Power LED podvodní světla: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Tento stručný návod vám poskytne podrobnosti a inspiraci potřebné k osvětlení vašeho jezera. Jedná se o jednoduchý projekt LED, který doufám rozšířím o použití stmívání PWM s RGB světly, aby byla požadována jakákoli barva.

Krok 1: Vhození elektřiny do vody

Chcete tedy rozsvítit dok, člun/nábřeží, ale nechcete v této oblasti usmrtit plavce. Napájecí zdroje, konkrétně spínané napájecí zdroje, mohou selhat, což má za následek odpojení všeho v blízkém okolí 110 V AC, pokud jsou odhaleny kontakty nebo vodiče. I když je to nepravděpodobné, mohlo by to mít za následek soudní spory a náklady na pohřeb, které by stály mnohem větší potíže než použití správného designu. Naštěstí LED diody běží na nízké napětí: mezi 2–4 V DC, to znamená, že ani s odhalenými dráty nebo kontakty poblíž plavci nepocítí věc. Jen se musíme ujistit, že používáme napájecí zdroj, který v případě poruchy nedojde do vody 110VAC. Transformátorový napájecí zdroj bude stačit! Podle mého nejlepšího vědomí nepůjdou po selhání „žít“. V závislosti na počtu použitých LED však můžete potřebovat velký transformátor. Nejlepším řešením, na které jsem jako napájecí zdroj narazil (to, které jsem použil), je 12V automobilová/námořní baterie. Tím zajistíte, že do vody nikdy nedostanete více než 12-14V. Buďte však opatrní, pokud jsou zkratovány, mohou produkovat velmi vysoký proud. Odpojte od obvodu a nabijte. Materiály uvedené v tomto kroku: 12V automobilová / námořní baterie nebo pokud možno hluboký cyklus

Krok 2: Budování aktuálního zdroje pro vaše LED diody

LED diody nemůžete jednoduše připojit k baterii a říci „jdi“. Pravděpodobně můžete, ale možná nebudete chtít, protože to poškodí životnost vašich (relativně) drahých LED diod. Musíme se ujistit, že tyto věci fungují na nebo pod jejich návrhovým proudem. Zpočátku jsem přemýšlel o použití obvodu založeného na lm3406 1,5A buck regulátoru. Po výpočtu ceny po výrobě vlastních desek plošných spojů a součástek jsem se rozhodl pro něco trochu jednoduššího: lineární regulátor LM317. Už existují instrukce, které vysvětlují, jak to používat, takže to budu stručné. 317 udržuje konstantní napětí 1,25 V mezi svým „nastavovacím“terminálem a jeho „výstupním“terminálem. Pokud zapojíte odpor 1,25 Ohm mezi dva proudové proudy 1 Amp (V = IR). Nyní jednoduše připojte své LED diody mezi seřizováním a zemí (viz diagram). Diskuse: Přestože je tento design jednoduchý, není dokonalý. Lm317 rozptyluje energii jako teplo pro řízení napětí. Pokud jej dodáváte s napětím 40 V a používáte jej k napájení 4V LED na 1amp, budete ztrácet 36Wattů. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Budete jej chtít napájet napětím velmi blízkým napětí, které řídíte. S baterií 12 V a poklesem napětí 1,25 na rezistoru a 0,5 V na integrovaném obvodu budete moci napájet 2 až 3 LED v závislosti na jejich napětí. Výše uvedený box se skládá z 12 identických obvodů, které poskytují řetězcům LED 0,8 A. Uvedené materiály v tomto kroku12 - regulátory Lm317

