שחזור אור גן סולארי מופעל על ידי רשת החשמל: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

זה באמת עוקב אחר כמה מהפרויקטים הקודמים שלי שהופעלו על רשת החשמל, אך הוא קשור קשר הדוק ל- LED Teardown שתועד בעבר.

עכשיו כולנו יצאנו וקנינו אותם בקיץ, אותם אורות גבול פרחים קטנים המופעלים באמצעות השמש ונטענים במהלך היום וברגע שהלילה נכנס, הם פועלים כאור גן גבול. כמובן שיש להם חיים מוגבלים יבוא זול שסובל במזג האוויר הבריטי הישן והטוב עם חבילות סוללות כושלות ולפעמים פשוט פאנלים סולאריים כושלים.

בדרך כלל אתה קונה את הדברים האלה באריזות של 4 או יותר ומקור האור הוא מנורה אחת נמוכה בהספק מסוג זול. ברגע שהם מתים אנחנו זורקים אותם לפח ויוצאים להטמנה הם הולכים. ובכן זה גרם לי לחשוב, למה לא להמיר אותו ליחידת חשמל עם 10W של נוריות LED. זה יהיה חייב להיות בטוח ומוגן מפני מזג האוויר וזה צריך להיות זול. האם ניתן היה לעשות זאת תהיתי והאם 10W יהיה יותר מדי? מהתמונות ניתן לראות שמקור האור הוא עיצוב צינורי בקוטר של כ -60 מ מ נירוסטה ומפזר פלסטיק. ועוד מכסה צינורי המתאים למעלה עם הפאנל הסולארי. הדבר הראשון שעשיתי היה להסיר את הלייד הלבן הקטן והמקורי ואת הלוח הסולארי המרובע בגג. הרעיון לכך הוא להרכיב את הלדים על צלחת המקובעת אל גוף קירור הפונה כלפי מעלה דרך צמצם פאנל השמש..

שלב 1: מפרט ה- LED

לאחר שרכשתי לאחרונה כמה 10W בודדים של COB, תהיתי אם אפשר להשתמש במד אחד ולהשתמש במתג מצב מתג ישירות מרשת החשמל [240V UnIsolated] המועמד היה שבב נהג חשמל במצב שבב FL7701 ומשרן משרן 1.4mH. לרוע המזל ההמרה מ 240v ל- FW של בלוק COB [12V] אינה פועלת בקלות שכן הזרם הנדרש דרך COB גדול בהרבה ממה ששבב הנהג יכול להתמודד אם אתה רוצה 10W. השבב יכול להתמודד עם 0.5A אשר עם מתח קדימה של 12V יביא אותך רק ל 5W או יותר. אתה יכול להשתמש במצב מתג ממיר קדימה עם בידוד שיעשה את העבודה אבל העלות מתחילה לעלות, אחרי הכל זה היה אמור להיות זול ועליז. אז איך אוכל לקבל 10W עם זרם 0.5A בלבד. בהתחשב בשימור תורת האנרגיה הדרך היחידה להגדיל את ההספק היא להגדיל את המתח, והדרך היחידה שבה אני יכול לעשות זאת היא להגדיל את המתח קדימה של הלדים באמצעות יותר מאחד מהם. אם תסתכל על הורדת ה- LED שלי להוראה תוכל לראות מדוע עשו זאת בעיצוב זה. גלישה ב- EBAY מצאתי בקלות כמה מנורות 1W עם מתח קדימה 0f 3V@330mA. עכשיו אם הייתי משתמש ב 10 ומטה רץ אותם @266mA הייתי מסיים עם 10 x 3 x0.266A = 8W… קרוב מספיק. למצב התחתון יש גישה דו קוטבית …..הורידו את החום ולכן שמרו או האריכו את חייו. טמפ 'צומת נמוכה יותר פירושה אורות מאושרים.

