Sähkökäyttöinen aurinkopuutarhan valon palautus: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä todella seuraa joistakin aiemmista verkkovirralla toimivista projekteistani, mutta liittyy läheisesti aiemmin dokumentoituun LED Teardowniin.

Nyt olemme kaikki menneet ulos ja ostaneet ne kesällä, ne pienet kukkareunuksen valot, jotka ovat aurinkoenergiaa ja latautuvat päivällä, ja kun yö alkaa, ne toimivat rajana puutarhan valona. halpaa tuontia, joka kärsii Britannian vanhasta hyvästä säästä epäonnistuneiden akkujen ja joskus vain epäonnistuneiden aurinkopaneelien kanssa.

Normaalisti ostat nämä asiat 4 tai useammassa pakkauksessa, ja valonlähde on yksi halvan erilaisen LED -valonlähde. Kun olemme kuolleet, heitämme ne roskakoriin ja menemme kaatopaikalle. Se sai minut miettimään, miksi et muuttaisi sitä verkkovirtalähteeksi, jossa on 10 W: n LEDit. Sen pitäisi kuitenkin olla turvallinen ja suojattu säältä, ja sen on oltava halpaa. Voisinko tehdä sen, mietin, ja olisiko 10W liikaa? Kuvista näet, että valonlähde on putkimainen muoto, jonka halkaisija on noin 60 mm ruostumatonta terästä ja muovinen hajotin. Ja toinen putkimainen kansi, joka sopii päälle Ensimmäinen asia, jonka tein, oli irrottaa alkuperäinen pieni valkoinen ledi ja neliön muotoinen aurinkopaneeli katosta..

Vaihe 1: LED -tiedot

Kun olin äskettäin ostanut noin 10 W: n yksittäisen COB -ledin, mietin, olisiko mahdollista käyttää yhtä ja käyttää kytkinmuotoista virtalähdettä suoraan verkkovirrasta [240 V UnIsolated] Ehdokas oli buck -kytkimen virtalähde -siru FL7701 ja induktori 1,4 mH: n kela. Valitettavasti COB -lohkon [12V] muuntaminen 240 V: sta FW: ksi ei toimi helposti, koska COB: n kautta tarvittava virta on paljon suurempi kuin ohjainsiru voi käsitellä, jos haluat 10 W. Siru pystyy käsittelemään 0,5A, mikä 12V: n eteenpäinjännitteellä saa sinut vain 5W: iin tai sen ympärille. Voisit käyttää eteenpäin suunnattua muuntimen kytkentätilaa eristyksellä, joka tekisi työn, mutta kustannukset alkavat nousta, kun kaiken tämän piti olla halpaa ja iloista. Joten miten voisin saada 10 W vain 0,5 A virralla. Kun otetaan huomioon energiansäästöteoria, ainoa tapa lisätä tehoa on lisätä jännitettä, ja ainoa tapa, jolla voisin tehdä sen, olisi lisätä ledien etujännitettä käyttämällä useampaa kuin yhtä niistä. Jos katsot LED Teardown -ohjeistani, näet miksi he tekivät tämän tässä suunnittelussa. Selaamalla EBAY: tä löysin helposti joitain 1 W: n ledejä, joiden jännite on 0f 3V@330mA. Nyt jos käyttäisin 10 ja alle juoksi ne @266mA, päädyin 10 x 3 x0.266A = 8W … tarpeeksi lähelle. Alikäytössä on kaksinapainen lähestymistapa…. Pitää lämpö alhaalla ja siten säilyttää tai pidentää käyttöikää. Alempi risteyslämpötila tarkoittaa onnellisia valoja.

Vaihe 2: LED -pohja

Puutarhavalon kuvia katsottaessa tarvitaan LED -valojen asennusmenetelmä ja tietysti, jos ne uppoavat 266 mA, meidän on päästävä eroon 8 W: n energiasta, joka vaatii jäähdytyselementin. putki on hieman alle 57 mm, joten jos voisin asentaa minkä tahansa elektroniikan suljettuun muoviputkeen ja asentaa sen putken sisäpuolelle, voisin sitten asentaa led -levyn alaspäin kotelon päälle, joka sitten valaisi hajottimen Joten miten järjestäisimme ledit?

