أضواء LED تحت الماء: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

سيوفر لك هذا التوجيه الموجز التفاصيل والإلهام المطلوب لإضاءة بحيرتك. هذا مشروع LED بسيط وآمل في تمديده لاستخدام تعتيم PWM مع مصابيح RGB لعمل أي لون مرغوب فيه.

الخطوة الأولى: وضع الكهرباء في الماء

لذلك تريد أن تضيء رصيفك / قاربك / الواجهة البحرية ولكنك لا تريد صعق السباحين في المنطقة. يمكن أن تفشل مصادر الطاقة ، وتحديداً تبديل مزودات الطاقة ، مما يؤدي إلى انزلاق التيار المتردد بجهد 110 فولت لكل شيء في المنطقة المجاورة في حالة تعرض أي جهات اتصال أو أسلاك. على الرغم من أنه من غير المحتمل ، إلا أن هذا قد يؤدي إلى دعاوى قضائية ونفقات جنازة تستحق الكثير من المتاعب بدلاً من استخدام التصميم المناسب. لحسن الحظ ، تعمل مصابيح LED بجهد منخفض: بين 2-4 فولت تيار مستمر ، وهذا يعني أنه حتى مع وجود أسلاك مكشوفة أو جهات اتصال قريبة لن يشعر السباحون القريبون شيء. علينا فقط التأكد من أننا نستخدم مصدر طاقة لن يضع وضع العطل 110VAC في الماء. مزود الطاقة القائم على المحولات سيفي بالغرض! على حد علمي ، لن يستمر هؤلاء في "العيش" عند الفشل. ومع ذلك ، قد تحتاج إلى محول كبير حسب عدد مصابيح LED المستخدمة. أفضل حل صادفته كمصدر للطاقة (الذي استخدمته) هو بطارية سيارة / بحرية بجهد 12 فولت. سيضمن ذلك أنك لن تحصل أبدًا على أكثر من 12-14 فولت في الماء. كن حذرًا ، إذا تم تقصير هذه يمكن أن تنتج تيارًا عاليًا جدًا. افصل الدائرة عن الشحن المواد المدرجة في هذه الخطوة: بطارية السيارة / البحرية 12 فولت ، أو الدورة العميقة إن أمكن

الخطوة 2: بناء مصدر حالي لمصابيح LED الخاصة بك

لا يمكنك فقط توصيل مصابيح LED بالبطارية الخاصة بك والقول اذهب. حسنًا ، ربما يمكنك ذلك ولكن قد لا ترغب في ذلك لأنه سيضر بمتوسط العمر المتوقع لمصابيح LED باهظة الثمن (نسبيًا). نحتاج إلى التأكد من أن هذه الأشياء تعمل وفقًا لتيار التصميم الخاص بها أو أقل منه. في البداية فكرت في استخدام دائرة تعتمد على منظم باك lm3406 1.5A. بعد حساب السعر بعد صنع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومكوناتها المخصصة ، قررت شيئًا أكثر بساطة: المنظم الخطي LM317. هناك بالفعل تعليمات هناك تشرح كيفية استخدام هذا لذا سأجعلها مختصرة. يحافظ الطراز 317 على جهد ثابت يبلغ 1.25 فولت بين طرف "الضبط" ومحطة "الخرج" الخاصة به. إذا قمت بتوصيل المقاوم 1.25 أوم بين اثنين 1Amp من التيار سوف يتدفق (V = IR). الآن قم ببساطة بإرفاق مصابيح LED الخاصة بك بين الضبط والأرض (انظر الرسم التخطيطي) المناقشة: على الرغم من بساطة هذا التصميم ، إلا أنه ليس مثاليًا. يبدد Lm317 الطاقة كحرارة للتحكم في الجهد. إذا كنت تقوم بتزويده بجهد 40 فولت واستخدامه لقيادة 4V LED عند 1 أمبير ، فسوف تقوم بتبديد 36 واط. P = I * V (40V-4V) * 1amp = 36 واط. سترغب في تشغيلها بجهد قريب جدًا من الجهد الذي تقوده. مع بطارية بجهد 12 فولت وانخفاض الجهد بمقدار 1.25 عبر المقاوم وانخفاض 0.5 فولت عبر IC ، ستتمكن من تشغيل 2-3 مصابيح LED اعتمادًا على جهدها يتكون الصندوق الموضح أعلاه من 12 دائرة متطابقة لتوفير 0.8A لسلاسل مصابيح LED المواد المدرجة في هذه الخطوة 12 - منظمات Lm31712 - مقاومات 1 واط (تعتمد القيمة على التيار المطلوب ، I [A] = 1.25 [V] / R [أوم]) 12 - موصلات الكبل 1 - مفتاح التشغيل والإيقاف 1 مكثف التحليل الكهربائي

