Restorasi lampu taman tenaga surya bertenaga listrik utama - lampu taman tenaga surya baja tahan karat

Ini memang berasal dari beberapa proyek catu daya saya sebelumnya, tetapi terkait erat dengan catatan sebelum pembongkaran LED.
Sekarang kita semua pergi keluar dan membeli lampu renda kecil musim panas, yang ditenagai oleh energi matahari di siang hari, diisi daya di siang hari, dan dinyalakan di malam hari, dan lampu itu menjadi lampu taman samping.
Tentu saja, masa pakainya terbatas, karena produk impor murah, dalam cuaca buruk di Inggris, paket baterai mudah rusak, terkadang bahkan hanya panel surya saja yang rusak.
Biasanya, Anda membeli empat paket atau lebih dari barang-barang ini, dan sumber cahayanya adalah satu LED berdaya rendah dan murah.
Setelah mereka mati, kita membuang mereka ke tempat sampah dan kemudian ke tempat pembuangan akhir.
Baiklah, coba saya pikirkan, mengapa tidak mengubahnya menjadi catu daya LED 10 watt?
Namun, tempat itu harus aman dan terlindung dari cuaca, serta harganya harus murah.
Saya penasaran apakah ini bisa dilakukan? Apakah 10W akan terlalu besar?
Anda dapat melihat dari gambar bahwa sumber cahaya berupa desain tabung baja tahan karat dengan diameter sekitar 60 mm dan diffuser plastik.
Ditambah lagi penutup berbentuk tabung, yang dipasang di bagian atas dengan panel surya di dalamnya.
Hal pertama yang saya lakukan adalah melepas LED putih dan panel surya persegi dari atap.
Idenya adalah memasang LED pada panel yang terpasang pada radiator, yang mengarah ke atas melalui lubang panel surya.
Baru-baru ini, saya membeli beberapa LED COB inti tunggal 10W. Saya ingin tahu apakah saya dapat menggunakan LED inti tunggal untuk menggunakan daya switching langsung dari catu daya. [240V tanpa isolasi]
Kandidat yang digunakan adalah chip penggerak daya mode sakelar Buck FL7701 dan sensor 1,4mH coilcraft.
Sayangnya, FW dikonversi dari 240V ke blok COB [12V]
Hal ini tidak mudah dilakukan karena arus yang dibutuhkan untuk mengalirkan COB jauh lebih besar daripada 10W yang dapat diproses oleh chip penggerak.
Chip tersebut dapat memproses 0.
Arus 5A dengan tegangan maju 12V hanya akan menghasilkan daya sekitar 5W.
Anda dapat melakukan ini dengan menggunakan konverter maju mode sakelar dengan isolasi, tetapi biayanya mulai meroket. Lagipula, semua ini dianggap murah dan menyenangkan.
Jadi bagaimana saya bisa mendapatkan daya 10W hanya dengan arus 0,5 A?
Berdasarkan teori konservasi energi, satu-satunya cara untuk meningkatkan daya (watt) adalah dengan meningkatkan tegangan (voltage), dan satu-satunya hal yang dapat saya lakukan adalah meningkatkan tegangan maju (forward voltage) LED dengan menggunakan lebih dari satu LED.
Jika Anda melihat indikator pembongkaran LED saya, Anda akan mengerti mengapa mereka mendesainnya seperti itu.
Di eBay, saya dapat dengan mudah menemukan beberapa LED 1W dengan tegangan maju 0F 3V@330mA.
Nah, jika saya menjalankannya pada 266mA menggunakan 10 dan di bawahnya, saya akan mendapatkan 10 x 3 x 0. 266A = 8W... cukup mendekati.
Terdapat pendekatan bipolar untuk pengoperasian pada beban rendah. . .
Jaga agar suhu tetap rendah dan hemat atau perpanjang umur pakai.
Suhu persimpangan yang lebih rendah berarti lampu lalu lintas yang lebih terang.
Melihat foto-foto lampu taman tersebut, yang kita butuhkan adalah cara untuk memasang LED ini. Tentu saja, jika LED tersebut mengkonsumsi daya 266 mA, kita perlu menghilangkan energi 8W di antara LED tersebut, yang membutuhkan radiator.
Diameter dalam pipa baja tahan karat sedikit kurang dari 57 mm, jadi jika saya dapat memasang komponen elektronik apa pun di dalam pipa plastik yang tertutup rapat dan memasangnya di dalam pipa tersebut.
Kemudian saya dapat memasang papan LED menghadap ke bawah di bagian atas wadah dan menerangi diffuser.
Jadi, bagaimana cara kita menata LED-nya?
Pertama, saya memotong ukuran 46.
Gunakan gergaji bundar untuk memotong lingkaran aluminium berdiameter 5 mm melalui lubang tengah. [lihat gambar]
Tutupi salah satu sisinya dengan pita perekat dua sisi yang mampu menghilangkan panas.
