Korzystanie z prądu przemiennego z diodami LED (część 3) - DUŻE światło: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Używając prądu przemiennego z diodami LED, część 1 i część 2, przyjrzeliśmy się sposobom dostosowania zasilania prądem przemiennym do diod LED bez wcześniejszej konwersji na czysty prąd stały. Tutaj, w części 3, łączymy to, czego nauczyliśmy się wcześniej, aby zaprojektować światło LED, bezpośrednio wyłączone z sieci AC. Ostrzeżenie: Sieć AC ma setki woltów i jest potencjalnie śmiertelna. Prosimy o podjęcie wszelkich niezbędnych środków ostrożności przed rozpoczęciem pracy z nim!

Krok 1: Transformator beztransformatorowy

Kiedy podłączyliśmy diody LED do transformatorów prądu przemiennego, obliczenia, których użyliśmy, były następujące: Vac / 3,3, aby uzyskać liczbę diod LED potrzebną do prawidłowego zasilania bez dodatkowych rezystorów i innych części. Co jeśli całkowicie ominiemy transformator i rozważymy Sieć AC? Pod pewnymi względami jest to prostsze - napięcie z transformatorów może się znacznie różnić w zależności od obciążenia, które na nie nakładamy, podczas gdy sieć AC jest znacznie stabilniejsza. Jeśli używamy standardu 110v USA, najpierw obliczamy napięcie szczytowe, 1,4 * 110 = 156 i możemy znaleźć liczbę diod LED, które może obsłużyć: 156 / 3,3 = 47 diod Czy to oznacza, że jeśli ustawimy szeregowo 47 diod, możemy uruchomić cały ciąg bezpośrednio z gniazdka 110 V AC? Odpowiedź brzmi: Tak ! Dopóki utrzymujemy napięcie na każdej diodzie LED na poziomie 3,5 V lub niższym, będzie ona działać w swoich granicach. Ale nie zapominajmy, że dla każdego pozytywnego cyklu istnieje cykl negatywny! Oznacza to, że potrzebujemy obwodu lustrzanego takiego jak w (1). Wow, to strasznie dużo żarówek! Jeśli jednak dodamy diodę blokującą jak w obwodzie (2), możemy bezpiecznie obsługiwać nasz obwód. 1N4003 jest w stanie obsłużyć 200 woltów, więc jest w porządku dla zasilania w USA. W krajach UE magiczna liczba to 103 diody LED (podwójne, jeśli chcesz użyć obu cykli), a dioda dla CKT (2) powinna mieć wartość 1N4004 lub lepszą.

Krok 2: Przesuwanie koperty

Pamiętaj, że ponieważ używamy diody do zablokowania połowy naszego cyklu, diody w obwodzie (2) działają tylko przez połowę czasu. Jak możemy sprawić, by zaświeciły się również dla drugiej połowy?

W przypadku prostej części zwanej prostownikiem mostkowym może się to zdarzyć. To urządzenie to w rzeczywistości 4 diody połączone krzyżowo, aby oba cykle przebiegały w tym samym kierunku. Elektroniczne wentylatory poznają to jako część obwodu „pełnofalowego prostowania” (w przeciwieństwie do półfalowego). Dzięki temu dodatkowi nasze diody będą się włączać dwa razy częściej, a my dostaniemy z nich dwa razy więcej światła.

Krok 3: Czas budowy

Możemy więc rozpocząć naszą budowę prostego, całkowicie diodowego + obwodu mostkowego, aby uruchomić zasilanie sieciowe 110V.

