Dupin-prenosný viacvlnný svetelný zdroj s mimoriadne nízkymi nákladmi: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Tento prenosný svetelný zdroj pomenovaný po Auguste Dupinovi, považovanom za prvého fiktívneho detektíva, sa napája z akejkoľvek 5V USB nabíjačky telefónu alebo napájacieho zdroja. Každá LED hlava sa zapína magneticky. Jednotka je kompaktná, ale používa lacné 3W hviezdičkové diódy LED, aktívne chladené malým ventilátorom, ale ponúka široký rozsah vlnových dĺžok s vysokou intenzitou. Samozrejme podporuje aj biele LED diódy pre plnofarebné osvetlenie.

Obrázky tu zobrazujú výkon pri 415 nm, 460 nm, 490 nm, 525 nm, 560 nm a 605 nm.

Použité diódy LED sú však 365nm, 380nm, 415nm, 440nm, 460nm, 490nm, 500nm, 525nm, 560nm, 570nm, 590nm, 605nm, 630nm, 660nm a 740nm. Tiež sú zobrazené LED diódy „denné svetlo“a LED dióda PAR s plným spektrom, ktoré produkujú ružové svetlo bez zelenej zložky, určené predovšetkým pre záhradnícke aplikácie.

Napájaný presným zdrojom konštantného prúdu s nízkym výpadkom napätia ponúka jednotka 100 nastavení jasu pomocou rotačného enkodéra a uloží posledné nastavenie jasu po vypnutí, čím sa automaticky vráti na posledné nastavenie jasu po opätovnom zapnutí.

Zariadenie nepoužíva PWM na správu jasu, takže nedochádza k blikaniu, čo uľahčuje jeho použitie v situáciách, keď chcete fotografovať alebo nahrávať video bez artefaktov.

Zdroj konštantného prúdu je vybavený zosilňovačom a koncovým stupňom širokej šírky pásma, ktoré umožňujú lineárnu alebo pulznú moduláciu až niekoľko stoviek kilohertzov alebo dokonca pulznú moduláciu až takmer jeden megahertz. To je užitočné na meranie fluorescencie alebo na experimentovanie so svetelnou dátovou komunikáciou atď.

Zdroj konštantného prúdu môžete použiť aj na napájanie viacerých diód LED. Napríklad pomocou napájania 24 V môžete ovládať 10 červených LED diód s poklesom napätia 2,2 V na jednu LED.

Všimnite si, že v tomto prípade stále napájate hlavný riadiaci obvod 5V, ale kolektor výkonového tranzistora pripojte k vyššiemu napätiu. Ďalšie informácie nájdete v poslednom kroku tohto pokynu

Medzi aplikácie patrí kriminalistika, mikroskopia, skúmanie dokumentov, zbieranie známok, entomológia, minerálna fluorescencia, UV, IR a vizuálna fotografia, kolorimetria a maľovanie svetlom.

Zásoby

Takmer vo všetkých prípadoch ide o dodávateľov, ktorých som skutočne použil, okrem podivného predajcu, ktorý už túto položku nemá na sklade alebo už nie je na eBay/Amazon.

Tento zoznam obsahuje väčšinu potrebných položiek, okrem drôtu, 2,5 mm zástrčky a samorezných skrutiek.

20 mm chladiče pre LED diódy

www.ebay.co.uk/itm/Aluminium-Heatsink-for-…

Väčšinu z 3W LED diód dodáva

futureeden.co.uk/

FutureEden dodáva aj šošovky LED, ktoré sú k dispozícii v rôznych uhloch vrátane 15, 45 a 90 stupňov. V prototype som použil 15 stupňové šošovky.

