Pemulihan Cahaya Taman Suria Bertenaga Utama: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Ini benar-benar berlaku dari beberapa projek berkuasa utama saya sebelum ini tetapi berkait rapat dengan LED Teardown yang sebelumnya didokumentasikan.

Sekarang kita semua telah keluar dan membelinya pada musim panas, lampu-lampu sempadan bunga kecil yang dihidupkan oleh suria dan diisi pada waktu siang dan sekali malam menendang mereka bertindak sebagai lampu taman sempadan. Sudah tentu mereka mempunyai kehidupan yang terhad import murah yang menderita dalam cuaca Inggeris lama yang baik dengan pek bateri yang gagal dan kadangkala panel solar yang gagal.

Biasanya anda membeli barang-barang ini dalam bungkusan 4 atau lebih dan sumber cahaya adalah satu kuasa rendah yang diketuai dari jenis yang murah. Setelah mati kita membuangnya ke tong sampah dan pergi ke tempat pembuangan sampah yang mereka pergi. Ia membuat saya berfikir, mengapa tidak menukarnya ke unit berkuasa utama dengan 10W LED. Ia pasti selamat dan dilindungi dari cuaca dan harganya murah. Bolehkah saya melakukannya, saya tertanya-tanya, dan adakah 10W terlalu banyak? Dari gambar anda dapat melihat bahawa sumber cahaya adalah reka bentuk tiub dengan keluli tahan karat berdiameter sekitar 60mm dan peresap plastik. Tambah penutup tiub lain yang sesuai di atas dengan panel suria masuk. Perkara pertama yang saya lakukan ialah mengeluarkan plumbum putih kecil yang asal dan panel solar persegi di bumbung. Idea untuk ini adalah memasang lekapan pada plat yang dipasang pada pendingin menghadap ke atas melalui bukaan panel solar..

Langkah 1: Spesifikasi LED

Setelah baru-baru ini membeli beberapa LED COB tunggal 10W saya tertanya-tanya adakah mungkin menggunakan satu dan menggunakan bekalan kuasa mod suis terus dari sumber utama [240V UnIsolated] Calon adalah cip pemacu kuasa mod suis buck FL7701 dan coilcraft induktor 1.4mH. Malangnya penukaran dari 240v ke FW blok COB [12V] tidak berfungsi dengan baik kerana arus yang diperlukan melalui COB jauh lebih besar daripada yang boleh dikendalikan oleh cip pemacu jika anda mahukan 10W. Cip boleh mengendalikan 0.5A yang dengan voltan maju 12v hanya akan membawa anda ke 5W atau sekitarnya. Anda boleh menggunakan mod suis penukar ke hadapan dengan pengasingan yang akan melakukan kerja tetapi kosnya mula melambung tinggi, setelah semua ini semestinya murah dan ceria. Jadi bagaimana saya boleh mendapatkan 10W dengan arus hanya 0.5 A. Memandangkan teori pemuliharaan tenaga satu-satunya cara untuk meningkatkan watt adalah dengan menaikkan voltan, dan satu-satunya cara yang boleh saya lakukan ialah dengan menaikkan voltan maju dari led dengan menggunakan lebih daripada satu daripadanya. Sekiranya anda melihat LED Teardown saya, anda dapat melihat mengapa mereka melakukan ini dalam reka bentuk itu. Semasa melayari di EBAY, saya dapati beberapa LED 1W dengan voltan hadapan 0f 3V @ 330mA. Sekarang jika saya menggunakan 10 tahun ke bawah @ 266mA saya akan berakhir dengan 10 x 3 x0.266A = 8W … cukup dekat. Underrun mempunyai pendekatan dua tiang….menahan panas dan oleh itu memelihara atau memanjangkan umur. Tempoh persimpangan yang lebih rendah bermaksud lampu gembira.

Langkah 2: Pangkalan LED

Melihat gambar cahaya taman yang diperlukan adalah kaedah pemasangan LED ini dan tentu saja jika mereka tenggelam 266mA kita perlu menyingkirkan tenaga 8W di seberang mereka yang memerlukan sinki air. Diameter dalaman tahan karat tiub sedikit di bawah 57mm jadi jika saya dapat memasangkan mana-mana elektronik dalam tiub plastik tertutup dan memasangnya di bahagian dalam tiub. Saya kemudian boleh memasang plat led menghadap ke bawah di atas penutup yang kemudian akan menerangi peresap. Jadi bagaimana kita mengatur led?

