Power LED podvodna svjetla: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Ovaj kratki vodič 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 s RGB svjetlima za postizanje željene boje.

Korak 1: Stavljanje električne energije u vodu

Dakle, želite osvijetliti svoje pristanište/čamac/rivu, ali ne želite udariti plivače strujom u blizini. Napajanja, posebno prekidači napajanja, mogu otkazati, što može dovesti do toga da 110 V AC zatvori sve u blizini ako su izloženi kontakti ili žice. Iako je malo vjerojatno, to 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 temeljeno na transformatoru će uspjeti! Koliko ja znam, oni 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. To će osigurati da nikada nećete dobiti više od 12-14V u vodu. Budite oprezni, ali ako se spoje, 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 vjerojatno možete, ali možda ne želite jer će to naštetiti očekivanom trajanju vaših (relativno) skupih LED dioda. Moramo se pobrinuti da te stvari rade na ili ispod njihove struje projektiranja. 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: linearni regulator LM317. Tamo već postoje upute koje objašnjavaju kako se to koristi pa ću ih kratko sažeti. 317 održava konstantan napon od 1,25 V između svog priključka za "podešavanje" i "izlaznog" priključka. Ako ožičite otpornik od 1,25 Ohma između dva 1Amp struje (V = IR). Sada jednostavno pričvrstite LED diode između prilagodbe i tla (pogledajte dijagram). Rasprava: Iako jednostavan, ovaj dizajn nije savršen. Lm317 rasipa snagu kao toplinu za kontrolu napona. Ako ga napajate s 40V i koristite ga za pogon 4V LED na 1 amper, rasipat ćete 36W. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Morat ćete ga napajati naponom vrlo blizu onom što vozite. S baterijom od 12 V i padom napona od 1,25 na otporniku 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 Popisani materijali u ovom koraku 12 - Lm317 regulatori 12 - 1W otpornici (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 spojene serijski za osvjetljavanje svoje stanice. Iako je ocijenjen za 1A na 3,85 V (svaki), koristio sam 0,8 A za koji sam utvrdio da treba oko 3,70 V. 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 12,85V što je vrlo blizu potpuno napunjene 12V baterije. Da smo koristili samo 2 LED diode u seriji, trebali bismo 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 spojena u seriju. To je jednako 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED -a] = 66 W soka. 22 Telefonski kabel mjerača 22 dobro je funkcionirao za ovo ožičenje. U kabelu su 4 žice, koristio sam jedan kabel za napajanje 2 seta LED dioda (po 2 žice svaka), ali jedna se može napajati 3 seta LED dioda po kabelu dok se jedna žica koristi kao zajedničko uzemljenje, osobito ako se koristi manji profil (deblji)) žice. Nadamo se da ste do sada stekli ideju i mogli osmisliti sve postavke koje želite. Bilo bi lijepo napraviti mala podvodna kućišta za svjetla. Međutim, zbog vremena i proračuna, 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 za pričvršćivanje i skrivanje žica uz moju priključnu stanicu. Materijali korišteni u ovom koraku: 18 - Luxeon K2 LED diode po 5 USD18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX konektori za telefonske kabele od 22 metra (ili koji god kabel želite) za povezivanje žice do vašeg trenutnog izvora.

Korak 4: Gotovi ste

Sada imate pristanište opremljeno LED diodama za napajanje koje svijetle noću, a mogu i razbjesniti vaše susjede. 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 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 učiniti bolje nego koristiti kontrolnu kutiju za uključivanje i isključivanje plavih svjetala. Prvi korak je kontrolirati njihovu svjetlinu. Priložio sam dizajn koji sam napravio za PWM upravljački krug 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 svjetla. 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 valnu duljinu svjetlosti. Boju tumačite relativnim uzbuđenjem svakog receptora. Na primjer, žuto svjetlo uzbudilo bi 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. Evo kako televizori rade! Pitanje je sada kako kontrolirati 3 različita svjetla (RGB) po skupini svjetala bez da svuda vodimo zilion žica. Ovo je vaše pristanište, a ne vaš laboratorij 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 prije. 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 svjetla na vašem doku biti u istoj boji 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 upravljačku žicu po skupini svjetala. No, vlaženje vaše elektronike vjerojatno će dovesti do kvara, pa ovo možda nije pravi način da krenemo. Da sažmemo problem: kako minimizirati žice, ali zadržati individualnu kontrolu nad R, G, B LED diodama u svakoj skupini LED dioda ? Upamtite da želimo zadržati bilo koji napon općenito ispod 12 V (ne možemo sve LED diode staviti 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!