LED diódy 560nm a 570nm

www.ebay.co.uk/itm/10pcs-3W-3-Watt-Green-5…

LED diódy 490 nm

www.ebay.co.uk/itm/New-10pcs-3W-Cyan-490nm…

365 nm LED diódy

www.ebay.co.uk/itm/3W-365nm-UV-LED-ultravi…

Výkonový tranzistor D44H11

www.ebay.co.uk/itm/10-x-Fairchild-Semicond…

Policové kolíky 5 mm

www.amazon.co.uk/gp/product/B06XFP1ZGK/ref…

Ventilátor a chladič

www.amazon.co.uk/gp/product/B07J5C16B9/ref…

PCB

www.amazon.co.uk/gp/product/B01M7R5YIB/ref…

Magnetické konektory

www.ebay.co.uk/itm/Pair-of-Magnetic-Electr…

2,5 mm zásuvka pre ženy

www.ebay.co.uk/itm/2-5mm-x-5-5mm-METAL-PAN…

BAT43 Schottkyho dióda

www.ebay.co.uk/itm/10-x-BAT43-Small-Signal…

Sada malého signálneho tranzistora (vrátane BC327/337 použitého v tomto projekte)

www.ebay.co.uk/itm/200PCS-10-Value-PNP-NPN…

Rotačný kodér (predajca, ktorého som použil, už nie je na eBay, ale je to rovnaká jednotka)

www.ebay.co.uk/itm/Rotary-Encoder-5-pin-To…

X9C104P (toto je od iného predajcu)

www.ebay.co.uk/itm/X9C104P-DIP-8-Integrate…

TLV2770

www.mouser.co.uk/ProductDetail/texas-instr…

Aktuálny monitor USB (voliteľný)

www.amazon.co.uk/gp/product/B01AW1MBNU/ref…

Krok 1: Zostavenie puzdra

Puzdro hlavnej jednotky a LED hlava sú vytlačené 3D. K zadnej časti puzdra je na pripevnenie kodéra pripevnený malý plochý zadný kryt. Napájanie je zabezpečené štandardnou 2,5 mm zásuvkou. Na výrobu napájacieho kábla je rozrezaný štandardný kábel USB.

Všetky položky sú vytlačené v PLA so 100% výplňou a výškou vrstvy 0,2 mm. Súbory STL sú priložené ako prílohy.

Vytlačte zostavu puzdra zvisle so zadnou časťou puzdra na základnej doske. Nie sú potrebné žiadne podpery.

Krok 2: Zostava hlavy LED

Každá zostava hlavy LED obsahuje dve 3D tlačené časti, hornú zostavu hlavy a zadnú dosku upevnenia. Vytlačte ich v PLA so 100% výplňou a výškou vrstvy 0,2 mm. Nie sú potrebné žiadne podpery. Na zadnú dosku upevňovacieho prvku by malo byť vytlačené rovným zadným povrchom, ktorý sa dotýka základnej dosky.

Všimnite si toho, že predtým zobrazené obrázky STL majú zadnú dosku orientovanú o 180 stupňov von - plochá strana je vonkajší povrch zadnej dosky, keď veci spojujete.

Každá hlavová zostava má potom chladič 20 mm x 10 mm s LED pripevneným lisom namontovaným v hornej zostave. Fotografie ukazujú, ako ho zostaviť. Začnite odlepením papiera z lepiacej podložky a prilepením diódy LED, pričom dbajte na to, aby bol chladič LED úplne v obryse chladiča 20 mm.

Potom spájkujte dva vodiče k dióde LED a potom zatlačte chladič do zostavy hornej hlavy a dbajte na to, aby boli rebrá chladiča orientované tak, ako je to znázornené na fotografiách. Toto má maximalizovať prúdenie vzduchu pre chladenie.

Akonáhle máte namontovaný chladič, prevlečte káble a odrežte ich, ako je znázornené na fotografii, pričom ponechajte asi 3/4 palca drôtu. Konce drôtov odizolujte a pocínujte.

LED hlava sa k puzdru pripája pomocou dvoch kolíkov, ktoré sú vyrobené z poniklovaných oceľových policových kolíkov. Sú perfektné na prácu, pretože majú prírubu, ktorá nám ich umožňuje zaistiť na mieste.

Špičkou spájkovačky sekáča s väčším priemerom pocínujte vrch každého kolíka. Držte kolíky vo zveráku alebo ideálne v jednom z týchto malých prístrojov na pracovný stôl, ako je znázornené - sú veľmi praktické aj na výrobu káblov.

