Power LED podvodna svjetla: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:10

Ova kratka instrukcija pružit će vam detalje i inspiraciju potrebne za osvjetljavanje vašeg jezera. Ovo je jednostavan LED projekt koji se nadam da ću proširiti korištenjem PWM zatamnjivanja sa RGB svjetlima kako bi se postigla željena boja.

Korak 1: Stavljanje električne energije u vodu

Dakle, želite osvijetliti svoje pristanište/čamac/rivu, ali ne želite udariti plivače električnom strujom u tom području. Napajanja, posebno prekidači napajanja, mogu otkazati, što dovodi do toga da 110 V AC zatvori sve u blizini ako su izloženi kontakti ili žice. Iako je malo vjerojatno, ovo bi moglo rezultirati tužbama i pogrebnim troškovima vrijednim mnogo više problema nego upotreba odgovarajućeg dizajna. Na sreću LED diode rade na niskom naponu: između 2-4 VDC, to znači da čak i s izloženim žicama ili kontaktima u blizini kupači neće osjetiti stvar. Moramo se samo pobrinuti da koristimo napajanje koje u slučaju kvara neće staviti 110VAC u vodu. Napajanje na bazi transformatora će uspjeti! Koliko ja znam, ovi neće uspjeti 'uživo' nakon neuspjeha. Međutim, ovisno o broju upotrijebljenih LED dioda, možda će vam trebati veliki transformator. Najbolje rješenje na koje sam naišao kao izvor napajanja (ono koje sam koristio) je 12V automobilska/pomorska baterija. Ovo će osigurati da nikada nećete dobiti više od 12-14V u vodi. Budite oprezni, ali ako se spoje, oni mogu proizvesti vrlo veliku struju. Odspojite strujni krug od punjenja. Materijali navedeni u ovom koraku: 12V automobilska / pomorska baterija ili duboki ciklus ako je moguće

Korak 2: Izgradnja izvora struje za vaše LED diode

Ne možete samo spojiti LED diode na bateriju i reći go. Pa vjerovatno možete, ali možda ne želite jer će to naštetiti životnom vijeku vaših (relativno) skupih LED dioda za napajanje. Moramo se pobrinuti da ove stvari rade na ili ispod njihove dizajnerske struje. U početku sam razmišljao o korištenju sklopa zasnovanog na regulatoru lm3406 1.5A dolara. Nakon izračuna cijene nakon izrade prilagođenih PCB -a i komponenti odlučio sam se za nešto malo jednostavnije: LM317 linearni regulator. Tamo već postoje upute koje objašnjavaju kako se ovo koristi, pa ću ih kratko sažeti. 317 održava konstantan napon od 1,25 V između svog priključka za "podešavanje" i "izlaznog" terminala. Ako ožičite otpornik od 1,25 Ohma između dva 1Amp struje (V = IR). Sada jednostavno pričvrstite svoje LED diode između podešavanja i tla (pogledajte dijagram). Rasprava: Iako jednostavan, ovaj dizajn nije savršen. Lm317 rasipa snagu kao toplinu za kontrolu napona. Ako ga napajate sa 40V i koristite ga za pogon 4V LED na 1 amper, trošit ćete 36W. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Morat ćete ga napajati naponom koji je vrlo blizu onom što vozite. Sa baterijom od 12 V i padom napona od 1,25 preko otpornika i padom od 0,5 V preko IC-a moći ćete napajati 2-3 LED diode ovisno o njihovom naponu. Gore prikazana kutija sastoji se od 12 identičnih krugova koji osiguravaju 0,8A lancima LED dioda u ovom koraku12 - Lm317 regulatori12 - otpornici 1W (vrijednost ovisi o željenoj struji, I [A] = 1.25 [V] /R [Ohm]) 12 - kabelski priključci1 - prekidač za uključivanje -isključivanje1 elektrolitski kondenzator

