Elektrikle Çalışan Solar Bahçe Işık Restorasyonu: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu, daha önceki elektrikle çalışan projelerimden bazılarını gerçekten takip ediyor, ancak daha önce belgelenen LED Teardown ile yakından ilişkili.

Şimdi hepimiz dışarı çıktık ve yazın onları aldık, o küçük çiçekli bordür lambaları güneş enerjisiyle çalışıyor, gündüz şarj oluyor ve gece başlayınca bordür bahçe lambası görevi görüyor. Eski güzel İngiliz havasında başarısız pil paketleri ve bazen sadece başarısız güneş panelleri ile acı çeken ucuz ithalat.

Normalde bunları 4 veya daha fazla paket halinde satın alırsınız ve ışık kaynağı ucuz çeşitten tek bir düşük güçlü led'dir. Öldüklerinde onları çöp kutusuna atıyoruz ve çöp sahasına gidiyorlar. Bu beni düşündürdü, neden 10W LED'li bir ana elektrik ünitesine dönüştürmüyorsunuz? Yine de güvenli ve hava koşullarından korunmalı ve ucuz olmalı. Acaba yapılabilir mi acaba 10W fazla olur mu? Resimlerden, ışık kaynağının yaklaşık 60mm çapında paslanmaz çelik boru şeklinde bir tasarım ve plastik bir difüzör olduğunu görebilirsiniz. Ayrıca üstüne oturan başka bir boru şeklindeki kapak yaptığım ilk şey, orijinal küçük beyaz led'i ve çatıdaki kare güneş panelini çıkarmaktı. Bunun için fikir, led'leri güneş paneli açıklığından yukarı bakacak şekilde bir soğutucuya sabitlenmiş bir plaka üzerine monte etmektir..

Adım 1: LED Spesifikasyonu

Yakın zamanda 10W'lık tekli COB led'leri satın aldıktan sonra, tek bir tane kullanmanın ve doğrudan ana şebekeden bir anahtar modlu güç kaynağı kullanmanın mümkün olup olmayacağını merak ettim [240V İzolesiz] Aday, bir buck anahtar modu güç sürücüsü çipi FL7701 ve indüktör 1.4mH bobin aracıydı. Ne yazık ki, COB bloğunun [12V] 240v'den FW'sine dönüştürülmesi, COB aracılığıyla gereken akım, 10W istiyorsanız sürücü çipinin kaldırabileceğinden çok daha büyük olduğundan, kolayca çalışmaz. Çip, 12v'lik bir ileri voltajla sizi yalnızca 5W'a veya oraya ulaştıracak olan 0,5A'yı işleyebilir. İzolasyonlu bir ileri dönüştürücü anahtar modu kullanabilirsiniz, bu işi yapacaktır, ancak tüm bunların ucuz ve neşeli olması gerekiyordu, maliyet artmaya başlar. Peki sadece 0,5 A akımla 10W'ı nasıl alabilirim. Enerjinin korunumu teorisi göz önüne alındığında, watt'ı artırmanın tek yolu voltajı artırmaktır ve bunu yapabilmemin tek yolu, birden fazla kullanarak ledlerin ileri voltajını artırmak olacaktır. LED Teardown talimatıma bakarsanız, bunu neden bu tasarımda yaptıklarını görebilirsiniz. EBAY'e göz atarken, 0f 3V@330mA ileri voltajlı bazı 1W led'leri kolayca buldum. Şimdi 10 kullansaydım ve onları @266mA altında çalıştırsaydım 10 x 3 x0.266A=8W…yeterince yakın olurdum. Alt kısım iki kutuplu bir yaklaşıma sahiptir … ısıyı düşük tutun ve bu nedenle ömrü koruyun veya uzatın. Daha düşük bağlantı sıcaklığı mutlu ışıklar anlamına gelir.

Adım 2: LED Tabanı

Bahçe lambası resimlerine baktığımızda bu LED'lerin montajı için bir yöntem gerekli ve tabii ki 266mA'ya düşüyorlarsa aralarındaki 8W'lık enerjiden kurtulmamız gerekiyor ki bu da bir soğutucu gerektirecektir. Paslanmaz iç çapı tüp 57mm'nin biraz altında, bu yüzden elektronik aksamlardan herhangi birini kapalı bir plastik tüpe monte edip tüpün içine monte edebilseydim.. Peki ledleri nasıl düzenleyeceğiz?