Potom pripevnite drôty k kolíkom tak, aby drôt smeroval priamo hore, ako je znázornené na obrázku. Nechajte vychladnúť

Keď kolíky vychladnú, pripevnite zadnú dosku pomocou 2 skrutiek a matíc M12 12 mm. Predtým než to urobíte, uistite sa, že montážne otvory zadnej dosky sú vyčistené špirálovým vrtákom alebo kužeľovým výstružníkom. Oceľové čapy by sa mali dať mierne kývať. To je dôležité pre zaistenie spoľahlivosti magnetických kontaktov.

Poznámka: Na niektoré jednotky som použil nylonové skrutky a matice a na ostatné oceľové. Oceľové pravdepodobne potrebujú poistné podložky, pretože inak majú tendenciu sa časom odskrutkovať; nylonové skrutky majú tendenciu mať väčšie trenie a to nie je menší problém.

Ak chcete kolimovať lúč, ktorý je inak dosť široký, voliteľne pripevnite šošovku na LED.

Krok 3: Hlavná doska plošných spojov

Hlavná doska plošných spojov je vyrobená z maticovej dosky 30 x 70 mm. Jedná sa o široko dostupné vysokokvalitné sklolaminátové dosky s 0,1-palcovou maticou priechodných otvorov.

Kábel bod-bod používa takzvaný „ceruzkový drôt“, čo je približne 0,2 mm smaltovaný medený drôt. Izolácia sa taví normálnym hrotom spájkovačky.

Rotačný kodér je spájkovaný priamo na koniec dosky. Všimnite si, že kolíky kodéra sú zapojené do spodnej časti dosky.

V nižšie uvedených krokoch postavíte jednotlivé časti celého okruhu a pred pokračovaním ich vyskúšate. To zaisťuje, že hotová doska plošných spojov bude správne fungovať.

Fotografie zobrazujú tabuľu počas montáže. Ceruzkový drôt je vidieť na zadnej strane a spája väčšinu komponentov. Hrubší drôt sa používa tam, kde sú zapojené vyššie prúdy. Niektoré orezané súčiastkové vodiče sa používajú na výrobu napájacej a uzemňovacej lišty v hornej a spodnej časti dosky.

Poznámka: priestor je tesný. Aby ste ušetrili miesto, namontujte rezistory zvisle. Rozloženie sa tu „vyvíjalo“, keď bola doska zostavená a ja som bol trochu optimistický v súvislosti s potrebným priestorom a mal by som všetky odpory namontovať vertikálne a nie horizontálne, ako je to znázornené.

Pripojenia sa vykonávajú pomocou „veropins“, ale môžete použiť aj slučku z komponentného drôtu, pričom konce sú roztiahnuté pod; to však vyžaduje dva otvory na pripojenie, nie jeden s kolíkom.

Krok 4: Obvod snímača

Obvod som nakreslil ako niekoľko samostatných schém. Je to tak, aby ste jasne videli, čo každá časť robí. Pred pridaním ďalšej časti by ste mali obvod zostaviť v krokoch a otestovať, či každá časť funguje správne. To zaisťuje, že celá vec bude správne fungovať bez veľkého množstva namáhavého odstraňovania problémov.

Skôr ako začnem, pár slov o spájkovaní. Používam olovnatú spájku, nie bezolovnatú. Dôvodom je, že s bezolovnatou spájkou sa pracuje oveľa ťažšie v scenároch ručného spájkovania. Zle sa konzervuje a je to spravidla bolesť. Olovnatá spájka je celkom bezpečná a pri práci s ňou nebudete vystavení žiadnym nebezpečným výparom. Stačí použiť zdravý rozum a umyť si ruky po spájkovaní a pred jedlom, pitím alebo fajčením. Amazon predáva kotúče olovnatej spájky jemnej veľkosti s dobrou kvalitou.

