Bruke vekselstrøm med lysdioder (del 3) - det store lyset: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

I bruk av vekselstrøm med lysdioder, del 1 og del 2, så vi på måter å tilpasse vekselstrøm til lysdioder uten den vanlige konverteringen til ren likestrøm først. Her, i del 3, kombinerer vi det vi lærte før for å designe et LED -lys som fungerte ADVARSEL: Strømnettet er hundrevis av volt og kan være dødelig. Ta alle nødvendige forholdsregler før du begynner å jobbe med det!

Trinn 1: Transformatoren uten transformator

Når vi koblet lysdioder til vekselstransformatorer, var beregningen vi brukte: Vac / 3.3for å gi oss antall lysdioder vi trenger for å kunne håndtere strømmen riktig uten ekstra motstander og andre deler. Hva om vi omgår transformatoren helt og vurderer AC strømnettet? På noen måter er det enklere - spenningen fra transformatorer kan variere sterkt med belastningen vi legger på den, mens AC -strømnettet er mye mer stabilt. Hvis vi bruker 110v -standarden i USA, beregner vi først toppspenningen, 1,4 * 110 = 156 og vi kan finne antall lysdioder den kan støtte: 156 / 3.3 = 47 lysdioder Så betyr det at hvis vi setter 47 lysdioder i serie, kan vi kjøre hele strengen direkte fra en 110v vekselstrømkontakt? Svaret er ja ! Så lenge vi holder spenningen over hver LED på 3,5v eller mindre, vil den fungere innenfor sine grenser. Men la oss ikke glemme at for hver positiv syklus er det en negativ syklus! Det betyr at vi trenger en speilkrets som i (1). Wow, det er fryktelig mange pærer! Men hvis vi legger til en blokkeringsdiode som i krets (2), kan vi trygt betjene kretsen vår. 1N4003 er i stand til å håndtere 200 volt, så det er greit for amerikansk strøm. For EU -land er det magiske tallet 103 lysdioder (dobbelt hvis du vil bruke begge syklusene) og dioden for ckt (2) bør være en 1N4004 eller bedre.

Trinn 2: Skyv konvolutten

Husk at fordi vi bruker dioden til å blokkere halve syklusen, fungerer lysdiodene i krets (2) bare 1/2 av tiden. Hvordan kan vi få dem til å lyse opp for den andre halvdelen også?

Med en enkel del som kalles en Bridge Rectifier kan dette skje. Denne enheten er faktisk 4 dioder koblet på kryss og tvers for å få begge syklusene til å gå i samme retning. Elektroniske vifter vil vite dette som en del av kretsen 'Full-wave rectification' (i motsetning til Half-wave). Med dette tillegget vil lysdiodene våre slås på dobbelt så ofte, og vi får dobbelt så mye lys fra dem.

Trinn 3: Bygg tid

Så vi kan starte byggingen av en enkel all-LED + en brokrets for å kjøre 110v strømnettet.

Du trenger: Mange hvite lysdioder - naturligvis! OG TEST dem alle! AC -ledning Perfboard 1N4003 diode eller 200volt bro -likeretter Det første bildet er hvordan kretsen min ser ut når den er ferdig. Raske øyne vil merke at det bare er 42 lysdioder ombord. På grunn av behovet for å passe broen på brettet, og på grunn av den relativt stabile strømnettet, kan vi kjøre lysene våre litt over 20mA. Broen har 4 ledninger: 2 merket (~), en (+) positiv og en (-) negativ. De (~) går til AC Mains. Start med å koble broen (+) til den lengre (+) ledningen til den første lysdioden, og ta den korte ledningen til den lange ledningen til den neste lysdioden. Gjør 1 rad, dobbel og trippel kontroll før lodding! Jobb deg ned, Koble ALLTID kortere til lengre. Jeg har flere bilder nedenfor som viser de forskjellige trinnene i ferdigstillelsen. Skriv dem ut for å hjelpe deg med ledningen.

Trinn 4: Se

Og det er lys! På grunn av komponentenes farlige natur når de ble plugget inn, dekket jeg kretskortet med et trippel lag pergamentpapir, som har en god dielektrisk verdi, og som tåler over 400 F varme. Deretter monterte jeg brettet på lokket på en beholder for å ta ut, ved hjelp av en skumavstandsstykke fra en DVD -spindel, med en kutt for strømledningen. Lysutbyttet tilsvarer en 40 watt frostet pære, men beholderen er knapt varm. Husk: Koble alltid fra kretsen før du berører noen utsatte deler. Lysdiodene vil også kjøre i nærheten av nominell strøm, noe som kan bety temperaturer så høye som 85C på overflatene.

Trinn 5: Variasjoner

For lys? Du kan kombinere kretsene (2) og (3) for å gi lyset vårt en Hi/Lo -bryter. I Hei kortslutter bryteren dioden slik at den fungerer i fullbølgemodus som i (3). Åpne bryteren tillater bare at strømmen flyter halve tiden, akkurat som (2). Ozzies og briter: Du kan også bruke 42/47 LED -kretsene - bare kombiner den amerikanske versjonen (.4uF og 1K -ohm) som delvis presenteres 2, og du kan også lage et AC-lys med bare 42 lysdioder! Eller sjekk ut beregningene i det følgende trinnet. Å ja, vårt 'store' lys er super sparsomt-går av 110 volt strøm, det bruker knapt 3 watt. Finn ut om flere måter å tenne huset på med lysdioder av A/ C strømnettet her!

Trinn 6: Knusende tall

Her er en oppsummering av beregningene som ble brukt for dette prosjektet: For å betjene hvite lysdioder (nominell spenning 3.3v) trygt utenfor AC -nett uten å bruke noen regulering (annet enn diodebroen), er det magiske tallet: Vac * 1.4 / 3.3. Hvilket er det minste antallet lysdioder i serie som vil gå av AC uten å overskride det 'komfortable' driftsområdet. Valget av lysdioder kan være 20mA eller høyere - SÅ lenge de alle er av samme type og festet i serie. Hvis du bruker hele antallet lysdioder beregnet ovenfor, er det alt du trenger, men for ordninger som bruker færre lysdioder (men ikke mindre enn 30), må vi legge til spenningsfallende RC -kombinasjon. R er alltid en 1K, 1Watt motstand, mens verdien av C beregnes som: Vpk = Vac * 1,4Vdd = N * 3,3, hvor N er antall hvite lysdioder vi ønsker å bruke i serie. Ild = 0,02, strømmen vi ønsker for våre lysdioder. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), hvor f er nettfrekvensen, men du kan forenkle den til: (58 / (Vpk-Vdd)) i micro-farads (uF), og bør variere mellom.1 og.5 uF. Sørg for at det er en upolar kondensator. VIKTIG: Deler må være klassifisert for minst Vpk, og nok strøm til å håndtere Iled.