Restauro di luci solari da giardino alimentate dalla rete elettrica - luci solari da giardino in acciaio inossidabile

Questo proviene effettivamente da alcuni dei miei precedenti progetti di alimentatori, ma è strettamente correlato ai LED prima dello smontaggio.
Ora tutti usciamo e compriamo le piccole lampade di pizzo estive, che si alimentano a energia solare durante il giorno, si caricano durante il giorno e si accendono di notte, diventando così lampade da giardino.
Certo, la loro durata è limitata, perché i prodotti economici importati, con il clima rigido della Gran Bretagna, tendono a guastarsi, e a volte persino i pannelli solari.
Solitamente si acquistano quattro o più confezioni di questi articoli, e la sorgente luminosa è un singolo tipo di LED a bassa potenza ed economico.
Una volta morti, li gettiamo nel bidone dell'immondizia e poi nella discarica.
Beh, fammi pensare, perché non convertirlo in un alimentatore per LED da 10 watt?
Ma deve essere un luogo sicuro, al riparo dalle intemperie e deve essere economico.
Mi chiedo se sia possibile farlo. 10W saranno troppi?
Come si può vedere dall'immagine, la sorgente luminosa è costituita da un tubo in acciaio inossidabile con un diametro di circa 60 mm e un diffusore in plastica.
Inoltre, è presente un altro coperchio tubolare, montato in alto, con pannelli solari all'interno.
La prima cosa che ho fatto è stata rimuovere i pannelli solari quadrati e a LED bianchi dal tetto.
L'idea è di installare il LED su un pannello fissato al radiatore, che passa verso l'alto attraverso l'apertura del pannello solare.
Di recente ho acquistato dei LED COB single-core da 10W. Vorrei sapere se posso utilizzare questi LED single-core con un alimentatore switching, prelevandolo direttamente dall'alimentatore stesso. [240V senza isolamento]
Il candidato è un chip driver di potenza a commutazione Buck FL7701 e un sensore Coilcraft da 1,4 mH.
Sfortunatamente, il firmware è stato convertito da 240 V a blocco COB [12 V]
Non è facile da realizzare perché la corrente necessaria per far passare il COB è molto superiore ai 10 W che può essere elaborata dal chip driver.
Il chip può elaborare 0.
Con un alimentatore da 5A e una tensione diretta di 12V, la potenza erogata sarà di soli 5W circa.
È possibile farlo utilizzando un convertitore switching forward con isolamento, ma il costo inizia a lievitare. Dopotutto, tutto ciò è considerato economico e conveniente.
Quindi come posso ottenere 10W con solo 0,5 A di corrente.
Considerando la teoria della conservazione dell'energia, l'unico modo per aumentare la potenza è aumentare la tensione, e l'unica cosa che posso fare è aumentare la tensione diretta del LED utilizzandone più di uno.
Se guardate il mio indicatore di smontaggio a LED, capirete perché è stato progettato in quel modo.
Su eBay posso trovare facilmente dei LED da 1W con una tensione diretta di 0F 3V@330mA.
Ora, se li faccio funzionare a 266 mA usando 10 o meno, ottengo 10 x 3 x 0. 266 A = 8 W... abbastanza vicino.
Esiste un approccio bipolare al funzionamento sotto carico...
Mantieni basso il calore e conserva o prolunga la durata.
Temperature più basse agli incroci significano semafori più luminosi.
Guardando le foto delle luci da giardino, ciò di cui abbiamo bisogno è un modo per installare questi LED. Ovviamente, se assorbono 266 mA, dobbiamo dissipare gli 8 W di energia tra di loro, il che richiede un dissipatore.
Il diametro interno del tubo in acciaio inossidabile è leggermente inferiore a 57 mm, quindi se posso installare qualsiasi componente elettronico in un tubo di plastica sigillato e installarlo nel tubo.
A quel punto posso installare la scheda LED rivolta verso il basso sulla parte superiore dell'alloggiamento e illuminare il diffusore.
Quindi, come disponiamo i LED?
Per prima cosa, ho tagliato un 46.
Utilizzare una sega circolare per tagliare un cerchio di alluminio di 5 mm di spessore attraverso il foro centrale. [vedi immagine]
Coprire un lato con nastro biadesivo termoconduttivo.
Puoi acquistare questo nastro su eBay. È piuttosto economico. Di solito si usa per gli accessori dei radiatori. Guarda l'immagine.
