Şebeke elektriğiyle çalışan güneş enerjili bahçe lambası restorasyonu - paslanmaz çelik güneş enerjili bahçe lambaları

Bu, önceki güç kaynağı projelerimden bazılarına ait, ancak sökme öncesi LED kayıtlarıyla yakından ilgili.
Şimdi hepimiz dışarı çıkıp yazın güneş enerjisiyle çalışan, gündüz şarj olan ve gece açılan, bahçe lambası görevi gören küçük dantel lambalar alıyoruz.
Elbette ömürleri sınırlı, çünkü ucuz ithal ürünler, İngiltere'deki eski hava koşullarında pil paketleri arızalanıyor, bazen sadece güneş panelleri bile bozuluyor.
Genellikle bu ürünlerden dört veya daha fazla paket satın alırsınız ve ışık kaynağı tek, düşük güçlü, ucuz bir LED çeşididir.
Öldüklerinde onları çöp kutusuna, oradan da çöplüğe atıyoruz.
Şöyle bir düşüneyim, neden bunu 10 watt'lık bir LED güç kaynağına dönüştürmeyeyim?
Ama güvenli, hava koşullarından etkilenmeyen ve ucuz olması gerekiyor.
Bunun mümkün olup olmadığını merak ediyorum. 10W çok fazla olur mu?
Resimde de görebileceğiniz gibi, ışık kaynağı yaklaşık 60 mm çapında paslanmaz çelik bir boru ve plastik bir difüzörden oluşmaktadır.
Ayrıca üstüne monte edilmiş, içinde güneş panelleri bulunan boru şeklinde bir kapak daha var.
İlk işim çatıda bulunan beyaz LED'leri ve kare güneş panellerini sökmek oldu.
Buradaki fikir, LED'i radyatöre sabitlenmiş bir panele monte etmek ve bu panelin güneş panelinin açıklığından yukarı doğru geçmesini sağlamaktır.
Geçtiğimiz günlerde 10W'lık tek damarlı COB LED'ler satın aldım. Tek damarlı LED'leri, güç kaynağından doğrudan anahtarlamalı güçle (240V, yalıtımsız) kullanıp kullanamayacağımı öğrenmek istiyorum.
Aday, Buck anahtarlamalı güç sürücü çipi FL7701 ve 1.4mH Coilcraft sensörüdür.
Maalesef, yazılım 240V'tan COB bloğuna [12V] dönüştürüldü.
Çalışması kolay değil çünkü COB'yi geçirmek için gereken akım, sürücü çipinin işleyebileceği 10W'tan çok daha büyük.
Çip 0 işlem yapabilir.
12V ileri gerilime sahip 5A akım, size yalnızca yaklaşık 5W güç sağlayacaktır.
Bunu izolasyonlu ileri dönüştürücü anahtarlamalı mod kullanarak yapabilirsiniz, ancak maliyetler hızla artmaya başlıyor. Sonuçta, tüm bunlar ucuz ve keyifli olarak kabul ediliyor.
Peki, sadece 0,5 A akımla nasıl 10W güç elde edebilirim?
Enerji korunumu teorisini göz önünde bulundurursak, watt değerini artırmanın tek yolu voltajı artırmaktır ve yapabileceğim tek şey, birden fazla LED kullanarak LED'in ileri voltajını artırmaktır.
LED sökme göstergesine bakarsanız, neden o şekilde tasarlandığını anlayacaksınız.
eBay'de, 0F 3V@330mA ileri gerilime sahip 1W LED'leri kolayca bulabiliyorum.
Şimdi, 10 ve altı değerleri kullanarak 266 mA'de çalıştırırsam, sonuç 10 x 3 x 0 olur. 266A=8W... yeterince yakın.
Yük altında çalışma konusunda iki kutuplu bir yaklaşım vardır...
Isıyı düşük tutarak ömrü uzatın veya koruyun.
Kavşaklardaki sıcaklıkların düşük olması, trafik ışıklarının daha düzgün çalışması anlamına gelir.
Bahçe lambalarının fotoğraflarına baktığımızda, bu LED'leri nasıl monte edeceğimize karar vermemiz gerekiyor. Tabii ki, 266 mA akım çektikleri için aralarındaki 8W'lık enerji açığını kapatmamız gerekiyor ki bu da bir ısı dağıtıcısı gerektiriyor.
Paslanmaz çelik borunun iç çapı 57 mm'den biraz daha azdır, bu nedenle herhangi bir elektronik bileşeni kapalı bir plastik boruya yerleştirip bu borunun içine monte edebilirim.
Ardından LED kartını gövdenin üst kısmına aşağı doğru monte edip difüzörü aydınlatabilirim.
Peki, LED'leri nasıl yerleştireceğiz?
Önce 46 numara kestim.
Merkezdeki delikten 5 mm çapında alüminyum bir daire kesmek için dairesel testere kullanın. [resme bakın]
Bir tarafını çift taraflı ısı dağıtım bandıyla kaplayın.
Bu bandı eBay'den satın alabilirsiniz. Oldukça ucuz. Genellikle radyatör aksesuarları için kullanılır. Resme bakın.
