Restauración de luces solares de jardín alimentadas por la red eléctrica - luces solares de jardín de acero inoxidable

Esto proviene de algunos de mis proyectos anteriores de fuentes de alimentación, pero está estrechamente relacionado con los registros del LED antes del desmontaje.
Ahora todos salimos a comprar las pequeñas lámparas de encaje veraniegas, que se alimentan de energía solar durante el día, se cargan durante el día y se encienden por la noche, convirtiéndose así en una lámpara de jardín auxiliar.
Por supuesto, su vida útil es limitada, porque los productos importados baratos, con el clima impredecible de Gran Bretaña, hacen que las baterías fallen, e incluso a veces fallan solo los paneles solares.
Normalmente, se compran cuatro o más paquetes de estos dispositivos, y la fuente de luz es un único LED de baja potencia y económico.
Una vez que mueren, los tiramos a la basura y luego al vertedero.
Bueno, déjame pensar, ¿por qué no convertirlo en una fuente de alimentación LED de 10 vatios?
Pero debe ser seguro, estar protegido de la intemperie y ser barato.
Me pregunto si esto se puede hacer. ¿10 W serán demasiados?
Como se puede apreciar en la imagen, la fuente de luz es un tubo de acero inoxidable con un diámetro de aproximadamente 60 mm y un difusor de plástico.
Además, cuenta con otra tapa tubular, montada en la parte superior, con paneles solares en su interior.
Lo primero que hice fue quitar los paneles solares cuadrados y el LED blanco del techo.
La idea es instalar el LED en un panel fijado al radiador, que se extiende hacia arriba a través de la abertura del panel solar.
Recientemente adquirí algunos LED COB monocore de 10 W. Me gustaría saber si puedo utilizarlos con una fuente de alimentación conmutada de 240 V sin aislamiento.
El candidato es un chip controlador de potencia de modo de conmutación Buck FL7701 y un sensor Coilcraft de 1,4 mH.
Desafortunadamente, el FW se convirtió de 240V al bloque COB[12V]
No es fácil trabajar con él porque la corriente necesaria para que pase el COB es mucho mayor que los 10 W que puede procesar el chip controlador.
El chip puede procesar 0.
Con una corriente de 5 A y una tensión directa de 12 V, solo conseguirás alcanzar unos 5 W.
Esto se puede lograr utilizando un convertidor de conmutación directa con aislamiento, pero el costo está empezando a dispararse. Al fin y al cabo, todo esto se considera económico y agradable.
Entonces, ¿cómo puedo obtener 10W con solo 0,5 A de corriente?
Teniendo en cuenta la teoría de la conservación de la energía, la única forma de aumentar la potencia es aumentar el voltaje, y lo único que puedo hacer es aumentar el voltaje directo del LED utilizando más de uno de ellos.
Si observas mi indicador de desmontaje LED, verás por qué lo hicieron de esa manera en el diseño.
En eBay puedo encontrar fácilmente algunos LED de 1W con un voltaje directo de 0F 3V@330mA.
Ahora, si los hago funcionar a 266 mA usando 10 o menos, termino con 10 x 3 x 0. 266 A = 8 W... bastante cerca.
Existe un enfoque bipolar para el funcionamiento bajo carga...
Mantén el calor bajo y conserva o prolonga la vida útil.
Temperaturas más bajas en las intersecciones significan semáforos más alegres.
Al observar las fotos de las luces del jardín, lo que necesitamos es una forma de instalar estos LED. Por supuesto, si consumen 266 mA, debemos eliminar los 8 W de energía entre ellos, lo que requiere un disipador de calor.
El diámetro interior del tubo de acero inoxidable es ligeramente inferior a 57 mm, por lo que si puedo instalar cualquier componente electrónico en un tubo de plástico sellado e instalarlo en el tubo.
Entonces podré instalar la placa LED en la parte superior de la carcasa, mirando hacia abajo, e iluminar el difusor.
Entonces, ¿cómo colocamos el LED?
Primero, corté un 46.
Utilice una sierra circular para cortar un círculo de aluminio de 5 mm a través del orificio central. [Ver imagen]
Cubra un lado con cinta aislante térmica de doble cara.
Puedes comprar esta cinta en eBay. Es bastante económica. Se suele usar para accesorios de radiadores. Mira la imagen.
