Power LED undervattensbelysning: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Denna korta instruktionsbok ger dig detaljer och inspiration som krävs för att lysa upp din sjö. Detta är ett enkelt LED -projekt som jag hoppas kunna utvidga till att använda PWM -dimning med RGB -lampor för att få önskad färg.

Steg 1: Sätta el i vattnet

Så du vill lysa upp din brygga/båt/vattnet men du vill inte elektriska simmare i området. Strömförsörjningar, speciellt byte av strömförsörjning kan misslyckas, vilket resulterar i att 110V AC zappar allt i närområdet om några kontakter eller ledningar utsätts. Även om det är osannolikt kan detta leda till rättegångar och begravningskostnader värda mycket mer besvär än att använda en korrekt design. Lyckligtvis lyser lysdioder med låg spänning: mellan 2-4 VDC, detta betyder att även med utsatta ledningar eller kontakter i närheten simmare inte känner sak. Vi måste bara se till att vi använder en strömförsörjning som är ett felläge som inte sätter 110VAC i vattnet. En transformatorbaserad strömförsörjning kommer att göra susen! Så vitt jag vet kommer dessa inte att "leva" vid misslyckande. Men du kan behöva en stor transformator beroende på antalet lysdioder som används. Den bästa lösningen jag har stött på som en strömförsörjning (den jag använde) är ett 12V bil/marint batteri. Detta säkerställer att du aldrig kommer att få mer än 12-14V i vattnet. Var dock försiktig, om de är kortslutna kan dessa producera mycket hög ström. Koppla från kretsen för att ladda. Material som anges i detta steg: 12V bil / marinbatteri, eller djup cykel om möjligt

Steg 2: Skapa en strömkälla för dina lysdioder

Du kan inte bara koppla lysdioder till ditt batteri och säga go. Tja du förmodligen kan men du kanske inte vill eftersom det kommer att skada livslängden för dina (relativt) dyra power -LED. Vi måste se till att dessa saker fungerar på eller precis under deras designström. Inledningsvis tänkte jag på att använda en krets baserad på lm3406 1.5A buck -regulatorn. Efter att ha beräknat priset efter att ha gjort anpassade kretskort och komponenter bestämde jag mig för något lite enklare: LM317 linjär regulator. Det finns redan instruktioner där ute som förklarar hur man använder detta så jag kommer att hålla det kort. 317 upprätthåller en konstant spänning på 1,25V mellan dess 'justera' terminal och dess 'utgång' terminal. Om du kopplar ett 1,25 Ohm motstånd mellan de två 1A strömmen kommer att flöda (V = IR). Nu är det bara att fästa dina lysdioder mellan justering och marken (se diagrammet). Diskussion: Även om den är enkel är denna design inte perfekt. Lm317 sprider ström som värme för att styra spänningen. Om du försörjer den med 40V och använder den för att driva en 4V LED vid 1amp kommer du att tappa 36Watt. P = I*V (40V-4V)*1amp = 36W. Du kommer att vilja driva den med en spänning mycket nära den du kör. Med ett 12V batteri och ett 1,25 spänningsfall över motståndet och 0,5V fall över IC kommer du att kunna driva 2-3 lysdioder beroende på deras spänning Lådan som visas ovan består av 12 identiska kretsar för att ge 0,8A till kedjor av lysdioder Material listade i detta steg12 - Lm317 regulatorer12 - 1W motstånd (värde beroende på önskad ström, I [A] = 1,25 [V] /R [Ohm]) 12 - kabelanslutningar1 - på -av -omkopplare1 elektrolytisk kondensator

