Χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος με LED (Μέρος 3) - το ΜΕΓΑΛΟ φως: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Στη χρήση AC με LED, μέρος 1 και μέρος 2, εξετάσαμε τρόπους προσαρμογής της ισχύος AC σε LED χωρίς τη συνήθη μετατροπή σε καθαρό DC πρώτα. Εδώ, στο μέρος 3, συνδυάζουμε ό, τι μάθαμε πριν για να σχεδιάσουμε ένα φως LED που λειτουργούσε απευθείας από το δίκτυο AC. Προειδοποίηση: Το δίκτυο AC είναι εκατοντάδες βολτ και είναι δυνητικά θανατηφόρο. Λάβετε όλες τις απαραίτητες προφυλάξεις πριν ξεκινήσετε να εργάζεστε με αυτό!

Βήμα 1: Ο μετασχηματιστής χωρίς μετασχηματιστή

Όταν συνδέσαμε LED σε μετασχηματιστές AC, ο υπολογισμός που χρησιμοποιήσαμε ήταν: Vac / 3.3 για να μας δώσει τον αριθμό των LED που χρειαζόμαστε για να μπορούμε να χειριστούμε σωστά την ισχύ χωρίς πρόσθετες αντιστάσεις και άλλα μέρη. Τι γίνεται αν παρακάμψουμε εντελώς τον μετασχηματιστή και σκεφτούμε Ρεύμα AC; Με κάποιους τρόπους είναι πιο απλό - η τάση από μετασχηματιστές θα μπορούσε να ποικίλλει σημαντικά με το φορτίο που του βάζουμε, ενώ τα δίκτυα AC είναι πολύ πιο σταθερά. Εάν χρησιμοποιούμε το πρότυπο 110v των ΗΠΑ, υπολογίζουμε πρώτα την τάση αιχμής, 1,4 * 110 156 / 3.3 = 47 LED ! Όσο διατηρούμε την τάση σε κάθε LED στα 3,5v ή λιγότερο, θα λειτουργεί εντός των ορίων της. Αλλά τότε, ας μην ξεχνάμε ότι για κάθε θετικό κύκλο, υπάρχει ένας αρνητικός κύκλος! Αυτό σημαίνει ότι χρειαζόμαστε ένα κύκλωμα καθρέφτη όπως στο (1). Ω, αυτό είναι φοβερός λαμπτήρας! Ωστόσο, αν προσθέσουμε μια δίοδο αποκλεισμού όπως στο κύκλωμα (2), τότε μπορούμε να λειτουργήσουμε με ασφάλεια το κύκλωμά μας. Το 1N4003 μπορεί να χειριστεί 200 βολτ, οπότε είναι καλό για την ισχύ των ΗΠΑ. Για τις χώρες της ΕΕ, ο μαγικός αριθμός είναι 103 LED (διπλός αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε και τους δύο κύκλους) και η δίοδος για ckt (2) πρέπει να είναι 1N4004 ή καλύτερη.

Βήμα 2: Πιέζοντας το φάκελο

Θυμηθείτε ότι, επειδή χρησιμοποιούμε τη δίοδο για να μπλοκάρουμε τον μισό κύκλο μας, οι λυχνίες LED στο κύκλωμα (2) λειτουργούν μόνο το 1/2 του χρόνου. Πώς μπορούμε να τα κάνουμε να ανάψουν και για το άλλο μισό;

Με ένα απλό μέρος που ονομάζεται Bridge Rectifier αυτό μπορεί να συμβεί. Αυτή η συσκευή είναι στην πραγματικότητα 4 δίοδοι συνδεδεμένες με σταυρωτό τρόπο για να κάνουν και τους δύο κύκλους να πηγαίνουν προς την ίδια κατεύθυνση. Οι ηλεκτρονικοί ανεμιστήρες θα το γνωρίζουν ως μέρος του κυκλώματος "Full-wave rectification" (σε αντίθεση με το Half-wave). Με αυτήν την προσθήκη, τα LED μας θα ανάβουν δύο φορές πιο συχνά και θα έχουμε διπλάσιο φως από αυτά.

Βήμα 3: Δημιουργήστε χρόνο

Έτσι, μπορούμε να ξεκινήσουμε την κατασκευή ενός απλού κυκλώματος all-LED + γέφυρας για να τροφοδοτηθεί από το δίκτυο 110v.

Θα χρειαστείτε: Πολλά λευκά LED - φυσικά! ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΟΥΣ ΟΛΟΥΣ! Καλώδιο γραμμής εναλλασσόμενου ρεύματος Perfboard 1N4003 ή ανορθωτής γέφυρας 200Volt Η πρώτη εικόνα είναι πώς μοιάζει το κύκλωμά μου όταν τελειώσω. Τα γρήγορα μάτια θα σημειώσουν ότι υπάρχουν μόνο 42 LEDs στο πλοίο. Λόγω της ανάγκης να τοποθετηθεί η γέφυρα στον πίνακα και λόγω της σχετικά σταθερής φύσης του δικτύου μας, μπορούμε να λειτουργήσουμε τα φώτα μας λίγο πάνω από 20mA. Το Bridge έχει 4 αγωγούς: 2 με σήμανση (~), ένα (+) θετικό και ένα (-) αρνητικό. Τα (~) πηγαίνουν στο AC Mains. Ξεκινήστε συνδέοντας τη γέφυρα (+) με το μεγαλύτερο (+) καλώδιο της πρώτης λυχνίας LED και, στη συνέχεια, ακολουθήστε το σύντομο καλώδιο στο μεγάλο καλώδιο της επόμενης λυχνίας LED. Κάντε 1 σειρά, διπλό και τριπλό έλεγχο πριν από τη συγκόλληση! Προχωρήστε προς τα κάτω, συνδεθείτε ΠΑΝΤΑ με πιο σύντομο με μεγαλύτερο. Έχω επιπλέον εικόνες παρακάτω που δείχνουν τα διάφορα στάδια ολοκλήρωσης. Εκτυπώστε τα για να σας βοηθήσουν να κάνετε την καλωδίωση.

