Αποκατάσταση φωτός ηλιακού κήπου από τροφοδοσία ρεύματος: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό πραγματικά προκύπτει από ορισμένα από τα προηγούμενα έργα μου που τροφοδοτούνται με ρεύμα, αλλά σχετίζεται στενά με το LED Teardown που είχε τεκμηριωθεί προηγουμένως.

Τώρα έχουμε βγει όλοι και τα αγοράσαμε το καλοκαίρι, αυτά τα μικρά φώτα με λουλούδια που τροφοδοτούνται με ηλιακή ενέργεια και φορτίζονται κατά τη διάρκεια της ημέρας και μόλις αρχίσει η νύχτα λειτουργούν ως φώτα του κήπου. Φυσικά έχουν περιορισμένη ζωή. φθηνές εισαγωγές που υποφέρουν στον παλιό καλό βρετανικό καιρό με αποτυχημένες μπαταρίες και μερικές φορές απλώς αποτυχημένους ηλιακούς συλλέκτες.

Συνήθως αγοράζετε αυτά τα πράγματα σε συσκευασίες των 4 ή περισσότερων και η πηγή φωτός είναι ένα ενιαίο led χαμηλής ισχύος φθηνής ποικιλίας. Μόλις πεθάνουμε, τα πετάμε στον κάδο και τα πηγαίνουμε στον ΧΥΤΑ. Λοιπόν, με έκανε να σκεφτώ, γιατί να μην το μετατρέψω σε μονάδα τροφοδοσίας ρεύματος με 10W LED. Θα πρέπει να είναι ασφαλές και προστατευμένο από τις καιρικές συνθήκες και πρέπει να είναι φθηνό. Θα μπορούσε να γίνει, αναρωτήθηκα και τα 10W θα ήταν πάρα πολλά; Από τις εικόνες μπορείτε να δείτε ότι η πηγή του φωτός είναι ένα σωληνωτό σχέδιο διαμέτρου περίπου 60 mm από ανοξείδωτο ατσάλι και ένα πλαστικό διαχύτη. Συν ένα άλλο σωληνωτό καπάκι που ταιριάζει στην κορυφή με το ηλιακό πάνελ μέσα. Το πρώτο πράγμα που έκανα ήταν να αφαιρέσω το αρχικό μικρό λευκό led και το τετράγωνο ηλιακό πάνελ στην οροφή. Ιδέα για αυτό είναι να τοποθετήσετε τα led σε μια πλάκα στερεωμένη σε μια ψύκτρα που κοιτάζει προς τα πάνω μέσω του ανοίγματος του ηλιακού πάνελ Το

Βήμα 1: Οι προδιαγραφές LED

Αφού αγόρασα πρόσφατα μερικά LED με μονάδα COB 10W, αναρωτήθηκα αν θα ήταν δυνατό να χρησιμοποιηθεί ένα μόνο και να χρησιμοποιηθεί μια τροφοδοσία λειτουργίας διακόπτη απευθείας από το δίκτυο [240V Unisolated] Ο υποψήφιος ήταν ένα τσιπ οδήγησης τροφοδοτικού FL7701 και επαγωγέας 1.4mH coilcraft Το Δυστυχώς, η μετατροπή από 240v σε FW του μπλοκ COB [12V] δεν λειτουργεί εύκολα καθώς το ρεύμα που απαιτείται μέσω του COB είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που μπορεί να χειριστεί το τσιπ οδηγού εάν θέλετε 10W. Το τσιπ μπορεί να χειριστεί 0,5Α το οποίο με μια τάση 12v θα σας οδηγήσει μόνο στα 5W ή εκεί. Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε μια λειτουργία μετατροπέα μετατροπέα προς τα εμπρός με απομόνωση που θα έκανε τη δουλειά, αλλά το κόστος αρχίζει να ανεβαίνει, αφού όλα αυτά υποτίθεται ότι ήταν φθηνά και χαρούμενα. Πώς λοιπόν θα μπορούσα να πάρω 10W με μόνο 0,5 Α ρεύματος. Λόγω της διατήρησης της θεωρίας της ενέργειας, ο μόνος τρόπος για να αυξηθεί η ισχύς είναι να αυξηθεί η τάση, και ο μόνος τρόπος που θα μπορούσα να κάνω θα ήταν να αυξήσω την τάση προς τα εμπρός των led, χρησιμοποιώντας περισσότερα από ένα από αυτά. Αν κοιτάξετε το LED Teardown με οδηγίες, μπορείτε να δείτε γιατί το έκαναν σε αυτό το σχέδιο. Περιήγηση στο EBAY Βρήκα εύκολα μερικά led 1W με τάση προς τα εμπρός 0f 3V@330mA. Τώρα αν χρησιμοποιούσα 10 και τα έτρεχα στα 266mA θα κατέληγα με 10 x 3 x0.266A = 8W… αρκετά κοντά. Το underrun έχει μια προσέγγιση δύο πόλων…. Διατηρήστε τη θερμότητα και, ως εκ τούτου, διατηρήστε ή παρατείνετε τη ζωή. Χαμηλότερη θερμοκρασία διασταύρωσης σημαίνει χαρούμενα φώτα.

