Ús de CA amb LEDs (Part 3): la BIG Light: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

A l’ús de CA amb LEDs, part 1 i part 2, vam examinar maneres d’adaptar l’alimentació de CA a LED sense la conversió habitual a CC pur. A continuació, a la part 3, combinem el que vam aprendre abans per dissenyar una llum LED que funcionés directament de la xarxa de CA. Advertència: la xarxa de CA té centenars de volts i és potencialment letal. Preneu totes les precaucions necessàries abans de començar a treballar-hi.

Pas 1: el transformador sense transformador

Quan vam connectar LEDs a transformadors de corrent altern, el càlcul que vam fer va ser: Vac / 3.3 per donar-nos el nombre de LED que necessitem per poder manejar correctament l’alimentació sense resistències addicionals ni altres parts. Corrent altern? D'alguna manera, és més senzill: el voltatge dels transformadors pot variar molt amb la càrrega que hi fem, mentre que la xarxa de CA és molt més estable. Si fem servir l'estàndard de 110 V dels EUA, primer calculem el voltatge màxim, 1,4 * 110 = 156 i podem trobar el nombre de LEDs que pot suportar: 156 / 3,3 = 47 LEDs. Per tant, vol dir que si posem 47 LED en sèrie, podem executar tota la cadena directament des d’un endoll de CA de 110v? La resposta és Sí ! Mentre mantinguem la tensió de cada LED a 3,5 v o menys, funcionarà dins dels seus límits. Però no oblidem que, per a cada cicle positiu, hi ha un cicle negatiu. Això vol dir que necessitem un circuit de mirall com a (1). Vaja, això és una gran quantitat de bombetes. Tot i això, si afegim un díode de bloqueig com al circuit (2), podem operar el nostre circuit amb seguretat. El 1N4003 és capaç de manejar 200 volts, de manera que està bé per a la potència nord-americana. Per als països de la UE, el nombre màgic és de 103 LED (el doble si voleu utilitzar els dos cicles) i el díode per a ckt (2) hauria de ser 1N4004 o superior.

Pas 2: premeu el sobre

Recordeu que, com que fem servir el díode per bloquejar la meitat del nostre cicle, els LED del circuit (2) només funcionen la meitat del temps. Com podem fer que s’il·luminin també per a l’altra meitat?

Amb una part senzilla anomenada rectificador de pont això pot passar. En realitat, aquest dispositiu té 4 díodes connectats de manera entrecreuada per fer que els dos cicles vagin en la mateixa direcció. Els ventiladors electrònics ho sabran com a part del circuit de "rectificació d'ona completa" (a diferència de mitja ona). Amb aquesta addició, els nostres LED s’encendran el doble de vegades i obtindrem el doble de llum d’ells.

Pas 3: Construïu el temps

Per tant, podem començar la nostra construcció d’un senzill circuit LED i un pont que funcioni a la xarxa elèctrica de 110 V.

Necessitareu: Un munt de LEDs blancs, naturalment. I PROVEU-les totes! Cordó de línia CA Perfboard 1N4003 diode o rectificador de pont de 200 volts La primera imatge és l'aspecte del meu circuit quan acabi. Els ulls ràpids notaran que només hi ha 42 LED a bord. A causa de la necessitat d’acomodar el pont al tauler i a causa de la naturalesa relativament estable de la xarxa elèctrica, podem fer funcionar els llums una mica més de 20 mA. El pont té 4 derivacions: 2 marcades (~), un (+) positiu i un (-) negatiu. Els (~) van a AC Mains. Comenceu per connectar el pont (+) al cable més llarg (+) del primer LED i, a continuació, agafeu el cable curt al cable llarg del següent LED. Feu 1 fila, doble i triple control abans de soldar! Camineu cap avall, connectant-vos SEMPRE de més curt a més llarg. A continuació tinc imatges addicionals que mostren les diferents fases de realització. Imprimiu-los per ajudar-vos a fer el cablejat.

Pas 4: Heus aquí

I hi ha llum! A causa de la naturalesa perillosa dels components quan els vaig endollar, vaig cobrir la placa de circuits amb una triple capa de paper sulfuritzat, que té un bon valor dielèctric i pot suportar més de 400F de calor. Després vaig muntar el tauler a la tapa d’un contenidor per treure, amb un espaiador d’escuma d’un eix de DVD, amb un retall per al cable d’alimentació. La potència de llum equival a una bombeta glaçada de 40 watts, però el recipient és amb prou feines calent. Recordeu: desconnecteu sempre el circuit abans de tocar les parts exposades. A més, els LED funcionaran a prop del corrent nominal, cosa que podria significar temperatures de fins a 85 ° C a les seves superfícies.

Pas 5: Variacions

Podeu combinar els circuits (2) i (3) per donar a la nostra llum un interruptor Hi / Lo. A Hola, l’interruptor redueix el díode de manera que funcioni en mode d’ona completa, com a (3). Obrir l’interruptor només permet que el corrent flueixi la meitat del temps, igual que (2). Ozzies i britànics: també podeu utilitzar els circuits LED de 42/47; només heu de combinar el circuit de la versió dels EUA (.4uF i 1K-ohm) presentat en part 2 i també podeu crear una llum de xarxa de CA amb només 42 LED. O fes un cop d'ull als càlculs del següent pas. Sí, la nostra llum "gran" és molt estalviadora: funciona a la xarxa elèctrica de 110 volts, amb prou feines consumeix 3 watts. Descobriu més maneres d'il·luminar la vostra casa amb LEDs apagats A / C mains aquí!

Pas 6: Crunching Numbers

A continuació, es mostra un resum dels càlculs utilitzats per a aquest projecte: Per fer funcionar els LED blancs (tensió nominal 3,3 v) de manera segura a la xarxa elèctrica de CA sense utilitzar cap regulació (que no sigui el pont de díodes), el nombre màgic és: Vac * 1,4 / 3,3. Quin és el nombre mínim de LED de la sèrie que funcionaran sense corrent altern sense superar el seu rang de funcionament "còmode". L’elecció dels LED pot ser de 20 mA o superior, SEMPRE que siguin del mateix tipus i connectats en sèrie. Si utilitzeu el nombre complet de LEDs calculat anteriorment, això és tot el que necessiteu, però per als arranjaments amb menys LED (però no menys de 30), hem d’afegir la combinació de RC de caiguda de tensió. R sempre és una resistència de 1K i 1W, mentre que el valor de C es calcula com: Vpk = Vac * 1.4Vdd = N * 3.3, on N és el nombre de LEDs blancs que volem utilitzar en sèrie. volem per als nostres LEDs. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), on f és la freqüència de xarxa, però podeu simplificar-la a: (58 / (Vpk-Vdd)) a micro-farads (uF), i hauria de variar entre.1 i.5 uF. Assegureu-vos que sigui un condensador no polar. IMPORTANT: les peces han de tenir una classificació mínima de Vpk i suficient corrent per manejar Iled.