Rozhranie kodéra

To je celkom jednoduché. Kodér má tri piny, A, B a C (spoločné). Ako vidíte, uzemníme pin C a vytiahneme piny A a B cez 10K odpory. Potom pridáme 10nF kondenzátory na zem, aby sme vyhladili odskok kontaktov, čo môže spôsobiť nepravidelný chod.

Piny A a B sa potom spoja s kolíkmi INC a U/D na digitálnom obvode IC. (X9C104). Pripojte tento obvod a zapojte tiež napájacie a uzemňovacie kolíky X9C104. V tejto chvíli pridajte aj 470uF a 0,1uF kondenzačné odpájacie kondenzátory.

Kolíky kodéra by mali byť spájkované na spodok dosky plošných spojov; otvor v zadnej doske sa potom vyrovná s hriadeľom snímača.

Dočasne zapojte kolík CS na X9C104P na +5V. Neskôr to spojíme s inou časťou obvodu.

Teraz pripojte 5 V k obvodu a pomocou merača overte, či sa odpor medzi kolíkmi H a W na X9C104P pri otáčaní kodéra plynule mení medzi takmer 0 ohm a 100 kB.

Krok 5: obvod napájania konštantným prúdom

Keď ste si istí, že obvody snímača fungujú, je načase vybudovať sekciu napájania konštantným prúdom. Pripojte napájací zosilňovač TLV2770 a uzemnenie a potom zapojte kábel podľa obrázku, pričom ho pripojte k pinom H, W a L na X9C104P.

Zaistite, aby ste rezistor snímajúci prúd 0,1 ohmu pripojili priamo k uzemňovaciemu kolíku TLV2770 a potom k tomuto bodu (hviezdičkovo) pripojte zostávajúce uzemnené komponenty (katóda 1N4148, odpor 10K, kondenzátor 0,1uF). Potom tento uzemňovací bod pripojte k uzemňovacej lište na doske plošných spojov. To zaisťuje, že operačný zosilňovač nevidí malé odpory medzi uzemňovacou koľajnicou a odporom na snímanie prúdu ako chybné snímacie napätie. Nezabudnite, že pri 750 mA je napätie na rezistore 0,1 ohmu iba 75 mV.

Dočasne pripojte linku SHDN na +5V. Neskôr to pripojíme k inej časti obvodu.

Chladiaci ventilátor, ktorý používame, je určený pre Raspberry Pi. Pohodlne sa dodáva so sadou chladičov, z ktorých jeden použijeme pre hlavný výkonový tranzistor.

Výkonový tranzistor D44H11 by mal byť namontovaný v pravom uhle k doske, prilepený k najväčšiemu chladiču, ktorý je súčasťou súpravy ventilátorov Raspberry Pi.

Odpor 680K môže potrebovať úpravu, aby sa zaistilo, že maximálny prúd cez LED diódy nebude vyšší ako 750mA.

Pripojte znova +5 V a napájaciu diódu LED namontovanú na chladiči. Teraz overte, či môžete prúd plynule meniť pomocou LED otáčaním kodéra. Minimálny prúd je zvolený približne 30 mA, čo by malo byť dostatočné na to, aby sa zaistilo, že väčšina 5V napájacích zdrojov pre mobilné telefóny sa automaticky nevypne pri minimálnom jase.

Voliteľný monitor prúdu USB je tu užitočným doplnkom, ale ak ho budete používať, budete zrejme musieť najskôr vytvoriť napájací kábel, ako je uvedené v nasledujúcej časti.

Poznámka: LED diódy s kratšou vlnovou dĺžkou sa pri vysokom prúde celkom zahrievajú, pretože chladič ešte nechladíme ventilátorom, takže počas testovania udržujte čas chodu pomerne krátky (niekoľko minút).

Ako to funguje: Napätie na odporovom snímači prúdu sa porovnáva s referenčným napätím. Operačný zosilňovač upraví svoj výstup tak, aby zaistil, že obidva vstupy sú na rovnakom napätí (ignoruje napätie vstupného ofsetu operačného zosilňovača). Kondenzátor 0,1 uF v digitálnom potenciometri slúži na dva účely; filtruje hluk nabíjacieho čerpadla 85 KHz zo zariadenia X9C104 a tiež zaisťuje, že pri zapnutí je požadovaný prúd nulový. Akonáhle sa operačný zosilňovač a spätná väzba stabilizujú, napätie na kondenzátore stúpne na požadované napätie. Tým sa zabráni špičkám zapínacieho prúdu cez záťaž.