Βήμα 2: Η βάση LED

Κοιτάζοντας τις εικόνες του φωτός του κήπου, αυτό που χρειάζεται είναι μια μέθοδος τοποθέτησης αυτών των LED και φυσικά αν βυθίζονται 266mA πρέπει να απαλλαγούμε από 8W ενέργειας μεταξύ τους, η οποία θα απαιτήσει ψύκτρα. Η εσωτερική διάμετρος του ανοξείδωτου Ο σωλήνας είναι λίγο μικρότερος από 57mm, οπότε αν μπορούσα να τοποθετήσω κάποια από τα ηλεκτρονικά σε ένα σφραγισμένο πλαστικό σωλήνα και να το εγκαταστήσω στο εσωτερικό του σωλήνα. Στη συνέχεια θα μπορούσα να τοποθετήσω την πλάκα των led που βλέπουν προς τα κάτω στην κορυφή του περιβλήματος, η οποία στη συνέχεια θα φωτίζει τον διαχύτη. Λοιπόν, πώς θα τακτοποιήσουμε τα led;

Πρώτα απ 'όλα έκοψα έναν κύκλο αλουμινίου 46,5 χιλιοστών με μια κεντρική τρύπα χρησιμοποιώντας ένα πριόνι τρύπας [δείτε την εικόνα] και χρησιμοποιώντας μια ταινία διπλής όψης ψύκτρα καλυμμένη στη μία πλευρά. Μπορείτε να πάρετε αυτήν την ταινία στο ebay και είναι αρκετά φθηνή, που συνήθως χρησιμοποιείται για ψύκτρα συνημμένο δείτε εικόνα. Το αλουμίνιο ήταν ένα παλιό περίβλημα τροφοδοσίας, αλλά πιθανότατα μπορείτε να το αγοράσετε στο ebay. Χρησιμοποίησα ένα κομμάτι πάχους 2 χιλιοστών. Πρέπει να καλύψετε και να μονώσετε το μέταλλο από τη βάση του led, αλλά να έχετε καλή θερμική αγωγιμότητα. Χρησιμοποιήστε έναν διπλό γύρο θερμικής ταινίας τοποθετημένος ορθογώνια σε δύο στρώματα. Αυτό θα αλλάξει τη θερμική αγωγιμότητα και χάνουμε άλλους 20 βαθμούς c στη διασταύρωση, αλλά αυτό είναι που χρειάζεται. Θα το ξαναεπισκεφτώ αργότερα και ίσως κοιτάξω μια πλήρως σφραγισμένη λύση υδροβολής αλλά όχι προς το παρόν.

Βήμα 3: BasePlate

Στη συνέχεια, χρησιμοποίησα το Autocad για να τοποθετήσω εκεί που πρέπει να πάνε τα led στη βάση. Δείτε τις φωτογραφίες που επισυνάπτονται σε μορφή pdf.