El aluminio es un material antiguo para las carcasas de alimentación, pero es posible que puedas comprarlo en eBay.
Utilicé una pieza de 2 mm de grosor.
Es necesario cubrir y aislar el metal de la base del LED, pero manteniendo una buena conductividad térmica.
Utilice cinta aislante térmica vertical de doble capa.
Esto modificará la conductividad térmica. Perdemos otros 20 grados Celsius en la intersección, pero eso es precisamente lo que necesitamos.
Volveré sobre este tema más adelante, tal vez examine una solución hidrosoluble completamente sellada, pero no ahora.
Luego utilizo AutoCAD para posicionar el LED en la base.
Consulte la imagen en formato PDF adjunta.
Imprimí el plano de diseño a escala y utilicé la perforadora para crear la plantilla de instalación del diseño a modo de guía aproximada.
Lo coloqué en la parte inferior adhesiva y dibujé el contorno del círculo sobre la cinta.
A continuación, coloqué el LED de manera que pudiera determinar la ubicación de unas cintas de cobre que usaría para conectar el LED a la superficie de la cinta aislante.
Para asegurarme de que ninguna banda de cobre penetrara en la parte inferior del lingote, las soldé entre sí.
Por supuesto, hay que asegurarse de que el cátodo vaya al ánodo.
Puedes pegarlos y usar algún tipo de cableado entre los pines, aunque usar cinta de cobre ayuda a disipar parte del calor en la cinta.
En el caso del calor, estos generan mucho calor, por lo que se necesita un radiador considerable.
Elegí un radiador de 40 x 40 x 30 horas para mantener el suelo a unos 58-60 grados C.
En este caso, su tamaño coincide con la extracción de chips solares, de modo que el calor en la unión entre la carcasa del LED y la carcasa es de aproximadamente 4 grados Celsius/Watt, y el calor de un panel a otro es de 1 grado Celsius/Watt, lo que significa que la temperatura en la unión debería ser de 1 grado Celsius/Watt. (8x1)+4= aprox.
60 + 12 grados centígrados = 72 grados centígrados, lo cual es razonable.
El voltaje total de todos los LED será de aproximadamente 10 x 3 V, por lo que la corriente que pasa a través de ellos se probará en la siguiente etapa.
El PDF adjunto contiene un esquema que puede utilizarse como plantilla, pero siempre puedes diseñarlo tú mismo.
Revisa los archivos adjuntos de easam y puedes descargar eviewer para examinarlos. Usaremos un chip controlador fl7701 y experimentaremos con el diseñador de hojas de cálculo de Excel para obtener un conjunto de números que podrían funcionar.
La clave del convertidor Buck es reducir la ondulación a un nivel razonable, teniendo en cuenta el valor RMS que necesitamos.
Las ondulaciones afectan directamente al tamaño y la frecuencia de los inductores, e indirectamente.
Por lo tanto, si aumentamos la ondulación, debemos aumentar la inductancia. La única forma de reducir la inductancia necesaria es aumentar la frecuencia.
Consulte la imagen adjunta, que muestra en qué estoy trabajando y es la clave para los valores del diagrama.
Este es el LED soldado colocado en mi plantilla antes de pegarlo.
Preste atención al uso del radiador. La placa del radiador y la tarjeta LED instalada se encuentran en la parte inferior.
Ajustando la corriente máxima a 500 mA y aumentando la corriente a 266 mA rms, el voltaje en el LED se establece en un valor ligeramente superior a 30 V, lo que significa que si tenemos 10 LED, el voltaje en realidad es cercano a 3 V en polarización directa.
Tenga en cuenta que el cálculo previsto es de 286 ma, mientras que en realidad solo conseguimos 266.
La frecuencia debería ser de 101 kHz, pero parece un poco baja para el rango.
En el siguiente paso, hablaré sobre esquemas, controladores y formas de onda.
Al enchufar la corriente, el suelo se ilumina como un árbol de Navidad.
¡Precaución!
Este diseño no está aislado, por lo que todos los dispositivos que puedan actualizarse a este nivel de potencia deben estar completamente conectados a tierra.