Steg 3: Ledningsdragning och montering av lysdioder

Jag använde 6 uppsättningar med 3 Luxeon K2 Royal Blue lysdioder i serie för att tända min brygga. Även om den fick 1A vid 3,85V (vardera), använde jag 0,8A som jag tyckte krävdes runt 3,70V. Så det betyder att vi behöver minst 3*3.70V = 11.10V för att driva en sträng med 3 kungblå lysdioder i serie. Vi måste också ta hänsyn till spänningsfallet över vår nuvarande källa (ungefär 1,25+0,5V). Så vi behöver totalt 12,85V vilket är väldigt nära ett fulladdat 12V -batteri. Om vi bara använde 2 lysdioder i serie skulle vi bara behöva 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Regulatorerna skulle helt enkelt slösa bort den extra kraften. Så för att köra totalt 18 lysdioder använde jag 6 parallella uppsättningar med 3 lysdioder i serie. Detta motsvarar 3,7 [V]*1 [A]*18 [lysdioder] = 66W juice. 22 gauge telefonkabel fungerade bra för att ansluta detta. Det finns 4 ledningar i kabeln, jag använde en kabel för att driva 2 uppsättningar lysdioder, (2 ledningar vardera) men man kunde driva 3 uppsättningar lysdioder per kabel medan jag använde 1 tråd som en gemensam jord, särskilt om man använder mindre mätare (tjockare) Förhoppningsvis får du idén vid denna tidpunkt och kan designa vilken installation du vill. Det skulle vara trevligt att göra små undervattenshöljen för lamporna. Men på grund av tid och budget monterade jag helt enkelt lamporna på kylflänsar (som du vill ha om de tar slut på vattnet, de blir varma!), Limmade värmen sjunker ihop och skruvas genom mitten i min brygga. Jag använde en häftpistol för att fästa och dölja trådarna längs min brygga. Material som används i detta steg: 18 - Luxeon K2 lysdioder $ 5 vardera18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX många fot 22 gauge telefonkabel (eller vilken kabel du vill ha) kontakter för att ansluta kablarna till din nuvarande källa.

Steg 4: Du är klar

Nu har du en brygga utrustad med power -lysdioder som lyser på natten och kanske eller inte kan göra dina grannar förbannade. Du kan dock vara säker på att det inte kommer att elektrokuta dina simmare. Observera att det inte behöver vara din brygga! Mina nuvarande planer inkluderar att montera dessa på botten av min sjö för att göra banbelysning för min båt. Du kan lägga till olika linser till lamporna som kollimerar eller sprider strålen. Prova olika färger också. Du kan ansluta dem så länge de är klassade för strömmen för dina nuvarande källmaterial (oroa dig inte för spänning).

Steg 5: Utöka projektet

Hittills har allt varit relativt enkelt. Vi kan göra bättre än att använda en kontrollbox för att slå på och av blå lampor. Det första steget är att kontrollera deras ljusstyrka. Jag har bifogat designen jag gjorde för en PWM -styrd buckregulatorkrets men jag insåg senare att man bara kunde lägga till en transistor i serie med lamporna och använda PWM -signalen eller en analog ut -signal från en mikrokontroll för att styra ljusstyrkan på lamporna. Detta är mitt nästa steg, det kan enkelt integreras i det färdiga projektet. Ändra färger: Receptorerna i dina ögon är bara känsliga för ljusets röda, gröna och blåa våglängder. Du tolkar en färg genom den relativa spänningen i varje receptor. Till exempel gult ljus skulle väcka de röda och gröna receptorerna. Så om vi håller ihop röda gröna och blå lysdioder och kontrollerar deras relativa ljusstyrka, eller den relativa tid de är på eller av i förhållande till varandra (inom en mycket mycket kort tidsram (PWM!)) Får vi våra hjärnor att tänka vi ser olika färger. Så här fungerar TV -apparater! Frågan är nu hur vi styr 3 olika lampor (RGB) per grupp ljus utan att köra en zillion trådar överallt. Detta är din brygga, inte ditt elektroniklaboratorium. Vi skulle behöva minst 4 ledningar per uppsättning RGB -lampor snarare än 4 ledningar för 3 uppsättningar lampor som vi kunde göra tidigare. Svaret är att jag inte vet hur jag ska göra det här snyggt! Jag hoppas att den informerade läsekretsen kommer att bidra. Ett svar skulle vara att koppla ihop alla de olika färgerna med sina egna färger. dvs. alla röda i serie och använd pulsbreddsmodulering för att styra de relativa mängderna av den färgen. Detta skulle innebära färre ledningar som går under din brygga, men det skulle också innebära att varje grupp av lampor på din docka kommer att ha samma färg samtidigt, snarare än halvgrön och halvlila. Systemet kan omformas helt så att kontrollen elektronik finns under vattnet med lamporna. Detta skulle bara kräva 2 strömkablar och en styrtråd per grupp ljus. Men att få din elektronik blöt kommer sannolikt att resultera i fel, så det kanske inte är rätt sätt att ta. För att sammanfatta problemet: hur minimerar vi ledningar, men behåller individuell kontroll över R, G, B lysdioderna i varje grupp av lysdioder. ? Kom ihåg att vi vill hålla alla spänningar i allmänhet under 12 V (kan inte sätta alla lysdioder i serie på en sträng) Vi balanserar i princip grader av kontrollfrihet med antalet ledningar. Detta är ett typiskt exempel på tekniska begränsningar. Skicka förslag och eventuella frågor du kan ha. Lycka till!