Anda bisa membeli selotip ini di eBay. Harganya cukup murah. Biasanya digunakan untuk aksesori radiator. Lihat gambarnya.
Aluminium adalah bahan casing daya yang sudah lama digunakan, tetapi Anda mungkin bisa membelinya di eBay.
Saya menggunakan potongan setebal 2 mm.
Anda perlu menutupi dan mengisolasi logam dari dasar LED, tetapi tetap memiliki konduktivitas termal yang baik.
Gunakan pita perekat panas vertikal dua lapis.
Ini akan mengubah konduktivitas termal. Kita kehilangan 20 derajat Celcius lagi di persimpangan, tetapi itulah yang kita butuhkan.
Saya akan meninjau kembali hal ini nanti, mungkin saya akan melihat solusi yang benar-benar tertutup dan larut dalam air, tetapi tidak sekarang.
Kemudian saya menggunakan AutoCAD untuk memposisikan LED pada alasnya.
Silakan lihat gambar PDF terlampir.
Saya mencetak rencana desain secara proporsional dan menggunakan alat pelubang untuk membuat templat pemasangan tata letak sebagai panduan kasar.
Saya menempelkannya di bagian bawah yang lengket dan menggambar garis luar lingkaran di atas selotip.
Selanjutnya, saya mengatur posisi LED agar saya bisa mengetahui lokasi beberapa pita tembaga, yang akan saya gunakan untuk menghubungkan LED ke permukaan pita isolasi.
Untuk memastikan tidak ada pita tembaga yang masuk ke bagian bawah bongkahan, saya mengelasnya menjadi satu.
Tentu saja, Anda perlu memastikan bahwa katoda terhubung ke anoda.
Anda bisa menempelkannya dan menggunakan kawat di antara pin-pin tersebut, meskipun menggunakan pita tembaga membantu menghilangkan sebagian panas ke dalam pita tersebut.
Dalam hal panas, alat-alat ini menghasilkan banyak panas, sehingga dibutuhkan radiator yang cukup besar.
Saya memilih radiator berukuran 40 x 40 x 30 jam untuk menjaga suhu lantai sekitar 58-60 derajat Celcius.
Dalam hal ini, ukurannya sesuai dengan pelepasan chip surya, sehingga panas pada sambungan antara rumah LED dan rumah panel sekitar 4 derajat Celcius/Watt, dan panas dari satu panel ke panel lainnya adalah 1 derajat Celcius/Watt, yang berarti suhu pada sambungan seharusnya 1 derajat Celcius/Watt. (8x1)+4= kira-kira.
60 + 12 derajat Celcius = 72 derajat Celcius, yang masuk akal.
Tegangan total seluruh LED akan sekitar 10 x 3 V, sehingga arus yang melewatinya akan diuji pada tahap selanjutnya.
File PDF terlampir berisi kerangka yang dapat digunakan sebagai templat, tetapi Anda selalu dapat mendesainnya sendiri.
Periksa lampiran easam, dan Anda dapat mengunduh eviewer untuk memeriksanya. Kita akan menggunakan chip driver fl7701 dan bermain-main dengan perancang spreadsheet Xcel untuk menghasilkan serangkaian angka yang mungkin berhasil.
Kunci dari konverter Buck adalah untuk mengurangi riak ke tingkat yang wajar sesuai dengan nilai RMS yang kita butuhkan.
Gelombang riak secara langsung memengaruhi ukuran dan frekuensi induktor, dan secara tidak langsung.
Oleh karena itu, jika kita meningkatkan riak, kita harus meningkatkan ukuran induktansi. Satu-satunya cara untuk mengurangi induktansi yang dibutuhkan adalah dengan meningkatkan frekuensi.
Lihat gambar terlampir, yang mencantumkan apa yang sedang saya iterasi dan merupakan kunci untuk nilai-nilai pada skema tersebut.
Ini adalah LED yang disolder dan diletakkan di atas templat saya sebelum ditempelkan.
Harap perhatikan cara penggunaan radiator. Pelat radiator dan kartu LED yang terpasang berada di bagian bawah.
Dengan menyesuaikan arus puncak menjadi 500 mA dan meningkatkan arus menjadi 266 mA rms, tegangan pada LED diatur sedikit lebih tinggi dari 30V, yang berarti jika kita memiliki 10 LED, tegangan sebenarnya mendekati 3V maju.
Perhatikan bahwa perhitungan yang diharapkan adalah 286 mA, sedangkan pada kenyataannya kami hanya berhasil mencapai 266 mA.
Frekuensinya seharusnya 101kHz, tetapi tampaknya agak terlalu rendah dalam jangkauan.
Saya akan membahas skema, driver, dan bentuk gelombang pada langkah selanjutnya.
Jadi, saat menyambungkan aliran listrik, lantai akan menyala seperti pohon Natal.
Peringatan!