L'alluminio è un materiale obsoleto per gli alloggiamenti degli alimentatori, ma potresti riuscire a trovarlo su eBay.
Ho usato un pezzo spesso 2 mm.
È necessario coprire e isolare la parte metallica dalla base del LED, mantenendo però una buona conduttività termica.
Utilizzare nastro adesivo termico verticale a doppio strato.
Questo modificherà la conduttività termica. Perderemo altri 20 gradi Celsius all'incrocio, ma è proprio ciò di cui abbiamo bisogno.
Ci tornerò più avanti, magari prenderò in considerazione una soluzione idrosolubile completamente sigillata, ma non ora.
Successivamente utilizzo AutoCAD per posizionare il LED sulla base.
Si prega di fare riferimento all'immagine PDF allegata.
Ho stampato il progetto in proporzione e ho usato la perforatrice per creare la dima di installazione per il layout, come guida approssimativa.
Ho applicato questo sulla parte adesiva e ho disegnato il contorno del cerchio sul nastro.
In seguito, ho posizionato il LED in modo da poter individuare la posizione di alcuni nastri di rame, che avrei utilizzato per collegare il LED alla superficie del nastro isolante.
Per evitare che delle fasce di rame invadessero la parte inferiore del proiettile, le ho saldate insieme.
Naturalmente, bisogna assicurarsi che il catodo vada all'anodo.
È possibile incollarli e utilizzare dei fili tra i pin, anche se l'uso di nastro di rame aiuta a dissipare parte del calore nel nastro stesso.
Nel caso del calore, questi generano molto calore, quindi è necessario un radiatore di dimensioni considerevoli.
Ho scelto un radiatore da 40 x 40 x 30 ore per mantenere il pavimento a circa 58-60 gradi C.
In questo caso, le sue dimensioni corrispondono alla rimozione dei chip solari, in modo che il calore alla giunzione tra l'alloggiamento LED e l'alloggiamento sia di circa 4 gradi Celsius/Watt e il calore da un pannello all'altro sia di 1 grado Celsius/Watt, il che significa che la temperatura alla giunzione dovrebbe essere di 1 grado Celsius/Watt. (8x1)+4= circa.
60 + 12 gradi centigradi = 72 gradi centigradi, il che è ragionevole.
La tensione totale dell'intero LED sarà di circa 10 x 3 V, quindi la corrente che li attraversa verrà testata nella fase successiva.
Il PDF allegato contiene una bozza che può essere utilizzata come modello, ma puoi sempre progettarla tu stesso.
Controlla gli allegati di easam e puoi scaricare eviewer per esaminarli. Useremo un chip driver fl7701 e giocheremo con il designer di fogli di calcolo Xcel per trovare una serie di numeri che potrebbero funzionare.
La caratteristica principale di un convertitore Buck è ridurre l'ondulazione a un livello accettabile, tenendo conto del valore RMS richiesto.
Le ondulazioni influenzano direttamente e indirettamente le dimensioni e la frequenza degli induttori.
Pertanto, se aumentiamo l'ondulazione, dobbiamo aumentare l'induttanza. L'unico modo per ridurre l'induttanza necessaria è aumentare la frequenza.
Si veda l'immagine allegata, che elenca gli elementi su cui sto iterando e che costituisce la legenda dei valori nello schema.
Questo è il LED saldato posizionato sul mio modello prima dell'incollaggio.
Si prega di prestare attenzione all'utilizzo del dissipatore di calore. La piastra del dissipatore e la scheda LED installata si trovano nella parte inferiore.
Regolando la corrente di picco a 500 mA e aumentando la corrente a 266 mA rms, la tensione sul LED viene impostata a un valore leggermente superiore a 30 V, il che significa che se abbiamo 10 LED, la tensione è effettivamente vicina a 3 V in polarizzazione diretta.
Si noti che il calcolo previsto è di 286 ma, mentre in realtà ne abbiamo ottenuti solo 266.
La frequenza dovrebbe essere di 101 kHz, ma sembra un po' bassa nell'ambito di applicazione.
Nel prossimo passaggio parlerò di schemi, driver e forme d'onda.
Quindi, collegando la corrente, il pavimento si illumina come un albero di Natale.
Attenzione!
Si tratta di un progetto non isolato, pertanto tutti i dispositivi che possono essere potenziati a tale livello di potenza devono essere correttamente messi a terra.
