Strāvas LED zemūdens gaismas: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Šī īsa pamācība sniegs jums informāciju un iedvesmu, kas nepieciešama jūsu ezera apgaismošanai. Šis ir vienkāršs LED projekts, kuru es ceru paplašināt, lai izmantotu PWM aptumšošanu ar RGB gaismām, lai iegūtu vēlamo krāsu.

1. solis: elektrības ievietošana ūdenī

Tātad jūs vēlaties apgaismot savu piestātni/laivu/krastmalu, bet nevēlaties, lai šajā zonā peldētu ar elektrību. Barošanas avoti, jo īpaši barošanas avotu pārslēgšana, var neizdoties, kā rezultātā 110 V maiņstrāvas strāvas padeve tuvumā, ja tiek atklāti kontakti vai vadi. Lai gan tas ir maz ticams, tas var izraisīt tiesas prāvas un apbedīšanas izdevumus, kas ir daudz lielākas problēmas nekā pareiza dizaina izmantošana. Par laimi gaismas diodes darbojas ar zemu spriegumu: starp 2–4 VDC, tas nozīmē, ka pat ar atklātiem vadiem vai kontaktiem tuvumā esošie peldētāji nejutīsies lieta. Mums vienkārši jāpārliecinās, ka izmantojam barošanas avotu, kura atteices režīms ūdenī neievada 110VAC. Uz transformatoriem balstīts barošanas avots palīdzēs! Cik man zināms, viņi neveiksmīgi “dzīvos” pēc neveiksmes. Tomēr atkarībā no izmantoto gaismas diožu skaita jums var būt nepieciešams liels transformators. Labākais risinājums, ar kuru esmu saskāries kā barošanas avots (tas, ko izmantoju), ir 12 V automašīnas/jūras akumulators. Tas nodrošinās, ka ūdenī nekad nenonāksit vairāk par 12-14V. Tomēr esiet uzmanīgi, ja tie ir īsslēgti, tie var radīt ļoti lielu strāvu. Atvienojiet no ķēdes, lai uzlādētu. Šajā solī uzskaitītie materiāli: 12V automašīnas / jūras akumulators vai, ja iespējams, dziļš cikls

2. darbība. Strāvas avota izveide jūsu gaismas diodēm

Jūs nevarat vienkārši pieslēgt gaismas diodes akumulatoram un teikt: ejiet. Nu jūs, iespējams, varat, bet, iespējams, nevēlaties, jo tas kaitēs jūsu (salīdzinoši) dārgo strāvas diodes paredzamajam dzīves ilgumam. Mums jāpārliecinās, ka šīs lietas darbojas projektēšanas strāvā vai tikai zem tās. Sākotnēji es domāju par ķēdes izmantošanu, pamatojoties uz lm3406 1.5A buck regulatoru. Pēc cenas aprēķināšanas pēc pielāgotu PCB un komponentu izgatavošanas es nolēmu kaut ko nedaudz vienkāršāku: LM317 lineāro regulatoru. Tur jau ir norādījumi, kas izskaidro, kā to izmantot, tāpēc es to īsi aprakstīšu. 317 uztur nemainīgu 1,25 V spriegumu starp regulēšanas spaili un izejas spaili. Ja jūs savienojat 1,25 omu rezistoru starp divām 1A strāvām (V = IR). Tagad vienkārši pievienojiet gaismas diodes starp regulēšanu un zemi (skatiet diagrammu). Diskusija: lai arī vienkāršs, šis dizains nav ideāls. Lm317 izkliedē enerģiju kā siltumu, lai kontrolētu spriegumu. Ja jūs to piegādājat ar 40 V spriegumu un izmantojat to, lai vadītu 4 V gaismas diodi pie 1 amp, jūs izkliedēsit 36 vatus. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Jūs vēlaties to barot ar spriegumu, kas ir ļoti tuvu jūsu braukšanas spriegumam. Izmantojot 12 V akumulatoru un 1,25 sprieguma kritumu pret rezistoru un 0,5 V kritumu visā IC, jūs varēsit barot 2-3 gaismas diodes atkarībā no to sprieguma. Šajā solī12 - Lm317 regulatori

3. darbība: LED vadu pievienošana un uzstādīšana

Lai izgaismotu piestātni, es izmantoju 6 komplektus 3 sērijas vadu Luxeon K2 Royal Blue LED. Lai gan nominālā 1A pie 3.85V (katrs), es izmantoju 0.8A, kas, manuprāt, bija vajadzīgs aptuveni 3.70V. Tātad tas nozīmē, ka mums ir nepieciešami vismaz 3*3,70 V = 11,10 V, lai barotu virkni ar 3 sērijveidā savienotām karaliski zilām gaismas diodēm. Mums ir jāņem vērā arī sprieguma kritums mūsu pašreizējā avotā (aptuveni 1,25+0,5 V). Tātad mums kopumā ir nepieciešami 12,85 V, kas ir ļoti tuvu pilnībā uzlādētam 12 V akumulatoram. Ja mēs sērijveidā izmantotu tikai 2 gaismas diodes, mums būtu nepieciešami tikai 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15 V. Regulatori vienkārši izkliedētu papildu jaudu. Tātad, lai darbinātu kopā 18 gaismas diodes, es izmantoju 6 paralēlas 3 LED sērijas, kas savienotas virknē. Tas atbilst 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED] = 66 W sulas. 22 gabarītu telefona kabelis labi darbojās, lai to pieslēgtu. Kabelā ir 4 vadi, es izmantoju vienu kabeli, lai barotu 2 gaismas diožu komplektu (katrs 2 vadus), bet vienu kabeli varētu darbināt 3 gaismas diodes, vienlaikus izmantojot 1 vadu kā kopēju zemi, it īpaši, ja izmantojat mazāku gabarītu (biezāku)) vadi. Cerams, ka līdz šim brīdim jūs sapratīsit ideju un varēsit izveidot jebkādu iestatījumu, kas jums patīk. Būtu jauki izgatavot mazus zemūdens gaismekļus gaismām. Tomēr laika un budžeta dēļ es vienkārši uzstādīju gaismas uz siltuma izlietnēm (kuras jūs vēlēsities, ja tās iztecēs no ūdens, tās sakarst!), Salīmēju kopā radiatorus un caur vidu ieskrūvēju savā piestātnē. Es izmantoju štāpeļšķiedru pistoli, lai piestiprinātu un paslēptu vadus gar manu piestātni. Šajā solī izmantotie materiāli: 18 - Luxeon K2 gaismas diodes $ 5 katrs 18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxy vadus uz pašreizējo avotu.

