Mains Powered Solar Garden Banayad na Pagpapanumbalik: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sinusundan talaga ito mula sa ilan sa aking nakaraang mga proyekto na pinapatakbo ng mains ngunit malapit na nauugnay sa LED Teardown na dating naitala.

Ngayon lahat kami ay lumabas at binili ang mga ito sa tag-araw, ang mga maliliit na ilaw ng hangganan ng bulaklak na pinapagana ng solar at sisingilin sa araw at sa sandaling magsimula ang gabi ay kumilos sila bilang isang hangganan ng ilaw sa hardin. Siyempre mayroon silang isang limitadong pagkatao murang mga pag-import na nagdurusa sa magandang lumang panahon ng British na may mga nabigong mga pack ng baterya at kung minsan ay nabigo lamang sa mga solar panel.

Karaniwan binibili mo ang mga bagay na ito sa mga pack na 4 o higit pa at ang ilaw na mapagkukunan ay isang solong mababang lakas na pinangungunahan ng murang uri ng iba't-ibang. Kapag patay na itinapon namin ang mga ito sa basurahan at off sa landfill pumunta sila. Sa gayon ay napaisip ako, bakit hindi i-convert ito sa isang unit na pinalakas ng mains na may 10W ng LED's. Ito ay magiging ligtas bagaman at protektado mula sa panahon at kailangan itong maging mura. Maaari bang magawa ito ay nagtaka ako, at magiging sobra ang 10W? Mula sa mga larawan maaari mong makita na ang mapagkukunan ng ilaw ay isang pantubo na disenyo ng halos 60mm diameter ng hindi kinakalawang na asero at isang plastic diffuser. Dagdagan ang isa pang pantubo na takip na umaangkop sa itaas kasama ang solar panel sa.

Hakbang 1: Ang Pagtukoy ng LED

Kamakailan-lamang na bumili ng ilang 10W solong COB led's naisip ko kung posible na gumamit ng isang solong at gumamit ng isang switch mode power supply nang direkta mula sa mains [240V UnIsolated] Ang Kandidato ay isang buck switch mode power driver chip FL7701 at inductor 1.4mH coilcraft. Sa kasamaang palad ang pag-convert mula sa 240v patungong FW ng COB block [12V] ay hindi madaling gumana dahil ang kasalukuyang kinakailangan sa pamamagitan ng COB ay mas malaki kaysa sa mahawakan ng driver chip kung nais mong 10W. Maaaring hawakan ng maliit na tilad ang 0.5A na may isang boltahe na pasulong na 12v ay makukuha ka lamang sa 5W o doon. Maaari mong gamitin ang isang forward converter switch mode na may paghihiwalay na gagawa ng trabaho ngunit ang gastos ay nagsisimulang tumaas, pagkatapos ng lahat ay mura at masayang ito. Kaya paano ako makakakuha ng 10W na may 0.5 A lamang na kasalukuyang. Mahusay na binigyan ng konserbasyon ng teorya ng enerhiya ang tanging paraan upang madagdagan ang wattage ay upang madagdagan ang boltahe, at ang tanging paraan na magagawa ko iyon ay upang madagdagan ang pasulong na boltahe ng led sa pamamagitan ng paggamit ng higit sa isa sa kanila. Kung titingnan mo ang aking tinuturo sa LED Teardown maaari mong makita kung bakit nila ito ginawa sa disenyo na iyon. Pagba-browse sa EBAY kaagad kong natagpuan ang ilang mga 1W led na may isang boltahe sa unahan 0f 3V @ 330mA. Ngayon kung ginamit ko ang 10 at sa ilalim ay pinatakbo ang mga ito @ 266mA magtatapos ako sa 10 x 3 x0.266A = 8W… sapat na malapit. Ang underrun ay may isang diskarte sa dalawang pol ….panatili ang init at samakatuwid panatilihin o pahabain ang buhay. Ang mas mababang junction temp ay nangangahulugang masayang ilaw.