الخطوة 3: توصيل الأسلاك وتركيب المصابيح

لقد استخدمت 6 مجموعات من 3 مصابيح Luxeon K2 Royal Blue LED سلكية في سلسلة لإضاءة قفص الاتهام الخاص بي. على الرغم من تصنيفها لـ 1A عند 3.85 فولت (لكل منهما) ، فقد استخدمت 0.8A الذي وجدته مطلوبًا حوالي 3.70 فولت. هذا يعني أننا بحاجة إلى 3 * 3.70 فولت = 11.10 فولت على الأقل لتشغيل سلسلة من 3 مصابيح LED زرقاء ملكية سلكية في سلسلة. علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار انخفاض الجهد عبر مصدرنا الحالي (تقريبًا 1.25 + 0.5 فولت). لذلك نحن بحاجة إلى إجمالي 12.85 فولت وهو قريب جدًا من بطارية 12 فولت مشحونة بالكامل. إذا استخدمنا فقط 2 LEDs في السلسلة ، فسنحتاج فقط إلى 3.7 * 2 + 1.25 + 0.5 = 9.15V. ستقوم المنظمين ببساطة بتبديد الطاقة الإضافية ، لذلك لتشغيل إجمالي 18 مصباح LED ، استخدمت 6 مجموعات متوازية من 3 LEDS سلكية على التوالي. هذا يساوي 3.7 [V] * 1 [A] * 18 [LED] = 66 واط من كبل الهاتف قياس 22 يعمل بشكل جيد لتوصيل هذه الأسلاك. يوجد 4 أسلاك في الكبل ، لقد استخدمت كبلًا واحدًا لتشغيل مجموعتين من مصابيح LED ، (سلكان لكل منهما) ولكن يمكن للمرء تشغيل 3 مجموعات من مصابيح LED لكل كابل أثناء استخدام سلك واحد كأرضية مشتركة ، خاصة إذا كنت تستخدم مقياسًا أصغر (أكثر سمكًا)) الأسلاك. نأمل أن تحصل على الفكرة من خلال هذه النقطة ويمكنك تصميم أي إعداد تريده. سيكون من الجيد عمل حاويات صغيرة تحت الماء للأضواء. ومع ذلك ، نظرًا للوقت والميزانية ، قمت ببساطة بتثبيت الأضواء على أحواض الحرارة (التي ستريدها إذا نفد الماء ، فإنها تسخن!) ، تم لصقها بالوعة الحرارة معًا وربطها من المنتصف في قفص الاتهام الخاص بي. لقد استخدمت مسدسًا أساسيًا لتوصيل وإخفاء الأسلاك على طول رصيفي. المواد المستخدمة في هذه الخطوة: 18 - Luxeon K2 LEDs 5 دولارات لكل منهما 18 - Luxeon K2 Heat sinksepoxyX العديد من الأقدام من كبل الهاتف قياس 22 (أو أي كابل تريده) موصلات للاتصال الأسلاك إلى مصدرك الحالي.

الخطوة 4: لقد انتهيت

الآن لديك رصيف مزود بمصابيح LED للطاقة تضيء في الليل وقد تثير أو لا تثير غضب جيرانك. ومع ذلك ، يمكنك أن تكون على يقين من أنه لن يصعق سباحيك بالكهرباء. لاحظ أنه ليس بالضرورة أن يكون حوض السباحة الخاص بك! تتضمن خططي الحالية تركيبها في قاع بحيرتي لجعل أضواء المدرج لقاربي. يمكنك إضافة عدسات مختلفة إلى الأضواء التي ستجمع أو تنشر الشعاع. جرب ألوانًا مختلفة أيضًا. يمكنك توصيلها طالما تم تصنيفها وفقًا لمصادر المصدر الحالية (لا تقلق بشأن الجهد الكهربائي).

