Power LED-onderwaterverlichting - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Deze korte instructable geeft je de details en inspiratie die nodig zijn om je meer te verlichten. Dit is een eenvoudig LED-project dat ik hoop uit te breiden om PWM-dimmen met RGB-verlichting te gebruiken om elke gewenste kleur te maken.

Stap 1: Elektriciteit in het water steken

Dus je wilt je dok/boot/waterkant verlichten, maar je wilt geen zwemmers in de omgeving elektrocuteren. Voedingen, met name schakelende voedingen, kunnen uitvallen, waardoor 110V AC alles in de nabije omgeving zapt als er contacten of draden worden blootgelegd. Hoewel onwaarschijnlijk, zou dit kunnen leiden tot rechtszaken en begrafeniskosten die veel meer moeite waard zijn dan het gebruik van een goed ontwerp. Gelukkig werken LED's op lage spanning: tussen 2-4 VDC, dit betekent dat zelfs met blootliggende draden of contacten in de buurt zwemmers geen ding. We moeten er alleen voor zorgen dat we een voeding gebruiken die in de storingsmodus geen 110VAC in het water brengt. Een op een transformator gebaseerde voeding zal het lukken! Voor zover ik weet, gaan deze niet 'live' bij een storing. Afhankelijk van het aantal gebruikte LED's heeft u echter mogelijk een grote transformator nodig. De beste oplossing die ik ben tegengekomen als voeding (degene die ik heb gebruikt) is een 12V auto/scheepsaccu. Dit zorgt ervoor dat je nooit meer dan 12-14V in het water krijgt. Wees echter voorzichtig, indien kortgesloten, kunnen deze een zeer hoge stroom produceren. Ontkoppel van het circuit om op te laden. Materialen die in deze stap worden vermeld: 12V auto / scheepsaccu, of deep cycle indien mogelijk

Stap 2: Een stroombron bouwen voor uw LED's

Je kunt niet zomaar LED's op je batterij aansluiten en gaan zeggen. Nou, dat kan je waarschijnlijk wel, maar misschien wil je het niet, omdat het de levensduur van je (relatief) dure power-LED's schaadt. We moeten ervoor zorgen dat deze dingen werken op of net onder hun ontwerpstroom. Aanvankelijk dacht ik aan het gebruik van een circuit op basis van de lm3406 1.5A buck-regelaar. Na het berekenen van de prijs na het maken van aangepaste PCB's en componenten, besloot ik iets eenvoudigers: de LM317 lineaire regelaar. Er zijn al instructables die uitleggen hoe dit te gebruiken, dus ik zal het kort houden. De 317 handhaaft een constante spanning van 1,25 V tussen de 'aanpas'-klem en de 'uitgang'-klem. Als u een weerstand van 1,25 Ohm aansluit tussen de twee 1Amp stroom zal vloeien (V=IR). Bevestig nu eenvoudig uw LED's tussen de aanpassing en de grond (zie het diagram). Discussie: Hoewel eenvoudig, is dit ontwerp niet perfect. De Lm317 dissipeert vermogen als warmte om de spanning te regelen. Als je hem van 40V voorziet en hem gebruikt om een 4V LED van 1amp aan te sturen, verlies je 36Watt. P=I*V (40V-4V)*1amp =36W. U wilt het van stroom voorzien met een spanning die heel dicht bij die van wat u rijdt. Met een 12V-batterij en een spanningsval van 1,25 over de weerstand en 0,5V over het IC kun je 2-3 LED's van stroom voorzien, afhankelijk van hun spanning. in deze stap12 - Lm317 regelaars12 - 1W weerstanden (waarde afhankelijk van gewenste stroom, I[A]=1,25 [V] /R[Ohm])12 - kabelconnectoren1 - aan-uitschakelaar1 elektrolytische condensator

