Güç LED Sualtı Işıkları: 5 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Bu kısa talimat, gölünüzü aydınlatmak için gereken ayrıntıları ve ilhamı size sağlayacaktır. Bu, istenen herhangi bir rengi elde etmek için RGB ışıklarıyla PWM karartmayı kullanmayı genişletmeyi umduğum basit bir LED projesidir.

Adım 1: Suya Elektriğin Verilmesi

Yani iskelenizi/teknenizi/deniz kıyısını aydınlatmak istiyorsunuz ama bölgedeki yüzücülere elektrik vermek istemiyorsunuz. Güç kaynakları, özellikle anahtarlamalı güç kaynakları başarısız olabilir ve herhangi bir temas veya kablo açıkta kalırsa 110V AC'nin yakındaki her şeyi zapt etmesine neden olabilir. Pek olası olmasa da, bu, uygun bir tasarım kullanmaktan çok daha fazla zahmete değer dava ve cenaze masraflarına neden olabilir. Neyse ki LED'ler düşük voltajda çalışır: 2-4 VDC arasında, bu, yakındaki yüzücüler açıkta kalan kablolar veya kontaklar olsa bile, bir şey hissetmeyeceği anlamına gelir. şey. Sadece arıza modu 110VAC'yi suya koymayacak bir güç kaynağı kullandığımızdan emin olmalıyız. Transformatör tabanlı bir güç kaynağı işinizi görecektir! Bildiğim kadarıyla bunlar başarısızlık üzerine 'canlı olmayacak'. Ancak kullanılan LED sayısına bağlı olarak büyük bir transformatöre ihtiyacınız olabilir. Güç kaynağı olarak karşılaştığım en iyi çözüm (kullandığım) 12V araba/deniz aküsü. Bu, suda asla 12-14V'den fazla almamanızı sağlayacaktır. Yine de dikkatli olun, kısa devre yapılırsa bunlar çok yüksek akım üretebilir. Şarj etmek için devreden ayırın. Bu adımda listelenen malzemeler: 12V araba / deniz aküsü veya mümkünse derin döngü

Adım 2: LED'leriniz için Akım Kaynağı Oluşturma

LED'leri pilinize bağlayıp git diyemezsiniz. Muhtemelen yapabilirsiniz, ancak (nispeten) pahalı güç LED'lerinizin yaşam beklentisine zarar vereceği için istemeyebilirsiniz. Bu şeylerin tasarım akımında veya hemen altında çalıştığından emin olmamız gerekiyor. Başlangıçta lm3406 1.5A buck regülatörüne dayalı bir devre kullanmayı düşündüm. Özel PCB'ler ve bileşenler yaptıktan sonra fiyatı hesapladıktan sonra biraz daha basit bir şeye karar verdim: LM317 lineer regülatör. Bunun nasıl kullanılacağını açıklayan talimatlar zaten var, bu yüzden kısa tutacağım. 317, 'ayar' terminali ile 'çıkış' terminali arasında 1,25V'luk sabit bir voltajı korur. İki 1Amp akım arasına 1,25 Ohm'luk bir direnç bağlarsanız (V=IR) akacaktır. Şimdi LED'lerinizi ayar ve zemin arasına takmanız yeterlidir (şemaya bakın). Tartışma: Basit olmasına rağmen, bu tasarım mükemmel değildir. Lm317, voltajı kontrol etmek için gücü ısı olarak yayar. 40V ile besliyorsanız ve 1amp'de 4V LED sürmek için kullanıyorsanız, 36Watt yayarsınız. P=I*V (40V-4V)*1amp =36W. Onu sürdüğünüze çok yakın bir voltajla çalıştırmak isteyeceksiniz. 12V pil ve direnç boyunca 1,25 voltaj düşüşü ve IC'de 0,5 V düşüş ile, voltajlarına bağlı olarak 2-3 LED'e güç verebilirsinizYukarıda gösterilen kutu, LED zincirlerine 0,8A sağlamak için 12 özdeş devreden oluşur Malzemeler Listelenen bu adımda12 - Lm317 regülatörler12 - 1W dirençler (istenen akıma bağlı değer, I[A]=1.25 [V] /R[Ohm])12 - kablo konnektörleri1 - açma-kapama düğmesi1 elektrolitik kapasitör