Hakbang 2: Ang LED Base

Ang pagtingin sa mga larawan ng ilaw sa hardin kung ano ang kinakailangan ay isang paraan ng pag-mount ng mga LED na ito at syempre kung lumulubog sila 266mA kailangan nating alisin ang 8W ng enerhiya sa kanila na mangangailangan ng isang heatsink. ang tubo ay kaunti sa ilalim ng 57mm kaya kung mailalagay ko ang alinman sa mga electronics sa isang selyadong plastik na tubo at mai-install ito sa loob ng tubo. Pagkatapos ay mai-mount ko ang plato ng mga leds na nakaharap pababa sa tuktok ng enclosure na kung saan ay iilawan ang diffuser. Kaya paano namin aayusin ang mga leds?

Una sa lahat ay pinutol ko ang isang 46.5mm na bilog ng aluminyo na may isang butas sa gitna gamit ang isang butas na nakita [tingnan ang larawan] at paggamit ng isang dobleng panig na heatsink tape na natakip sa isang gilid. Maaari mong makuha ang tape na ito sa ebay at ang medyo murang, karaniwang ginagamit para sa heatsink attachment tingnan ang larawan. Ang aluminyo ay isang lumang enclosure ng supply ng kuryente ngunit maaari mo itong bilhin sa ebay. Gumamit ako ng isang piraso ng 2mm makapal. Kailangan mong takpan at insulate ang metal mula sa base ng humantong ngunit mayroon pa ring mahusay na kondaktibiti ng thermal. Gumamit ng isang dobleng lap ng thermal tape na nakalatag sa orthogonally sa dalawang mga layer. Babaguhin nito ang thermal conductivity at mawawala sa amin ang isa pang 20 degree c sa buong junction ngunit iyon ang kinakailangan. Bisitahin ko ulit ito sa paglaon at baka tumingin sa isang kumpletong selyadong solusyon sa aqualusion ngunit hindi sa ngayon.

Hakbang 3: BasePlate

Pagkatapos ay ginamit ko ang Autocad upang mag-ipon kung saan kailangang pumunta sa base ang mga leds. Tingnan ang mga larawan ng nakakabit na ito bilang mga pdf.

Inilimbag ko ang disenyo upang sukatin at gumamit ng isang hole punch upang makagawa ng isang mounting template ng layout upang kumilos bilang isang magaspang na gabay. Ang paglalagay nito sa aking malagkit na base plate ay iginuhit ko ang balangkas ng mga bilog sa tape.

Susunod na inilatag ko ang mga leds upang makakuha ako ng ilang pagpoposisyon ng ilang tanso tape na gagamitin ko upang maiugnay ang mga leds sa ibabaw ng insulated thermal tape.

Tinitiyak na walang tanso tape ang lumabag sa ilalim ng "slug" na hinangin ko silang lahat. Siyempre kailangan mong tiyakin na ang mga cathode ay pupunta sa mga anode. Maaari mo lamang idikit ang mga ito pababa at gumamit ng ilang hookup wire sa pagitan ng mga pin bagaman ang paggamit ng tansong tape ay nakakatulong upang maalis ang ilang init sa tape. Sa paksa ng init, nagbubuo ito ng maraming ito kaya kailangan ng isang malaking heatsink. Nag-opt ako para sa isang 40x40x30 H heatsink na pinapanatili ang ilalim na plato sa paligid ng 58-60 degrees C. Ito ay nangyari na ang kanyang laki ay umaangkop nang maayos sa tinanggal na solar chip Pinapayagan para sa init na init sa kabuuan ng kantong sa kaso ng humantong tungkol sa 4 deg c bawat watt at sabihin na 1 deg C bawat watt mula sa plato hanggang sa case na ito ay dapat mangahulugan ng isang junction temp na (8x1) + 4 = approx. 60 + 12 degree C = 72 degrees C na dapat maging makatwiran.

Ang kabuuang boltahe sa kabuuan ng mga leds ay magiging 10 x 3v o doon kaya't sa susunod na yugto ay susubukan ang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga ito.