Ensinnäkin leikkasin 46,5 mm: n ympyrän alumiinia, jossa oli keskireikä, reikäsahalla [katso kuva] ja käyttämällä kaksipuolista jäähdytyselementtiä, joka oli peitetty toisella puolella. liite katso kuva. Alumiini oli vanha virtalähteen kotelo, mutta voit todennäköisesti ostaa tämän ebaystä. Käytin 2 mm paksuista osaa, sinun on peitettävä ja eristettävä metalli ledin pohjasta, mutta silti hyvä lämmönjohtavuus. Tämä muuttaa lämmönjohtavuutta ja menetämme vielä 20 astetta risteyksen poikki, mutta se kestää. Aion palata tähän myöhemmin ja ehkä tarkastella täysin suljettua vesipitoista ratkaisua, mutta en toistaiseksi.

Vaihe 3: Pohjalevy

Sitten käytin Autocadia asettamaan, mihin ledien on mentävä tukikohtaan. Katso kuvat tästä liitteenä pdf -muodossa.

Tulostin mallin mittakaavaan ja tein rei'ityksen avulla asettelumallin asettelusta toimimaan karkeana oppaana. Kun asetin tämän tahmean pohjalevyn päälle, piirsin ympyröiden ääriviivat teipille.

Seuraavaksi asetin ledit niin, että voisin saada jonkin verran paikannusta joistakin kuparinauhasta, jota käyttäisin yhdistämään ledit eristyslämpöteipin pinnalle.

Varmistaen, ettei kuparinauha rikkoutunut "etanan" alapuolelle, juotin ne kaikki yhteen. Tietenkin sinun on varmistettava, että katodit menevät anodeihin. Voit vain kiinnittää ne alas ja käyttää jonkinlaista kytkentäjohtoa nastojen välillä, vaikka kupariteipin käyttäminen auttaa hajottamaan osan lämmöstä nauhaan. Kuumassa nämä tuottavat paljon sitä, joten tarvitsevat melko suuren jäähdytyselementin. Valitsin 40x40x30 H jäähdytyselementin, joka pitää pohjalevyn noin 58-60 asteen lämpötilassa. Näin tapahtuu, että hänen kokonsa sopii siististi irrotettuun aurinkosiruun, jolloin sallitaan lämmön siirtyminen risteyksen ja ledin kotelon yli noin 4 astetta Wattia kohti ja sano 1 astetta Wattia kohden levystä koteloon, tämän pitäisi tarkoittaa (8x1)+4 = n. 60+12 ° C = 72 ° C, jonka pitäisi olla kohtuullinen.

Ledien välinen kokonaisjännite on 10 x 3 V tai noin, joten seuraavassa vaiheessa testataan virta niiden läpi.

Liitteenä olevassa PDF -tiedostossa on ääriviivat mallina, mutta voit aina suunnitella sen itse.

Tarkista easam -liite, jonka voit ladata eviewerin lukemaan

Vaihe 4: Yläasennus

Sanoimme aiemmin, että käytämme tähän FL7701 -ohjainsirua, ja leikkiminen xcel -laskentataulukon suunnittelijalla keksi joukon lukuja, jotka saattavat toimia. Buck -muuntimen avain oli saada aaltoilu kohtuulliseksi ottaen huomioon tarvitsemamme RMS -arvo. Ripple vaikuttaa suoraan induktorin kokoon ja toimintataajuuteen epäsuorasti. Joten jos lisäämme aaltoilua, meidän on lisättävä induktorin kokoa ja ainoa tapa vähentää tarvittavaa induktanssia on nostaa taajuutta. Katso liitteenä oleva kuva, jossa luetellaan, mitä iteroin ja joka oli avain kaavion arvoihin.

Tässä on juotetut LEDit, jotka on asetettu mallini päälle ennen niiden kiinnittämistä. Huomaa jäähdytyselementin käyttö, jonka levy on kiinnitetty pohjaan asennettujen ledien kanssa.

Virran lisääminen 266 mA RMS: ään säätämällä huippuvirta 500 mA: ksi asettaa jännitteen hieman yli 30 V ledien poikki, mikä tarkoittaa, että jännite oli itse asiassa lähellä 3 V eteenpäin, jos meillä on 10 lediä. Huomaa, että laskelma odotti 286 mA, kun todellisuudessa hallitsimme vain 266. Taajuus olisi pitänyt olla 101 Khz, mutta laajuuden tarkastelu näytti hieman alle. Keskustelen kaaviosta ja ohjaimesta ja aaltomuodoista seuraavassa vaiheessa.