Alüminyum eski bir güç ünitesi gövdesidir, ancak eBay'den satın alabilirsiniz.
2 mm kalınlığında bir parça kullandım.
LED'in tabanındaki metal kısmı kaplamanız ve yalıtmanız gerekiyor, ancak yine de iyi bir ısı iletkenliğine sahip olmalı.
Çift katmanlı dikey sıcak bant kullanın.
Bu, ısı iletkenliğini değiştirecektir. Kesişim noktasında 20 derece daha kaybediyoruz, ama ihtiyacımız olan da bu zaten.
Bunu daha sonra tekrar ele alacağım, belki tamamen kapalı, suda çözünebilen bir çözeltiye bakarım, ama şimdilik değil.
Ardından AutoCAD kullanarak LED'i tabana yerleştiriyorum.
Lütfen ekteki PDF görseline bakınız.
Tasarım planını orantılı olarak yazdırdım ve yerleşim düzeni için kabaca bir kılavuz olarak montaj şablonunu yapmak için zımbayı kullandım.
Bunu yapışkanlı tabana yapıştırdım ve dairenin ana hatlarını bant üzerine çizdim.
Ardından, LED'i, yalıtım bandının yüzeyine bağlamak için kullanacağım bazı bakır bantların yerini belirleyebileceğim şekilde yerleştirdim.
Bakır bantların merminin dibine girmemesini sağlamak için onları birbirine kaynakladım.
Elbette, katotun anoda bağlandığından emin olmalısınız.
Bunları yapıştırabilir ve pimler arasına kablo bağlayabilirsiniz, ancak bakır bant kullanmak ısının bir kısmını banda dağıtmaya yardımcı olur.
Isıtma söz konusu olduğunda, bunlar çok fazla ısı üretir, bu nedenle oldukça büyük bir radyatöre ihtiyaç duyulur.
Zemin sıcaklığını 58-60 derece C civarında tutmak için 40 x 40 x 30 saatlik bir radyatör seçtim.
Bu durumda, boyutu güneş çiplerinin çıkarılmasıyla eşleştiğinden, LED gövdesi ile gövde arasındaki bağlantı noktasındaki ısı yaklaşık 4 santigrat derece/Watt, bir panelden diğerine olan ısı ise 1 santigrat derece/Watt'tır; bu da bağlantı noktasındaki sıcaklığın 1 santigrat derece/Watt olması gerektiği anlamına gelir. (8x1)+4= yaklaşık.
60 + 12 santigrat derece = 72 santigrat derece, bu da makul.
LED'lerin toplam voltajı yaklaşık 10 x 3 V olacaktır, bu nedenle bir sonraki aşamada bunlardan geçen akım test edilecektir.
Ekli PDF dosyasında şablon olarak kullanabileceğiniz bir taslak bulunmaktadır, ancak dilediğiniz zaman kendiniz de tasarlayabilirsiniz.
Ekli dosyaları kontrol edin ve incelemek için eviewer'ı indirebilirsiniz. Bir FL7701 sürücü çipi kullanacağız ve işe yarayabilecek bir sayı kümesi oluşturmak için Excel elektronik tablo tasarımcısıyla oynayacağız.
Buck dönüştürücünün temel amacı, ihtiyaç duyduğumuz RMS değeri göz önüne alındığında dalgalanmayı makul bir seviyeye indirmektir.
Dalgalanmalar, indüktörlerin boyutunu ve frekansını doğrudan ve dolaylı olarak etkiler.
Dolayısıyla, dalgalanmayı artırırsak, endüktans boyutunu da artırmamız gerekir. Gerekli endüktansı azaltmanın tek yolu frekansı artırmaktır.
Ekli resimde, üzerinde çalıştığım şeyin ne olduğunu ve şemadaki değerlerin anahtarını görebilirsiniz.
Bu, yapıştırmadan önce şablonumun üzerine yerleştirilmiş lehimli LED'dir.
Lütfen radyatörün kullanımına dikkat edin. Radyatör plakası ve takılı LED kartı alttadır.
Tepe akımını 500 mA'ya ayarlayarak ve akımı 266 mA rms'ye çıkararak, LED üzerindeki voltaj 30V'tan biraz daha yüksek bir değere ayarlanır; bu da 10 LED'imiz varsa, voltajın aslında 3V'a yakın bir ileri yönde olacağı anlamına gelir.
Hesaplamanın 286 milyon yıl sürmesi beklenirken, gerçekte sadece 266 milyon yıl sürdüğünü belirtmekte fayda var.
Frekans 101 kHz olmalıydı, ancak aralık olarak biraz düşük görünüyor.
Bir sonraki adımda şemaları, sürücüleri ve dalga biçimlerini ele alacağım.
Yani fişi takınca yer adeta bir Noel ağacı gibi ışıklarla aydınlanıyor.
Dikkat!
Bu, izole edilmemiş bir tasarımdır; bu nedenle, güç seviyesine yükseltilebilecek tüm cihazların iyice topraklanması gerekir.