Ini adalah desain yang tidak terisolasi, jadi semua perangkat yang dapat ditingkatkan ke tingkat daya tersebut perlu diarde secara menyeluruh.
Ini termasuk heat sink. Jika Anda perhatikan dengan saksama, beberapa lubang perlu dibuat meruncing secara otomatis ke heat sink melalui tag pentanahan, bagian logam baja tahan karat, dan pentanahan daya input.
Perhatikan pemasangan kabel LED untuk memastikan tidak terjadi korsleting antara LED dan ground.
Jika demikian, akan ada tegangan yang lebih besar daripada tegangan desain pada LED dan LED tersebut akan segera rusak.
Saya memiliki alat uji yang memiliki transformator isolasi utama, tetapi ketika dihubungkan langsung ke catu daya utama, salah satu sisi induktor berada pada potensial catu daya utama. Jika dihubungkan ke bagian logam terisolasi mana pun, itu akan berbahaya.
Jadi, mari kita lihat kembali apa yang kita butuhkan untuk menggerakkan LED tersebut.
Kami sudah mengatakan bahwa kami perlu mendukung sekitar 266 mA, jadi kami sudah melakukannya.
Catatan skema referensi adalah sebagai berikut: melalui sekering 1 ke penyearah jembatan, dan kemudian dengan dua induktor filter C.
D1 adalah dioda pemulihan dan metode untuk mengurangi arus induktansi.
Gerbang Q1 digerakkan oleh pin 2 dari FL7701 melalui R3, dan D2 membantu membersihkan muatan dari gerbang selama langkah negatif FL7701.
Frekuensi keluaran ditentukan oleh R5/R4.
Kedua pin tersebut memiliki beberapa pin decoupling dan CS.
Pin1 adalah induksi arus, yang memantau tegangan dan karenanya arus yang mengalir melalui r6.
Perhatikan arus puncak R6 0.
5a, yang akan menyebabkan IC direset dan bersiap untuk tahap pengaktifan berikutnya.
Perhatikan apa yang hilang dalam rangkaian ini.
Ujung input tidak memerlukan penutup DC besar pada penyearah.
FL7701 menangani perubahan input secara internal dengan terampil.
Mengingat bahwa ini biasanya merupakan komponen yang mahal, hal ini membantu menghemat biaya.
Setelah papan sirkuit tercetak terisi, saya memeriksa riak yang dihasilkan.
Probe arus digunakan pada katoda modul LED, dan riaknya adalah 150 mA. Arus rata-rata yang diukur oleh instrumen adalah sekitar 1,5 mA. 260 mA.
Untuk LED, arus maksimum dikurangi sebesar 100 mA, sehingga membuatnya lebih dingin, dan dengan demikian memperpanjang umurnya.
Pengukuran frekuensi menunjukkan 81 kHz dan kemiringannya menurun menjadi 1,71 µs.
Ini adalah 13% dari kemampuan chip/sensor, jadi seharusnya sudah cukup baik.
Titik awal dari keseluruhan desain adalah menggunakan 1.
Proses pembuatan kumparan selama empat jam menunjukkan bahwa ada beberapa kesalahan pada papan prototipe. Saya memperbaiki tata letak papan sirkuit tercetak yang baru diunggah.
Perhatikan jumper di atas untuk melewati beberapa perlengkapan yang salah. . . . aduh.
Hal ini menyebabkan beberapa ledakan sebelum saya menyadari kesalahan tersebut...
Pasti lelah!
Ada dua bagian atas dan satu bagian bawah.
Jadi, ini dia, sudah dijahit menjadi satu.
Saya akan melampirkan daftar semua komponen yang saya butuhkan di bagian akhir.
Beberapa hal perlu diperhatikan.
Saya menghubungkan bagian atas radiator ke ground dan mengirimkannya melalui perangkat ke titik ground di bagian bawah.
Kemudian dihubungkan ke sumber daya listrik.
Tontonlah.
Terakhir, tegangan katoda LED kurang dari 310V dan tegangan catu daya puncak sekitar 30V.
Hal ini dapat menyebabkan kerusakan jika tersentuh, oleh karena itu isolasi dan pentanahan pada bagian logam apa pun yang mungkin tersentuh diperlukan untuk memastikan jalur arus gangguan tetap bersih.
Perhatian harus diberikan pada bagian atas dan bawah selongsong segel kabel untuk mencegah air masuk ke dalam peralatan elektronik.
Sekrup pembumian di bagian bawah berfungsi sebagai penahan untuk "wadah" catu daya dan memiliki lubang pembuangan untuk mencegah masuknya kelembapan.
Ini bukan wadah kedap air, tetapi pipa utama tersumbat di bagian ujungnya dan lubang pembuangannya sangat tinggi dari permukaan tanah.
Radiator bagian atas perlu disegel di sekeliling bagian atasnya, dan hal ini perlu diselesaikan.
Saya akan menaruh ini di taman pada musim panas dan menambahkan beberapa lagi nanti.