Kytkeminen sytytti siis pohjalevyn ylös kuin joulukuusi. Tämä on eristämätön malli, joten kaikki, mikä voidaan nostaa verkkotason tasolle, on maadoitettava perusteellisesti. Tämä sisältää jäähdytyselementin, joka huolellisesti katsottaessa sisältää pari reikää, jotka on itsestään kapeneva maadoitusmerkin kautta jäähdytyselementtiin ja ruostumattomasta metallista sekä tulevan verkkovirran maasta. Ole varovainen ledien johdotuksen kanssa, ettei oikosulkua tapahdu ledien ja maan välillä. Jos se ylittää suunnitellun jännitteen, ledien poikki ja tuhoaa ne nopeasti. Minulla on testijärjestely, jossa on verkkovirtamuuntaja, mutta kun se on kytketty suoraan verkkoon, induktorin toinen puoli on verkkopotentiaalissa, joka jos se kytketään yksittäisille metallikappaleille olisi vaara.

Vaihe 5: Testaus ja kaavio

Joten hyppäämme taaksepäin ja katsomme, mitä tarvitsemme LEDien ajamiseen. Sanoimme jo, että meidän on tuettava 266 mA tai noin, joten olemme jo tehneet numerot.

Viitaten seuraavaan kaavamaiseen huomautukseen:

Tulo sulakkeen 1 kautta tasasuuntaajaan ja sitten suodattimeen, jossa on kaksi c: tä.

D1 on palautusdiodi ja keino virran vähentämiseksi induktorilla. Q1 -porttia ohjaa FL7701: n nasta 2 R3: n kautta, ja D2 auttaa lakaisemaan varauksen ulos portista FL7701: n negatiivisella iskulla. Lähdön taajuus on asetettu R5/R4: llä. Pari nastaa on irrotettu ja CS -nasta … pin1 on nykyinen tunne, joka valvoo jännitettä ja siten virtaa R6: n kautta. Huomaa, mitä tästä piiristä puuttuu. Tulolle ei tarvita suurta tasasuuntaajan DC -korkkia. FL7701 huolehtii taitavasti tulon vaihteluista sisäisesti. Koska tämä on yleensä kallis osa, se säästää kustannuksia. Kun piirilevy oli täytetty, tarkistin aaltoilun. Käyttämällä virtamittaria led -lohkon katodilla saatiin aaltoilu 150 mA ja keskimääräinen virta mittaria käyttäen mitattiin n. 260 mA. Tämä on 100 mA pienempi kuin ledien maksimi ja antaa niiden käydä kylmemmillä, mikä pidentää käyttöikää. Taajuudeksi mitattiin 81Khz ja ramppi alas 1,71us. Tämä on 13% sirun/induktorin ominaisuuksista, joten sen pitäisi olla kunnossa. Koko suunnittelun lähtökohtana oli 1,4 mH: n käyttö hyllyltä

Vaihe 6: Piirilevyn rakentaminen

Huomaa, että kuvat ovat prototyyppikortista, jossa oli joitain virheitä, jotka korjasin uusilla ladatuilla piirilevyasetteluilla. Huomaa, että siinä olevat hyppääjät kiertävät väärän kiinnityksen… doh. Tämä aiheutti räjähdyksiä ennen kuin huomasin virheen … oli varmasti väsynyt!

Siellä on pari ylä- ja yksi alapuoli.

Vaihe 7: Yhdistä kaikki

Joten tässä se on lohkottu yhteen. Liitän BOM -luettelon kaikista tarvittavista osista myöhemmin. Maadoitin jäähdytyselementin ylhäältä ja syötin sen laitteen läpi alhaalla olevaan maadoituspisteeseen, joka sitten maadoitetaan takaisin syöttöön. Ole varovainen tästä. Lopullisen LEDin katodi on noin 30 V alle 310 V verkkojännitteen. Tämä vahingoittaa, jos sitä kosketetaan, joten se on pidettävä eristettynä ja kaikki metalliosat, jotka voivat joutua kosketuksiin, ruuvaamaan maahan, jotta varmistetaan selkeä vikavirtausreitti. tietä elektroniikalle. Pohjassa oleva maadoitusruuvi toimii pysäyttäjänä verkkokannelle ja siinä on tyhjennysaukko siltä varalta, että kosteus pääsee sisään. Tämä ei ole vedenpitävä astia, mutta verkko on pidetty poissa sormien ja tyhjennysaukko on selvästi maanpinnan yläpuolella.