Tranzistor D44H11 bol zvolený, pretože má adekvátne prúdové hodnotenie a vysoký minimálny zisk najmenej 60, čo je dobré pre výkonový tranzistor. Má tiež vysokú prahovú frekvenciu, ktorá v prípade potreby uľahčuje vysokorýchlostnú moduláciu zdroja prúdu.

Krok 6: Obvod správy napájania

Obvod správy napájania primárne mení spínač okamžitého pôsobenia na rotačnom snímači na prepínač napájania.

Používajú sa tranzistory BC327 a BC337, pretože majú pomerne vysoký zisk a maximálny kolektorový prúd 800 mA, čo je praktické pre spínač ventilátora, kde ventilátor čerpá okolo 100 mA. Kúpil som si lacnú súpravu rôznych malých signálnych tranzistorov, ktoré obsahujú širokú škálu užitočných zariadení. Všimnite si toho, že v prototype majú tieto tranzistory príponu -40 označujúcu bin s najvyšším ziskom. Aj keď pochybujem, že na tom veľmi záleží, a ak si kúpite rovnakú súpravu, mali by ste si zaobstarať podobné zariadenia, len si to uvedomte.

Napájanie sa ovláda prepnutím kolíka SHDN na operačnom zosilňovači TLV2770. Keď je pin SHDN nízky, operačný zosilňovač je deaktivovaný a keď je vysoký, operačný zosilňovač funguje normálne.

Obvod správy napájania ovláda aj linku CS na digitálnom potenciometri X9C104. Po vypnutí napájania sa riadok CS zvýši, čím sa zaistí, že aktuálne nastavenie hrnca bude zapísané späť do jeho energeticky nezávislej pamäte flash.

Ako to funguje: spočiatku je prechod rezistora 100K a kondenzátora 1uF na +5V. Po stlačení dočasného spínača sa napätie na vysokej úrovni prenesie cez kondenzátor 10nF na základňu Q1, ktorá sa zapne. Potom to stiahne kolektor nízko a to spôsobí, že sa zapne aj Q2. Obvod sa potom zaistí prostredníctvom spätnoväzbového odporu 270K, čím sa zaistí, že Q1 aj Q2 zostanú zapnuté a výstup SHDN je vysoký.

V tomto mieste je križovatka rezistora 100K a krytky 1uF teraz stiahnutá nízko o Q1. Po opätovnom stlačení dočasného spínača sa teda základňa Q1 vytiahne nízko a vypne sa. Kolektor stúpne na +5 V, čím sa vypne Q2 a výstup SHDN sa teraz zníži. V tomto mieste sa obvod vráti do počiatočného stavu.

Zostavte obvod správy napájania a pripojte k nemu okamihový spínač na snímači. Skontrolujte, či sa SHDN prepína pri každom stlačení prepínača a či je pri SHDN nízka, CS je vysoká a naopak.

Dočasne pripojte chladiaci ventilátor ku kolektoru Q3 a +5 V lište (čo je kladný vodič od ventilátora) a overte, či je pri vysokej SHDN ventilátor zapnutý.

Potom zapojte obvod správy napájania do napájacieho zdroja s konštantným prúdom a pripojte CS k digitálnemu potenciometru X9C104P, pričom odstráňte dočasné uzemňovacie spojenie. Pripojte SHDN k TLV2770 a tiež odstráňte dočasný odkaz na tento pin.

Teraz by ste mali byť schopní potvrdiť, že sa obvod správne zapína a vypína a zapína po stlačení spínača snímača.