שלב 2: בסיס ה- LED

התבוננות בתמונות של אור הגן מה שנדרש היא שיטת הרכבה של נוריות LED אלה וכמובן שאם הן שוקעות 266mA עלינו להיפטר מ -8W אנרגיה לרוחבן אשר תדרוש גוף קירור. הקוטר הפנימי של הנירוסטה הצינור מעט מתחת ל -57 מ מ, כך שאם אוכל להרכיב את כל האלקטרוניקה בצינור פלסטיק אטום ולהתקין אותו בחלק הפנימי של הצינור. לאחר מכן אוכל להרכיב את צלחת העדים הפונה כלפי מטה על גבי המארז אשר לאחר מכן יאיר את המפזר.אז איך נסדר את הלדים?

קודם כל חתכתי עיגול של אלומיניום 46.5 מ"מ עם חור מרכזי באמצעות מסור חור [ראה תמונה] ושימוש בקלטת קירור דו צדדית מכוסה בצד אחד. אתה יכול לקבל את הקלטת הזו ב- ebay והזול למדי שלה, המשמש בדרך כלל לגוף קירור. מצורף ראה תמונה. האלומיניום היה מארז אספקת חשמל ישן אבל אתה כנראה יכול לקנות את זה ב- eBay. השתמשתי בחתיכה בעובי 2 מ"מ. אתה צריך לכסות ולבודד את המתכת מבסיס הלד אך עדיין יש מוליכות תרמית טובה. השתמש בקפה כפולה של סרט תרמי המונח לרוחב אורתוגונלי בשתי שכבות. זה ישנה את המוליכות התרמית ואנו מאבדים עוד 20 מעלות צלזיוס על פני הצומת אבל זה מה שצריך. אחזור על זה מאוחר יותר ואולי אסתכל על פתרון אקוולוזיה אטום לחלוטין אך לא לעת עתה.

שלב 3: BasePlate

לאחר מכן השתמשתי ב- Autocad כדי לפרט לאן צריכות הנורות ללכת על הבסיס. ראו את התמונות של זה מצורף כקובצי PDF.

הדפסתי את העיצוב בקנה מידה והשתמשתי בחורר כדי ליצור תבנית הרכבה של הפריסה שתשמש מדריך גס. הנחתי את זה על צלחת הבסיס הדביקה שלי ושרטטתי את קווי המתאר של העיגולים על הקלטת.

לאחר מכן הנחתי את הנורות כך שאוכל לקבל מיקום כלשהו של סרט נחושת שבו אשתמש כדי לקשר את הנורות על פני השטח של הקלטת התרמית המבודדת.

מוודא שאף סרט נחושת לא יפר את החלק התחתון של "השבלול" והלחמתי את כולם יחד. כמובן שאתה צריך לוודא שהקטודות עוברות לאנודות. אתה יכול פשוט להדביק אותם ולהשתמש בחוט חיבור בין הפינים למרות ששימוש בנייר נחושת עוזר לפזר חלק מהחום לקלטת. בנושא החום, אלה מייצרים הרבה ממנו ולכן צריך גוף קירור גדול למדי. בחרתי בגוף קירור בגודל 40x40x30 H ששומר על הצלחת התחתונה בסביבות 58-60 מעלות צלזיוס. לכל ואט ואמור 1 מעלות צלזיוס לוואט מצלחת למקרה זה אמור להיות טמפ 'צומת של (8x1)+4 = כ. 60+12 מעלות צלזיוס = 72 מעלות צלזיוס וזה אמור להיות סביר.

המתח הכולל על פני הנורות יהיה 10 x 3v או בערך כך שהשלב הבא יבדוק את הזרם דרכם.

לקובץ ה- PDF המצורף יש מתווה לשימוש כתבנית אך תמיד תוכל ליצור עיצוב משלך.

