Võrgutoitega päikeseenergia aiavalguse taastamine: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See tõepoolest tuleneb mõnest mu eelmisest võrgutoitega projektist, kuid on tihedalt seotud varem dokumenteeritud LED Teardowniga.

Nüüd oleme kõik välja läinud ja suvel need ostnud, need väikesed lillepiirde tuled, mis on päikeseenergial töötavad ja laadivad päeva jooksul ning kui öö lööb sisse, toimivad nad piiriaia valgustina. Loomulikult on neil piiratud elu odav import, mis kannatab Briti vana hea ilmaga ebaõnnestunud akude ja mõnikord lihtsalt ebaõnnestunud päikesepaneelide tõttu.

Tavaliselt ostate neid asju 4 või enama pakendina ja valgusallikaks on üks madala võimsusega LED, mis on odavat sorti. Kui oleme surnud, viskame need prügikasti ja läheme prügilasse. See pani mind mõtlema, miks mitte muuta see 10W LED -idega toiteallikaks. See peaks siiski olema ohutu ja kaitstud ilmastiku eest ning see peab olema odav. Kas ma saaksin seda teha, mõtlesin ja kas 10W oleks liiga palju? Piltidelt näete, et valgusallikaks on torukujuline disain, mille läbimõõt on umbes 60 mm roostevabast terasest ja plastikust hajuti. Pluss veel üks torukujuline kaas, mis sobib peal koos päikesepaneeliga. Esimene asi, mida ma tegin, oli eemaldada katuselt väike valge LED ja ruudukujuline päikesepaneel. Ideaalne on paigaldada LED -id plaadile, mis on kinnitatud päikesepaneeli ava kaudu ülespoole suunatud jahutusradiaatorile.

Samm: LED -i spetsifikatsioon

Olles hiljuti ostnud 10 W ühekordset COB -LED -i, mõtlesin, kas oleks võimalik kasutada ühte ja kasutada lülitusrežiimis toiteallikat otse vooluvõrgust [240 V UnIsolated] Kandidaat oli buck -lülitusrežiimi toitejuhi kiip FL7701 ja induktiivpool 1,4 mH. Kahjuks ei tööta COB -ploki [12V] muutmine 240 V -lt FW -ks, kuna COB kaudu nõutav vool on palju suurem, kui 10W võimsust soovib juhtkiip. Kiip saab hakkama 0,5A -ga, mis 12V edasipingega tooks teid ainult 5 W -ni või umbes sinna. Võiksite kasutada isoleerimisega ettepoole suunatud muunduri lülitusrežiimi, mis teeks selle töö ära, kuid kulud hakkavad tõusma, lõppude lõpuks pidi see olema odav ja rõõmsameelne. Niisiis, kuidas saaksin 10W ainult 0,5 A vooluga. Arvestades energia säästmise teooriat, on ainus viis võimsuse suurendamiseks pinge suurendamine ja ainus viis, kuidas seda teha, oleks suurendada LED -ide esipinget, kasutades rohkem kui ühte neist. Kui vaatate minu juhendatavat LED Teardowni, näete, miks nad seda selles disainis tegid. EBAY -s sirvides leidsin hõlpsalt mõned 1W LED -id, mille pinge oli 0f 3V@330mA. Nüüd, kui ma kasutaksin 10 ja jooksin alla @266mA, oleks mul lõpuks 10 x 3 x0,266A = 8W … piisavalt lähedal. Alamjooksul on kahepooluseline lähenemine….hoia kuumus madalamal ja säilita või pikenda seetõttu eluiga. Madalam ristmiku temp tähendab õnnelikke tulesid.

2. samm: LED -alus

Vaadates aiavalgustuse pilte, on vaja nende LED -ide paigaldamise meetodit ja muidugi, kui need uppuvad 266 mA, peame vabanema 8 W energiast, mis nõuab radiaatorit. toru on veidi alla 57 mm, nii et kui ma saaksin paigaldada mis tahes elektroonika suletud plasttorusse ja paigaldada selle toru siseküljele. Seejärel saaksin paigaldada LED -plaadi korpuse allapoole, mis valgustaks hajuti. Kuidas siis LED -e korraldada?

