Använda AC med lysdioder (del 3) - det stora ljuset: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

När vi använde AC med lysdioder, del 1 och del 2, tittade vi på sätt att anpassa växelström till lysdioder utan den vanliga omvandlingen till ren likström först. Här, i del 3, kombinerar vi det vi lärt oss tidigare för att designa ett LED -ljus som fungerade direkt från AC -nätet. Varning: AC -nätet är hundratals volt och kan vara dödligt. Ta alla nödvändiga försiktighetsåtgärder innan du börjar arbeta med det!

Steg 1: Ingen transformator

När vi kopplade lysdioder till AC -transformatorer var beräkningen vi använde: Vac / 3.3 för att ge oss det antal lysdioder vi behöver för att kunna hantera strömmen korrekt utan ytterligare motstånd och andra delar. Vad händer om vi kringgår transformatorn helt och överväger AC -elnät? På vissa sätt är det enklare - spänningen från transformatorer kan variera mycket med belastningen vi lägger på den, medan AC -näten är mycket stabilare. Om vi använder 110v -standarden i USA beräknar vi först toppspänningen, 1,4 * 110 = 156 och vi kan hitta antalet lysdioder som den kan stödja: 156 / 3.3 = 47 lysdioder Så betyder det att om vi sätter 47 lysdioder i serie kan vi köra hela strängen direkt från ett 110v växelström? Svaret är ja ! Så länge vi håller spänningen över varje LED vid 3,5v eller mindre, fungerar den inom sina gränser. Men låt oss inte glömma att det för varje positiv cykel finns en negativ cykel! Det betyder att vi behöver en spegelkrets som i (1). Oj, det är oerhört många lampor! Men om vi lägger till en blockeringsdiod som i krets (2), kan vi säkert driva vår krets. 1N4003 kan hantera 200 volt så det är bra för USA: s ström. För EU -länder är det magiska talet 103 lysdioder (dubbelt om du vill använda båda cyklerna) och dioden för ckt (2) bör vara en 1N4004 eller bättre.

Steg 2: Tryck på kuvertet

Kom ihåg att eftersom vi använder dioden för att blockera halva vår cykel fungerar lysdioderna i krets (2) bara 1/2 gånger. Hur kan vi få dem att lysa upp för den andra halvan också?

Med en enkel del som kallas en Bridge Rectifier kan detta hända. Denna enhet är faktiskt 4 dioder anslutna på ett kors och tvärs sätt för att få båda cyklerna att gå i samma riktning. Elektroniska fläktar kommer att veta detta som en del av kretsen 'Full-wave rectification' (i motsats till halvvåg). Med detta tillägg tänds våra lysdioder dubbelt så ofta och vi kommer att få dubbelt så mycket ljus från dem.

Steg 3: Byggtid

Så vi kan börja bygga en enkel all-LED + en bryggkrets för att köra 110v nät.

Du behöver: Massor av vita lysdioder - naturligtvis! Och TESTA dem alla! AC -sladd Perfboard 1N4003 -diod eller 200volts brygglikriktare Den första bilden är hur min krets ser ut när den är klar. Snabba ögon kommer att notera att det bara finns 42 lysdioder ombord. På grund av behovet av att passa bron på brädet och på grund av den relativt stabila karaktären hos våra elnät kan vi köra våra lampor lite över 20mA. Bron har 4 avledningar: 2 markerade (~), en (+) positiva och en (-) negativa. De (~) går till AC Mains. Börja med att ansluta bron (+) till den längre (+) ledningen på den första lysdioden, ta sedan den korta ledningen till den långa ledningen på nästa lysdiod. Gör 1 rad, dubbel och trippel kontroll före lödning! Arbeta dig ner, anslut alltid till kortare till längre. Jag har ytterligare bilder nedan som visar de olika stadierna av färdigställande. Skriv ut dem för att hjälpa dig med kabeldragningen.

Steg 4: Se

Och det finns ljus! På grund av komponenternas farliga natur när de var inkopplade täckte jag kretskortet med ett trippel lager pergamentpapper, som har ett bra dielektriskt värde och tål över 400 F värme. Sedan monterade jag brädet på locket på en uttagningsbehållare, med hjälp av en skumdistans från en DVD -spindel, med en urskärning för nätsladden. Ljusutgången motsvarar en 40-watts frostad glödlampa, men behållaren är knappt varm. Kom ihåg: Koppla alltid ur kretsen innan du vidrör några utsatta delar. Lysdioderna kommer också att köra nära sin märkström, vilket kan innebära temperaturer så höga som 85C på deras ytor.

Steg 5: Variationer

För ljus? Du kan kombinera kretsar (2) och (3) för att ge vårt ljus en Hi/Lo -omkopplare. I Hej kortsluter omkopplaren dioden så att den fungerar i helvågsläge som i (3). Öppning av strömbrytaren tillåter bara att strömmen flyter halva tiden, precis som (2). Ozzies och britter: Du kan också använda 42/47 LED -kretsarna - bara kombinera den amerikanska versionen (.4uF och 1K -ohm) som delvis presenteras 2 och du kan också skapa en AC-lampa med bara 42 lysdioder! Eller kolla in beräkningarna i följande steg. Åh ja, vårt "stora" ljus är super sparsamt-går ur 110 volt nät, det förbrukar knappt 3-watt. Ta reda på fler sätt att tända ditt hus med lysdioder av A/ C elnätet här!

Steg 6: Crunching Numbers

Här är en sammanfattning av beräkningarna som används för detta projekt: För att driva vita lysdioder (nominell spänning 3.3v) säkert från AC -nätet utan att använda någon reglering (annan än diodbryggan) är det magiska talet: Vac * 1.4 / 3.3. Vilket är det minsta antalet lysdioder i serie som kommer att köra från AC utan att överskrida sitt "bekväma" driftsområde. Valet av lysdioder kan vara 20mA eller högre - LÅNGA att de alla är av samma typ och seriekopplade. Om du använder hela antalet lysdioder som beräknats ovan är det allt du behöver, men för arrangemang som använder färre lysdioder (men inte mindre än 30), måste vi lägga till spänningsfallande RC -kombination. R är alltid ett 1K, 1Watt motstånd, medan värdet av C beräknas som: Vpk = Vac * 1,4Vdd = N * 3,3, där N är antalet vita lysdioder som vi vill använda i serie. Ild = 0,02, strömmen vi vill ha våra lysdioder. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), där f är nätfrekvensen, men du kan förenkla det till: (58 / (Vpk-Vdd)) i mikrofarader (uF), och bör ligga mellan.1 och.5 uF. Se till att det är en opolär kondensator. VIKTIGT: Delar måste vara märkta för minst Vpk och tillräckligt med ström för att hantera Iled.