Luces subacuáticas LED de encendido: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Este breve instructivo le proporcionará los detalles y la inspiración necesarios para iluminar su lago. Este es un proyecto LED simple que espero extender para usar la atenuación PWM con luces RGB para hacer cualquier color deseado.

Paso 1: Poner electricidad en el agua

Entonces, desea iluminar su muelle / bote / frente al mar, pero no desea electrocutar a los nadadores en el área. Las fuentes de alimentación, específicamente las fuentes de alimentación de conmutación, pueden fallar, lo que provocaría que 110 V CA golpearan todo en el área cercana si algún contacto o cable queda expuesto. Aunque es poco probable, esto podría resultar en demandas y gastos funerarios que valen mucho más que usar un diseño adecuado. Afortunadamente, los LED funcionan con bajo voltaje: entre 2 y 4 VCC, esto significa que incluso con cables o contactos expuestos, los nadadores cercanos no sentirán un cosa. Solo tenemos que asegurarnos de que usamos una fuente de alimentación que el modo de falla no ponga 110 VCA en el agua. ¡Una fuente de alimentación basada en transformador hará el truco! Hasta donde yo sé, estos no se 'vivirán' si fallan. Sin embargo, es posible que necesite un transformador grande según la cantidad de LED utilizados. La mejor solución que he encontrado como fuente de alimentación (la que utilicé) es una batería de automóvil / marina de 12V. Esto asegurará que nunca obtenga más de 12-14 V en el agua. Sin embargo, tenga cuidado, en caso de cortocircuito, pueden producir una corriente muy alta. Desconecte del circuito para cargar. Materiales enumerados en este paso: batería de automóvil / marina de 12 V, o ciclo profundo si es posible

Paso 2: creación de una fuente de corriente para sus LED

No puede simplemente conectar los LED a su batería y decir: Bueno, probablemente pueda, pero es posible que no quiera, ya que dañará la esperanza de vida de sus (relativamente) costosos LED de energía. Necesitamos asegurarnos de que estas cosas estén operando en o justo debajo de su diseño actual. Inicialmente pensé en usar un circuito basado en el regulador reductor lm3406 1.5A. Después de calcular el precio después de hacer PCB y componentes personalizados, me decidí por algo un poco más simple: el regulador lineal LM317. Ya hay instructivos que explican cómo usar esto, así que lo haré breve. El 317 mantiene un voltaje constante de 1,25 V entre su terminal de 'ajuste' y su terminal de 'salida'. Si conecta una resistencia de 1,25 ohmios entre los dos, fluirá 1 amperio de corriente (V = IR). Ahora simplemente coloque sus LED entre el ajuste y el suelo (vea el diagrama). Discusión: Aunque simple, este diseño no es perfecto. El Lm317 disipa energía en forma de calor para controlar el voltaje. Si lo está suministrando con 40 V y lo usa para impulsar un LED de 4 V a 1 amperio, estará disipando 36 vatios. P = I * V (40V-4V) * 1 amperio = 36W. Querrá alimentarlo con un voltaje muy cercano al que está conduciendo. Con una batería de 12 V y una caída de voltaje de 1,25 a través de la resistencia y una caída de 0,5 V a través del IC, podrá alimentar 2-3 LED según su voltaje La caja que se muestra arriba consta de 12 circuitos idénticos para proporcionar 0,8 A a cadenas de LED Materiales enumerados en este paso 12 - Reguladores Lm317 12 - Resistencias de 1W (valor dependiente de la corriente deseada, I [A] = 1.25 [V] / R [Ohm]) 12 - Conectores de cable1 - Interruptor de encendido / apagado1 capacitor electrolítico