Ang naka-attach na PDF ay may isang balangkas na gagamitin bilang isang template ngunit maaari mong palaging gumawa ng iyong sariling disenyo.

Checkout ang attachment ng madali na kung saan maaari mong i-download ang eviewer upang magbasa

Hakbang 4: Nangungunang Assembly

Sinabi namin nang mas maaga na gagamitin namin ang isang driver ng FL7701 driver para dito at naglalaro sa taga-disenyo ng xcel spreadsheet ay may isang hanay ng mga numero na maaaring gumana. Ang susi sa converter ng usang lalaki ay upang makuha ang ripple pababa sa isang bagay na makatuwiran na ibinigay sa halagang RMS na kailangan namin. Ang Ripple ay may direktang pagdadala sa laki ng inductor at dalas ng pagpapatakbo ng isang hindi direktang epekto. Kaya't kung taasan natin ang ripple kailangan nating taasan ang laki ng inductor at ang tanging paraan kung gayon upang mabawasan ang kinakailangang inductance ay ang pagtaas ng dalas. Tingnan ang nakalakip na larawan kung saan nakalista kung ano ang aking pag-ulit at naging susi sa mga halaga sa eskematiko.

Narito ang inilatag ng solder na LED sa aking template bago idikit ang mga ito. Tandaan ang paggamit ng heatsink na may plate na natigil sa ilalim gamit ang mga naka-mount na leds.

Ang pagdaragdag ng kasalukuyang sa 266mA RMS sa pamamagitan ng pag-aayos ng kasalukuyang rurok sa 500mA itakda ang boltahe sa higit sa 30v sa mga leds na nagpapahiwatig na ang boltahe ay talagang malapit sa 3v pasulong kung mayroon kaming 10 leds. Tandaan na ang pagkalkula ay inaasahan 286mA samantalang sa totoo lang pinamamahalaang namin 266. Ang dalas ay dapat na 101Khz subalit ang pagtingin sa saklaw ay tila medyo nasa ilalim. Tatalakayin ko ang eskematiko at ang driver at mga form ng alon sa susunod na hakbang.

Kaya't ang pag-plug sa ilaw ng baseplate ay tulad ng isang Christmas tree. Mabilis na tala dito sa kaligtasan. Ito ay isang hindi nakahiwalay na disenyo kaya't ang lahat na maaaring itaas sa antas ng mains ay nangangailangan ng ganap na pag-earthing. Isasama rito ang heatsink na kung titingnan mong maingat ay may isang pares ng mga butas na kailangang mai-tapered mismo sa pamamagitan ng isang tag ng lupa sa heatsink at ang hindi kinakalawang na metalwork at ang papasok na mains earth. Mag-ingat sa mga kable ng mga leds na walang pagkukulang na nagaganap sa pagitan ng mga leds at lupa. Kung ito ay mas malaki kaysa sa dinisenyo na boltahe ay lilitaw sa kabuuan ng mga leds at sisirain ang mga ito nang mabilis. Mayroon akong isang pag-set up ng pagsubok na mayroong isang mains na naghihiwalay na transpormer ngunit kapag nakakonekta nang direkta sa mga mains ang isang bahagi ng inductor ay nasa potensyal na mains na kung makakonekta ito sa anumang mga nakahiwalay na piraso ng metal ay magiging isang panganib.

Hakbang 5: Pagsubok at Skematika

Kaya't hayaan mong tumalon pabalik at tingnan kung ano ang kailangan natin upang himukin ang mga leds. Sinabi na nating kailangan nating suportahan ang 266mA o doon tungkol sa kaya nagawa na natin ang mga numero.

Sumangguni sa eskematiko tandaan ang mga sumusunod:

Papasok sa pamamagitan ng fuse 1 upang tulay ang rectifier pagkatapos ay upang salain ang inductor na may dalawang c.