Krok 7: Obvod na ochranu pred poruchami

Rovnako ako väčšina napájacích zdrojov s konštantným prúdom existuje problém, ak je záťaž odpojená a potom znova zapojená. Keď je záťaž odpojená, Q4 sa saturuje, keď sa operačný zosilňovač pokúša riadiť prúd cez záťaž. Keď je záťaž znova pripojená, pretože Q4 je úplne zapnutá, môže cez ňu prúdiť vysoký prechodový prúd niekoľko mikrosekúnd. Aj keď sú tieto 3W LED diódy pomerne tolerantné voči prechodným javom, stále prekračujú hodnotenie v technickom liste (1A na 1ms) a ak by záťažou bola citlivá laserová dióda, dalo by sa ľahko zničiť.

Obvod ochrany proti poruchám monitoruje prúd základne cez Q4. Keď je záťaž odpojená, zvýši sa na približne 30 mA, čo spôsobí, že napätie na odpore 27 ohmov dostatočne vzrastie, aby sa zapol Q5, čo následne spôsobí zapnutie Q6 a jeho kolektor potom klesne takmer na zem. Schottkyho dióda (zvolená z toho dôvodu, že jej predné napätie 0,4 V je menšie ako 0,7 V potrebné na zapnutie tranzistora) potom stiahne nízku linku FLT, pričom vypne Q1 a Q2, a tým vypne napájanie.

To zaisťuje, že záťaž nemožno nikdy pripojiť k zapnutému napájaniu, čím sa zabráni potenciálne škodlivým prechodným javom.

Krok 8: Zostavenie

Magnetické spojky spájkujte na krátku dĺžku dostatočne silného drôtu (asi 6 palcov dlhý) a zaistite, aby drôt prešiel cez otvory v puzdre.

Zaistite, aby boli otvory v puzdre čisté - na to použite skrutkovaciu vŕtačku a menší vrták na zaistenie čistoty aj otvorov pre drôty vzadu.

Teraz pomocou LED hlavy prichyťte spojky k čapom hlavy a vložte ich do puzdra. Hlava LED by mala sedieť tak, aby pri pohľade na drážku pre pero bola medzi drážkou pre pero a puzdrom malá medzera. Akonáhle ste si istí, že spojky správne zapadajú, naneste malú kvapku epoxidu na zadnú stranu každého z nich a vložte ho pomocou LED diódy a umiestnite ho niekam mimo cesty, kým lepidlo stvrdne. Zapojil som svoje zostavy hlavy LED tak, aby kladný spoj bol na pravej strane so zadnou doskou zostavy hlavy otočenou smerom k vám a drážkou pre pero smerom nahor.

Hneď ako lepidlo stvrdne, vyberte hlavu a namontujte ventilátor tak, aby bol viditeľný štítok, t. J. Prúd vzduchu tlačí vzduch cez chladič hlavy. Na pripevnenie ventilátora som použil dve strojné skrutky M2 X 19 mm a skrutkovač na skrutky, je to nešikovné, ale zasuňte ho zo zadného puzdra a potom by ste mali mať možnosť všetko zarovnať a upevniť.

Teraz môžete namontovať 2,5 mm elektrickú zásuvku a pripojiť všetky vodiče k doske plošných spojov, pričom ponecháte dostatok voľného miesta, aby ste ich mohli ľahko zapojiť a potom zasuňte do puzdra na koľajničkách vytlačených v puzdre.

Zostava zadnej dosky je upevnená štyrmi malými samoreznými skrutkami. Pozícia hriadeľa snímača nie je úplne vystredená na doske, preto ho otáčajte, kým sa otvory pre skrutky nezarovnajú.

Krok 9: Napájací kábel USB

Napájací kábel je vyrobený z lacného kábla USB. Odrežte kábel asi 1 palec od väčšej zástrčky USB a odizolujte ho. Červený a čierny vodič je napájací a uzemňovací. Pripojte k nim hrubší kábel číslo 8 pomocou tepelného zmršťovania na izoláciu a potom na druhom konci spájkujte štandardnú 2,5 mm napájaciu zástrčku.

Kábel USB sme skrátili, pretože vodiče sú príliš tenké na to, aby prenášali prúd, a inak znížia príliš veľké napätie.