Paso 3: LED de cableado y montaje

Usé 6 juegos de 3 LED Luxeon K2 Royal Blue conectados en serie para iluminar mi base. Aunque clasificado para 1A a 3.85V (cada uno), usé 0.8A que encontré que requería alrededor de 3.70V. Entonces, esto significa que necesitamos al menos 3 * 3.70V = 11.10V para alimentar una cadena de 3 LED azul real cableados en serie. También debemos tener en cuenta la caída de voltaje en nuestra fuente de corriente (aproximadamente 1,25 + 0,5 V). Por lo tanto, necesitamos un total de 12,85 V, que se acerca mucho a una batería de 12 V completamente cargada. Si solo usáramos 2 LED en serie, solo necesitaríamos 3.7 * 2 + 1.25 + 0.5 = 9.15V. Los reguladores simplemente disiparían la energía adicional, así que para ejecutar el total de 18 LED utilicé 6 juegos paralelos de 3 LED conectados en serie. Esto equivale a 3.7 [V] * 1 [A] * 18 [LED] = 66W de jugo. El cable telefónico de calibre 22 funcionó muy bien para cablear esto. Hay 4 cables en el cable, usé un cable para alimentar 2 juegos de LED, (2 cables cada uno) pero uno podría alimentar 3 juegos de LED por cable mientras usa 1 cable como tierra común, especialmente si usa un calibre más pequeño (más grueso Con suerte, a estas alturas ya te has hecho una idea y puedes diseñar la configuración que quieras. Sería bueno hacer pequeños recintos submarinos para las luces. Sin embargo, debido al tiempo y al presupuesto, simplemente monté las luces en los disipadores de calor (¡lo que querrá si se queda sin agua, se calientan!), Pegué los disipadores de calor y atornillé por el medio en mi muelle. Usé una pistola de grapas para unir y ocultar los cables a lo largo de mi base. Materiales usados en este paso: 18 - LED Luxeon K2 $ 5 cada uno 18 - Disipador de calor Luxeon K2SepoxyX muchos pies de cable telefónico calibre 22 (o cualquier cable que desee) conectores para conectar los cables a su fuente actual.

Paso 4: ¡Has terminado

Ahora tiene una base equipada con LED de alimentación que se iluminan por la noche y pueden o no enojar a sus vecinos. Sin embargo, puede estar seguro de que no electrocutará a sus nadadores ¡Tenga en cuenta que no tiene por qué ser su muelle! Mis planes actuales incluyen montarlos en el fondo de mi lago para hacer luces de pista para mi bote. Puede agregar diferentes lentes a las luces que colimarán o extenderán el haz. Prueba también con diferentes colores. Puede conectarlos siempre que estén clasificados para la corriente que suministra su fuente de corriente (no se preocupe por el voltaje).

Paso 5: Ampliación del proyecto

Hasta ahora todo ha sido relativamente sencillo. Podemos hacerlo mejor que usar una caja de control para encender y apagar las luces azules. El primer paso es controlar su brillo. Adjunté el diseño que hice para un circuito regulador buck controlado por PWM, sin embargo, más tarde me di cuenta de que uno podría simplemente agregar un transistor en serie con las luces y usar la señal PWM o una señal de salida analógica de un microcontrolador para controlar el brillo de las luces. Este es mi próximo paso, se puede integrar fácilmente en el proyecto terminado. Cambio de colores: Los receptores en sus ojos solo son sensibles a las longitudes de onda de luz roja, verde y azul. Interpretas un color por la emoción relativa de cada receptor. Por ejemplo, la luz amarilla excitaría los receptores rojo y verde. Por lo tanto, si unimos los leds rojo, verde y azul y controlamos su brillo relativo, o la cantidad relativa de tiempo que están encendidos o apagados entre sí (en un período de tiempo muy, muy corto (¡PWM!)) Hacemos que nuestros cerebros piensen estamos viendo diferentes colores. ¡Así es como funcionan los televisores! La pregunta ahora es cómo podemos controlar 3 luces diferentes (RGB) por grupo de luces sin tener que pasar un trillón de cables por todas partes. Este es su muelle, no su laboratorio de electrónica. Necesitaríamos al menos 4 cables por juego de luces RGB en lugar de 4 cables para 3 juegos de luces como podíamos hacer antes. ¡La respuesta es que no sé cómo hacer esto bien! Espero que los lectores informados contribuyan. Una respuesta sería conectar todos los colores diferentes con sus propios colores. es decir. todos los rojos en serie y utilizan modulación de ancho de pulso para controlar las cantidades relativas de ese color. Esto significaría que pasarían menos cables debajo de la base, pero también significaría que todos los grupos de luces de la base serán del mismo color al mismo tiempo, en lugar de mitad verde y mitad púrpura. El sistema podría rediseñarse completamente para que el control la electrónica se encuentra bajo el agua con las luces. Esto requeriría solo 2 cables de alimentación y un cable de control por grupo de luces. Pero mojar sus dispositivos electrónicos probablemente resultará en fallas, por lo que puede que este no sea el camino a seguir. Para resumir el problema: ¿cómo minimizamos los cables, pero mantenemos el control individual sobre los LED R, G, B en cada grupo de LED? ? Recuerde que queremos mantener los voltajes generalmente por debajo de 12 V (no podemos poner todos los LED en serie en una cadena) Básicamente, estamos equilibrando los grados de libertad de control con la cantidad de cables. Este es un ejemplo típico de restricciones de ingeniería. Envíe sugerencias y cualquier pregunta que pueda tener. ¡Buena suerte!