Obnova sončne vrtne svetlobe z električnim napajanjem: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

To res izhaja iz nekaterih mojih prejšnjih projektov z napajanjem iz omrežja, vendar je tesno povezano s predhodno dokumentiranim odmikom LED.

Zdaj smo vsi šli ven in jih poleti kupili, tiste majhne rožnate luči, ki se napajajo s sončno energijo in se napolnijo podnevi, in ko se noč zažene, delujejo kot mejna vrtna luč. Seveda imajo omejeno življenje poceni uvoz, ki v dobrem starem britanskem vremenu trpi zaradi neuspelih baterij in včasih le okvarjenih sončnih kolektorjev.

Običajno te stvari kupujete v pakiranjih po 4 ali več, vir svetlobe pa je en sam nizkocenovni vodnik poceni sorte. Ko so mrtvi, jih vržemo v koš in odidemo na odlagališče. Pa me je spravilo v razmišljanje, zakaj je ne bi pretvorili v enoto z napajanjem iz omrežja z 10W LED diod. Moral bi biti varen in zaščiten pred vremenskimi vplivi, pa tudi poceni mora biti. Se sprašujem, ali je to 10W preveč? Iz slik lahko vidite, da je vir svetlobe cevasta konstrukcija s premerom približno 60 mm iz nerjavečega jekla in plastični difuzor. Plus še en cevast pokrov, ki se prilega na vrh Najprej sem odstranil izvirno majhno belo LED in kvadratno sončno ploščo na strehi. Ideja za to je namestitev LED na ploščo, pritrjeno na hladilnik, obrnjeno navzgor skozi odprtino sončne celice..

Korak: Specifikacija LED

Ko sem pred kratkim kupil nekaj 10W enojnih LED -diod COB, sem se vprašal, ali bi bilo mogoče uporabiti enega samega in uporabiti stikalni način napajanja neposredno iz omrežja [240V UnIsolated] Kandidat je bil napajalni čip FL7701 v načinu preklopnega stikala in induktor 1.4mH coilcraft. Na žalost pretvorba iz 240v v FW bloka COB [12V] ne deluje zlahka, saj je potreben tok skozi COB veliko večji, kot ga lahko prenese gonilniški čip, če želite 10W. Čip lahko prenese 0,5A, kar bi s napetostjo naprej 12v vodilo le do 5 W ali približno. Lahko bi uporabili način preklopnega stikala za naprej z izolacijo, ki bi opravila svoje delo, vendar se bodo stroški začeli povečevati, po vsem tem naj bi bilo poceni in veselo. Torej, kako naj dobim 10 W s samo 0,5 A toka. Glede na ohranitev energetske teorije je edini način za povečanje moči povečati napetost, edini način, na katerega bi to lahko storil, pa bi bil, da z uporabo več kot ene povečam napetost naprej LED. Če pogledate moje navodilo LED Teardown, lahko vidite, zakaj so to storili v tej zasnovi. Brskanje po EBAY -u sem z lahkoto našel nekaj 1W LED diod s prednjo napetostjo 0f 3V pri 330mA. Če bi uporabil 10 in jih pod 266 mA vodil, bi imel na koncu 10 x 3 x0.266A = 8 W … dovolj blizu. Podletno območje ima dvopolni pristop … ohranite toploto in s tem ohranite ali podaljšajte življenjsko dobo.

2. korak: LED osnova

Če pogledamo slike vrtne luči, je potreben način namestitve teh LED in seveda, če potonejo 266 mA, se moramo znebiti 8 W energije, ki potrebuje hladilnik. Notranji premer nerjavečega jekla cev je nekaj manj kot 57 mm, tako da bi lahko elektroniko namestili v zaprto plastično cev in jo namestili na notranjo stran cevi. Nato bi lahko pritrdil ploščo svetlečih diod, obrnjeno navzdol, na vrh ohišja, ki bi nato osvetljeval difuzor. Kako bi torej uredili LED diode?

