Power LED undervandslys: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Denne korte instruktive vil give dig de detaljer og inspiration, der kræves for at tænde din sø. Dette er et enkelt LED -projekt, som jeg håber at kunne udvide til at bruge PWM -dæmpning med RGB -lys for at få den ønskede farve.

Trin 1: Sæt elektricitet i vandet

Så du vil tænde din dock/båd/havnefronten op, men du vil ikke elektrokutte svømmere i området. Strømforsyninger, især skift af strømforsyninger, kan mislykkes, hvilket resulterer i, at 110V vekselstrøm zapper alt i det nærliggende område, hvis der opstår kontakter eller ledninger. Selvom det er usandsynligt, kan dette resultere i retssager og begravelsesomkostninger, der er langt mere besvær værd end at bruge et ordentligt design. Heldigvis kører lysdioder på lav spænding: mellem 2-4 VDC, betyder det, at selv med udsatte ledninger eller kontakter i nærheden svømmere ikke vil føle en ting. Vi skal bare sørge for, at vi bruger en strømforsyning, der er fejltilstand, der ikke sætter 110VAC i vandet. En transformerbaseret strømforsyning gør tricket! Så vidt jeg ved, vil disse ikke 'live' ved fiasko. Du kan dog have brug for en stor transformator afhængigt af antallet af anvendte lysdioder. Den bedste løsning, jeg er stødt på som en strømforsyning (den jeg brugte) er et 12V bil-/marinebatteri. Dette vil sikre, at du aldrig får mere end 12-14V i vandet. Vær dog forsigtig, hvis de kortsluttes, kan disse producere meget høj strøm. Afbryd forbindelsen fra kredsløbet til opladning. Materialer, der er anført i dette trin: 12V bil- / marinebatteri, eller dyb cyklus, hvis det er muligt

Trin 2: Opbygning af en nuværende kilde til dine lysdioder

Du kan ikke bare koble lysdioder til dit batteri og sige go. Well du sandsynligvis kan, men du vil måske ikke, da det vil skade levetiden for dine (relativt) dyre strøm -LED'er. Vi skal sikre os, at disse ting fungerer ved eller lige under deres designstrøm. Oprindeligt tænkte jeg på at bruge et kredsløb baseret på lm3406 1.5A buck -regulatoren. Efter at have beregnet prisen efter at have lavet brugerdefinerede PCB'er og komponenter besluttede jeg mig for noget lidt mere enkelt: LM317 lineær regulator. Der er allerede instruerbare derude, der forklarer, hvordan du bruger dette, så jeg vil holde det kort. 317 opretholder en konstant spænding på 1,25V mellem dens 'juster' terminal og dens 'output' terminal. Hvis du kører en 1,25 Ohm modstand mellem de to 1A strøm, vil strømme (V = IR). Nu skal du blot vedhæfte dine lysdioder mellem justering og jorden (se diagrammet). Diskussion: Selvom det er enkelt, er dette design ikke perfekt. Lm317 afleder strøm som varme til at styre spændingen. Hvis du forsyner den med 40V og bruger den til at drive en 4V LED ved 1amp, vil du aflede 36Watt. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Du vil gerne tænde den med en spænding meget tæt på den, du kører. Med et 12V batteri og et 1,25 spændingsfald på tværs af modstanden og 0,5V fald på tværs af IC'en vil du være i stand til at drive 2-3 LED'er afhængigt af deres spænding Boksen vist ovenfor består af 12 identiske kredsløb til at levere 0,8A til kæder af LED'er i dette trin12 - Lm317 regulatorer12 - 1W modstande (værdi afhængig af ønsket strøm, I [A] = 1,25 [V] /R [Ohm]) 12 - kabelstik1 - tænd /sluk -switch1 elektrolytisk kondensator

