چراغ های LED زیر آب قدرت: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

این دستورالعمل مختصر جزئیات و الهام لازم برای روشنایی دریاچه شما را در اختیار شما قرار می دهد. این یک پروژه LED ساده است که امیدوارم بتواند آن را برای استفاده از نور کم RWM با چراغ RGB برای ایجاد هر رنگ دلخواه تمدید کند.

مرحله 1: قرار دادن برق در آب

بنابراین شما می خواهید بارانداز/قایق/ساحل خود را روشن کنید اما نمی خواهید شناگران این منطقه را با برق کوبید. منابع تغذیه ، به طور خاص تعویض منابع تغذیه ، ممکن است خراب شوند و در صورت افشای هرگونه تماس یا سیم ، در ولتاژ 110 ولت AC همه چیز را در ناحیه نزدیک ببندید. اگرچه بعید است ، این امر می تواند منجر به دعاوی حقوقی و هزینه های تشییع جنازه به مراتب بیشتر از استفاده از یک طرح مناسب باشد. خوشبختانه LED ها با ولتاژ پایین کار می کنند: بین 2-4 VDC ، این بدان معناست که حتی با سیم های در معرض تماس یا تماس با شناگران نزدیک احساس نمی شود چیز. ما فقط باید مطمئن شویم که از منبع تغذیه ای استفاده می کنیم که حالت خرابی 110VAC را در آب قرار نمی دهد. منبع تغذیه مبتنی بر ترانسفورماتور این کار را انجام می دهد! تا آنجا که من می دانم اینها در صورت شکست "زنده" نمی شوند. با این حال ممکن است بسته به تعداد LED های مورد استفاده ، به یک ترانسفورماتور بزرگ نیاز داشته باشید. بهترین راه حلی که من به عنوان منبع تغذیه با آن روبرو شدم (باتری که استفاده کردم) یک باتری اتومبیل 12 ولت/دریایی است. این امر به شما اطمینان می دهد که هرگز بیش از 12-14 ولت در آب دریافت نخواهید کرد. اما مراقب باشید ، در صورت اتصال کوتاه می توانند جریان بسیار بالایی تولید کنند. اتصال از مدار به شارژ را قطع کنید. مواد ذکر شده در این مرحله: باتری 12 ولت اتومبیل / دریایی یا در صورت امکان چرخه عمیق

مرحله 2: ایجاد منبع فعلی برای LED های شما

شما فقط نمی توانید LED ها را به باتری وصل کنید و بگویید بروید. خوب احتمالاً می توانید ، اما ممکن است مایل نباشید زیرا به طول عمر LED های قدرت (نسبتاً) گران قیمت شما آسیب می رساند. ما باید مطمئن شویم که این چیزها در جریان طراحی یا درست تحت جریان طراحی خود عمل می کنند. در ابتدا من در مورد استفاده از مدار مبتنی بر تنظیم کننده باک lm3406 1.5A فکر کردم. پس از محاسبه قیمت پس از ساخت PCB ها و قطعات سفارشی ، من تصمیم گرفتم کمی ساده تر: تنظیم کننده خطی LM317. در حال حاضر دستورالعمل هایی وجود دارد که نحوه استفاده از آن را توضیح می دهد ، بنابراین من آن را مختصر بیان می کنم. 317 ولتاژ ثابت 1.25 ولت را بین ترمینال "تنظیم" و پایانه "خروجی" خود حفظ می کند. اگر یک مقاومت 1.25 اهم را بین دو جریان 1 آمپر جریان دهید (V = IR). اکنون به سادگی LED های خود را بین تنظیم و زمین وصل کنید (نمودار را ببینید). بحث: اگرچه ساده است ، اما این طرح کامل نیست. Lm317 قدرت را به عنوان گرما برای کنترل ولتاژ پراکنده می کند. اگر شما 40 ولت آن را تأمین می کنید و از آن برای هدایت LED 4 ولت در 1 آمپر استفاده می کنید ، 36 وات را از بین خواهید برد. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. شما می خواهید آن را با ولتاژ بسیار نزدیک به آنچه که در حال رانندگی هستید تغذیه کنید. با باتری 12 ولت و افت ولتاژ 1.25 در مقاومت و افت 0.5 ولت در IC می توانید 2-3 LED را بسته به ولتاژ آنها تغذیه کنید. جعبه نشان داده شده در بالا شامل 12 مدار یکسان است که 0.8A را به زنجیره LED ها ارائه می دهد مواد ذکر شده در این مرحله 12 - تنظیم کننده Lm317 12 - مقاومت 1W (مقدار وابسته به جریان مورد نظر ، I [A] = 1.25 [V] /R [اهم]) 12 - اتصالات کابل 1 - سوئیچ خاموش 1 خازن الکترولیتی