Kõigepealt lõikasin 46,5 mm alumiiniumist ringi, mille keskel oli auk, kasutades augusaega [vt pilti] ja kasutades kahepoolset jahutuslinti, mis kattis ühe külje. Selle lindi saate eBayst ja see on üsna odav, tavaliselt kasutatakse radiaatori jaoks manus vaata pilti. Alumiinium oli vana toiteplokk, kuid tõenäoliselt saate seda ebayst osta. Ma kasutasin 2 mm paksust tükki. Peate katma ja isoleerima metalli LED -i alusest, kuid sellel on endiselt hea soojusjuhtivus. Kasutage kahekordset termolindi ringi, mis asetatakse risti kahes kihis. See muudab soojusjuhtivust ja kaotame ristmikul veel 20 kraadi, kuid see on vajalik. Ma vaatan seda hiljem uuesti ja võib -olla vaatan täielikult suletud akvalusioonilahendust, kuid mitte praegu.

3. samm: alusplaat

Seejärel panin Autocadi abil paika, kuhu LED -id baasile minema peavad. Vaata selle kohta lisatud pilte pdf -vormingus.

Trükkisin kujunduse mõõtkavasse ja kasutasin auguraua abil paigutuse paigaldusmalli, mis toimis ligikaudse juhendina. Selle kleepuva alusplaadi peale asetades joonistasin lindile ringide kontuuri.

Järgmisena asetasin ledid nii, et saaksin mõne vasest lindi paigutuse, mida kasutan LED -ide ühendamiseks isoleeriva termolindi pinnale.

Veendudes, et ükski vasest lint "nälkja" alumisele küljele ei puruneks, jootsin need kõik kokku. Loomulikult peate veenduma, et katoodid lähevad anoodidele. Võite need lihtsalt kinni hoida ja tihvtide vahel kasutada mõnda ühendamisjuhet, kuigi vaskteibi kasutamine aitab osa soojusest lindile hajutada. Kuumuse puhul tekitavad need palju seda, nii et vajavad üsna suurt radiaatorit. Valisin 40x40x30 H radiaatori, mis hoiab põhjaplaadi umbes 58–60 ° C juures. Nii juhtub, et tema suurus sobib kenasti eemaldatud päikesekiibi sisse, võimaldades soojussoojust ristmiku ja led-korpuse vahel umbes 4 ° C vatti kohta ja öelge plaadilt korpusele 1 ° C vati kohta, see peaks tähendama ristmiku temperatuuri (8x1)+4 = umbes. 60+12 ° C = 72 ° C, mis peaks olema mõistlik.

LEDide kogupinge on 10 x 3 V või umbes nii, et järgmises etapis testitakse nende kaudu voolu.

Lisatud PDF -il on ülevaade mallina, kuid saate alati oma kujunduse teha.

Vaadake easam -manust, mille saate evieweri alla laadida

4. samm: ülemine kokkupanek

Ütlesime varem, et kasutame selleks FL7701 draiveri kiipi ja xcel -arvutustabeli kujundajaga mängides pakkusime välja arvud, mis võiksid toimida. Buck -muunduri võtmeks oli pulsatsiooni vähendamine millekski mõistlikuks, arvestades meile vajalikku RMS -väärtust. Ripple mõjutab otseselt induktiivpooli suurust ja töösagedust. Nii et kui me suurendame pulsatsiooni, peame suurendama induktiivpooli suurust ja ainus viis nõutava induktiivsuse vähendamiseks on sageduse suurendamine. Vaadake lisatud pilti, kus on loetletud see, mida ma kordasin ja mis oli skeemi väärtuste võtmeks.

Siin on joodetud valgusdioodid, mis on minu mallile paigutatud enne nende kinnitamist. Pange tähele jahutusradiaatori kasutamist, mille plaat on kinnitatud LED -idega põhja külge kinnitatud.

Voolu suurendamine 266 mA RMS -ile, reguleerides tippvoolu 500 mA -le, seadis LED -ide pinge veidi üle 30 V, mis tähendab, et kui meil on 10 LED -i, oli pinge tegelikult 3 V lähedale. Pange tähele, et arvutus eeldas 286 mA, samas kui tegelikult juhtisime ainult 266. Sagedus oleks pidanud olema 101 Khz, kuid ulatuse vaatamine tundus pisut alla. Järgmisel etapil arutan skemaatilist ja draiverit ning lainekuju.