Βήμα 4: Ιδού

Και υπάρχει φως! Λόγω του επικίνδυνου χαρακτήρα των εξαρτημάτων όταν συνδέονται στην πρίζα, σκέπασα την πλακέτα με ένα τριπλό στρώμα χαρτιού περγαμηνής, το οποίο έχει καλή διηλεκτρική τιμή και μπορεί να αντέξει πάνω από 400F θερμότητας. Στη συνέχεια, τοποθέτησα την πλακέτα στο καπάκι ενός δοχείου απομάκρυνσης, χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστικό αφρού από έναν άξονα DVD, με μια διακοπή για το καλώδιο τροφοδοσίας. Η έξοδος φωτός ισοδυναμεί με έναν λαμπτήρα πάγου 40 watt, αλλά το δοχείο είναι ελάχιστα ζεστό. Θυμηθείτε: Αποσυνδέετε πάντα το κύκλωμα πριν αγγίξετε οποιαδήποτε εκτεθειμένα μέρη. Επίσης, οι λυχνίες LED θα λειτουργούν κοντά στο ονομαστικό ρεύμα τους, κάτι που μπορεί να σημαίνει θερμοκρασίες έως και 85 βαθμούς Κελσίου στις επιφάνειές τους.

Βήμα 5: Παραλλαγές

Πολύ φωτεινό; Μπορείτε να συνδυάσετε κυκλώματα (2) και (3) για να δώσετε στο φως μας έναν διακόπτη Hi/Lo. Στο Hi, ο διακόπτης συντομεύει τη δίοδο έτσι ώστε να λειτουργεί σε λειτουργία πλήρους κύματος όπως στο (3). Το άνοιγμα του διακόπτη επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μόνο το μισό χρόνο, ακριβώς όπως (2). Ozzies and Brits: Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τα κυκλώματα LED 42/47 - απλά συνδυάστε το κύκλωμα της αμερικανικής έκδοσης (.4uF και 1K -ohm) που παρουσιάζεται εν μέρει 2 και μπορείτε επίσης να φτιάξετε ένα φως AC με μόνο 42 LED! Or ελέγξτε τους υπολογισμούς στο επόμενο βήμα. Ω ναι, το «μεγάλο» φως μας είναι εξαιρετικά οικονομικό-τρέχει από ηλεκτρικό δίκτυο 110 βολτ, καταναλώνει μόλις 3 watts. Μάθετε για περισσότερους τρόπους για να φωτίσετε το σπίτι σας με LED εκτός A/ C δίκτυο εδώ!

Βήμα 6: Τρίψιμο αριθμών

Ακολουθεί μια ανακεφαλαίωση των υπολογισμών που χρησιμοποιήθηκαν για αυτό το έργο: Για να λειτουργούν με ασφάλεια τα λευκά LED (ονομαστική τάση 3,3v) εκτός ρεύματος AC χωρίς τη χρήση κανενός κανονισμού (εκτός από τη γέφυρα διόδου), ο μαγικός αριθμός είναι: Vac * 1.4 / 3.3. Ποιος είναι ο ελάχιστος αριθμός LED στη σειρά που θα εξαντληθεί από το AC χωρίς να υπερβεί το «άνετο» εύρος λειτουργίας του. Η επιλογή των LED μπορεί να είναι 20mA ή υψηλότερη - ΕΠΙΤΕΛΟΥΣ είναι όλες του ίδιου τύπου και προσαρτημένες σε σειρά. Εάν χρησιμοποιείτε τον πλήρη αριθμό των LED που υπολογίστηκαν παραπάνω, αυτό είναι το μόνο που χρειάζεστε, αλλά για ρυθμίσεις που χρησιμοποιούν λιγότερα LED (αλλά όχι λιγότερο από 30), πρέπει να προσθέσουμε τον συνδυασμό RC πτώσης τάσης. Το R είναι πάντα 1K, 1Watt αντίσταση, ενώ η τιμή του C υπολογίζεται ως: Vpk = Vac * 1.4Vdd = N * 3.3, όπου N είναι ο αριθμός των λευκών LED που επιθυμούμε να χρησιμοποιήσουμε σε σειρά. Iled = 0.02, το ρεύμα θέλουμε για τα LED μας. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), όπου f είναι η συχνότητα του δικτύου, αλλά μπορείτε να το απλοποιήσετε σε: (58 / (Vpk-Vdd)) σε micro-farads (uF), και πρέπει να κυμαίνονται μεταξύ 0,1 και 0,5 uF. Βεβαιωθείτε ότι είναι μη πολικός πυκνωτής. ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Τα εξαρτήματα πρέπει να έχουν βαθμολογία τουλάχιστον Vpk και αρκετό ρεύμα για να χειρίζονται το Iled.