Τύπωσα το σχέδιο σε κλίμακα και χρησιμοποίησα μια διάτρηση για να φτιάξω ένα πρότυπο στερέωσης της διάταξης για να λειτουργήσει ως ένας πρόχειρος οδηγός. Τοποθετώντας αυτό πάνω στην κολλώδη πλάκα βάσης, σχεδίασα το περίγραμμα των κύκλων στην ταινία.

Στη συνέχεια τοποθέτησα τα led για να μπορέσω να βρω κάποια τοποθέτηση κάποιας χάλκινης ταινίας την οποία θα χρησιμοποιούσα για να συνδέσω τα led στην επιφάνεια της μονωτικής θερμικής ταινίας.

Βεβαιωθείτε ότι καμία ταινία χαλκού δεν παραβιάστηκε στην κάτω πλευρά του "γυμνοσάλιαγκου", τα κόλλησα όλα μαζί. Φυσικά πρέπει να βεβαιωθείτε ότι οι κάθοδοι πηγαίνουν σε ανόδους. Θα μπορούσατε απλά να τα κολλήσετε και να χρησιμοποιήσετε κάποιο καλώδιο σύνδεσης μεταξύ των ακίδων, αν και η χρήση χάλκινης ταινίας βοηθά στη διάχυση της θερμότητας στην ταινία. Όσον αφορά τη θερμότητα, αυτά παράγουν πολύ, έτσι χρειάζονται μια αρκετά μεγάλη ψύκτρα. Επέλεξα μια ψύκτρα 40x40x30 H, η οποία διατηρεί την κάτω πλάκα στους 58-60 βαθμούς C. Συμβαίνει το μέγεθός του να ταιριάζει τακτοποιημένα στο αφαιρεμένο ηλιακό τσιπ. ανά watt και πείτε 1 βαθμό C ανά watt από πλάκα σε θήκη, αυτό πρέπει να σημαίνει θερμοκρασία σύνδεσης (8x1)+4 = περίπου. 60+12 βαθμοί C = 72 βαθμοί C που θα πρέπει να είναι λογικοί.

Η συνολική τάση στα led θα είναι 10 x 3v ή περίπου εκεί, οπότε το επόμενο στάδιο θα είναι ο έλεγχος του ρεύματος μέσω αυτών.

Το συνημμένο PDF έχει ένα περίγραμμα για χρήση ως πρότυπο, αλλά μπορείτε πάντα να κάνετε το δικό σας σχέδιο.

Δείτε το συνημμένο easam στο οποίο μπορείτε να κατεβάσετε το eviewer για να το δείτε

Βήμα 4: Συναρμολόγηση κορυφής

Είπαμε νωρίτερα ότι θα χρησιμοποιούσαμε ένα τσιπ προγράμματος οδήγησης FL7701 για αυτό και το παιχνίδι με τον σχεδιαστή υπολογιστικών φύλλων xcel κατέληξε σε ένα σύνολο φιγούρων που μπορεί να λειτουργήσουν. Το κλειδί για τον μετατροπέα buck ήταν να φτάσουμε τον κυματισμό σε κάτι λογικό, δεδομένης της τιμής RMS που χρειαζόμασταν. Το Ripple επηρεάζει άμεσα το μέγεθος του επαγωγέα και τη συχνότητα λειτουργίας, έμμεσο αποτέλεσμα. Έτσι, εάν αυξήσουμε τον κυματισμό, πρέπει να αυξήσουμε το μέγεθος του επαγωγέα και ο μόνος τρόπος για να μειώσουμε την απαιτούμενη επαγωγή είναι να αυξήσουμε τη συχνότητα. Δείτε τη συνημμένη εικόνα που απαριθμεί αυτό που επαναλάμβανα και ήταν το κλειδί για τις τιμές του σχηματικού.

Εδώ είναι τα κολλημένα LED που έχουν τοποθετηθεί πάνω στο πρότυπό μου πριν τα κολλήσουμε. Σημειώστε τη χρήση της ψύκτρας που έχει την πλάκα κολλημένη στο κάτω μέρος με τα τοποθετημένα led.