Nii et pistikupesa valgustas alusplaadi nagu jõulupuu. Kiire märkus ohutuse kohta. See on isoleerimata disain, nii et kõik, mida saab võrgutasemele tõsta, vajab põhjalikku maandamist. Siia kuulub ka jahutusradiaator, millel on hoolikalt vaadates paar auku, mis tuleb maandusmärgi kaudu isekuivatada radiaatori ja roostevabast metallist ning sissetuleva vooluvõrgu maandamiseks. Olge juhtmete juhtmetega ettevaatlik, et ledide ja maapinna vahel ei tekiks lühist. Kui see juhtub, ilmub LED -idele suurem kui kavandatud pinge ja see hävitab need kiiresti. Mul on testimisseade, millel on võrku eraldav trafo, kuid otse vooluvõrku ühendatuna on induktiivpooli üks pool võrgupotentsiaalis, mis ühendamisel isoleeritud metallitükkidele oleks ohtlik.

Samm: testimine ja skeem

Nii et laseme hüpata tagasi ja vaatame, mida vajame LED -ide juhtimiseks. Me juba ütlesime, et peame toetama 266 mA või umbes nii, et oleme numbrid juba teinud.

Viidates järgmisele skemaatilisele märkusele:

Sissetulek kaitsme 1 kaudu alaldisse ja seejärel kahe c -ga induktiivpooli filtrisse.

D1 on taastusdiood ja vahendid voolu vähendamiseks induktiivpoolil. Q1 väravat juhib FL7701 tihvt 2 R3 kaudu ja D2 aitab FL7701 negatiivse käigu korral laengu väravast välja pühkida. Väljundi sageduse määrab R5/R4. Paaril tihvtidel on mõningane lahtiühendamine ja CS -tihvt. Pin1 on praegune tunne, mis jälgib pinget ja seega ka voolu läbi R6. Vaadake tippvoolu R6 -s 0,5A, mis põhjustab IC -i lähtestamise ja kaldtee järgmine periood. Pange tähele, mis selles vooluringis puudub. Sisendi jaoks ei ole vaja suurt alaldi alalisvoolu korki. FL7701 hoolitseb nutikalt sisemiste variatsioonide eest. Arvestades, et see on tavaliselt kallis osa, aitab see säästa kulusid. Kui PCB oli asustatud, kontrollisin pulsatsiooni. Vooluanduri kasutamine LED -ploki katoodil andis pulsatsiooniks 150 mA ja keskmist voolu mõõdiku abil mõõdeti u. 260 mA. See on LED -ide maksimaalsel tasemel 100 mA ja laseb neil jahedamalt töötada, pikendades seega nende eluiga. Sageduseks mõõdeti 81Khz ja allapoole 1,71us. See on 13% kiibi/induktiivpooli võimalustest, nii et see peaks olema korras. Kogu selle disaini lähtepunktiks oli 1,4 mH riiulist induktiivpooli kasutamine

6. samm: trükkplaatide ehitus

Pange tähele, et pildid on prototüüpplaadilt, millel olid mõned vead, mille parandasin uuel üleslaaditud trükkplaadi paigutusel. Pange tähele, et sellel asuvad džemprid, et mõnest ebaõigest kinnitusest mööda pääseda… doh. See põhjustas mõningaid lööke, enne kui ma veast aru sain … pidi olema väsinud!

Seal on paar ülemist ja üks alumine külg.

Samm: pange see kõik kokku

Nii et siin on see kokku ühendatud. Lisan hiljem vajalike osade nimekirja. Mõned asjad, mida tuleb jälgida. Maandasin radiaatori ülaosas ja juhtisin selle läbi seadme maanduspunkti allosas. Seejärel maandatakse toiteallikasse. Olge selle suhtes ettevaatlik. Lõpliku LED -i katood on 30V või vähem alla 310V võrgu tipppinge. See teeb haiget, kui seda puudutatakse, nii et seda tuleb hoida isoleerituna ja kõik metallosad, mis võivad kokku puutuda, kruvida maapinnale, et tagada rikkevoolu selge tee. Pange tähele, et kaablitihendite kasutamine üleval ja all, et vältida vee leidmist viis elektroonika juurde. Põhjas olev maanduskruvi toimib peatusena vooluvõrgu "kanistrile" ja seal on tühjendusava juhuks, kui niiskus satub sisse. See ei ole veekindel anum, kuid vooluvõrku hoitakse sõrmede ja äravooluava on maapinnast kõrgemal. Ülemine radiaator vajab ülaosa tihendamist ja see tuleb veel lõpule viia. Kavatsen selle suveks aeda välja panna ja ilmselt hiljem veel mõned lisada.