Krok 10: Možnosť modulácie a vláknová väzba

Ak chcete modulovať zdroj prúdu, odpojte kondenzátor 0,1 uF a kolík W od neinvertujúceho vstupu na operačnom zosilňovači a pripojte tento vstup k zemi pomocou odporu 68 ohmov. Potom na neinvertujúci vstup pripojte odpor 390 ohmov. Druhý koniec rezistora je potom modulačný vstup, pričom 5V privádza LED na plný prúd. Na dosku by ste mohli namontovať niekoľko prepojok, aby ste uľahčili prechod z kodéra na externú moduláciu.

STL z projektu Angstrom môžete použiť pre 3 mm vláknové spojky, ak chcete pripojiť LED k vláknu, napríklad na mikroskopiu atď.

Krok 11: Napájanie viacerých diód LED

Ovládač s konštantným prúdom môžete použiť na napájanie viacerých diód LED. LED diódy nie je možné zapojiť paralelne, pretože jedna LED by spotrebovala väčšinu prúdu. Preto zapojíte LED diódy do série a potom pripojíte anódu vrchnej diódy LED k príslušnému zdroju energie, pričom hlavný riadiaci obvod zostane stále spustený na 5V.

Vo väčšine prípadov je jednoduchšie použiť samostatný napájací zdroj pre diódy LED a všetko ostatné nechať bežať zo štandardnej nabíjačky telefónu.

Na výpočet napätia vezmite počet LED diód a násobok poklesu napätia pre každú LED diódu. Potom nechajte okolo 1,5 V okraj. Napríklad 10 LED s poklesom napätia 2,2 V vyžaduje 22 V, takže napájanie 24 V bude fungovať dobre.

Musíte sa uistiť, že napätie na výkonovom tranzistore nie je príliš vysoké, pretože inak bude príliš horúce - ako je tu navrhnuté, v najhoršom prípade klesne takmer o 3 V (napájanie infračervenej diódy LED s nízkym napätím vpred), takže toto je maximum, na ktoré by ste mali mieriť, pokiaľ nechcete použiť väčší chladič. V každom prípade by som ponechal napätie menšie ako 10 V, pretože sa začínate dostávať do prúdových obmedzení na základe bezpečnej prevádzkovej oblasti tranzistora.

Všimnite si toho, že žiariče s kratšou vlnovou dĺžkou majú vyššie dopredné napätie, pričom 365 nm LED diódy klesajú takmer o 4V. Pripojenie 10 z nich do série by znížilo 40 V a štandardný 48 V zdroj by vyžadoval väčší chladič na výkonovom tranzistore. Alternatívne môžete použiť niekoľko 1A diód v sérii s LED diódami na zníženie dodatočného napätia na 0,7 V na diódu, povedzme 8 na pokles 5,6 V, a potom zostane na výkonovom tranzistore iba 2,4 V.

Bol by som opatrný pri použití vyšších napätí, ako je toto. Začínate sa dostávať do bezpečnostných problémov, ak prídete do kontaktu s napájacím zdrojom. Zaistite, aby bola v sérii s LED diódami zapojená vhodná poistka; ako je tu navrhnuté, 5V napájací zdroj má bezpečné obmedzenie prúdu a nepotrebujeme ho, ale v tomto prípade by sme určite chceli ochranu proti skratu. Všimnite si toho, že skratovanie tejto série LED diód pravdepodobne bude mať za následok dosť veľkolepé zrútenie výkonového tranzistora, takže buďte opatrní !. Ak chcete napájať viac LED diód, pravdepodobne budete potrebovať paralelnú sadu zdrojov prúdu. Môžete použiť viac kópií ovládača konštantného prúdu (spolu s vlastným obvodom ochrany proti poruchám) a zdieľať medzi nimi spoločný kodér, obvod riadenia napájania a referenciu napätia, každá kópia bude mať vlastný výkonový tranzistor a pohon, povedzme 10 LED diód. Celý obvod môže byť paralelný, pretože v tomto scenári ovládače konštantného prúdu každý spracovávajú jeden reťazec diód LED.