Power LED podvodné svetlá: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Tento stručný návod vám poskytne podrobnosti a inšpiráciu potrebnú na rozsvietenie jazera. Jedná sa o jednoduchý projekt LED, ktorý dúfam rozšírim o použitie stmievania PWM s RGB svetlami, aby bola požadovaná akákoľvek farba.

Krok 1: Vloženie elektriny do vody

Chcete si teda rozsvietiť dok, čln/nábrežie, ale nechcete, aby v tejto oblasti došlo k elektrickému vybitiu plavcov. Napájacie zdroje, konkrétne spínané napájacie zdroje, môžu zlyhať, čo má za následok, že 110 V AC odpojí všetko v blízkom okolí, ak budú odhalené kontakty alebo vodiče. Aj keď je to nepravdepodobné, mohlo by to mať za následok, že súdne spory a náklady na pohreb budú stáť oveľa viac problémov než použitie správneho dizajnu. Našťastie LED diódy pracujú na nízkom napätí: medzi 2–4 VDC, to znamená, že ani pri odkrytých drôtoch alebo kontaktoch blízki plavci nebudú pociťovať vec. Len sa musíme uistiť, že používame napájací zdroj, ktorý v prípade zlyhania nepustí do vody 110 V AC. Transformátorový zdroj napájania bude stačiť! Podľa môjho najlepšieho vedomia tieto neprejdú „naživo“po zlyhaní. V závislosti od počtu použitých diód LED však budete potrebovať veľký transformátor. Najlepším riešením, na ktoré som prišiel ako napájací zdroj (ten, ktorý som použil), je 12V automobilová/námorná batéria. Zaistíte tak, že do vody nikdy nedostanete viac ako 12-14 V. Buďte však opatrní, ak sú skratované, môžu produkovať veľmi vysoký prúd. Odpojte z okruhu a nabite. Materiály uvedené v tomto kroku: 12 V automobilová / námorná batéria alebo hlboký cyklus, ak je to možné

Krok 2: Budovanie aktuálneho zdroja pre vaše LED diódy

Nemôžete jednoducho pripojiť LED k batérii a povedať „ísť“. Pravdepodobne môžete, ale možno nebudete chcieť, pretože to poškodí očakávanú životnosť vašich (relatívne) drahých LED diód. Musíme sa uistiť, že tieto veci fungujú na úrovni súčasného konštrukčného prúdu alebo tesne pod ním. Pôvodne som premýšľal o použití obvodu založeného na 1,5m Buck regulátore lm3406. Po výpočte ceny po vyrobení vlastných plošných spojov a komponentov som sa rozhodol pre niečo trochu jednoduchšie: lineárny regulátor LM317. Už existuje návod, ktorý vysvetľuje, ako to používať, takže to zhrniem. 317 udržiava konštantné napätie 1,25 V medzi svojim „nastavovacím“terminálom a svojim „výstupným“terminálom. Ak zapojíte odpor 1,25 Ohm medzi dva prúdové prúdy 1Amp (V = IR). Teraz jednoducho pripevnite svoje LED diódy medzi nastavením a zemou (pozri diagram). Diskusia: Aj keď je tento dizajn jednoduchý, nie je dokonalý. Lm317 rozptyľuje energiu ako teplo na ovládanie napätia. Ak ho budete napájať 40 V a budete ním napájať 4 V LED na 1 lampu, stratíte 36 wattov. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Budete ho chcieť napájať napätím, ktoré je veľmi blízke napätiu toho, čo riadite. S batériou 12V a poklesom napätia 1,25 na odpor a 0,5 V na integrovaný obvod budete môcť napájať 2-3 diódy LED v závislosti od ich napätia. Uvedený box pozostáva z 12 rovnakých obvodov, ktoré poskytujú reťazcom LED 0,8A. v tomto kroku12 - regulátory Lm31712 - odpory 1W (hodnota závisí od požadovaného prúdu, I [A] = 1,25 [V] /R [Ohm]) 12 - káblové konektory1 - spínač zapnutia a vypnutia1 elektrolytický kondenzátor