Korak 3: LED ožičenje i montaža

Koristio sam 6 kompleta od 3 Luxeon K2 Royal Blue LED diode ožičene u seriji da osvijetlim svoju stanicu. Iako je ocijenjen za 1A na 3,85V (svaki), koristio sam 0,8A za koji sam utvrdio da treba oko 3,70V. Dakle, to znači da nam je potrebno najmanje 3*3,70V = 11,10V za napajanje niza od 3 Royal Blue LED diode ožičene u nizu. Također moramo uzeti u obzir pad napona na našem izvoru struje (otprilike 1,25+0,5 V). Dakle, potrebno nam je ukupno 12,85 V, što je vrlo blizu potpuno napunjene baterije od 12 V. Da smo koristili samo 2 LED -a u seriji, trebalo bi nam samo 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Regulatori bi jednostavno rasipali dodatnu snagu. Tako da sam za pokretanje ukupno 18 LED -a koristio 6 paralelnih setova od 3 LED -a ožičena u seriji. Ovo je jednako 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED] = 66 W soka. 22 Telefonski kabel mjerača 22 dobro je funkcionirao za ovo ožičenje. U kabelu se nalaze 4 žice, koristio sam jedan kabel za napajanje 2 seta LED dioda (po 2 žice svaka), ali jedna je mogla napajati 3 seta LED dioda po kabelu dok se jedna žica koristi kao zajedničko uzemljenje, posebno ako se koristi manji profil (deblji)) žice. Nadamo se da ste do sada stekli ideju i da možete osmisliti šta god želite. Bilo bi lijepo napraviti mala podvodna kućišta za svjetla. Međutim, zbog vremena i budžeta, svjetla sam jednostavno montirao na hladnjake (koje ćete htjeti ako im ponestane vode, zagrijavaju se!), Zalijepili hladnjake i kroz sredinu ih uvrnuli u podnožje. Upotrijebio sam pištolj za spajanje da pričvrstim i sakrijem žice duž svoje priključne stanice. Materijali korišteni u ovom koraku: 18 - Luxeon K2 LED diode po 5 USD18 - Luxeon K2 hladnjak sepoxyX konektori za više stopa od 22 kalibra telefonskog kabela (ili bilo koji kabel koji želite) za povezivanje žice do vašeg trenutnog izvora.

Korak 4: Završili ste

Sada imate priključnu stanicu opremljenu LED diodama za napajanje koje svijetle noću i mogu razbjesniti vaše susjede, ali i ne moraju. Međutim, možete biti sigurni da to neće izazvati strujni udar vaših plivača. Imajte na umu da to ne mora biti vaš dok! Moji trenutni planovi uključuju postavljanje ovih na dno jezera kako bih napravila svjetla za pistu za svoj brod. Svjetlima možete dodati različite leće koje će kolimirati ili širiti snop. Isprobajte i različite boje. Možete ih spojiti sve dok su ocijenjeni za struju koju vaš izvor napaja (ne brinite o naponu).

Korak 5: Produženje projekta

Do sada je sve bilo relativno jednostavno. Možemo biti bolji od upotrebe kontrolne kutije za uključivanje i isključivanje plavih svjetala. Prvi korak je kontrola njihove svjetline. Priložio sam dizajn koji sam napravio za PWM upravljačko kolo kruga regulatora, no kasnije sam shvatio da se jednostavno može dodati tranzistor u nizu sa svjetlima i koristiti PWM signal ili analogni izlazni signal iz mikro kontrolera za kontrolu svjetline Svijetla. Ovo je moj sljedeći korak, može se lako integrirati u gotov projekt. Promjena boja: Receptori u vašim očima osjetljivi su samo na crvenu, zelenu i plavu talasnu dužinu svjetlosti. Boju tumačite relativnim uzbuđenjem svakog receptora. Na primjer, žuto svjetlo bi uzbudilo crvene i zelene receptore. Stoga, ako zalijepimo crveno zelenu i plavu LED diodu zajedno i kontroliramo njihovu relativnu svjetlinu ili relativno vrijeme dok su uključeni ili isključeni jedno u odnosu na drugo (u vrlo vrlo kratkom vremenskom okviru (PWM!)), Naš mozak razmišlja vidimo različite boje. Ovako funkcioniraju televizori! Sada se postavlja pitanje kako kontrolirati 3 različita svjetla (RGB) po grupi svjetala, a da ne vodimo zilion žica posvuda. Ovo je vaše pristanište, a ne laboratorija za elektroniku. Trebale bi nam najmanje 4 žice po setu RGB svjetala, a ne 4 žice za 3 seta svjetala, kao što smo to mogli učiniti ranije. Odgovor je da ne znam kako to lijepo učiniti! Nadam se da će informirano čitateljstvo doprinijeti. Jedan bi odgovor bio povezivanje svih različitih boja zajedno s vlastitim bojama. tj. sve crvene u seriji i koriste modulaciju širine impulsa za kontrolu relativnih količina te boje. To bi značilo manje žica koje prolaze ispod vašeg pristaništa, ali bi također značilo da će svaka grupa svjetala na vašem doku biti iste boje u isto vrijeme, a ne napola zelena i pola ljubičasta. Sustav bi se mogao potpuno redizajnirati tako da kontrola elektronika se nalazi pod vodom sa svjetlima. To bi zahtijevalo samo 2 žice za napajanje i jednu kontrolnu žicu po grupi svjetala. No, vlaženje vaše elektronike vjerojatno će dovesti do kvara, pa ovo možda nije pravi način da krenemo. Da rezimiramo problem: kako minimizirati žice, ali zadržati individualnu kontrolu nad R, G, B LED diodama u svakoj grupi LED dioda ?? Upamtite da želimo zadržati bilo koji napon općenito ispod 12 V (ne možemo staviti sve LED diode u niz na jedan niz) U osnovi uravnotežujemo stupnjeve slobode upravljanja s brojem žica. Ovo je tipičan primjer inženjerskih ograničenja. Molimo pošaljite prijedloge i sva pitanja koja imate. Sretno!