AC gebruiken met LED's (deel 3) - het GROTE licht - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In AC gebruiken met LED's, deel 1 en deel 2, hebben we gekeken naar manieren om AC-stroom aan LED's aan te passen zonder eerst de gebruikelijke conversie naar pure DC. Hier, in deel 3, combineren we wat we eerder hebben geleerd om een LED-lamp te ontwerpen die werkte direct van het lichtnet. Waarschuwing: het lichtnet is honderden volt en kan dodelijk zijn. Neem alle nodige voorzorgsmaatregelen voordat u ermee aan de slag gaat!

Stap 1: De transformator zonder transformator

Toen we LED's op AC-transformatoren aansloten, was de berekening die we gebruikten: Vac / 3.3 om ons het aantal LED's te geven dat we nodig hebben om de stroom goed te kunnen verwerken zonder extra weerstanden en andere onderdelen. Wat als we de transformator volledig omzeilen en overwegen Wisselstroom? In sommige opzichten is het eenvoudiger - de spanning van transformatoren kan sterk variëren met de belasting die we erop zetten, terwijl wisselstroom veel stabieler is. Als we de 110v-standaard van de VS gebruiken, berekenen we eerst de piekspanning, 1,4 * 110 = 156 en we kunnen het aantal LED's vinden dat het kan ondersteunen: 156 / 3.3 = 47 LED's Dus, betekent dit dat als we 47 LED's in serie zetten, we de hele string rechtstreeks van een 110v AC-aansluiting kunnen laten lopen? Het antwoord is Ja ! Zolang we de spanning over elke LED op 3,5 V of minder houden, zal deze binnen zijn limieten werken. Maar laten we niet vergeten dat er voor elke positieve cyclus een negatieve cyclus is! Dat betekent dat we een spiegelcircuit nodig hebben zoals in (1). Wow, dat zijn een heleboel lampen! Als we echter een blokkeerdiode toevoegen zoals in circuit (2), dan kunnen we ons circuit veilig laten werken. De 1N4003 kan 200 volt aan, dus prima voor Amerikaanse stroom. Voor EU-landen is het magische getal 103 LED's (dubbel als je beide cycli wilt gebruiken) en de diode voor ckt (2) moet een 1N4004 of beter zijn.

Stap 2: De envelop duwen

Onthoud dat, omdat we de diode gebruiken om de helft van onze cyclus te blokkeren, de LED's in circuit (2) slechts de helft van de tijd werken. Hoe kunnen we ze ook voor de andere helft laten oplichten?

Met een eenvoudig onderdeel genaamd een bruggelijkrichter kan dit gebeuren. Dit apparaat bestaat eigenlijk uit 4 diodes die kriskras door elkaar zijn geschakeld om beide cycli in dezelfde richting te laten gaan. Elektronische fans zullen dit weten als onderdeel van het 'Full-wave rectification'-circuit (in tegenstelling tot halve golf). Met deze toevoeging zullen onze LED's twee keer zo vaak aangaan en ZULLEN we er twee keer zoveel licht van krijgen.

Stap 3: Bouw tijd

We kunnen dus beginnen met het bouwen van een eenvoudige all-LED + een brugcircuit om van 110v-netspanning af te lopen.

Je hebt nodig: Veel witte LED's - natuurlijk! En TEST ze allemaal! Netsnoer Perfboard 1N4003 diode of 200volt bruggelijkrichter De eerste foto is hoe mijn circuit eruitziet als hij klaar is. Snelle ogen zullen opmerken dat er slechts 42 LED's aan boord zijn. Vanwege de noodzaak om de brug op het bord op te nemen, en vanwege het relatief stabiele karakter van ons lichtnet, kunnen we onze lampen iets meer dan 20mA laten lopen. De brug heeft 4 afleidingen: 2 gemarkeerd (~), een (+) positief en een (-) negatief. De (~) gaan naar AC Mains. Begin door de Bridge (+) aan te sluiten op de langere (+) draad van de eerste LED, en vervolgens de korte draad op de lange draad van de volgende LED. Doe 1 rij, dubbele en driedubbele controle voordat u gaat solderen! Werk je een weg naar beneden, ALTIJD verbinding makend van korter naar langer. Ik heb hieronder extra foto's die de verschillende stadia van voltooiing tonen. Print ze uit om u te helpen bij de bedrading.

Stap 4: Zie

En er is licht! Vanwege de gevaarlijke aard van de componenten wanneer ze zijn aangesloten, heb ik de printplaat bedekt met een drievoudige laag perkamentpapier, dat een goede diëlektrische waarde heeft en bestand is tegen meer dan 400F hitte. Daarna monteerde ik het bord op het deksel van een afhaalcontainer, met behulp van een schuimafstandhouder van een dvd-spil, met een uitsparing voor het netsnoer. De lichtopbrengst is gelijk aan een 40 watt frosted lamp, maar de houder is nauwelijks warm. Onthoud: Koppel altijd het circuit los voordat u blootgestelde onderdelen aanraakt. Ook zullen de LED's dicht bij hun nominale stroom lopen, wat kan leiden tot temperaturen tot 85C op hun oppervlak.

Stap 5: Variaties

Te fel? Je kunt circuits (2) en (3) combineren om onze lamp een Hi/Lo-schakelaar te geven. In Hi sluit de schakelaar de diode kort zodat deze werkt in Full-wave-modus zoals in (3). Door de schakelaar te openen, kan er slechts de helft van de tijd stroom vloeien, net als (2). Ozzies en Britten: ook u kunt de 42/47 LED-circuits gebruiken - combineer gewoon het gedeeltelijk gepresenteerde circuit van de Amerikaanse versie (.4uF en 1K-ohm) 2 en ook u kunt een lichtnet maken met slechts 42 LED's! Of bekijk de berekeningen in de volgende stap. Oh ja, onze 'grote' lamp is superzuinig - hij werkt op 110 volt, hij verbruikt amper 3 watt. Ontdek meer manieren om je huis te verlichten met LED's uit A/ C lichtnet hier!

Stap 6: Cijfers kraken

Hier is een samenvatting van de berekeningen die voor dit project zijn gebruikt: Om witte LED's (nominale spanning 3,3 V) veilig uit het lichtnet te laten werken zonder enige regeling (behalve de diodebrug), is het magische getal: Vac * 1,4 / 3,3. Dat is het minimale aantal LED's in serie dat op wisselstroom werkt zonder het 'comfortabele' werkbereik te overschrijden. De keuze van de LED's kan 20mA of hoger zijn - ALS ze allemaal van hetzelfde type zijn en in serie zijn geschakeld. Als u het volledige aantal hierboven berekende LED's gebruikt, is dat alles wat u nodig heeft, maar voor opstellingen met minder LED's (maar niet minder dan 30), moeten we de spanningsverlagende RC-combinatie toevoegen. R is altijd een weerstand van 1K, 1Watt, terwijl de waarde van C wordt berekend als: Vpk= Vac * 1.4Vdd= N * 3.3, waarbij N het aantal witte LED's is dat we in serie willen gebruiken. Iled = 0,02, de stroom we willen voor onze LED's. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), waarbij f de netfrequentie is, maar je kunt het vereenvoudigen tot: (58 / (Vpk-Vdd)) in micro-farads (uF), en moet tussen.1 en.5 uF liggen. Zorg ervoor dat het een niet-polaire condensator is. BELANGRIJK: Onderdelen moeten geschikt zijn voor ten minste Vpk en voldoende stroom om Iled aan te kunnen.