Restorasi Lampu Taman Tenaga Surya Bertenaga Listrik: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Ini benar-benar mengikuti dari beberapa proyek bertenaga listrik saya sebelumnya tetapi terkait erat dengan Teardown LED yang didokumentasikan sebelumnya.

Sekarang kita semua pergi keluar dan membelinya di musim panas, lampu perbatasan bunga kecil yang bertenaga surya dan mengisi daya di siang hari dan begitu malam tiba, mereka bertindak sebagai lampu taman perbatasan. Tentu saja mereka memiliki kehidupan yang terbatas. impor murah yang menderita dalam cuaca Inggris tua yang baik dengan paket baterai yang gagal dan kadang-kadang hanya panel surya yang gagal.

Biasanya Anda membeli barang-barang ini dalam kemasan 4 atau lebih dan sumber cahayanya adalah satu led daya rendah dari berbagai jenis murah. Setelah mati, kami membuangnya ke tempat sampah dan membuangnya ke TPA. Yah itu membuat saya berpikir, mengapa tidak mengubahnya menjadi unit bertenaga listrik dengan 10W LED. Itu harus aman dan terlindung dari cuaca dan harus murah. Bisakah itu dilakukan, saya bertanya-tanya, dan apakah 10W terlalu banyak? Dari gambar Anda dapat melihat bahwa sumber cahaya adalah desain tabung stainless steel berdiameter sekitar 60mm dan diffuser plastik. Ditambah tutup tabung lain yang pas di atas dengan panel surya di. Hal pertama yang saya lakukan adalah melepas led putih kecil asli dan panel surya persegi di atap. Ide untuk ini adalah memasang led di piring yang dipasang ke heat sink menghadap ke atas melalui lubang panel surya.

Langkah 1: Spesifikasi LED

Setelah baru-baru ini membeli beberapa led COB tunggal 10W, saya bertanya-tanya apakah mungkin untuk menggunakan satu dan menggunakan catu daya mode sakelar langsung dari listrik [240V Tidak Terisolasi] Kandidat adalah chip driver daya mode sakelar uang FL7701 dan induktor 1.4mH coilcraft. Sayangnya konversi dari 240v ke FW dari blok COB[12V] tidak segera bekerja karena arus yang dibutuhkan melalui COB jauh lebih besar daripada yang dapat ditangani oleh chip driver jika Anda menginginkan 10W. Chip dapat menangani 0,5A yang dengan tegangan maju 12v hanya akan membawa Anda ke 5W atau sekitar itu. Anda bisa menggunakan mode sakelar konverter maju dengan isolasi yang akan melakukan pekerjaan itu tetapi biayanya mulai melonjak, setelah semua ini seharusnya murah dan ceria. Jadi bagaimana saya bisa mendapatkan 10W dengan hanya 0,5 A saat ini. Mengingat teori kekekalan energi, satu-satunya cara untuk meningkatkan watt adalah dengan meningkatkan tegangan, dan satu-satunya cara yang dapat saya lakukan adalah dengan meningkatkan tegangan maju led dengan menggunakan lebih dari satu. Jika Anda melihat instruksi LED Teardown saya, Anda dapat melihat mengapa mereka melakukan ini dalam desain itu. Browsing di EBAY saya mudah menemukan beberapa led 1W dengan tegangan maju 0f 3V@330mA. Sekarang jika saya menggunakan 10 dan di bawah menjalankannya @266mA saya akan berakhir dengan 10 x 3 x0.266A=8W…cukup dekat. Underrun memiliki pendekatan dua kutub …. menjaga panas tetap rendah dan karena itu mempertahankan atau memperpanjang umur. Suhu persimpangan yang lebih rendah berarti lampu bahagia.

Langkah 2: Basis LED

Melihat gambar lampu taman apa yang dibutuhkan adalah metode pemasangan LED ini dan tentu saja jika mereka tenggelam 266mA kita perlu membuang energi 8W di atasnya yang akan membutuhkan heatsink. Diameter bagian dalam dari stainless tabung sedikit di bawah 57mm jadi jika saya dapat memasang elektronik apa pun dalam tabung plastik tertutup dan memasangnya di bagian dalam tabung. Saya kemudian dapat memasang pelat led yang menghadap ke bawah di atas penutup yang kemudian akan menerangi diffuser. Jadi bagaimana kita mengatur leds?

