) Mes iš esmės subalansuojame valdymo laisvės laipsnius su laidų skaičiumi. Tai tipiškas inžinerinių suvaržymų pavyzdys. Siųskite pasiūlymus ir klausimus. Sėkmės!