Bu, ısı dağıtıcılarını da içerecektir. Dikkatlice bakarsanız, topraklama etiketi, paslanmaz çelik metal parçalar ve giriş gücü topraklaması yoluyla ısı dağıtıcılarına otomatik olarak daraltılması gereken birkaç delik olduğunu göreceksiniz.
LED'in kablolamasına dikkat edin ve LED ile toprak arasında kısa devre olmadığından emin olun.
Eğer durum böyleyse, LED'ler tasarım voltajından daha yüksek voltajlara maruz kalacak ve kısa sürede bozulacaklardır.
Elimde ana izolasyon transformatörüne sahip bir test cihazı var, ancak doğrudan ana güç kaynağına bağlandığında, indüktörün bir tarafı ana güç kaynağı potansiyelinde kalıyor. Herhangi bir izole edilmiş metal parçasına bağlanırsa, tehlikeli olacaktır.
Şimdi geriye dönüp LED'i çalıştırmak için nelere ihtiyacımız olduğuna bakalım.
Yaklaşık 266 mA'lık bir akımı desteklememiz gerektiğini zaten söylemiştik, bu yüzden bunu yaptık.
Referans şematik notları aşağıdaki gibidir: sigorta 1 üzerinden köprü doğrultucuya ve ardından iki adet C filtre indüktörüne.
D1, bir geri kazanım diyotudur ve endüktans akımını azaltma yöntemidir.
Q1 kapısı, R3 aracılığıyla FL7701'in 2 numaralı pini tarafından sürülür ve D2, FL7701'in negatif stroku sırasında kapıdan yükün temizlenmesine yardımcı olur.
Çıkış frekansı R5/R4 ile ayarlanır.
İki pin arasında bir miktar ayırma ve CS pinleri bulunmaktadır.
Pin1, voltajı ve dolayısıyla r6 üzerinden geçen akımı izleyen bir akım indüksiyon sensörüdür.
R6 0'ın tepe akımına bakın.
5a, bu da IC sıfırlamasına ve bir sonraki açma aşamasına hazırlık yapılmasına yol açacaktır.
Bu devrede neyin eksik olduğuna dikkat edin.
Giriş ucunun doğrultucunun büyük bir DC kapsama alanına ihtiyacı yoktur.
FL7701, giriş değişikliklerini dahili olarak ustalıkla ele alır.
Bu parçanın genellikle pahalı olduğunu göz önünde bulundurursak, maliyetten tasarruf etmeye yardımcı olur.
Baskılı devre kartı doldurulduktan sonra dalgalanmayı kontrol ettim.
Akım probu LED modülünün katoduna uygulanmıştır ve dalgalanma 150 mA'dir. Cihaz tarafından ölçülen ortalama akım yaklaşık 1,5 mA'dir. 260mA.
LED'ler için maksimum akım 100 mA azaltılarak daha az ısınırlar ve böylece ömürleri uzar.
Frekans ölçümleri 81 kHz olarak belirlendi ve eğim 1,71 μs'ye düştü.
Bu, çip/sensör kapasitesinin %13'ü, yani iyi olmalı.
Tüm tasarımın başlangıç ​​noktası 1'i kullanmaktır.
Dört saatlik bobin işlemi, prototip devre kartında bazı hatalar olduğunu gösterdi. Yeni yüklenen baskılı devre kartının düzenini düzelttim.
Yukarıdaki jumper'a dikkat edin, bazı hatalı bağlantıları atlamak için kullanılıyor... aman Allahım.
Hatayı fark etmeden önce birkaç patlama oldu...
Yorgun olmalı!
Üstte iki, altta bir bölüm var.
İşte burası dikilmiş hali.
İhtiyaç duyduğum tüm parçaların listesini en sonda ekleyeceğim.
Bazı şeylere dikkat etmek gerekiyor.
Radyatörün üst kısmını toprakladım ve kabloyu cihaz üzerinden alttaki topraklama noktasına gönderdim.
Ardından güç kaynağına topraklanır.
İzleyin.
Son olarak, LED'in katot voltajı 310V'tan azdır ve tepe güç kaynağı voltajı yaklaşık 30V'tur.
Temas halinde hasara yol açabileceğinden, arıza akımının geçebileceği yolun açık kalmasını sağlamak için temas edilebilecek tüm metal parçaların yalıtılması ve topraklanması gereklidir.
Elektronik cihaza su girmesini önlemek için kablo sızdırmazlık kılıfının üst ve alt kısımlarına dikkat edilmelidir.
Alttaki topraklama vidası, güç kaynağının "kutusu" için bir durdurucu görevi görür ve nemin girmesini önlemek için bir tahliye deliğine sahiptir.
Bu su geçirmez bir konteyner değil, ancak ana boru parmakla kapatılmış ve tahliye deliği yerden çok yüksekte.
Üst radyatörün üst kısmının sızdırmaz hale getirilmesi gerekiyor ve bu işlem tamamlanmalı.
Bunu yazın bahçeye dikeceğim ve daha sonra biraz daha ekleyeceğim.