Pertama-tama saya memotong lingkaran aluminium 46,5mm dengan lubang tengah menggunakan gergaji lubang [lihat gambar] dan menggunakan pita heatsink dua sisi yang menutupi satu sisi. Anda bisa mendapatkan pita ini di ebay dan harganya cukup murah, biasanya digunakan untuk heatsink lampiran lihat gambar Aluminium adalah penutup catu daya lama tetapi Anda mungkin dapat membelinya di ebay. Saya menggunakan potongan setebal 2mm. Anda perlu menutupi dan mengisolasi logam dari dasar led tetapi masih memiliki konduktivitas termal yang baik. Gunakan double lap pita termal yang diletakkan secara ortogonal dalam dua lapisan. Ini akan mengubah konduktivitas termal dan kita kehilangan 20 derajat c lagi di persimpangan tapi itulah yang diperlukan. Saya akan meninjau kembali ini nanti dan mungkin melihat solusi aqualusion yang disegel sepenuhnya tetapi tidak untuk saat ini.

Langkah 3: Pelat Dasar

Kemudian saya menggunakan Autocad untuk meletakkan di mana led harus diletakkan di pangkalan. Lihat gambar-gambar ini terlampir sebagai pdf.

Saya mencetak desain untuk skala dan menggunakan pelubang kertas untuk membuat template pemasangan tata letak untuk bertindak sebagai panduan kasar. Meletakkan ini di atas pelat dasar lengket saya, saya menggambar garis besar lingkaran pada selotip.

Selanjutnya saya meletakkan led sehingga saya bisa mendapatkan posisi beberapa pita tembaga yang akan saya gunakan untuk menghubungkan led pada permukaan pita termal isolasi.

Memastikan tidak ada pita tembaga yang menempel di bagian bawah "siput", saya menyolder semuanya. Tentu saja Anda perlu memastikan bahwa katoda menuju ke anoda. Anda bisa menempelkannya dan menggunakan beberapa kawat penghubung di antara pin meskipun menggunakan pita tembaga membantu menghilangkan sebagian panas ke dalam pita. Pada subjek panas, ini menghasilkan banyak sehingga membutuhkan heatsink yang cukup besar. Saya memilih heatsink 40x40x30 H yang menjaga pelat bawah di sekitar 58-60 derajat C. Kebetulan ukurannya pas dengan chip surya yang dilepas Memungkinkan panas termal melintasi persimpangan ke casing led sekitar 4 derajat c per watt dan katakan 1 derajat C per watt dari pelat ke kasing, ini berarti suhu sambungan (8x1)+4= kira-kira. 60+12 derajat C = 72 derajat C yang seharusnya masuk akal.

Tegangan total di seluruh led akan menjadi 10 x 3v atau sekitar itu sehingga tahap selanjutnya akan menguji arus yang melaluinya.

PDF terlampir memiliki garis besar untuk digunakan sebagai template tetapi Anda selalu dapat membuat desain Anda sendiri.

Lihat lampiran easam yang dapat Anda unduh untuk dibaca dengan teliti

Langkah 4: Majelis Atas

Kami mengatakan sebelumnya bahwa kami akan menggunakan chip driver FL7701 untuk ini dan bermain dengan perancang spreadsheet xcel menghasilkan satu set angka yang mungkin berfungsi. Kunci dari buck converter adalah untuk mendapatkan riak ke sesuatu yang masuk akal mengingat nilai RMS yang kami butuhkan. Ripple memiliki pengaruh langsung pada ukuran induktor dan frekuensi operasi efek tidak langsung. Jadi jika kita meningkatkan riak kita harus meningkatkan ukuran induktor dan satu-satunya cara untuk mengurangi induktansi yang diperlukan adalah dengan menaikkan frekuensi. Lihat gambar terlampir yang mencantumkan apa yang saya iterasi dan merupakan kunci nilai pada skema.

Berikut adalah LED yang disolder yang diletakkan di atas template saya sebelum menempelkannya. Perhatikan penggunaan heatsink yang pelatnya menempel di bagian bawah dengan led yang terpasang.

Meningkatkan arus ke 266mA RMS dengan menyesuaikan arus puncak ke 500mA, atur tegangan pada lebih dari 30v di seluruh led yang menyiratkan bahwa tegangan sebenarnya mendekati 3v maju jika kita memiliki 10 led. Perhatikan bahwa perhitungan diharapkan 286mA sedangkan pada kenyataannya kami hanya berhasil 266. Frekuensi seharusnya 101Khz namun melihat pada lingkup tampak sedikit di bawah. Saya akan membahas skema dan driver dan bentuk gelombang pada langkah berikutnya.