Ang D1 ay ang diode ng pagbawi at ang mga paraan upang palakihin ang kasalukuyang pababa sa inductor. Ang Q1 gate ay hinihimok ng pin 2 ng FL7701 sa pamamagitan ng R3 na may tulong sa D2 na walisin ang singil sa labas ng gate sa negatibong stroke ng FL7701. Ang dalas ng output ay itinakda ng R5 / R4. Ang ilang mga pin ay may ilang decoupling at ang CS pin..pin1 ay ang kasalukuyang kahulugan na kung saan ay sinusubaybayan ang boltahe at samakatuwid kasalukuyang sa pamamagitan ng R6. Sumangguni sa rurok na kasalukuyang sa R6 ng 0.5A na magiging sanhi ng pag-reset ng IC at pag-rampa pababa handa na para sa susunod sa panahon. Tandaan kung ano ang nawawala sa circuit na ito. Walang kinakailangan para sa isang malaking cap ng rectifier DC para sa pag-input. Matalinong inaalagaan ng FL7701 ang mga pagkakaiba-iba ng pag-input. Dahil dito ay karaniwang isang mamahaling bahagi nakakatulong ito sa makatipid sa gastos. Sa sandaling mapunan ang PCB sinuri ko ang ripple. Ang paggamit ng isang kasalukuyang pagsisiyasat sa cathode ng led block ay nagbigay ng ripple bilang 150mA at ang average na kasalukuyang gamit ang meter ay sinusukat bilang tinatayang. 260mA. Ito ay 100mA pababa sa max para sa mga leds at hinahayaan silang magpatakbo ng mas malamig samakatuwid nagpapalawak ng kanilang buhay. Sinukat ang dalas ng 81Khz at bumaba nang 1.71us. Ito ay 13% ng mga kakayahan ng chip / inductor kaya dapat ay maayos. Ang panimulang punto para sa buong disenyo na ito ay sa paggamit ng isang 1.4mH mula sa shelf coilcraft inductor

Hakbang 6: Konstruksiyon ng PCB

Tandaan na ang mga imahe ay mula sa prototype board na mayroong ilang mga error dito na naitama ko sa bagong na-upload na mga layout ng pcb. Tandaan ang mga jumper dito upang maikot ang ilang maling pag-pin ….doh. Nagdulot ito ng ilang mga blowup bago ko napagtanto ang error … dapat ay pagod na!

Mayroong isang pares ng tuktok at isa sa ilalim.

Hakbang 7: Pagsasama-sama sa Lahat ng Ito

Kaya narito ito ay magkakasama. Maglalakip ako ng isang listahan ng BOM ng lahat ng mga bahagi na kinakailangan sa paglaon. Ang ilang mga bagay na dapat bantayan. Inilibot ko ang heatsink sa tuktok at pinakain ito sa pamamagitan ng yunit sa isang earthing point sa ilalim. Pagkatapos ay ibinalik ito pabalik sa supply. Mag-ingat sa ito. Ang katod ng huling LED ay 30V o higit pa sa ibaba ng rurok na boltahe ng mains na 310V. Masaktan ito kung hinawakan kaya kailangang panatilihing nakahiwalay at anumang mga bahagi ng metal na maaaring makipag-ugnay sa bolt hanggang sa lupa upang matiyak ang isang malinaw na landas para sa kasalukuyang kasalanan. Tandaan ang paggamit ng mga glandula ng cable sa itaas at ibaba upang ihinto ang anumang paghahanap ng tubig nito paraan sa electronics. Ang tornilyo sa lupa sa ilalim ay kumikilos bilang isang hintuan para sa mains na "cannister" at mayroong isang butas ng kanal kung sakaling may makapasok na kahalumigmigan. Hindi ito isang lalagyan na hindi tinatagusan ng tubig ngunit ang mains ay pinipigilan sa paraan mula sa mga daliri at ang butas ng alisan ng tubig ay nasa itaas ng antas ng lupa. Ang nangungunang heatsink ay nangangailangan ng ilang sealing sa paligid at ito ay makukumpleto pa rin. Nilayon kong ilagay ito sa hardin para sa tag-init at marahil ay magdagdag ng iba pa sa paglaon.