Najprej sem izrezal 46,5 -milimetrski krog iz aluminija s sredinsko luknjo z žago za luknje [glej sliko] in z uporabo dvostranskega hladilnega traku, ki je prekrit z ene strani. Ta trak lahko dobite na ebayu in je dokaj poceni, običajno se uporablja za hladilnik prilogo glej sliko. Aluminij je bil staro ohišje za napajanje, vendar ga verjetno lahko kupite na ebayu. Uporabil sem kos debeline 2 mm. Kovino morate pokriti in izolirati od dna vodila, vendar še vedno imeti dobro toplotno prevodnost. Uporabite dvojni krog termičnega traku, položenega pravokotno v dveh slojih. To bo spremenilo toplotno prevodnost in izgubili bomo še 20 stopinj c čez stičišče, vendar je to potrebno. To bom pozneje ponovno obravnaval in morda pogledal popolnoma zaprto akvaluzijsko raztopino, vendar za zdaj ne.

3. korak: BasePlate

Nato sem z Autocadom postavil, kje morajo biti LED diode na dnu. Slike v prilogi si oglejte v pdf obliki.

Natisnil sem zasnovo v merilu in z luknjačem naredil montažno predlogo postavitve, ki je delovala kot grobo vodilo. Ko sem to položil na lepljivo osnovno ploščo, sem na trak narisal obris krogov.

Nato sem položil svetleče diode, da sem lahko postavil nekaj bakrenega traku, ki bi ga uporabil za povezavo LED na površini izolacijskega termičnega traku.

Ker sem se prepričal, da noben bakreni trak ni prišel na spodnjo stran "polža", sem jih vse skupaj spajkal. Seveda se morate prepričati, da katode gredo na anode. Lahko bi jih le prilepili navzdol in med zatiči uporabili nekaj priključne žice, čeprav uporaba bakrenega traku pomaga odvajati del toplote v trak. Pri toploti jih proizvede veliko, zato potrebujejo precej velik hladilnik. Odločil sem se za hladilnik 40x40x30 H, ki vzdržuje spodnjo ploščo pri približno 58-60 stopinjah C. Tako se zgodi, da se njegova velikost lepo prilega odstranjenemu sončnemu čipu, ki omogoča toplotno toploto čez stičišče do ohišja LED približno 4 stopinje c na vat in recimo 1 ° C na vat od plošče do ohišja, to bi moralo pomeniti temperaturo stika (8x1)+4 = pribl. 60+12 stopinj C = 72 stopinj C, kar bi moralo biti smiselno.

Skupna napetost na svetlečih diodah bo 10 x 3 v ali približno tem, zato bo naslednja stopnja testiranje toka skozi njih.

V priloženem dokumentu PDF je oris, ki ga lahko uporabite kot predlogo, vendar lahko vedno naredite svoj dizajn.

Preverite prilogo easam, ki jo lahko prenesete za pregledovanje

4. korak: Zgornja montaža

Prej smo povedali, da bomo za to uporabili gonilniški čip FL7701. Igra z oblikovalcem preglednic xcel je prinesla nabor številk, ki bi lahko delovale. Ključ do pretvornika dolarjev je bil zmanjšati valovanje na nekaj razumnega glede na vrednost RMS, ki smo jo potrebovali. Ripple ima neposreden vpliv na velikost induktorja in pogostost delovanja, posreden učinek. Če torej povečamo valovanje, moramo povečati velikost induktorja in edini način, da zmanjšamo zahtevano induktivnost, je povečati frekvenco. Oglejte si priloženo sliko, ki navaja, kaj sem ponavljal in je bil ključ do vrednosti na shemi.

Tu so spajkane LED diode, položene na mojo predlogo, preden jih prilepite. Upoštevajte uporabo hladilnika, pri katerem je plošča z nameščenimi svetilkami pritrjena na dno.

Povečanje toka na 266 mA RMS s prilagajanjem končnega toka na 500 mA je napetost postavila na nekaj več kot 30v na svetlečih diodah, kar pomeni, da je bila napetost dejansko blizu 3v naprej, če imamo 10 LED. Upoštevajte, da je izračun pričakoval 286 mA, medtem ko smo v resnici uspeli le 266. Frekvenca bi morala biti 101 Khz, vendar se mi je pogled na obseg zdel nekoliko slabši. Na naslednjem koraku bom razpravljal o shemi in gonilniku ter valovnih oblikah.