Mula-mula saya memotong bulatan aluminium 46.5mm dengan lubang tengah menggunakan gergaji lubang [lihat gambar] dan menggunakan beberapa pita heatsink dua sisi yang ditutupi satu sisi. Anda boleh mendapatkan pita ini di ebay dan agak murah, biasanya digunakan untuk heatsink lampiran lihat gambar. Aluminium adalah bekas bekalan kuasa lama tetapi anda mungkin boleh membelinya di ebay. Saya menggunakan sekeping setebal 2mm. Anda perlu menutup dan melindungi logam dari pangkal yang dipimpin tetapi masih mempunyai kekonduksian terma yang baik. Gunakan putaran pita termal berganda yang dilintang secara ortogon dalam dua lapisan. Ini akan mengubah kekonduksian terma dan kita kehilangan 20 darjah c lagi di persimpangan tetapi itulah yang diperlukan. Saya akan meninjau ini kemudian dan mungkin melihat penyelesaian akualusi sepenuhnya tetapi tidak buat masa ini.

Langkah 3: Plat asas

Kemudian saya menggunakan Autocad untuk membentangkan tempat yang perlu dipimpin di pangkalan. Lihat gambar yang dilampirkan ini sebagai pdf.

Saya mencetak reka bentuk untuk skala dan menggunakan pukulan lubang untuk membuat templat pelekap susun atur untuk bertindak sebagai panduan kasar. Meletakkannya di atas pinggan asas yang melekit, saya melukis garis bulatan pada pita itu.

Seterusnya saya meletakkan led sehingga saya dapat memperoleh beberapa kedudukan pita tembaga yang akan saya gunakan untuk menghubungkan led pada permukaan pita termal penebat.

Memastikan tidak ada pita tembaga yang dilanggar di bahagian bawah "slug" saya menyatukan semuanya. Sudah tentu anda perlu memastikan bahawa katod menuju ke anod. Anda hanya boleh melekatkannya dan menggunakan beberapa wayar penyambung di antara pin walaupun menggunakan pita tembaga membantu menghilangkan sebahagian haba ke dalam pita. Pada subjek panas, ini menghasilkan banyak sehingga memerlukan pemanas badan yang cukup besar. Saya memilih heatsink 40x40x30 H yang menyimpan plat bawah sekitar 58-60 darjah C. Kebetulan ukurannya sesuai dengan cip solar yang dikeluarkan Membolehkan haba panas melintasi persimpangan dengan kes yang dipimpin kira-kira 4 darjah c per watt dan katakan 1 deg C per watt dari piring ke kes ini bermaksud suhu persimpangan (8x1) + 4 = lebih kurang. 60 + 12 darjah C = 72 darjah C yang sepatutnya masuk akal.

Voltan keseluruhan melintang akan 10 x 3v atau sekitarnya sehingga tahap seterusnya akan menguji arus yang melaluinya.

PDF yang dilampirkan mempunyai garis besar untuk digunakan sebagai templat tetapi anda selalu boleh membuat reka bentuk anda sendiri.

Lihat lampiran easam yang boleh anda muat turun pemeriksa untuk membaca dengan teliti

Langkah 4: Perhimpunan Atas

Kami mengatakan sebelumnya bahawa kami akan menggunakan cip pemacu FL7701 untuk ini dan bermain dengan pereka spreadsheet xcel hadir dengan satu set angka yang mungkin berfungsi. Kunci untuk menukar penukar adalah untuk mendapatkan perubahan kepada sesuatu yang munasabah memandangkan nilai RMS yang kami perlukan. Ripple mempunyai kaitan langsung dengan saiz induktor dan kekerapan operasi kesan tidak langsung. Oleh itu, jika kita meningkatkan riak kita harus meningkatkan ukuran induktor dan satu-satunya cara untuk mengurangkan induktansi yang diperlukan adalah menaikkan frekuensi. Lihat gambar yang dilampirkan yang menyenaraikan apa yang saya lakukan dan merupakan kunci kepada nilai-nilai pada skema.

Berikut adalah LED yang dipateri di atas templat saya sebelum melekatkannya. Perhatikan penggunaan heatsink yang melekatkan plat ke bahagian bawah dengan led yang dipasang.

Menambah arus ke 266mA RMS dengan menyesuaikan arus puncak ke 500mA menetapkan voltan pada jarak lebih dari 30v melintasi led yang menunjukkan bahawa voltan sebenarnya hampir dengan 3v ke hadapan jika kita mempunyai 10 led. Perhatikan bahawa pengiraan dijangkakan 286mA sedangkan pada hakikatnya kita hanya berjaya 266. Frekuensi seharusnya 101Khz namun melihat skopnya agak kurang. Saya akan membincangkan skema dan pemacu dan bentuk gelombang pada langkah seterusnya.