Będziesz potrzebował: Dużo białych diod LED - naturalnie! I PRZETESTUJ je wszystkie! Przewód zasilający AC Dioda Perfboard 1N4003 lub prostownik mostkowy 200 V Pierwsze zdjęcie pokazuje, jak wygląda mój obwód po zakończeniu. Bystre oczy zauważą, że na pokładzie są tylko 42 diody LED. Ze względu na konieczność umieszczenia mostka na płytce, a także ze względu na stosunkowo stabilny charakter naszych sieci, możemy uruchomić nasze światła ciut powyżej 20mA. Mostek ma 4 odprowadzenia: 2 oznaczone (~), jeden (+) dodatni i (-) ujemny. Te (~) idą do sieci AC. Zacznij od podłączenia mostka (+) do dłuższego przewodu (+) pierwszej diody LED, a następnie podłącz krótki przewód do długiego przewodu następnej diody LED. Wykonaj 1 rząd, dwukrotnie i trzykrotnie sprawdź przed lutowaniem! Zejdź w dół, ZAWSZE łącząc krótsze z dłuższymi. Poniżej mam dodatkowe zdjęcia przedstawiające poszczególne etapy realizacji. Wydrukuj je, aby ułatwić wykonanie okablowania.

Krok 4: Oto

I jest światło! Ze względu na niebezpieczny charakter komponentów po podłączeniu, pokryłem płytkę drukowaną potrójną warstwą pergaminu, który ma dobrą wartość dielektryczną i może wytrzymać ponad 400F ciepła. Następnie zamontowałem płytkę na wieczku pojemnika na wynos, używając piankowej przekładki od wrzeciona DVD, z wycięciem na przewód zasilający. Moc światła odpowiada 40-watowej matowej żarówce, ale pojemnik jest ledwo ciepły. Pamiętaj: Zawsze odłączaj obwód przed dotknięciem jakichkolwiek odsłoniętych części. Ponadto diody LED będą działać w pobliżu ich prądu znamionowego, co może oznaczać temperaturę na ich powierzchniach sięgającą 85C.

Krok 5: Wariacje

Zbyt jasne? Możesz połączyć obwody (2) i (3), aby nadać naszemu światłu przełącznik Hi/Lo. W Hi przełącznik zwiera diodę tak aby działała w trybie pełnookresowym jak w (3). Otwarcie przełącznika pozwala na przepływ prądu tylko o połowę krócej, tak jak w (2). Ozzies i Brits: Ty też możesz użyć obwodów LED 42/47 - wystarczy połączyć obwód w wersji amerykańskiej (.4uF i 1K-ohm) przedstawiony w części 2 i Ty też możesz zrobić oświetlenie sieciowe z zaledwie 42 diodami LED! Lub sprawdź obliczenia w następnym kroku. O tak, nasze „duże” światło jest bardzo oszczędne - zasilane z sieci 110 V, zużywa zaledwie 3 waty. Dowiedz się więcej o tym, jak oświetlić swój dom wyłączonymi diodami LED A/ C główne tutaj!

Krok 6: Chrupanie liczb

Oto podsumowanie obliczeń użytych w tym projekcie: Aby bezpiecznie obsługiwać białe diody LED (napięcie nominalne 3,3 V) bez użycia jakiejkolwiek regulacji (innej niż mostek diodowy), magiczna liczba to: Vac * 1,4 / 3,3. Jest to minimalna liczba diod LED w szeregu, które będą zasilane prądem zmiennym bez przekraczania „komfortowego” zakresu działania. Wybór diod LED może wynosić 20mA lub więcej - TAK DŁUGIE, jak wszystkie są tego samego typu i połączone szeregowo. Jeśli używasz pełnej liczby diod LED wyliczonej powyżej, to wystarczy, ale w przypadku aranżacji z mniejszą liczbą diod (ale nie mniej niż 30), musimy dodać kombinację RC spadku napięcia. R jest zawsze rezystorem 1K, 1W, podczas gdy wartość C jest obliczana jako: Vpk= Vac * 1,4Vdd= N * 3,3, gdzie N to liczba białych diod LED, które chcemy użyć szeregowo. Iled = 0,02, prąd chcemy dla naszych diod LED. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), gdzie f jest częstotliwością sieci, ale można to uprościć do: (58 / (Vpk-Vdd)) w mikrofaradów (uF) i powinien wynosić od 0,1 do 0,5 uF. Upewnij się, że jest to kondensator niepolarny. WAŻNE: Części muszą mieć wartość znamionową co najmniej Vpk i prąd wystarczający do obsługi Iled.