4. solis: esat pabeidzis

Tagad jums ir piestātne, kas aprīkota ar barošanas gaismas diodēm, kas spīd naktī un var vai nevar sadusmot kaimiņus. Tomēr jūs varat būt pārliecināti, ka tas neradīs elektrotraumas jūsu peldētājiem. Ņemiet vērā, ka tam nav jābūt jūsu piestātnei! Mani pašreizējie plāni ietver to uzstādīšanu mana ezera apakšā, lai manai laivai izveidotu skrejceļa gaismas. Lukturiem varat pievienot dažādas lēcas, kas kolimēs vai izkliedēs gaismu. Izmēģiniet arī dažādas krāsas. Jūs varat tos savienot, ja vien tie ir atbilstoši pašreizējam avota avotam (neuztraucieties par spriegumu).

5. solis: projekta pagarināšana

Līdz šim viss ir bijis salīdzinoši vienkārši. Mēs varam labāk nekā izmantot vadības bloku, lai ieslēgtu un izslēgtu zilās gaismas. Pirmais solis ir kontrolēt to spilgtumu. Esmu pievienojis dizainu, ko es izveidoju PWM kontrolētai regulēšanas ķēdei, taču es vēlāk sapratu, ka varētu vienkārši pievienot tranzistoru sērijveidā ar gaismām un izmantot PWM signālu vai analogās izejas signālu no mikrokontrollera, lai kontrolētu spilgtumu. gaismas. Šis ir mans nākamais solis, to var viegli integrēt gatavajā projektā. Krāsu maiņa: Jūsu acu receptori ir jutīgi tikai pret sarkano, zaļo un zilo gaismas viļņu garumu. Jūs interpretējat krāsu pēc katra receptora relatīvā uztraukuma. Piemēram, dzeltenā gaisma ierosinātu sarkanos un zaļos receptorus. Tādējādi, ja mēs pielīmējam sarkanā zaļā un zilā gaismas diodes kopā un kontrolējam to relatīvo spilgtumu vai relatīvo laiku, kad tie ir ieslēgti vai izslēgti viens pret otru (ļoti īsā laika posmā (PWM!)), Mēs liekam smadzenēm domāt mēs redzam dažādas krāsas. Televizori darbojas šādi! Jautājums tagad ir par to, kā mēs varam kontrolēt 3 dažādas gaismas (RGB) katrai lukturu grupai, nevadot ne vienu miljonu vadu. Šī ir jūsu piestātne, nevis jūsu elektronikas laboratorija. Mums būtu nepieciešami vismaz 4 vadi vienam RGB gaismas komplektam, nevis 4 vadi 3 lukturu komplektiem, kā mēs to varētu darīt iepriekš. Atbilde ir tāda, ka es nezinu, kā to jauki izdarīt! Es ceru, ka informētā lasītāju grupa sniegs ieguldījumu. Viena atbilde būtu visu dažādu krāsu savienošana ar savām krāsām. ti. visas sarkanās sērijas un izmantojiet impulsa platuma modulāciju, lai kontrolētu šīs krāsas relatīvo daudzumu. Tas nozīmētu, ka zem jūsu piestātnes darbojas mazāk vadu, bet tas nozīmētu arī to, ka katrai dokstacijas gaismas grupai vienlaikus būs vienāda krāsa, nevis puse zaļa un puse purpursarkana. Sistēmu varētu pilnībā pārveidot tā, lai elektronika atrodas zem ūdens ar gaismām. Tas prasītu tikai 2 strāvas vadus un vienu vadības vadu katrai gaismas grupai. Bet, ja jūsu elektronika kļūst mitra, iespējams, radīsies kļūme, tāpēc tas var nebūt pareizais veids. Rezumējot problēmu: kā samazināt vadus, bet saglabāt individuālu kontroli pār R, G, B gaismas diodēm katrā gaismas diodes grupā ? Atcerieties, ka mēs vēlamies, lai spriegums parasti būtu zemāks par 12 V (nevar visas sērijas gaismas diodes salikt vienā virknē) Mēs pamatā līdzsvarojam vadības brīvības pakāpi ar vadu skaitu. Šis ir tipisks inženiertehnisko ierobežojumu piemērs. Lūdzu, nosūtiet ieteikumus un visus iespējamos jautājumus. Labu veiksmi!