Her şeyden önce, bir delik testeresi [resme bakın] ve bir tarafı kaplanmış çift taraflı soğutucu bant kullanarak ortası delik olan 46.5 mm'lik bir alüminyum daireyi kestim. Bu bandı ebay'den alabilirsiniz ve oldukça ucuzdur, normalde soğutucu için kullanılır ek, resme bakın. Alüminyum eski bir güç kaynağı kasasıydı ama muhtemelen bunu ebay'den satın alabilirsiniz. 2mm kalınlığında bir parça kullandım. Ledin tabanından metali kaplamanız ve yalıtmanız gerekiyor ama yine de iyi bir termal iletkenliğe sahipsiniz. İki katman halinde dikey olarak yerleştirilmiş çift turlu termal bant kullanın. Bu, termal iletkenliği değiştirecek ve bağlantı boyunca 20 derece c daha kaybedeceğiz ama gereken bu. Bunu daha sonra tekrar ele alacağım ve belki de tamamen kapalı bir aqualusion çözümüne bakacağım ama şimdilik değil.

Adım 3: Taban Plakası

Daha sonra ledlerin tabanda nereye gitmesi gerektiğini belirlemek için Autocad kullandım. Ekteki resimleri pdf olarak görün.

Tasarımı ölçeklendirmek için yazdırdım ve kaba bir kılavuz görevi görecek bir montaj şablonu oluşturmak için bir delgeç kullandım. Bunu yapışkan taban plakamın üzerine koyarak banttaki dairelerin ana hatlarını çizdim.

Sonra ledleri yerleştirdim, böylece ledleri yalıtkan termal bandın yüzeyinde birleştirmek için kullanacağım bir miktar bakır bandın konumunu elde edebildim.

"Sümüklüböcek" in alt tarafına hiçbir bakır bandın ihlal edilmediğinden emin olarak hepsini birbirine lehimledim. Elbette katotların anotlara gittiğinden emin olmalısınız. Bakır bant kullanmak ısının bir kısmını banda dağıtmaya yardımcı olmasına rağmen, bunları yapıştırabilir ve pimler arasında bir miktar bağlantı teli kullanabilirsiniz. Isı konusunda, bunlar çok fazla üretir, bu nedenle oldukça büyük bir soğutucu gerekir. Alt plakayı yaklaşık 58-60 derece C'de tutan 40x40x30 H'lik bir soğutucu seçtim. Öyle ki, boyutu çıkarılan güneş çipine düzgün bir şekilde sığıyor, bağlantı boyunca ledin kasasına kadar termal ısıya izin veriyor yaklaşık 4 derece c watt başına ve plakadan duruma kadar watt başına 1 derece C diyelim ki bu (8x1)+4= yaklaşık bir bağlantı sıcaklığı anlamına gelmelidir. 60+12 derece C =72 derece C ki bu makul olmalıdır.

Ledler arasındaki toplam voltaj 10 x 3v veya yaklaşık olarak olacak, bu nedenle bir sonraki aşamada akımı test edecekler.

Ekli PDF'de şablon olarak kullanılacak bir taslak vardır, ancak her zaman kendi tasarımınızı yapabilirsiniz.

İncelemek için eviewer'ı indirebileceğiniz easam ekini kontrol edin

Adım 4: Üst Montaj

Daha önce bunun için bir FL7701 sürücü çipi kullanacağımızı söylemiştik ve xcel elektronik tablo tasarımcısı ile oynarken işe yarayabilecek bir dizi rakam ortaya çıktı. Para dönüştürücünün anahtarı, ihtiyacımız olan RMS değeri göz önüne alındığında, dalgalanmayı makul bir şeye indirmekti. Dalgalanma, indüktör boyutu ve çalışma sıklığı üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir ve dolaylı bir etkiye sahiptir. Dolayısıyla, dalgalanmayı arttırırsak, indüktör boyutunu arttırmamız gerekir ve o zaman gerekli endüktansı azaltmanın tek yolu frekansı yükseltmektir. Yineleme yaptığım ve şemadaki değerlerin anahtarı olan ekteki resme bakın.

İşte onları yapıştırmadan önce şablonumun üzerine yerleştirilmiş lehimli LED'ler. Monte edilmiş ledler ile plakanın altına yapıştırıldığı soğutucunun kullanımına dikkat edin.

Tepe akımı 500mA'ya ayarlayarak akımı 266mA RMS'ye yükseltmek, voltajı ledler boyunca 30v'nin biraz üzerine ayarlar; bu, 10 ledimiz varsa voltajın aslında 3v'ye yakın olduğu anlamına gelir. Hesaplamanın 286mA beklediğine dikkat edin, gerçekte sadece 266'yı yönettik. Frekans 101Khz olmalıydı, ancak kapsam açısından bakıldığında biraz düşük görünüyordu. Bir sonraki adımda şematik, sürücü ve dalga formlarını tartışacağım.