Ciò includerà i dissipatori di calore. Se si osserva attentamente, diversi fori devono essere automaticamente rastremati verso i dissipatori di calore attraverso il terminale di messa a terra, le parti metalliche in acciaio inossidabile e la messa a terra dell'alimentazione in ingresso.
Presta attenzione al cablaggio del LED per assicurarti che non vi sia un cortocircuito tra il LED e la massa.
In tal caso, sui LED saranno presenti tensioni superiori alla tensione nominale e questi si danneggeranno rapidamente.
Ho un dispositivo di prova dotato di un trasformatore di isolamento principale, ma quando viene collegato direttamente all'alimentatore di rete, un lato dell'induttore si trova al potenziale dell'alimentatore di rete. Se viene collegato a qualsiasi parte metallica isolata, rappresenta un pericolo.
Quindi, torniamo indietro e vediamo di cosa abbiamo bisogno per pilotare il LED.
Avevamo già detto che dovevamo supportare circa 266 mA, e così abbiamo fatto.
Le note dello schema di riferimento sono le seguenti: attraverso il fusibile 1 nel raddrizzatore a ponte, e poi con due induttori di filtro C.
D1 è un diodo di recupero e un metodo per ridurre la corrente di induttanza.
Il gate Q1 è pilotato dal pin 2 di FL7701 tramite R3, e D2 contribuisce a scaricare la carica dal gate durante la fase negativa di FL7701.
La frequenza di uscita è impostata da R5/R4.
I due pin hanno un certo disaccoppiamento e pin CS.
Il pin 1 è un induttore di corrente, che monitora la tensione e quindi la corrente che attraversa r6.
Fare riferimento alla corrente di picco di R6 0.
5a, che porterà al ripristino del circuito integrato e alla preparazione per la fase di accensione successiva.
Osservate cosa manca in questo circuito.
L'estremità di ingresso non necessita di un grande coperchio in corrente continua del raddrizzatore.
Il modello FL7701 gestisce internamente in modo efficiente le modifiche agli ingressi.
Considerando che si tratta solitamente di un componente costoso, è utile ridurre i costi.
Una volta riempito il circuito stampato, ho controllato l'ondulazione.
La sonda di corrente viene utilizzata sul catodo del modulo LED e l'ondulazione è di 150 mA. La corrente media misurata dallo strumento è di circa 1,5 mA. 260 mA.
Per i LED, la corrente massima viene ridotta di 100 mA, rendendoli più freddi e prolungandone così la durata.
Le misurazioni della frequenza erano di 81 kHz e la pendenza è diminuita a 1,71 µs.
Si tratta del 13% della capacità del chip/sensore, quindi dovrebbe andare bene.
Il punto di partenza dell'intero progetto è utilizzare 1.
Il processo di avvolgimento di quattro ore ha rivelato la presenza di alcuni errori sulla scheda prototipo. Ho corretto il layout della scheda a circuito stampato appena caricata.
Nota il ponticello qui sopra per bypassare alcuni apparecchi errati... ops.
Ciò ha provocato alcune esplosioni prima che mi rendessi conto dell'errore...
Devo essere stanco!
Ci sono due parti superiori e una parte inferiore.
Ecco, è cucito insieme.
Allegherò alla fine un elenco di tutti i pezzi di cui ho bisogno.
Alcune cose richiedono attenzione.
Ho collegato a terra la parte superiore del radiatore e ho fatto passare la corrente attraverso il dispositivo fino a un punto di messa a terra nella parte inferiore.
Quindi viene collegato a terra all'alimentatore.
Guardalo.
Infine, la tensione del catodo del LED è inferiore a 310 V e la tensione di picco dell'alimentatore è di circa 30 V.
Questo può causare danni in caso di contatto, pertanto è necessario isolare e mettere a terra qualsiasi parte metallica che possa essere toccata per garantire che il percorso della corrente di guasto sia libero.
Occorre prestare attenzione alla parte superiore e inferiore del manicotto di tenuta del cavo per impedire all'acqua di penetrare nelle apparecchiature elettroniche.
La vite di messa a terra nella parte inferiore funge da fermo per il "contenitore" dell'alimentatore ed è dotata di un foro di drenaggio per impedire l'ingresso di umidità.
Questo non è un contenitore impermeabile, ma il tubo principale è bloccato all'interno del raccordo e il foro di scarico è molto alto da terra.
Il radiatore superiore deve essere sigillato nella parte superiore, operazione che deve essere completata.
Ho intenzione di metterla in giardino d'estate e aggiungerne altre in seguito.