مرحله 3: سیم کشی و نصب LED ها

من از 6 مجموعه 3 LED LED Luxeon K2 Royal Blue به صورت سیمی برای روشن کردن بارانداز خود استفاده کردم. اگرچه برای 1A در 3.85V (هر کدام) رتبه بندی شد ، من از 0.8A استفاده کردم که به نظر من حدود 3.70V مورد نیاز است. بنابراین این بدان معناست که ما به حداقل 3*3.70 ولت = 11.10 ولت نیاز داریم تا بتوانیم یک رشته از 3 LED آبی رویال را به صورت سری وصل کنیم. ما همچنین باید افت ولتاژ را در منبع فعلی خود (تقریبا 1.25+0.5V) در نظر بگیریم. بنابراین ما در مجموع به 12.85 ولت نیاز داریم که بسیار نزدیک به باتری 12 ولت است. اگر ما فقط از 2 LED به صورت سری استفاده می کردیم ، فقط به 3.7*2+1.25+0.5 = 9.15V نیاز داشتیم. تنظیم کننده ها به سادگی توان اضافی را از بین می برند. بنابراین برای اجرای کل 18 LED از 6 مجموعه موازی از 3 LEDS سیم کشی سری استفاده کردم. این برابر 3.7 [V]*1 [A]*18 [LEDs] = 66W آب است. کابل تلفن 22 سنج برای سیم کشی این دستگاه به خوبی کار کرد. 4 سیم در کابل وجود دارد ، من از یک کابل برای تغذیه 2 مجموعه LED ، (هر کدام 2 سیم) استفاده کردم ، اما می توان 3 مجموعه LED را در هر کابل در حالی که از 1 سیم به عنوان یک نقطه مشترک استفاده می کرد تغذیه کرد ، مخصوصاً اگر از اندازه کوچکتر (ضخیم تر) استفاده کنید.) سیم ها. امیدوارم در این مرحله ایده بگیرید و بتوانید هرگونه تنظیماتی را که دوست دارید طراحی کنید. خوب است که محفظه های کوچک زیر آب برای چراغ ها بسازید. با این حال ، به دلیل زمان و بودجه ، چراغها را روی هیت سینک ها نصب کردم (که اگر بخواهید آب آنها تمام شود ، داغ می شوند!) ، سینک های گرمایشی را به هم چسباندم و از وسط به حوض من پیچ خوردم. من از اسلحه اصلی برای اتصال و مخفی کردن سیم ها در امتداد حوض استفاده کردم. مواد مورد استفاده در این مرحله: 18 - LED های Luxeon K2 هر کدام 5 دلار سیم های منبع فعلی شما

مرحله 4: تمام شدی

اکنون شما یک بارانداز مجهز به LED های قدرت دارید که در شب می درخشد و ممکن است همسایگان شما را عصبانی کند یا نکند. با این حال ، می توانید مطمئن باشید که شناگران شما را برقی نمی کند. توجه داشته باشید که لازم نیست اسکله شما باشد! برنامه های فعلی من شامل نصب آنها در کف دریاچه من برای ایجاد چراغ باند برای قایق من است. می توانید لنزهای مختلفی را به چراغ ها اضافه کنید که باعث برخورد یا پخش شدن پرتو شود. رنگهای مختلف را نیز امتحان کنید. می توانید آنها را به هم متصل کنید مگر اینکه برای منبع فعلی منبع تغذیه شما رتبه بندی شده باشند (نگران ولتاژ نباشید).