Η αύξηση του ρεύματος στα 266mA RMS με ρύθμιση του ρεύματος αιχμής στα 500mA ορίζει την τάση σε λίγο περισσότερο από 30v στα led που σημαίνει ότι η τάση ήταν στην πραγματικότητα κοντά στα 3v προς τα εμπρός αν έχουμε 10 led. Σημειώστε ότι ο υπολογισμός περίμενε 286mA, ενώ στην πραγματικότητα καταφέραμε μόνο 266. Η συχνότητα θα έπρεπε να ήταν 101Khz, ωστόσο η εξέταση του εύρους φαινόταν λίγο μικρότερη. Θα συζητήσω το σχηματικό και τον οδηγό και τις κυματομορφές στο επόμενο βήμα.

Συνδέοντας, άναψε τη βάση σαν χριστουγεννιάτικο δέντρο. Γρήγορη σημείωση εδώ για την ασφάλεια. Αυτός είναι ένας μη μεμονωμένος σχεδιασμός, οπότε όλα όσα θα μπορούσαν να ανυψωθούν στο επίπεδο του δικτύου χρειάζονται σχολαστική γείωση. Αυτό θα περιλαμβάνει τη ψύκτρα η οποία αν κοιτάξετε προσεκτικά έχει μερικές τρύπες που πρέπει να αυτοσυγκεντρωθούν μέσω ετικέτας γείωσης στη ψύκτρα και την ανοξείδωτη μεταλλική εργασία και την εισερχόμενη γείωση. Να είστε προσεκτικοί με την καλωδίωση των led, ώστε να μην υπάρχει βραχυκύκλωμα μεταξύ των led και της γείωσης. Εάν το κάνει, τότε εμφανίζεται μεγαλύτερη από τη σχεδιασμένη τάση στα led και θα τα καταστρέψει γρήγορα. Έχω μια δοκιμαστική εγκατάσταση που έχει μετασχηματιστή απομόνωσης δικτύου, αλλά όταν συνδέεται απευθείας στο δίκτυο, η μία πλευρά του επαγωγέα είναι σε δυναμικό ρεύματος, το οποίο αν συνδεθεί για τυχόν απομονωμένα κομμάτια μετάλλου θα αποτελούσε κίνδυνο.

Βήμα 5: Δοκιμή και σχηματική

Ας κάνουμε ένα άλμα προς τα πίσω και ας δούμε τι χρειαζόμαστε για να οδηγήσουμε τα led. Alreadyδη είπαμε ότι πρέπει να υποστηρίξουμε 266mA ή εκεί περίπου, έτσι έχουμε ήδη κάνει τους αριθμούς.

Αναφερόμενοι στη σχηματική σημείωση τα εξής:

Εισερχόμενη μέσω της ασφάλειας 1 στον ανορθωτή γέφυρας και στη συνέχεια στο φίλτρο επαγωγέα με δύο c.