Tako je vtič osvetlil osnovno ploščo kot božično drevo. Hitro upoštevajte varnost. To je izolirana zasnova, zato je treba vse, kar bi lahko dvigniti na omrežno raven, temeljito ozemljiti. To bo vključevalo hladilnik, ki ima, če natančno pogledate, nekaj lukenj, ki jih je treba preko ozemljitvene oznake samostojno zožiti do hladilnika in nerjavnih kovin ter dohodne omrežne ozemljitve. Pri ožičenju svetilk bodite previdni, da med ledami in tlemi ne pride do kratkega stika. Če se to zgodi, se na svetlečih diodah pojavi večja od načrtovane napetosti, ki jih bo hitro uničil. Imam preskusno nastavitev, ki ima omrežni ločevalni transformator, vendar ko je neposredno priključen na električno omrežje, je ena stran induktorja na omrežnem potencialu, ki, če se priključi za vsak izoliran kos kovine bi bila nevarnost.

5. korak: Testiranje in shema

Torej, skočimo nazaj in poglejmo, kaj potrebujemo za pogon LED. Rekli smo že, da moramo podpreti 266mA ali tam, tako da smo že naredili številke.

Glede na shematsko opombo:

Vhod skozi varovalko 1 do mostu usmernika in nato do induktorja filtra z dvema c -jema.

D1 je obnovitvena dioda in sredstvo za zmanjšanje toka na induktorju. Vrata Q1 poganja zatič 2 FL7701 preko R3 z D2, ki pomaga pometati naboj iz vrat pri negativnem hodu FL7701. Pogostost izhoda je nastavljena z R5/R4. Nekaj zatičev ima nekaj ločitev in CS pin..pin1 je trenutni občutek, ki spremlja napetost in s tem tok skozi R6. Oglejte si največji tok v R6 0,5A, kar bo povzročilo ponastavitev IC in zmanjšanje pripravljenosti za naslednji na obdobje. Upoštevajte, kaj manjka v tem vezju. Za vhod ni potrebna velika napetost usmernika DC. FL7701 pametno skrbi za notranje variacije v notranjosti. Ker je to običajno drag del, pomaga prihraniti pri stroških. Ko je bilo tiskano vezje poseljeno, sem preveril valovanje. Uporaba tokovne sonde na katodi vodilnega bloka je dala valovanje 150 mA, povprečni tok z merilnikom pa je bil izmerjen pribl. 260 mA. To je 100 mA navzdol na max za LED diode in jim omogoča hladnejše delovanje, kar jim podaljša življenjsko dobo. Frekvenca je bila izmerjena kot 81Khz in znižana kot 1,71us. To je 13% zmogljivosti čipa/induktorja, zato bi moralo biti v redu.

Korak 6: Konstrukcija PCB

Upoštevajte, da so slike prototipne plošče, na kateri je bilo nekaj napak, ki sem jih popravil pri novih postavitvah tiskanih vezij. Zapomnite si skakalce, da se izognete napačnemu pripenjanju ….doh. To je povzročilo nekaj udarcev, preden sem spoznal napako … verjetno sem bil utrujen!

Obstaja nekaj zgornje in ene spodnje strani.

7. korak: Vse skupaj

Torej, tukaj je reža skupaj. Priložim seznam specifikacij vseh potrebnih delov kasneje. Nekatere stvari, na katere morate biti pozorni. Hladilnik sem ozemljil na vrhu in ga skozi enoto napajal do ozemljitvene točke na dnu, ki se nato ozemlji nazaj do napajalnika. Bodite previdni pri tem. Katoda zadnje LED je 30 V ali manj pod najvišjo omrežno napetostjo 310 V. To se bo poškodovalo, če se ga dotaknete, zato ga izolirajte in vse kovinske dele, ki bi lahko prišli v stik, privijte na zemljo, da zagotovite čisto pot napajalnega toka. Upoštevajte uporabo kabelskih uvodnic zgoraj in spodaj, da preprečite, da bi voda našla pot do elektronike. Ozemljitveni vijak na dnu deluje kot omejevalnik za "posodo za vodo" in obstaja odtočna luknja, če pride do vlage. To ni vodotesna posoda, vendar je omrežje izognjeno prstom in odtočna luknja je precej nad nivojem tal. Zgornji hladilnik potrebuje tesnjenje okoli vrha, to pa je še treba dokončati. Nameravam to postaviti na vrt za poletje in verjetno kasneje dodati še nekaj drugih.