مرحله 5: تمدید پروژه

تا اینجا همه چیز نسبتاً ساده بوده است. ما می توانیم بهتر از استفاده از جعبه کنترل برای روشن و خاموش کردن چراغ های آبی کار کنیم. اولین قدم کنترل روشنایی آنها است. من طرحی را که برای یک مدار تنظیم کننده باک کنترل PWM ساخته ام پیوست کرده ام ، اما بعداً متوجه شدم که می توان یک ترانزیستور را به صورت سری به چراغ ها اضافه کرد و از سیگنال PWM یا یک سیگنال خروجی آنالوگ از میکرو کنترلر برای کنترل روشنایی استفاده کرد. چراغ ها. این مرحله بعدی من است ، می توان آن را به راحتی در پروژه نهایی ادغام کرد. تغییر رنگ: گیرنده های چشم شما فقط به طول موج های قرمز ، سبز و آبی نور حساس هستند. شما یک رنگ را با هیجان نسبی هر گیرنده تفسیر می کنید. به عنوان مثال ، نور زرد گیرنده های قرمز و سبز را تحریک می کند. بنابراین اگر LED های قرمز سبز و آبی را به هم بچسبانیم و روشنایی نسبی آنها یا مدت زمان نسبی روشن یا خاموش بودن آنها نسبت به یکدیگر (در یک بازه زمانی بسیار کوتاه (PWM!)) را کنترل کنیم ، مغز خود را به فکر وادار می کنیم. ما رنگ های مختلف را می بینیم نحوه کار تلویزیون ها این است! حال این س isال مطرح می شود که چگونه می توانیم 3 چراغ مختلف (RGB) را در هر گروه از چراغ ها کنترل کنیم ، بدون اینکه یک سیم میلیونی در همه جا اجرا کنیم. اینجا اسکله شماست ، نه آزمایشگاه الکترونیک شما. ما حداقل به 4 سیم در هر مجموعه چراغ RGB نیاز داریم به جای 4 سیم برای 3 مجموعه چراغ همانطور که قبلاً می توانستیم انجام دهیم. پاسخ این است که من نمی دانم چگونه این کار را خوب انجام دهم! من امیدوارم که خوانندگان آگاه مشارکت کنند. یک پاسخ این است که همه رنگهای مختلف را با رنگهای خود ترکیب کنید. یعنی همه قرمزهای سری و از مدولاسیون عرض پالس برای کنترل مقادیر نسبی آن رنگ استفاده کنید. این بدان معناست که سیمهای کمتری در زیر بارانداز شما اجرا می شود ، اما این بدان معناست که هر گروه از چراغها در بارانداز شما به طور همزمان یک رنگ خواهند بود و نه نیم سبز و نیم بنفش. این سیستم می تواند به طور کامل دوباره طراحی شود تا کنترل وسایل الکترونیکی با چراغ ها در زیر آب قرار دارند. این امر به 2 سیم برق و یک سیم کنترل در هر گروه از چراغ ها نیاز دارد. اما خیس شدن وسایل الکترونیکی شما احتمالاً منجر به شکست می شود ، بنابراین ممکن است راهی برای پیشگیری نباشد. برای خلاصه مشکل: چگونه سیم ها را به حداقل برسانیم ، اما کنترل فردی بر LED های R ، G ، B در هر گروه از LED ها را حفظ کنیم ؟ به یاد داشته باشید که ما می خواهیم ولتاژهایی را به طور کلی زیر 12 ولت نگه داریم (نمی توان همه LED ها را به صورت سری روی یک رشته قرار داد) ما اساساً درجات آزادی کنترل را با تعداد سیم ها متعادل می کنیم. این یک نمونه معمولی از محدودیت های مهندسی است. لطفاً پیشنهادات و هرگونه س questionsالی را که دارید ارسال کنید. موفق باشید!