الخطوة الخامسة: تمديد المشروع

حتى الآن كان كل شيء بسيطًا نسبيًا. يمكننا أن نفعل ما هو أفضل من استخدام صندوق التحكم لتشغيل وإطفاء الأضواء الزرقاء. الخطوة الأولى هي التحكم في سطوعها. لقد أرفقت التصميم الذي صنعته لدائرة منظم باك يتم التحكم فيها بواسطة PWM ، لكنني أدركت لاحقًا أنه يمكن للمرء فقط إضافة ترانزستور في سلسلة مع الأضواء واستخدام إشارة PWM أو إشارة خرج تناظرية من وحدة تحكم صغيرة للتحكم في سطوع أضواء. هذه هي خطوتي التالية ، يمكن دمجها بسهولة في المشروع النهائي تغيير الألوان: المستقبلات في عينيك حساسة فقط للأطوال الموجية للأحمر والأخضر والأزرق للضوء. أنت تفسر اللون من خلال الإثارة النسبية لكل مستقبل. على سبيل المثال ، قد يثير الضوء الأصفر المستقبلات الحمراء والخضراء. وبالتالي ، إذا قمنا بلصق المصابيح الحمراء والخضراء والزرقاء معًا والتحكم في سطوعها النسبي ، أو مقدار الوقت النسبي الذي يتم تشغيله أو إيقاف تشغيله بالنسبة لبعضنا البعض (في إطار زمني قصير جدًا (PWM!)) فإننا نجعل أدمغتنا تفكر نرى ألوانًا مختلفة. هذه هي الطريقة التي تعمل بها أجهزة التلفاز ، والسؤال الآن هو كيف نتحكم في 3 مصابيح مختلفة (RGB) لكل مجموعة من الأضواء دون تشغيل زليون سلك في كل مكان. هذا هو قفص الاتهام الخاص بك ، وليس معمل الإلكترونيات الخاص بك. سنحتاج إلى 4 أسلاك على الأقل لكل مجموعة من مصابيح RGB بدلاً من 4 أسلاك لثلاث مجموعات من الأضواء كما كنا نفعل من قبل. الجواب هو أنني لا أعرف كيف أفعل هذا بشكل جيد! آمل أن يساهم القراء المطلعون في ذلك ، تتمثل إحدى الإجابات في ربط جميع الألوان المختلفة معًا بألوانها الخاصة. بمعنى آخر. كل درجات اللون الأحمر المتسلسلة واستخدام تعديل عرض النبضة للتحكم في الكميات النسبية لذلك اللون. قد يعني هذا عددًا أقل من الأسلاك التي تعمل تحت قفص الاتهام الخاص بك ، ولكن هذا يعني أيضًا أن كل مجموعة من الأضواء على رصيفك ستكون بنفس اللون في نفس الوقت ، بدلاً من نصفها أخضر ونصف أرجواني. يمكن إعادة تصميم النظام بالكامل بحيث يمكن التحكم تقع الإلكترونيات تحت الماء مع الأضواء. سيتطلب هذا فقط سلكين للطاقة وسلك تحكم واحد لكل مجموعة من المصابيح. ولكن من المحتمل أن يؤدي تبلل أجهزتك الإلكترونية إلى الفشل ، لذا قد لا تكون هذه هي الطريقة التي يجب اتباعها. لتلخيص المشكلة: كيف يمكننا تقليل الأسلاك ، مع الحفاظ على التحكم الفردي في المصابيح R و G و B في كل مجموعة من مصابيح LED ؟ تذكر أننا نريد الحفاظ على أي جهد كهربائي أقل من 12 فولت بشكل عام (لا يمكن وضع جميع مصابيح LED في سلسلة في سلسلة واحدة) نحن نوازن بشكل أساسي درجات حرية التحكم مع عدد الأسلاك. هذا مثال نموذجي للقيود الهندسية ، يرجى إرسال اقتراحات وأي أسئلة قد تكون لديكم ، حظًا سعيدًا!