Llums subaquàtics LED d'alimentació: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:18

Aquest breu instructiu us proporcionarà els detalls i la inspiració necessaris per il·luminar el vostre llac. Aquest és un projecte senzill de LED que espero ampliar per utilitzar la regulació PWM amb llums RGB per fer el color desitjat.

Pas 1: posar electricitat a l'aigua

Per tant, voleu il·luminar el moll / el vaixell / el passeig marítim, però no voleu electrocutar els nedadors de la zona. Les fonts d’alimentació, concretament les fonts d’alimentació de commutació, poden fallar, cosa que provoca que 110V CA eliminin tot el que hi ha a la zona propera si hi ha contactes o cables exposats. Tot i que és poc probable, això podria provocar processos judicials i despeses funeràries que valen molt més problemes que no pas fer servir un disseny adequat. cosa. Només hem d’assegurar-nos que fem servir una font d’alimentació que no sigui el mode de fallada per posar 110VAC a l’aigua. Una font d'alimentació basada en transformadors farà el truc! Segons el que sé, aquests no passaran a "viure" en cas de fracàs. Tanmateix, és possible que necessiteu un transformador gran en funció del nombre de LEDs utilitzats. La millor solució que he trobat com a font d'alimentació (la que he fet servir) és una bateria de 12V per a cotxes / marins. Això us garantirà que mai no obtingueu més de 12-14V a l’aigua. Aneu amb compte, però, si es produeix un curtcircuit, pot produir un corrent molt alt. Desconnecteu el circuit per carregar-lo. Material indicat en aquest pas: bateria de 12V per a cotxe / marina o cicle profund si és possible

Pas 2: crear una font actual per als vostres LED

No podeu connectar LEDs a la vostra bateria i dir-ne: "Probablement sí, però potser no voldreu, ja que perjudicarà l'esperança de vida dels vostres (relativament) caros LED d'alimentació. Hem d’assegurar-nos que aquestes coses funcionen o estan sota el seu disseny actual. Inicialment vaig pensar en utilitzar un circuit basat en el regulador de lucker lm3406 1.5A. Després de calcular el preu després de fabricar PCB i components personalitzats, em vaig decidir per una mica més senzill: el regulador lineal LM317. Ja hi ha instruccions que expliquen com utilitzar-ho, així que ho faré breu. El 317 manté una tensió constant d’1,25 V entre el seu terminal d’ajust i el seu terminal de sortida. Si connecteu una resistència de 1,25 Ohm entre els dos 1Amp de corrent fluirà (V = IR). Ara simplement poseu els LEDs entre l’ajust i el terra (vegeu el diagrama). Discussió: tot i que és senzill, aquest disseny no és perfecte. El Lm317 dissipa l'energia com a calor per controlar el voltatge. Si el subministreu amb 40V i el feu servir per conduir un LED de 4V a 1 AM, dissipareu 36W. P = I * V (40V-4V) * 1amp = 36W. Voldreu alimentar-lo amb un voltatge molt proper al que conduïu. Amb una bateria de 12V i una caiguda de tensió d’1,25 a la resistència i una caiguda de 0,5V a través del CI, podreu alimentar 2-3 LED en funció de la seva tensió. en aquest pas 12 - Reguladors Lm317 12 - Resistències 1W (valor depenent del corrent desitjat, I [A] = 1,25 [V] / R [Ohm]) 12 - connectors de cable 1 - interruptor d'encesa i desconnexió 1 capactor electrolític

