Inhoudsopgave:
2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57
Mijn plan was simpel. Ik wilde een door de muur aangedreven LED-lichtsnoer in stukken knippen en vervolgens opnieuw bedraden om 12 volt te laten lopen. Het alternatief was om een omvormer te gebruiken, maar we weten allemaal dat ze vreselijk inefficiënt zijn, toch? Rechts? Of zijn ze?
Stap 1: Bereken de spanningen van elke LED-kleur
Ik was er helemaal klaar voor, dus ik ging uitzoeken hoe ik de snaar kon splitsen. Ik heb een 9V-batterij door een weerstand van 470 ohm geleid om de draden te knippen (stroombeperking tot niet meer dan 20 mA of zo). Ik heb een voltmeter tussen de negatieve 9V en de weerstand geknipt. Zonder iets inline leest het natuurlijk 9 volt. Toen heb ik een van de LED's eruit gehaald en parallel aan de voltmeter gezet. Ik draaide het om zodat het oplicht en las toen de meter af. De eerste was blauw en stond op 3,0 volt -- dat is de spanningsval van de LED. De andere zijn als volgt: Blauw: 3.0VGroen: 3.2VObereik: 2.0VRed: 5.2V *Geel: 2.0V
Merk op dat het rood me verraste bij 5 volt … Ik verwachtte meer als 2 volt
Stap 2: Zoek uit hoe je de snaar opsplitst
De string die ik heb is 60 LED's lang. Ik wilde de hoeveelheid tijd die ik aan het project besteedde minimaliseren, dus ik dacht dat ik ze gewoon in volgorde zou nemen en een stroombeperkende weerstand zou toevoegen aan elke mini-string die de 12-volt ingang zou laten vallen naar wat nodig is door de LED's. De originele string had een reeks die groen, blauw, rood, oranje, geel werd. En vanaf de laatste stap waren de spanningen voor elke LED: Blauw: 3,0V Groen: 3,2V Oranje: 2,0V Rood: 5,2V Geel: 2,0V Dus nu beginnen we bij groen (3,2V) en voegen oranje toe (2,0V voor 5,2V in totaal) dan rood (5,2V voor 11,4V) en dat is het omdat het toevoegen van geel (2,0V) het totaal op 13,4V brengt, wat meer is dan de 12V-ingangsspanning. Hier is een grafiek van wat er gebeurt:
Kleur Spanning Totaal
Groen 3.2 3.2 Blauw 3 6.2 Rood 5.2 11.4 Oranje 2 2 Geel 2 4 Groen 3.2 7.2 Blauw 3 10.2 Rood 5.2 5.2 Oranje 2 7.2 Geel 2 9.2 Dit komt goed uit, want nu is de reeks weer terug naar groen waar we begonnen! Nu is het een kwestie van de weerstanden uitzoeken. In de eerste string is er bijvoorbeeld 0,6 volt meer om 12V te bereiken, dus dat is wat de weerstand moet laten vallen. Volgens de wet van Ohm is dat 0,6 V / 30 mA = 0,6 V / 0,03 A = 20 ohm. De rest van de weerstanden zijn als volgt:
Volgordespanning voor 12V-weerstand:
G-B-R 11.4V 0.6V 20 ohm O-Y-G-B 10.2V 1.8V 60 ohm R-O-Y 9.2V 2.8V 93 ohm Er zijn dus in totaal 60 LED's en de drie reeksen bevatten elk in totaal 10 LED's, dus dat zijn 6 reeksen reeksen. Of 18 reeksen -- elk die moeten worden gesoldeerd. Ugh … ben ik zelfs op de goede weg?
Stap 3: Is het echt de moeite waard?
Ik heb toevallig ook een 12V-omvormer om te converteren naar lijnstroom. Zal dat echt de batterij meer verspillen dan dit? Herinner je je de reeksen nog?:
Volgordespanning voor 12V-weerstand:
G-B-R 11.4V 0.6V 20 ohm O-Y-G-B 10.2V 1.8V 60 ohm R-O-Y 9.2V 2.8V 93 ohm Overweeg deze draai: elk van de 18 reeksen LED's gebruikt 30 mA stroom voor een totaal van 540 mA of 0,54 ampère. Merk ook op dat in de eerste reeks 11,4 V naar het licht gaat en 0,6 V om warmte uit de weerstand te verspillen. Opnieuw bij 30mA is dat respectievelijk 0,342 watt en 0,018 watt. Als je de hele snaar rekent, is het 5,54 watt licht en 0,936 watt warmte voor een efficiëntie van 5,54 / (5,54+0,936) = 86%. Dat is in de marge van een goedkope omvormer. Dus ik heb de omvormer aangesloten en ontdekte dat deze 0,380 mA trok bij 12,34 volt, wat 4,69 watt is. Nu heeft de snaar eigenlijk een nominaal vermogen van 0,046 ampère bij 120 volt of 5,52 watt, bedraad zonder grote beperkende weerstanden voor zover ik kon zien (en het is heel dicht bij 30mA die ik hierboven heb berekend). Hoe dan ook, dit maakt het werkelijke rendement van de omvormer (4,69 watt / 5,52 watt) = 85%. Ik denk dat ik 1 heel procentpunt efficiëntie zou kunnen behalen door het met de hand te bedraden. Maar uiteindelijk is het het waarschijnlijk niet waard.