Bu yüzden fişe takmak taban plakasını bir Noel ağacı gibi aydınlattı. Güvenlikle ilgili burada kısa bir not. Bu izole olmayan bir tasarımdır, bu nedenle şebeke seviyesine yükseltilebilecek her şeyin iyice topraklanması gerekir. Bu, dikkatlice bakarsanız, bir topraklama etiketi aracılığıyla soğutucuya, paslanmaz metal yapıya ve gelen ana topraklamaya doğru kendiliğinden daralması gereken birkaç deliğe sahip olan soğutucuyu içerecektir. Ledler ile toprak arasında kısa devre olmamasına dikkat ediniz. Eğer yaparsa, ledler üzerinde tasarlanandan daha yüksek voltaj belirir ve onları hızlı bir şekilde yok eder. Şebeke izolasyon trafosu olan bir test kurulumum var ama doğrudan şebekeye bağlandığında indüktörün bir tarafı şebeke potansiyelinde, eğer bağlanırsa herhangi bir izole metal parçası için bir tehlike olacaktır.

Adım 5: Test Etme ve Şematik

O halde biraz geriye gidelim ve ledleri sürmek için neye ihtiyacımız olduğuna bakalım. 266mA'yı desteklememiz gerektiğini zaten söylemiştik ya da orada, bu yüzden sayıları zaten yaptık.

Aşağıdaki şematik nota atıfta bulunarak:

Sigorta 1 aracılığıyla doğrultucuyu köprülemek ve ardından iki c'li indüktörü filtrelemek için gelir.

D1, kurtarma diyotudur ve akımı indüktörde düşürmenin yoludur. Q1 kapısı, FL7701'in pin 2'si tarafından R3 aracılığıyla, D2, FL7701'in negatif stroku üzerindeki yükün kapıdan süpürülmesine yardım ederek sürülür. Çıkışın frekansı, R5/R4 tarafından ayarlanır. Birkaç pinde bir miktar ayrışma vardır ve CS pin..pin1, voltajı ve dolayısıyla R6 üzerinden akımı izleyen akım algısıdır. sonraki dönemde. Bu devrede neyin eksik olduğuna dikkat edin. Giriş için büyük bir doğrultucu DC başlığına gerek yoktur. FL7701, giriş varyasyonlarını dahili olarak akıllıca halleder. Bu genellikle pahalı bir parça olduğu için maliyetten tasarruf etmeye yardımcı olur. PCB doldurulduktan sonra dalgalanmayı kontrol ettim. Led bloğun katodu üzerinde bir akım probu kullanılması 150mA olarak dalgalanma verdi ve metre kullanılarak ortalama akım yaklaşık olarak ölçüldü. 260mA. Bu, ledler için maksimum 100mA'dır ve daha soğuk çalışmasına izin verir, böylece ömürlerini uzatır. Frekans 81Khz olarak ölçüldü ve rampa 1.71us olarak düştü. Bu, çip/indüktörün yeteneklerinin %13'üdür, bu nedenle iyi olmalıdır. Tüm bu tasarımın başlangıç noktası, kullanıma hazır 1.4mH'lik bir bobin bobini indüktörünün kullanılmasıydı.

Adım 6: PCB Yapısı

Görüntülerin, yeni yüklenen pcb düzenlerinde düzelttiğim bazı hataların bulunduğu prototip panosuna ait olduğunu unutmayın. Bazı yanlış sabitlemeleri aşmak için üzerindeki jumperlara dikkat edin….doh. Bu, hatayı fark etmeden önce bazı patlamalara neden oldu… yorgun olmalı!

Bir çift üst taraf ve bir alt taraf var.

7. Adım: Hepsini Bir Araya Getirmek

Bu yüzden burada birbirine yuvalanmıştır. Daha sonra gerekli tüm parçaların bir BOM listesini ekleyeceğim. Dikkat edilmesi gereken bazı şeyler. Soğutucuyu üstten toprakladım ve üniteden alttaki bir topraklama noktasına besledim. Bu daha sonra kaynağa geri topraklanır. Buna karşı dikkatli olun. Son LED'in katodu, 310V'luk tepe şebeke voltajının 30V kadar altındadır. Bu, dokunulduğunda zarar verir, bu nedenle yalıtılmalıdır ve temas edebilecek herhangi bir metal parça, arıza akımı için açık bir yol sağlamak amacıyla toprağa cıvatalanır. Suyun yerini bulmasını önlemek için üstte ve altta kablo rakorlarının kullanımına dikkat edin. elektroniğe giden yol. Altta bulunan topraklama vidası, şebeke "teneke kutusu" için bir durdurma görevi görür ve herhangi bir nem girmesi durumunda bir tahliye deliği vardır. Bu su geçirmez bir kap değildir, ancak şebeke parmaklardan ve elektrikten uzak tutulur. tahliye deliği zemin seviyesinin oldukça üzerinde. Üst soğutucunun üst kısmında bir miktar sızdırmazlık gerekiyor ve bu hala tamamlanmadı. Bunu yaz için bahçeye koymayı ve muhtemelen daha sonra başkalarını eklemeyi planlıyorum.