Jadi mencolokkan pelat dasar menyala seperti pohon Natal. Catatan singkat di sini tentang keselamatan. Ini adalah desain yang tidak terisolasi sehingga segala sesuatu yang dapat dinaikkan ke tingkat listrik membutuhkan pembumian secara menyeluruh. Ini akan mencakup heatsink yang jika Anda perhatikan dengan cermat memiliki beberapa lubang yang perlu diruncingkan sendiri melalui tag pembumian ke heatsink dan logam tahan karat dan pembumian listrik yang masuk. Hati-hati dengan kabel led agar tidak terjadi korslet antara led dan ground. Jika tidak maka tegangan yang lebih besar dari yang dirancang muncul di seluruh leds dan akan menghancurkannya dengan cepat. Saya memiliki pengaturan pengujian yang memiliki transformator pengisolasi listrik tetapi ketika terhubung langsung ke listrik satu sisi induktor berada pada potensi listrik yang jika terhubung untuk setiap potongan logam yang terisolasi akan menjadi bahaya.

Langkah 5: Pengujian dan Skema

Jadi mari kita melompat ke belakang dan melihat apa yang kita butuhkan untuk menggerakkan led. Kami sudah mengatakan bahwa kami perlu mendukung 266mA atau sekitar jadi kami telah melakukan angkanya.

Mengacu pada skema perhatikan berikut ini:

Masuk melalui sekering 1 ke penyearah jembatan kemudian ke induktor filter dengan dua c.

D1 adalah dioda pemulihan dan sarana untuk menurunkan arus pada induktor. Gerbang Q1 digerakkan oleh pin 2 dari FL7701 melalui R3 dengan D2 membantu menyapu muatan keluar gerbang pada langkah negatif FL7701. Frekuensi keluaran diatur oleh R5/R4. Beberapa pin memiliki beberapa decoupling dan pin CS..pin1 adalah indra arus yang memantau tegangan dan karenanya arus melalui R6. Lihat arus puncak di R6 sebesar 0,5A yang akan menyebabkan IC diatur ulang dan turun siap untuk berikutnya pada periode. Perhatikan apa yang hilang di sirkuit ini. Tidak ada persyaratan untuk tutup DC penyearah besar untuk input. FL7701 dengan cerdik menangani variasi input secara internal. Mengingat ini biasanya merupakan bagian yang mahal, ini membantu menghemat biaya. Setelah PCB diisi, saya memeriksa riaknya. Menggunakan probe arus pada katoda dari blok yang dipimpin memberikan riak sebagai 150mA dan arus rata-rata menggunakan meteran diukur sebagai kira-kira. 260mA. Ini 100mA di bawah maksimal untuk led dan membiarkannya bekerja lebih dingin sehingga memperpanjang umurnya. Frekuensi diukur sebagai 81Khz dan turun sebagai 1,71us. Ini adalah 13% dari kemampuan chip/induktor jadi seharusnya baik-baik saja. Titik awal untuk keseluruhan desain ini adalah penggunaan 1.4mH dari induktor coilcraft rak

Langkah 6: Konstruksi PCB

Perhatikan bahwa gambar adalah papan prototipe yang memiliki beberapa kesalahan yang saya perbaiki pada tata letak PCB yang baru diunggah. Perhatikan jumper di atasnya untuk mengatasi beberapa pin yang salah….doh. Hal ini menyebabkan beberapa ledakan sebelum saya menyadari kesalahannya…pasti lelah!

Ada beberapa bagian atas dan satu bagian bawah.

Langkah 7: Menyatukan Semuanya

Jadi di sini ditempatkan bersama. Saya akan melampirkan daftar BOM dari semua bagian yang diperlukan nanti. Beberapa hal yang harus diperhatikan. Saya membumikan heatsink di bagian atas dan memasukkannya melalui unit ke titik pembumian di bagian bawah. Ini kemudian dibumikan kembali ke suplai. Waspadalah terhadap hal ini. Katoda LED akhir adalah 30V atau lebih di bawah tegangan listrik puncak 310V. Ini akan menyakitkan jika disentuh sehingga perlu diisolasi dan bagian logam apa pun yang dapat bersentuhan dibaut ke bumi untuk memastikan jalur yang jelas untuk arus gangguan. Perhatikan penggunaan kelenjar kabel atas dan bawah untuk menghentikan air yang menemukan masuk ke elektronik. Sekrup pembumian di bagian bawah berfungsi sebagai stop untuk "kanister" listrik dan ada lubang pembuangan jika ada uap air yang masuk. Ini bukan wadah tahan air tetapi listrik dijauhkan dari jari dan lubang pembuangan jauh di atas permukaan tanah. Heatsink atas perlu disegel di sekitar bagian atas dan ini masih harus diselesaikan. Saya berniat untuk meletakkan ini di taman untuk musim panas dan mungkin menambahkan beberapa yang lain nanti.