Trin 3: Ledningsføring og montering af lysdioder

Jeg brugte 6 sæt med 3 Luxeon K2 kongeblå lysdioder forbundet i serie for at tænde min dock. Selvom den blev vurderet til 1A ved 3,85V (hver), brugte jeg 0,8A, som jeg fandt krævet omkring 3,70V. Så det betyder, at vi har brug for mindst 3*3.70V = 11.10V for at drive en streng med 3 kongeblå lysdioder, der er forbundet i serie. Vi skal også tage højde for spændingsfaldet over vores nuværende kilde (omtrent 1,25+0,5V). Så vi har brug for i alt 12,85V, som er meget tæt på et fuldt opladet 12V batteri. Hvis vi kun brugte 2 lysdioder i serie, ville vi kun have brug for 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Tilsynsmyndighederne ville simpelthen aflede den ekstra strøm. Så for at køre i alt 18 lysdioder brugte jeg 6 parallelle sæt med 3 lysdioder, der var kablet i serie. Dette svarer til 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED'er] = 66W juice. 22 gauge telefonkabel fungerede fint til tilslutning af dette. Der er 4 ledninger i kablet, jeg brugte et kabel til at drive 2 sæt lysdioder, (2 ledninger hver), men man kunne drive 3 sæt lysdioder pr. Kabel, mens jeg brugte 1 ledning som fælles jord, især hvis der bruges mindre måler (tykkere Forhåbentlig får du ideen på dette tidspunkt og kan designe den opsætning, du kan lide. Det ville være rart at lave små undervandsindhegninger til lysene. På grund af tid og budget monterede jeg simpelthen lysene på kølelegemer (som du vil have, hvis de løber tør for vand, de bliver varme!), Limede varmen sammen og skrues gennem midten i min dock. Jeg brugte en hæftepistol til at fastgøre og skjule ledningerne langs min dock. Materialer brugt i dette trin: 18 - Luxeon K2 LED'er $ 5 hver18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX mange fod 22 gauge telefonkabel (eller hvilket kabel du vil have) stik til at forbinde ledningerne til din nuværende kilde.

Trin 4: Du er færdig

Nu har du en dock udstyret med strøm -LED'er, der lyser om natten og måske eller måske ikke gør dine naboer sure. Du kan dog være sikker på, at det ikke vil elektrokutere dine svømmere. Bemærk, at det ikke behøver at være din dok! Mine nuværende planer inkluderer montering af disse på bunden af min sø for at lave landingsbanelys til min båd. Du kan tilføje forskellige linser til lysene, som vil samle sig eller sprede strålen. Prøv også forskellige farver. Du kan tilslutte dem, så længe de er vurderet til den strøm, din nuværende kilde leverer (bare rolig om spænding).

Trin 5: Udvidelse af projektet

Hidtil har alt været relativt enkelt. Vi kan gøre det bedre end at bruge en kontrolboks til at tænde og slukke blå lys. Det første trin er at kontrollere deres lysstyrke. Jeg har vedhæftet designet, jeg lavede til et PWM -kontrolleret bukkregulator kredsløb, men senere indså jeg, at man bare kunne tilføje en transistor i serie med lysene og bruge PWM -signalet eller et analogt ud -signal fra en mikrokontroller til at styre lysstyrken på lysene. Dette er mit næste trin, det kan let integreres i det færdige projekt. Ændring af farverne: Receptorerne i dine øjne er kun følsomme over for lysets røde, grønne og blå bølgelængder. Du fortolker en farve ved den relative spænding for hver receptor. F.eks. Ville gult lys ophidse de røde og grønne receptorer. Så hvis vi holder røde grønne og blå lysdioder sammen og kontrollerer deres relative lysstyrke, eller den relative tid, de er tændt eller slukket i forhold til hinanden (i en meget meget kort tidsramme (PWM!)) Får vi vores hjerner til at tænke vi ser forskellige farver. Sådan fungerer fjernsyn! Spørgsmålet er nu, hvordan vi styrer 3 forskellige lys (RGB) pr. Lysgruppe uden at køre en zillion ledninger overalt. Dette er din dock, ikke dit elektroniklaboratorium. Vi skulle bruge mindst 4 ledninger pr. Sæt RGB -lys frem for 4 ledninger til 3 sæt lys, som vi kunne gøre før. Svaret er, at jeg ikke ved, hvordan jeg gør det pænt! Jeg håber, at den informerede læserskare vil bidrage. Et svar ville være at koble alle de forskellige farver sammen med deres egne farver. dvs. alle de røde i serie og brug pulsbreddemodulation til at kontrollere de relative mængder af den farve. Dette ville betyde færre ledninger, der kører under din dock, men det ville også betyde, at hver gruppe lys på din dock vil have samme farve på samme tid, snarere end halvgrøn og halvlilla. Systemet kan redesignes fuldstændigt, så kontrollen elektronik er placeret under vandet med lysene. Dette kræver kun 2 strømkabler og en kontrolledning pr. Gruppe lys. Men at få din elektronik våd vil sandsynligvis resultere i fiasko, så det er muligvis ikke vejen at tage. For at opsummere problemet: hvordan minimerer vi ledninger, men opretholder individuel kontrol over R, G, B LED'erne i hver gruppe af LED'er ? Husk, at vi generelt ønsker at holde spændinger under 12 V (kan ikke sætte alle lysdioder i serie på en streng) Vi balancerer dybest set grader af kontrolfrihed med antallet af ledninger. Dette er et typisk eksempel på tekniske begrænsninger. Send venligst forslag og eventuelle spørgsmål, du måtte have. Held og lykke!