Esto incluirá disipadores de calor. Si observa con atención, varios orificios deben ser biselados automáticamente hacia los disipadores de calor a través de la etiqueta de conexión a tierra, las piezas metálicas de acero inoxidable y la conexión a tierra de la alimentación de entrada.
Presta atención al cableado del LED para asegurarte de que no haya un cortocircuito entre el LED y la toma de tierra.
Si esto ocurre, los LED tendrán voltajes superiores al voltaje de diseño y se destruirán pronto.
Tengo un dispositivo de prueba con un transformador de aislamiento principal, pero al conectarlo directamente a la fuente de alimentación principal, un lado del inductor queda a la misma tensión que la fuente de alimentación. Si se conecta a cualquier pieza metálica aislada, representa un peligro.
Así que echemos un vistazo atrás y veamos qué necesitamos para alimentar el LED.
Ya hemos dicho que necesitamos soportar alrededor de 266 mA, así que ya lo hemos hecho.
Las notas del esquema de referencia son las siguientes: a través del fusible 1 hacia el rectificador de puente y luego con dos inductores de filtro C.
D1 es un diodo de recuperación y un método para reducir la corriente de inductancia.
La compuerta Q1 es accionada por el pin 2 de FL7701 a través de R3, y D2 ayuda a eliminar la carga de la compuerta durante la carrera negativa de FL7701.
La frecuencia de salida se ajusta mediante R5/R4.
Los dos pines tienen cierto desacoplamiento y pines CS.
El pin 1 es un sensor de corriente que monitoriza la tensión y, por lo tanto, la corriente que pasa por r6.
Consulte la corriente pico de R6 0.
5a, lo que provocará el reinicio del IC y la preparación para la siguiente etapa de encendido.
Fíjate en lo que falta en este circuito.
La entrada no necesita una cubierta de CC grande para el rectificador.
El FL7701 gestiona internamente los cambios de entrada con gran destreza.
Teniendo en cuenta que suele ser una pieza cara, ayuda a ahorrar costes.
Una vez que se completó la instalación de la placa de circuito impreso, comprobé la ondulación.
La sonda de corriente se utiliza en el cátodo del módulo LED, y la ondulación es de 150 mA. La corriente promedio medida por el instrumento es de aproximadamente 1,5 mA. 260 mA.
En el caso de los LED, la corriente máxima se reduce en 100 mA, lo que hace que se enfríen menos y, por lo tanto, prolonga su vida útil.
Las mediciones de frecuencia fueron de 81 kHz y la pendiente disminuyó a 1,71 µs.
Esto representa el 13% de la capacidad del chip/sensor, así que debería ser suficiente.
El punto de partida de todo el diseño es utilizar 1.
El proceso de bobinado de cuatro horas reveló algunos errores en la placa prototipo. Corregí el diseño de la placa de circuito impreso recién cargada.
Fíjese en el puente de arriba para evitar algunos accesorios incorrectos. . . . ¡Vaya!
Esto provocó algunas explosiones antes de que me diera cuenta del error. . .
¡Debe estar cansado!
Tiene dos partes superiores y una parte inferior.
Así que aquí está cosido.
Adjuntaré al final una lista de todas las piezas que necesito.
Hay cosas que necesitan atención.
Conecté a tierra la parte superior del radiador y la envié a través del dispositivo hasta un punto de conexión a tierra en la parte inferior.
Luego se conecta a tierra a la fuente de alimentación.
Míralo.
Finalmente, la tensión del cátodo del LED es inferior a 310 V y la tensión máxima de la fuente de alimentación es de aproximadamente 30 V.
Esto puede causar daños si entra en contacto con él, por lo que es necesario aislar y conectar a tierra cualquier parte metálica que pueda tocarse para garantizar que la ruta de la corriente de falla esté despejada.
Se debe prestar atención a la parte superior e inferior del manguito de sellado del cable para evitar que el agua penetre en el equipo electrónico.
El tornillo de conexión a tierra en la parte inferior actúa como tope para la carcasa de la fuente de alimentación y tiene un orificio de drenaje para evitar la entrada de humedad.
Este no es un contenedor impermeable, pero la tubería principal está bloqueada en la abertura y el orificio de drenaje está muy alto desde el suelo.
Es necesario sellar el radiador superior alrededor de la parte superior, lo cual debe completarse.
Voy a plantar esto en el jardín en verano y añadiré más después.