Stap 3: Bedrading en montage van LED's

Ik heb 6 sets van 3 Luxeon K2 Royal Blue LED's gebruikt die in serie zijn geschakeld om mijn dock te verlichten. Hoewel beoordeeld voor 1A bij 3,85V (elk), gebruikte ik 0,8A die ik nodig vond rond de 3,70V. Dit betekent dus dat we minimaal 3*3.70V = 11.10V nodig hebben om een reeks van 3 koningsblauwe LED's in serie te voeden. We moeten ook rekening houden met de spanningsval over onze stroombron (ongeveer 1,25+0,5V). We hebben dus in totaal 12,85V nodig, wat heel dicht in de buurt komt van een volledig opgeladen 12V-batterij. Als we slechts 2 LED's in serie zouden gebruiken, zouden we slechts 3.7*2+1.25+0.5 = 9.15V nodig hebben. De regelaars zouden gewoon het extra vermogen afvoeren. Dus om het totaal van 18 LED's te laten werken, gebruikte ik 6 parallelle sets van 3 LED's die in serie waren geschakeld. Dit komt overeen met 3.7[V]*1[A]*18[LEDs] = 66W aan sap. 22 gauge telefoonkabel werkte prima om dit te bedraden. Er zitten 4 draden in de kabel, ik heb één kabel gebruikt om 2 sets LED's van stroom te voorzien, (elk 2 draden), maar je zou 3 sets LED's per kabel kunnen voeden terwijl je 1 draad als gemeenschappelijke aarding gebruikt, vooral als je een kleinere (dikkere)) draden. Hopelijk heb je op dit punt een idee en kun je elke gewenste opstelling ontwerpen. Het zou leuk zijn om kleine onderwaterbehuizingen voor de lichten te maken. Maar vanwege tijd en budget heb ik de lichten eenvoudig op koellichamen gemonteerd (wat je wilt als het water opraakt, ze worden heet!), De koellichamen aan elkaar gelijmd en door het midden in mijn dock geschroefd. Ik heb een nietpistool gebruikt om de draden langs mijn dock te bevestigen en te verbergen. Materialen die in deze stap zijn gebruikt: 18 - Luxeon K2 LED's $ 5 per stuk18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX vele voet 22 gauge telefoonkabel (of welke kabel je maar wilt) connectoren om aan te sluiten de draden naar uw huidige bron.

Stap 4: Je bent klaar

Nu heb je een dock die is uitgerust met power-LED's die 's nachts oplichten en je buren al dan niet kwaad kunnen maken. U kunt er echter zeker van zijn dat het uw zwemmers niet zal elektrocuteren. Houd er rekening mee dat het niet uw dok hoeft te zijn! Mijn huidige plannen omvatten het monteren van deze op de bodem van mijn meer om baanverlichting voor mijn boot te maken. U kunt verschillende lenzen aan de lichten toevoegen die de straal zullen collimeren of verspreiden. Probeer ook verschillende kleuren. Je kunt ze aansluiten zolang ze geschikt zijn voor de stroom die je huidige bron levert (maak je geen zorgen over de spanning).

Stap 5: Het project verlengen

Tot nu toe is alles relatief eenvoudig geweest. We kunnen beter dan een controlebox gebruiken om blauwe lichten aan en uit te zetten. De eerste stap is om hun helderheid te regelen. Ik heb het ontwerp bijgevoegd dat ik heb gemaakt voor een PWM-gestuurd buck-regelaarcircuit, maar later realiseerde ik me dat je gewoon een transistor in serie met de lichten kon toevoegen en het PWM-signaal of een analoog uitgangssignaal van een microcontroller kon gebruiken om de helderheid van de lichten. Dit is mijn volgende stap, het kan gemakkelijk worden geïntegreerd in het voltooide project. De kleuren veranderen: De receptoren in je ogen zijn alleen gevoelig voor de rode, groene en blauwe golflengten van licht. Je interpreteert een kleur door de relatieve opwinding van elke receptor. Geel licht zou bijvoorbeeld de rode en groene receptoren prikkelen. Dus als we rode, groene en blauwe leds aan elkaar plakken en hun relatieve helderheid regelen, of de relatieve hoeveelheid tijd dat ze aan of uit zijn ten opzichte van elkaar (in een heel erg kort tijdsbestek (PWM!)), zetten we onze hersenen aan het denken we zien verschillende kleuren. Zo werken tv's! De vraag is nu hoe we 3 verschillende lampen (RGB) per groep lampen kunnen aansturen zonder dat er overal ontelbare draden lopen. Dit is je dock, niet je elektronicalab. We zouden minimaal 4 draden per set RGB-lampen nodig hebben in plaats van 4 draden voor 3 sets lampen, zoals we eerder konden doen. Het antwoord is dat ik niet weet hoe ik dit netjes moet doen! Ik hoop dat het geïnformeerde lezerspubliek zal bijdragen. Een antwoord zou zijn om alle verschillende kleuren samen met hun eigen kleuren te verbinden. d.w.z. alle rode kleuren in serie en gebruik pulsbreedtemodulatie om de relatieve hoeveelheden van die kleur te regelen. Dit zou betekenen dat er minder draden onder uw dock lopen, maar het zou ook betekenen dat elke groep lampjes op uw dock tegelijkertijd dezelfde kleur heeft, in plaats van half groen en half paars. Het systeem zou volledig opnieuw ontworpen kunnen worden, zodat de bediening elektronica bevindt zich onder water met de lichten. Dit zou slechts 2 voedingsdraden en één besturingsdraad per groep lampen vereisen. Maar als je elektronica nat wordt, zal dit waarschijnlijk tot storingen leiden, dus dit is misschien niet de manier om te gaan. Om het probleem samen te vatten: hoe minimaliseren we draden, maar behouden we individuele controle over de R, G, B LED's in elke groep LED's ? Onthoud dat we alle spanningen in het algemeen onder 12 V willen houden (kan niet alle LED's in serie op één string plaatsen). We balanceren in feite de mate van vrijheid van controle met het aantal draden. Dit is een typisch voorbeeld van technische beperkingen. Stuur suggesties en eventuele vragen. Veel succes!