Krok 3: Zapojení a montáž LED diod

K rozsvícení doku jsem použil 6 sad 3 Luxeon K2 Royal Blue LED zapojených do série. I když je dimenzován na 1A při 3,85V (každý), použil jsem 0,8A, což jsem považoval za potřebné kolem 3,70V. To tedy znamená, že potřebujeme alespoň 3*3,70 V = 11,10 V k napájení řady 3 LED Royal Blue zapojených do série. Musíme také vzít v úvahu pokles napětí na našem aktuálním zdroji (zhruba 1,25+0,5 V). Potřebujeme tedy celkem 12,85 V, což je velmi blízko plně nabitému 12V akumulátoru. Pokud bychom použili pouze 2 LED diody v sérii, potřebovali bychom pouze 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Regulátory by jednoduše rozptýlily extra výkon. Takže pro provoz celkem 18 LED jsem použil 6 paralelních sad 3 LED zapojených do série. To odpovídá 3,7 [V]*1 [A]*18 [LED] = 66 W šťávy. Na zapojení tohoto kabelu dobře fungoval telefonní kabel velikosti 22. V kabelu jsou 4 vodiče, jedním kabelem jsem napájel 2 sady LED diod, (každý 2 vodiče), ale na jeden kabel bylo možné napájet 3 sady LED diod při použití 1 vodiče jako společného uzemnění, zvláště pokud používám menší měřidlo (silnější Doufáme, že v tuto chvíli získáte představu a můžete si navrhnout jakékoli nastavení, které se vám líbí. Bylo by hezké vytvořit malá podvodní pouzdra pro světla. Nicméně kvůli času a rozpočtu jsem jednoduše namontoval světla na chladiče (což budete chtít, když vám dojde voda, budou horké!), Slepené chladiče k sobě a přišroubované středem do doku. K připevnění a ukrytí vodičů podél doku jsem použil sešívací pistoli. Materiály použité v tomto kroku: 18 - LED diody Luxeon K2 po 5 $ 18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX mnoho stop konektorů 22 telefonního kabelu (nebo jakéhokoli požadovaného kabelu) pro připojení vodiče k vašemu aktuálnímu zdroji.

Krok 4: Jste hotovi

Nyní máte dok vybavený výkonnými LED diodami, které v noci svítí a mohou, ale nemusí naštvat vaše sousedy. Můžete si však být jisti, že vaše plavce nezasáhne elektrickým proudem. Všimněte si, že to nemusí být váš dok! Moje současné plány zahrnují jejich montáž na dno mého jezera, aby pro mou loď vytvořila dráhová světla. Ke světlům můžete přidat různé čočky, které budou kolimovat nebo šířit paprsek. Vyzkoušejte také různé barvy. Můžete je připojit, pokud jsou dimenzovány na proud, který dodává váš aktuální zdroj (nebojte se napětí).

Krok 5: Rozšíření projektu

Doposud bylo vše relativně jednoduché. Umíme to lépe, než pomocí ovládacího panelu zapínat a vypínat modrá světla. Prvním krokem je ovládání jejich jasu. Připojil jsem návrh, který jsem vytvořil pro obvod regulátoru buck řízený PWM, ale později jsem si uvědomil, že stačí přidat tranzistor v sérii se světly a použít signál PWM nebo analogový výstupní signál z mikrořadiče pro ovládání jasu světla. Toto je můj další krok, který lze snadno integrovat do hotového projektu. Změna barev: Receptory ve vašich očích jsou citlivé pouze na červenou, zelenou a modrou vlnovou délku světla. Barvu interpretujete relativním vzrušením každého receptoru. Například žluté světlo by vzrušovalo červené a zelené receptory. Pokud tedy spojíme červené zelené a modré LED diody dohromady a ovládáme jejich relativní jas nebo relativní dobu, po kterou jsou vůči sobě navzájem zapnuty nebo vypnuty (ve velmi krátkém časovém rámci (PWM!)), Přimíme náš mozek přemýšlet vidíme různé barvy. Takhle fungují televize! Otázkou nyní je, jak ovládáme 3 různá světla (RGB) na skupinu světel, aniž bychom všude spustili milion drátů. Toto je váš dok, ne vaše laboratoř elektroniky. Potřebovali bychom alespoň 4 dráty na sadu RGB světel spíše než 4 dráty na 3 sady světel, jak jsme mohli udělat dříve. Odpověď zní, že nevím, jak to udělat pěkně! Doufám, že přispěje informované čtenářství. Jednou z odpovědí by bylo propojit všechny různé barvy společně s jejich vlastními barvami. tj. všechny červené v sérii a pomocí pulzní šířkové modulace řídit relativní množství této barvy. To by znamenalo méně vodičů vedených pod dokem, ale také by to znamenalo, že každá skupina světel ve vašem doku bude mít stejnou barvu současně, nikoli napůl zelenou a napůl fialovou. Systém by mohl být zcela přepracován tak, aby ovládání elektronika je umístěna pod vodou se světly. To by vyžadovalo pouze 2 napájecí vodiče a jeden ovládací vodič na skupinu světel. Ale zvlhčení vaší elektroniky bude pravděpodobně mít za následek selhání, takže to nemusí být způsob, jak jít. Chcete -li shrnout problém: jak minimalizujeme vodiče, ale udržujeme individuální kontrolu nad LED R, G, B v každé skupině LED ? Pamatujte, že chceme udržet napětí obecně pod 12 V (nelze umístit všechny LED diody do série na jeden řetězec) V zásadě vyvažujeme stupně volnosti ovládání počtem vodičů. Toto je typický příklad technických omezení. Pošlete nám prosím návrhy a případné dotazy. Hodně štěstí!