Oleh itu, pasangkan plat bawah menyala seperti pokok Krismas. Nota ringkas di sini mengenai keselamatan. Ini adalah reka bentuk yang tidak terpencil sehingga segala sesuatu yang dapat ditingkatkan ke tahap utama memerlukan pembumian secara menyeluruh. Ini akan merangkumi heatsink yang jika anda perhatikan dengan teliti mempunyai beberapa lubang yang perlu diketatkan sendiri melalui tag tanah ke heatsink dan logam logam tahan karat dan bumi utama yang masuk. Berhati-hati dengan pendawaian led yang tidak berlaku kekurangan antara led dan tanah. Sekiranya ia berlaku, voltan yang lebih besar daripada yang dirancang akan muncul di lekapan dan akan menghancurkannya dengan cepat. Saya mempunyai persediaan ujian yang mempunyai pengubah pengasingan sesalur tetapi apabila disambungkan terus ke sesalur, satu sisi induktor berpotensi utama yang jika ia disambungkan kepada kepingan logam yang terpencil akan menjadi bahaya.

Langkah 5: Ujian dan Skematik

Oleh itu, mari kita lompat ke belakang dan lihat apa yang kita perlukan untuk menggerakkan lampu. Kami sudah mengatakan bahawa kita perlu menyokong 266mA atau di sana sehingga kita sudah membuat angka.

Merujuk kepada nota skema berikut:

Masuk melalui fius 1 ke jambatan penyearah kemudian untuk menyaring induktor dengan dua c.

D1 adalah diod pemulihan dan kaedah untuk meningkatkan arus pada induktor. Gerbang Q1 didorong oleh pin 2 dari FL7701 melalui R3 dengan D2 membantu menyapu cas keluar dari gerbang pada pukulan negatif FL7701. Frekuensi output ditetapkan oleh R5 / R4. Beberapa pin mempunyai beberapa pemutusan dan pin CS..pin1 adalah pengertian semasa yang memantau voltan dan oleh itu arus melalui R6. Rujuk arus puncak di R6 dari 0.5A yang akan menyebabkan IC diset semula dan turun untuk siap seterusnya pada tempoh. Perhatikan apa yang tiada di litar ini. Tidak ada syarat untuk penutup DC penerus besar untuk input. FL7701 dengan bijak mengurus variasi input secara dalaman. Memandangkan ini biasanya merupakan bahagian yang mahal, ia membantu menjimatkan kos. Setelah PCB diisi, saya memeriksa riaknya. Menggunakan probe semasa pada katod blok led memberikan riak sebagai 150mA dan arus rata-rata menggunakan meter diukur sebagai kira-kira. 260mA. Ini adalah 100mA pada maksimum untuk lekapan dan membiarkannya berjalan lebih sejuk sehingga memanjangkan hayat mereka. Kekerapan diukur sebagai 81Khz dan turun sebagai 1.71us. Ini adalah 13% keupayaan cip / induktor jadi semestinya baik. Titik permulaan untuk keseluruhan reka bentuk ini adalah penggunaan 1.4mH dari induktor coilcraft rak

Langkah 6: Pembinaan PCB

Perhatikan bahawa gambar adalah dari papan prototaip yang mempunyai beberapa kesalahan di atasnya yang saya perbetulkan pada susun atur pcb yang baru dimuat naik. Perhatikan pelompat di atasnya untuk membuat pin yang salah….doh. Ini menyebabkan beberapa letupan sebelum saya menyedari ralat… pasti letih!

Terdapat beberapa bahagian atas dan salah satu bahagian bawah.

Langkah 7: Menggabungkan Semuanya

Jadi di sini ia disertakan bersama. Saya akan melampirkan senarai BOM semua bahagian yang diperlukan kemudian. Beberapa perkara yang perlu diperhatikan. Saya membumikan pendingin di bahagian atas dan memasangnya melalui unit ke titik pembumian di bahagian bawah. Ini kemudian dibumikan kembali ke bekalan. Berhati-hati dengan perkara ini. Katod LED akhir adalah 30V atau lebih kurang di bawah voltan utama puncak 310V. Ini akan menyakitkan jika disentuh sehingga perlu diasingkan dan mana-mana bahagian logam yang boleh bersentuhan tersekat ke bumi untuk memastikan jalan yang jelas untuk arus kerosakan. Perhatikan penggunaan kelenjar kabel di atas dan bawah untuk menghentikan air yang ada masuk ke elektronik. Skru bumi di bahagian bawah berfungsi sebagai penahan untuk "kanister" sesalur dan terdapat lubang saliran sekiranya terdapat kelembapan yang masuk. Ini bukan bekas kalis air tetapi sesendal tersekat dari jari dan lubang saliran berada jauh di atas permukaan tanah. Panci air atas memerlukan beberapa pengedap di bahagian atas dan ini masih belum selesai. Saya berhasrat untuk meletakkan ini di kebun untuk musim panas dan mungkin akan menambah yang lain kemudian.