Krok 3: Zapojenie a montáž LED diód

Na rozsvietenie doku som použil 6 súprav 3 LED Luxeon K2 Royal Blue zapojených do série. Aj keď je dimenzovaný na 1A pri 3,85V (každý), použil som 0,8A, ktorý som považoval za požadovaný okolo 3,70V. To teda znamená, že potrebujeme najmenej 3*3,70 V = 11,10 V na napájanie série 3 LED diód Royal Blue zapojených do série. Musíme tiež vziať do úvahy pokles napätia na našom súčasnom zdroji (zhruba 1,25+0,5 V). Potrebujeme teda celkom 12,85 V, čo je veľmi blízko plne nabitej 12 V batérii. Ak by sme použili iba 2 LED diódy v sérii, potrebovali by sme len 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Regulátory by jednoducho rozptýlili dodatočný výkon. Na spustenie celkom 18 diód LED som použil 6 paralelných súprav 3 diód LED zapojených do série. To sa rovná 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED] = 66 W šťavy. Telefónny kábel s rozchodom 22 fungoval dobre na toto zapojenie. V kábli sú 4 vodiče, jedným káblom som napájal 2 sady LED diód (po 2 vodičoch), ale na jeden kábel bolo možné napájať 3 sady LED diód, pričom ako spoločný uzemňovač bol použitý 1 vodič, najmä ak sa používa menší menič (hrubší)) drôty. Dúfame, že v tomto bode získate predstavu a môžete navrhnúť akékoľvek nastavenie, ktoré sa vám páči. Bolo by pekné vytvoriť pre svetlá malé podvodné kryty. Avšak vzhľadom na čas a rozpočet som jednoducho namontoval svetlá na chladiče (ktoré budete chcieť, ak vám dôjde voda, začnú byť horúce!), Lepené chladiče k sebe prilepené a zaskrutkované stredom do doku. Na pripevnenie a skrytie vodičov pozdĺž doku som použil zošívačku. Materiály použité v tomto kroku: 18 - LED diódy Luxeon K2, každá po 5 dolárov vodiče k vášmu aktuálnemu zdroju.

Krok 4: Ste hotoví

Teraz máte dok vybavený výkonnými diódami LED, ktoré v noci svietia a môžu, ale nemusia naštvať vašich susedov. Môžete si však byť istí, že vašich plavcov to elektrickým prúdom nezabije. Všimnite si, že to nemusí byť váš dok! Moje súčasné plány zahŕňajú ich montáž na dno jazera, aby sa pre moju loď vyrobili dráhové svetlá. K svetlám môžete pridať rôzne šošovky, ktoré budú kolimovať alebo šíriť lúč. Skúste tiež rôzne farby. Môžete ich pripojiť, pokiaľ sú dimenzované na prúd, ktorý dodáva váš aktuálny zdroj (nemusíte sa obávať napätia).

Krok 5: Rozšírenie projektu

Doteraz bolo všetko relatívne jednoduché. Dokážeme to lepšie, ako použiť a zapnúť a vypnúť modré svetlá pomocou ovládacieho boxu. Prvým krokom je ovládanie ich jasu. Pripojil som návrh, ktorý som urobil pre obvod regulátora Buck riadeného PWM, ale neskôr som si uvedomil, že stačí pridať tranzistor do série so svetlami a na ovládanie jasu použiť signál PWM alebo analógový výstup z mikroovládača. svetlá. Toto je môj ďalší krok, ktorý je možné ľahko integrovať do hotového projektu. Zmena farieb: Receptory vo vašich očiach sú citlivé iba na červenú, zelenú a modrú vlnovú dĺžku svetla. Farbu interpretujete relatívnym vzrušením každého receptora. Napríklad žlté svetlo excituje červené a zelené receptory. Ak teda spojíme červené zelené a modré diódy dohromady a ovládame ich relatívny jas alebo relatívne množstvo času, kedy sú navzájom zapnuté alebo vypnuté (vo veľmi krátkom časovom rámci (PWM!)), Prinútime náš mozog premýšľať. vidíme rôzne farby. Takto fungujú televízory! Otázkou teraz je, ako ovládame 3 rôzne svetlá (RGB) na skupinu svetiel bez toho, aby sme všade spustili milión káblov. Toto je váš dok, nie vaše laboratórium elektroniky. Potrebovali by sme najmenej 4 vodiče na sadu RGB svetiel, nie 4 vodiče na 3 sady svetiel, ako sme mohli urobiť predtým. Odpoveď je, že neviem, ako to urobiť pekne! Dúfam, že informované čitateľstvo prispeje. Jednou z odpovedí by bolo prepojiť všetky rôzne farby spolu s ich vlastnými farbami. tj. všetky červené v sériách a používajú moduláciu šírky impulzov na ovládanie relatívnych množstiev tejto farby. To by znamenalo menej káblov vedených pod vašim dokom, ale tiež by to znamenalo, že každá skupina svetiel vo vašom doku bude mať rovnakú farbu súčasne, nie polovicu zelenú a polovicu fialovú. Systém by mohol byť úplne prepracovaný tak, aby bolo ovládanie elektronika je umiestnená pod vodou so svetlami. To by vyžadovalo iba 2 napájacie vodiče a jeden riadiaci vodič na skupinu svetiel. Ale zvlhčenie elektroniky bude pravdepodobne mať za následok poruchu, takže to nemusí byť ten správny spôsob. Ak chcete zhrnúť problém: ako minimalizujeme vodiče, ale zachováme individuálnu kontrolu nad diódami R, G, B v každej skupine diód LED ? Pamätajte si, že chceme, aby napätie bolo spravidla nižšie ako 12 V (nie je možné zaradiť všetky diódy LED do série na jeden reťazec) V zásade vyvažujeme stupne voľnosti ovládania počtom vodičov. Toto je typický príklad technických obmedzení. Pošlite nám návrhy a prípadné otázky. Veľa šťastia!