Pas 3: LEDs de cablejat i muntatge

Vaig utilitzar 6 jocs de 3 LEDs Blau Reial Luxeon K2 cablejats en sèrie per il·luminar el meu moll. Tot i que tenia una puntuació d’1 A a 3,85 V (cadascun), he utilitzat 0,8 A que he trobat necessària al voltant de 3,70 V. Per tant, això vol dir que necessitem com a mínim 3 * 3,70 V = 11,10 V per alimentar una sèrie de 3 LED de color blau real connectats en sèrie. També hem de tenir en compte la caiguda de tensió de la nostra font actual (aproximadament 1,25 + 0,5 V). Per tant, necessitem un total de 12,85 V, que és molt a prop d’una bateria de 12 V totalment carregada. Si només utilitzéssim 2 LED en sèrie, només necessitaríem 3,7 * 2 + 1,25 + 0,5 = 9,15 V. Els reguladors simplement dissiparien la potència addicional, de manera que per executar el total de 18 LEDs vaig utilitzar 6 conjunts paral·lels de 3 LEDs connectats en sèrie. Això equival a 3,7 [V] * 1 [A] * 18 [LED] = 66W de suc. El cable de telèfon de calibre 22 funcionava molt bé per cablejar-lo. Hi ha 4 cables al cable, he utilitzat un cable per alimentar 2 jocs de LED (2 cables cadascun), però es podria alimentar 3 jocs de LED per cable mentre s’utilitza 1 cable com a terra comú, sobretot si s’utilitza un calibre més petit (més gruixut) Esperem que tingueu la idea en aquest punt i pugueu dissenyar la configuració que vulgueu. Estaria bé fer petits tancaments submarins per als llums. Tanmateix, a causa del temps i el pressupost, simplement he muntat els llums als dissipadors de calor (que voldreu si us quedeu sense aigua, s’escalfen!), Heu enganxat els dissipadors de calor i els heu cargolat pel centre al moll. He utilitzat una pistola bàsica per connectar i amagar els cables al llarg del meu moll. Material utilitzat en aquest pas: 18 - LEDs Luxeon K2 5 dòlars cadascun els cables a la vostra font actual.

Pas 4: ja heu acabat

Ara teniu un moll equipat amb LED d’alimentació que brilla a la nit i pot molestar o no als vostres veïns. Tingueu la seguretat, però, que no electrocutarà els nedadors. Tingueu en compte que no ha de ser el vostre moll. Els meus plans actuals inclouen muntar-los al fons del meu llac per fer llums de pista per al meu vaixell. Podeu afegir diferents lents a les llums que col·liminaran o estenen el feix. Proveu també colors diferents. Podeu connectar-los sempre que estiguin classificats per al corrent subministrat per la font actual (no us preocupeu per la tensió).

Pas 5: ampliació del projecte

Fins ara tot ha estat relativament senzill. Podem fer-ho millor que utilitzar una caixa de control per encendre i apagar els llums blaus. El primer pas és controlar la seva brillantor. He adjuntat el disseny que he fet per a un circuit regulador controlat per PWM, però més tard em vaig adonar que només es podria afegir un transistor en sèrie amb els llums i utilitzar el senyal PWM o un senyal analògic de sortida d’un microcontrolador per controlar la brillantor de les llums. Aquest és el meu següent pas, es pot integrar fàcilment al projecte acabat. Canviar els colors: els receptors dels ulls només són sensibles a les longituds d’ona vermelles, verdes i blaves de la llum. Interpreteu un color per la relativa excitació de cada receptor. Per exemple, la llum groga excitaria els receptors vermells i verds. Per tant, si enganxem leds vermells verds i blaus junts i controlem la seva brillantor relativa, o la quantitat relativa de temps que estan encès o apagats els uns amb els altres (en un període de temps molt curt (PWM!)), Farem pensar als nostres cervells estem veient diferents colors. Així funcionen els televisors. La qüestió és ara com podem controlar tres llums diferents (RGB) per grup de llums sense fer servir milers de cables per tot arreu. Aquest és el vostre moll, no el vostre laboratori d'electrònica. Necessitaríem almenys 4 cables per joc de llums RGB en lloc de 4 cables per a 3 jocs de llums com podíem fer abans. La resposta és que no sé com fer-ho bé. Espero que els lectors informats hi contribueixin. Una resposta seria connectar tots els colors i els seus propis colors. és a dir. tots els vermells de la sèrie i utilitzen la modulació d'amplada de pols per controlar les quantitats relatives d'aquest color. Això significaria que hi ha menys cables que passen per sota del moll, però també vol dir que cada grup de llums del moll tindran el mateix color al mateix temps, en lloc de mig verd i mig morat. El sistema es podria redissenyar completament de manera que el control l’electrònica es troba sota l’aigua amb els llums. Això requeriria només dos cables d'alimentació i un cable de control per grup de llums. Però mullar l'electrònica probablement provocarà un fracàs, de manera que potser no sigui el camí a seguir. Per resumir el problema: com minimitzem els cables, però mantenim el control individual sobre els LED R, G, B de cada grup de LED ? Recordeu que volem mantenir tensions generalment inferiors a 12 V (no es poden posar tots els LED en sèrie en una cadena) Bàsicament estem equilibrant els graus de llibertat de control amb el nombre de cables. Aquest és un exemple típic de restriccions d’enginyeria. Envieu suggeriments i qualsevol pregunta que tingueu. Bona sort!