Το D1 είναι η δίοδος ανάκτησης και το μέσο για να αυξήσετε το ρεύμα προς τα κάτω στον επαγωγέα. Η πύλη Q1 οδηγείται από τον πείρο 2 του FL7701 μέσω R3 με τη βοήθεια D2 που σαρώνει το φορτίο από την πύλη στην αρνητική διαδρομή του FL7701. Η συχνότητα εξόδου ορίζεται από R5/R4. Δύο ακίδες έχουν κάποια αποσύνδεση και η καρφίτσα CS..pin1 είναι η τρέχουσα έννοια που παρακολουθεί την τάση και ως εκ τούτου το ρεύμα μέσω του R6. Ανατρέξτε στο ρεύμα αιχμής σε R6 των 0,5Α, το οποίο θα προκαλέσει την επαναφορά του IC και την έξοδο έτοιμο για επόμενο διάστημα. Σημειώστε τι λείπει σε αυτό το κύκλωμα. Δεν υπάρχει απαίτηση για ένα μεγάλο καπάκι DC ανορθωτή για την είσοδο. Το FL7701 φροντίζει έξυπνα τις παραλλαγές εισόδου εσωτερικά. Δεδομένου ότι αυτό είναι συνήθως ένα ακριβό μέρος, βοηθά στην εξοικονόμηση κόστους. Μόλις συμπληρωθεί το PCB, έλεγξα τον κυματισμό. Η χρήση ενός ρεύματος ανιχνευτή στην κάθοδο του led μπλοκ έδωσε κυματισμό ως 150mA και το μέσο ρεύμα χρησιμοποιώντας τον μετρητή μετρήθηκε περίπου. 260mA. Αυτό είναι 100mA χαμηλότερο από το μέγιστο για τα led και τα αφήνει να λειτουργούν πιο δροσερά, παρατείνοντας έτσι τη ζωή τους. Η συχνότητα μετρήθηκε ως 81Khz και η ράμπα προς τα κάτω ως 1,71us. Αυτό είναι το 13% των δυνατοτήτων του τσιπ/επαγωγέα, οπότε θα πρέπει να είναι εντάξει. Το σημείο εκκίνησης για ολόκληρο αυτό το σχέδιο ήταν η χρήση ενός 1,4mH εκτός του επαγωγικού πηνίου coilcraft

Βήμα 6: Κατασκευή PCB

Σημειώστε ότι οι εικόνες είναι του πρωτοτύπου του πίνακα που είχε κάποια λάθη πάνω του τα οποία διόρθωσα στις νέες διατάξεις που ανέβηκαν pcb. Σημειώστε τους βραχυκυκλωτήρες για να ξεπεράσουν κάποια λανθασμένη καρφίτσα….doh. Αυτό προκάλεσε μερικές ανατροπές πριν συνειδητοποιήσω το σφάλμα… πρέπει να είχα κουραστεί!

Υπάρχουν μερικά από το πάνω μέρος και ένα από το κάτω μέρος.

Βήμα 7: Το βάζουμε όλα μαζί

Έτσι εδώ είναι σχισμένο μαζί. Θα επισυνάψω μια λίστα BOM με όλα τα μέρη που απαιτούνται αργότερα. Μερικά πράγματα που πρέπει να προσέξετε. Γείωσα τη ψύκτρα στην κορυφή και την τροφοδότησα μέσω της μονάδας σε ένα σημείο γείωσης στο κάτω μέρος. Αυτό στη συνέχεια γειώνεται πίσω στην παροχή. Να είστε προσεκτικοί με αυτό. Η κάθοδος του τελικού LED είναι 30V περίπου κάτω από την τάση αιχμής του δικτύου 310V. Αυτό θα πονέσει αν το αγγίξετε, έτσι πρέπει να διατηρηθεί απομονωμένο και τυχόν μεταλλικά μέρη που θα μπορούσαν να έρθουν σε επαφή να βιδωθούν στη γη για να διασφαλιστεί μια σαφής διαδρομή για το ρεύμα βλάβης. Σημειώστε τη χρήση καλωδίων από πάνω και κάτω για να σταματήσετε να βρίσκει νερό τρόπος για τα ηλεκτρονικά. Η βίδα γείωσης στο κάτω μέρος λειτουργεί ως στάση για το κύριο "δοχείο" και υπάρχει μια τρύπα αποστράγγισης σε περίπτωση που βρεθεί υγρασία. Αυτό δεν είναι αδιάβροχο δοχείο, αλλά το δίκτυο είναι μακριά από τα δάχτυλα και το Η τρύπα αποστράγγισης είναι πολύ πάνω από το επίπεδο του εδάφους. Η κορυφαία ψύκτρα χρειάζεται κάποια σφράγιση γύρω από την κορυφή και αυτό πρέπει ακόμα να ολοκληρωθεί. Σκοπεύω να το βάλω στον κήπο για το καλοκαίρι και πιθανότατα να προσθέσω κάποια άλλα αργότερα.