Power LED undervannslys: 5 trinn

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

Denne korte instruksen vil gi deg detaljene og inspirasjonen som kreves for å lyse opp innsjøen din. Dette er et enkelt LED -prosjekt som jeg håper å utvide til å bruke PWM -dimming med RGB -lys for å få ønsket farge.

Trinn 1: Sette elektrisitet i vannet

Så du vil lyse opp kaien/båten/sjøen, men du vil ikke elektrokutte svømmere i området. Strømforsyninger, spesielt bytte av strømforsyninger, kan mislykkes, noe som resulterer i at 110V AC zapper alt i nærheten i nærheten hvis noen kontakter eller ledninger blir avslørt. Selv om det er usannsynlig, kan dette føre til søksmål og begravelsesutgifter som er verdt mye mer trøbbel enn å bruke et riktig design. Heldigvis lyser lysdioder på lav spenning: mellom 2-4 VDC, betyr dette at selv med utsatte ledninger eller kontakter i nærheten svømmere ikke vil føle ting. Vi må bare sørge for at vi bruker en strømforsyning som er feilmodus som ikke vil sette 110VAC i vannet. En transformatorbasert strømforsyning vil gjøre susen! Så vidt jeg vet, vil disse ikke "live" når de mislykkes. Imidlertid kan du trenge en stor transformator avhengig av antall lysdioder som brukes. Den beste løsningen jeg har kommet over som en strømforsyning (den jeg brukte) er et 12V bil/marint batteri. Dette vil sikre at du aldri får mer enn 12-14V i vannet. Vær forsiktig, men hvis de blir kortsluttet, kan disse gi svært høy strøm. Koble fra kretsen for å lade. Materialer som er oppført i dette trinnet: 12V bil / marint batteri, eller dyp syklus hvis mulig

Trinn 2: Bygg en nåværende kilde for lysdiodene dine

Du kan ikke bare koble lysdioder til batteriet og si gå. Vel, du kan sannsynligvis det, men du vil kanskje ikke, da det vil skade levetiden til dine (relativt) dyre strøm -LED -er. Vi må sørge for at disse tingene fungerer på eller like under designstrømmen. I utgangspunktet tenkte jeg på å bruke en krets basert på lm3406 1.5A buck -regulatoren. Etter å ha beregnet prisen etter å ha laget egendefinerte PCB og komponenter bestemte jeg meg for noe litt mer enkelt: LM317 lineær regulator. Det er allerede instrukser der ute som forklarer hvordan du bruker dette, så jeg vil holde det kort. 317 opprettholder en konstant spenning på 1,25V mellom justeringsterminalen og utgangsterminalen. Hvis du kobler en 1,25 Ohm motstand mellom de to 1A strømmen vil strømme (V = IR). Nå er det bare å feste lysdiodene mellom justering og bakken (se diagrammet). Diskusjon: Selv om den er enkel, er denne designen ikke perfekt. Lm317 avleder strøm som varme for å kontrollere spenningen. Hvis du forsyner den med 40V og bruker den til å drive en 4V LED på 1amp, vil du tappe 36Watt. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Du vil ønske å drive den med en spenning i nærheten av den du kjører. Med et 12V batteri og et 1,25 spenningsfall over motstanden og 0,5V fall over IC vil du kunne drive 2-3 lysdioder avhengig av spenningen. Boksen vist ovenfor består av 12 identiske kretser for å gi 0,8A til kjeder av lysdioder Materialer oppført i dette trinn12 - Lm317 regulatorer12 - 1W motstander (verdi avhengig av ønsket strøm, I [A] = 1,25 [V] /R [Ohm]) 12 - kabelkontakter1 - på -av -bryter1 elektrolytisk kondensator