Adım 3: LED'lerin Kablolanması ve Montajı

Dock'umu aydınlatmak için seri olarak bağlanmış 6 set 3 Luxeon K2 Kraliyet Mavisi LED kullandım. 3,85V'de (her biri) 1A olarak derecelendirilmeme rağmen, 3,70V civarında gerekli bulduğum 0,8A kullandım. Bu, seri olarak bağlanmış 3 Kraliyet Mavi LED dizisine güç sağlamak için en az 3*3.70V = 11.10V'a ihtiyacımız olduğu anlamına gelir. Ayrıca mevcut kaynağımızdaki voltaj düşüşünü de hesaba katmalıyız (kabaca 1.25+0.5V). Bu nedenle, tam olarak şarj edilmiş bir 12V aküye çok yakın olan toplam 12.85V'a ihtiyacımız var. Seri olarak sadece 2 LED kullansaydık, sadece 3.7*2+1.25+0.5 = 9.15V'a ihtiyacımız olurdu. Regülatörler ekstra gücü basitçe dağıtırdı. Böylece toplam 18 LED'i çalıştırmak için seri olarak bağlanmış 6 paralel 3 LED seti kullandım. Bu, 3,7[V]*1[A]*18[LED'ler] = 66W meyve suyuna eşittir. 22 ayar telefon kablosu bunun için iyi çalıştı. Kabloda 4 kablo var, 2 set LED'e güç sağlamak için bir kablo kullandım, (her biri 2 kablo) ancak biri ortak toprak olarak 1 kablo kullanırken, özellikle daha küçük ölçü (daha kalın) kullanılıyorsa kablo başına 3 set LED'e güç verebilir) teller. Umarım bu noktada fikir edinirsiniz ve istediğiniz kurulumu tasarlayabilirsiniz. Işıklar için küçük su altı muhafazaları yapmak güzel olurdu. Ancak zaman ve bütçe nedeniyle, ışıkları ısı alıcıların üzerine monte ettim (ki su biterse isteyeceksiniz, ısınırlar!), Isı alıcıları birbirine yapıştırdım ve ortasından dock'uma vidaladım. Bağlantı istasyonumdaki kabloları tutturmak ve gizlemek için bir zımba tabancası kullandım. Bu adımda kullanılan malzemeler:18 - Luxeon K2 LED'lerin her biri 5 ABD doları18 - Luxeon K2 Isı emicisepoksiX, birçok fit 22 ayar telefon kablosu (veya istediğiniz herhangi bir kablo) konektörleri mevcut kaynağınıza giden teller.

Adım 4: Bitirdiniz

Artık geceleri parlayan ve komşularınızı kızdırabilecek veya kızdırmayacak güç LED'leriyle donatılmış bir dock'unuz var. Ancak yüzücülerinize elektrik vermeyeceğinden emin olabilirsiniz. Bunun sizin iskeleniz olması gerekmediğini unutmayın! Şu anki planlarım, teknem için pist ışıkları yapmak için bunları gölün dibine monte etmeyi içeriyor. Işınları toplayacak veya yayacak ışıklara farklı lensler ekleyebilirsiniz. Farklı renkler de deneyin. Mevcut kaynağınızın sağladığı akım için derecelendirildikleri sürece bunları bağlayabilirsiniz (voltaj konusunda endişelenmeyin).

Adım 5: Projeyi Genişletme

Şimdiye kadar her şey nispeten basitti. Mavi ışıkları açıp kapatmak için bir kontrol kutusu kullanmaktan daha iyisini yapabiliriz. İlk adım, parlaklıklarını kontrol etmektir. PWM kontrollü bir buck regülatör devresi için yaptığım tasarımı ekledim, ancak daha sonra ışıklara seri olarak bir transistör ekleyebileceğini ve parlaklığını kontrol etmek için PWM sinyalini veya bir mikro denetleyiciden gelen bir analog çıkış sinyalini kullanabileceğini fark ettim. Işıklar. Bu benim bir sonraki adımım, bitmiş projeye kolayca entegre edilebilir. Renklerin değiştirilmesi: Gözlerinizdeki alıcılar sadece ışığın kırmızı, yeşil ve mavi dalga boylarına duyarlıdır. Bir rengi, her alıcının göreli heyecanına göre yorumlarsınız. Örneğin sarı ışık, kırmızı ve yeşil reseptörleri uyarır. Böylece kırmızı yeşil ve mavi ledleri birbirine yapıştırırsak ve bunların göreceli parlaklıklarını veya birbirlerine göre açık veya kapalı oldukları süreyi (çok çok kısa bir zaman diliminde (PWM!)) kontrol edersek, beynimizi düşündürürüz. farklı renkler görüyoruz. TV'ler böyle çalışır! Asıl soru, her yerde zilyonlarca kablo çalıştırmadan ışık grubu başına 3 farklı ışığı (RGB) nasıl kontrol edeceğimizdir. Burası sizin rıhtımınız, elektronik laboratuvarınız değil. Daha önce yapabileceğimiz gibi 3 set ışık için 4 kablo yerine RGB ışık seti başına en az 4 kabloya ihtiyacımız olacak. Cevap, bunu nasıl güzelce yapacağımı bilmiyorum! Bilgili okuyucuların katkıda bulunacağını umuyorum. Bir cevap, tüm farklı renkleri kendi renkleriyle birbirine bağlamak olacaktır. yani. serideki tüm kırmızılar ve o rengin göreli miktarlarını kontrol etmek için darbe genişlik modülasyonunu kullanın. Bu, bağlantı istasyonunuzun altından daha az kablo geçmesi anlamına gelir, ancak aynı zamanda bağlantı istasyonunuzdaki her ışık grubunun aynı anda yarı yeşil ve yarı mor yerine aynı renkte olacağı anlamına gelir. elektronik, ışıklarla su altında bulunur. Bu, ışık grubu başına yalnızca 2 güç kablosu ve bir kontrol kablosu gerektirir. Ancak elektronik aksamınızın ıslanması muhtemelen arıza ile sonuçlanacaktır, bu yüzden alınması gereken yol bu olmayabilir. Sorunu özetlemek gerekirse: kabloları nasıl en aza indiririz, ancak her bir LED grubundaki R, G, B LED'leri üzerinde bireysel kontrolü nasıl sağlarız? ? Herhangi bir voltajı genellikle 12 V'un altında tutmak istediğimizi unutmayın (tüm LED'leri tek bir diziye seri olarak koyamayız) Temel olarak kablo sayısı ile kontrol serbestliği derecelerini dengeliyoruz. Bu, mühendislik kısıtlamalarının tipik bir örneğidir. Lütfen önerilerinizi ve varsa sorularınızı gönderin. İyi şanslar!