Trinn 3: Kabling og montering av lysdioder

Jeg brukte 6 sett med 3 Luxeon K2 kongeblå lysdioder kablet i serie for å lyse opp dokken min. Selv om den ble vurdert til 1A ved 3,85V (hver), brukte jeg 0,8A, som jeg fant nødvendig rundt 3,70V. Så dette betyr at vi trenger minst 3*3.70V = 11.10V for å drive en streng med 3 kongeblå lysdioder kablet i serie. Vi må også ta hensyn til spenningsfallet over vår nåværende kilde (omtrent 1,25+0,5V). Så vi trenger totalt 12,85V som er veldig nær et fulladet 12V batteri. Hvis vi bare brukte 2 lysdioder i serie, ville vi bare trenge 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Regulatorene ville ganske enkelt spre den ekstra kraften. Så for å kjøre totalt 18 lysdioder brukte jeg 6 parallelle sett med 3 lysdioder kablet i serie. Dette tilsvarer 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED] = 66W juice. 22 gauge telefonkabel fungerte fint for å koble dette. Det er 4 ledninger i kabelen, jeg brukte en kabel til å drive 2 sett med lysdioder (2 ledninger hver), men man kunne drive 3 sett med lysdioder per kabel mens jeg brukte 1 ledning som felles jord, spesielt hvis jeg brukte mindre måler (tykkere Forhåpentligvis får du ideen på dette tidspunktet og kan designe det oppsettet du liker. Men på grunn av tid og budsjett monterte jeg bare lysene på kjøleribber (som du vil ha hvis de går tom for vann, de blir varme!), Limte varmen sammen og skrudd gjennom midten i dokken min. Jeg brukte en stiftpistol for å feste og skjule ledningene langs dokken min. Materialer som ble brukt i dette trinnet: 18 - Luxeon K2 -lysdioder $ 5 hver18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX mange fot med 22 gauge telefonkabel (eller hvilken kabel du vil) kontakter for å koble til ledningene til din nåværende kilde.

Trinn 4: Du er ferdig

Nå har du en brygge utstyrt med strøm -LED -er som lyser om natten, og som kan gjøre naboen din sur eller ikke. Du kan imidlertid være sikker på at det ikke vil elektrokutere svømmerne dine. Vær oppmerksom på at det ikke trenger å være kaien din! Mine nåværende planer inkluderer å montere disse på bunnen av innsjøen min for å lage rullebanelys for båten min. Du kan legge til forskjellige linser på lysene som kollimerer eller sprer strålen. Prøv forskjellige farger også. Du kan koble dem til så lenge de er klassifisert for gjeldende strømforsyning (ikke bekymre deg for spenning).

Trinn 5: Utvid prosjektet

Så langt har alt vært relativt enkelt. Vi kan gjøre det bedre enn å bruke en kontrollboks for å slå blå lys på og av. Det første trinnet er å kontrollere lysstyrken. Jeg har lagt ved designet jeg laget for en PWM -kontrollert bukkregulatorkrets, men jeg innså senere at man bare kunne legge til en transistor i serie med lysene og bruke PWM -signalet eller et analogt ut -signal fra en mikrokontroller for å kontrollere lysstyrken på lysene. Dette er mitt neste trinn, det kan enkelt integreres i det ferdige prosjektet. Endre fargene: Reseptorene i øynene dine er bare følsomme for lysets røde, grønne og blå bølgelengder. Du tolker en farge etter den relative spenningen til hver reseptor. For eksempel vil gult lys begeistre de røde og grønne reseptorene. Så hvis vi holder sammen røde grønne og blå lysdioder og kontrollerer deres relative lysstyrke, eller den relative tiden de er på eller av i forhold til hverandre (i løpet av en veldig kort tidsramme (PWM!)) Får vi hjernen til å tenke vi ser forskjellige farger. Dette er hvordan TV -er fungerer! Spørsmålet er nå hvordan vi styrer 3 forskjellige lys (RGB) per lysgruppe uten å kjøre en milliard ledninger overalt. Dette er din brygge, ikke din elektronikklaboratorium. Vi trenger minst 4 ledninger per sett med RGB -lys i stedet for 4 ledninger for 3 sett med lys som vi kunne gjøre før. Svaret er at jeg ikke vet hvordan jeg skal gjøre dette pent! Jeg håper det informerte lesertallet vil bidra. Et svar ville være å koble alle de forskjellige fargene sammen med sine egne farger. dvs. alle de røde i serien og bruk pulsbreddemodulasjon for å kontrollere de relative mengdene til den fargen. Dette vil bety at færre ledninger går under kaien din, men det vil også bety at hver gruppe lys på dokken din vil ha samme farge samtidig, i stedet for halv grønn og halv lilla. Systemet kan redesignes helt slik at kontrollen elektronikk er plassert under vann med lysene. Dette krever bare 2 strømledninger og en kontrolltråd per lysgruppe. Men hvis du får våt elektronikk, vil det sannsynligvis føre til feil, så dette er kanskje ikke den beste måten å oppsummere på. For å oppsummere problemet: hvordan minimerer vi ledninger, men opprettholder individuell kontroll over R, G, B lysdioder i hver gruppe av lysdioder. ? Husk at vi ønsker å holde spenninger generelt under 12 V (kan ikke sette alle lysdioder i serie på en streng) Vi balanserer i utgangspunktet grader av kontrollfrihet med antall ledninger. Dette er et typisk eksempel på tekniske begrensninger. Send forslag og spørsmål du måtte ha. Lykke til!