בדוק את הקובץ המצורף easam אותו תוכל להוריד את eviewer לעיון

שלב 4: הרכבה עליונה

אמרנו קודם לכן כי נשתמש בשבב דרייבר מסוג FL7701 לשם כך, ומשחק עם מעצב הגיליונות האלקטרוניים xcel העלה סט מספרים שעשויים לעבוד. המפתח לממיר הכסף היה להוריד את האדוות למשהו סביר בהתחשב בערך ה- RMS שהיינו צריכים. לאדונית יש השפעה ישירה על גודל המשרן ותדירות הפעולה השפעה עקיפה. אז אם נגדיל את האדוות עלינו להגדיל את גודל המשרן והדרך היחידה לצמצם את ההשראות הנדרשת היא להעלות את התדר. עיין בתמונה המצורפת המפרטת את מה שחזרתי אליו והיה המפתח לערכים בסכימה.

להלן הלדים המולחמים מונחים מעל התבנית שלי לפני הדבקתם. שימו לב לשימוש בגוף הקירור שהצלחת נדבקה לתחתית עם הנורות הרכובות.

הגדלת הזרם ל- 266mA RMS על ידי התאמת זרם השיא ל -500mA הגדירו את המתח לקצת יותר מ -30 וולט על פני העדים מה שמרמז שהמתח היה קרוב ל -3 וולט קדימה אם יש לנו 10 נוריות. שים לב שהחישוב צפוי 286mA בעוד שבמציאות הצלחנו רק 266. התדירות הייתה צריכה להיות 101Khz אולם ההתבוננות על ההיקף נראתה מעט נמוכה. אדון בסכימה ובנהג ובצורות גל בשלב הבא.

אז חיבור הדליק את לוח הבסיס כמו עץ חג המולד. הערה מהירה בנושא בטיחות. זהו עיצוב לא מבודד ולכן כל מה שניתן להעלות לרמת החשמל צריך הארקה יסודית. זה יכלול את גוף הקירור שאם אתה מסתכל בזהירות יש כמה חורים שצריך להתחדד באמצעות תג אדמה לגוף הקירור ולמתכת הנירוסטה ולארץ החשמל הנכנסת. היזהר עם החיווט של הנורות כי לא יתקיים קיצר בין הנורות לאדמה. אם הוא עושה זאת, מתח גדול מהמתוכנן מופיע על פני האורות ויהרוס אותם במהירות. יש לי התקנת בדיקה הכוללת שנאי בידוד לרשת, אך כאשר הוא מחובר ישירות לרשת החשמל צד אחד של המשרן נמצא בפוטנציאל החשמל שאם הוא מתחבר לכל פיסות מתכת מבודדות תהיה סכנה.

שלב 5: בדיקה וסכימה

אז בואו נקפוץ לאחור ונראה מה אנחנו צריכים כדי להניע את הנוריות. כבר אמרנו שאנחנו צריכים לתמוך ב -266mA או שם בערך, כך שכבר עשינו את המספרים.

בהתייחס להערה הסכימטית את הדברים הבאים:

נכנס דרך נתיך 1 לגשר מיישר ואז לסינון משרן עם שני c.

D1 היא דיודת ההתאוששות והאמצעי להורדת הזרם על המשרן. שער Q1 מונע על ידי סיכה 2 של FL7701 דרך R3 כאשר D2 מסייע לסחוף את המטען מהשער על שבץ שלילי של FL7701. תדירות הפלט נקבעת ב- R5/R4. זוג סיכות יש ניתוק כלשהו וסיכת CS..pin1 היא החוש הנוכחי אשר עוקב אחר המתח ומכאן הזרם דרך R6. בתקופה הבאה. שים לב מה חסר במעגל הזה. אין דרישה לכובע DC מיישר גדול עבור הקלט. ה- FL7701 דואג בצורה חכמה לשונות הקלט באופן פנימי. מכיוון שזה בדרך כלל חלק יקר זה עוזר לחסוך בעלויות. ברגע שהמחשב הלוח היה מאוכלס בדקתי את האדוות. שימוש בבדיקה נוכחית על הקתודה של בלוק ה- LED נתן אדוות של 150mA והזרם הממוצע באמצעות המד נמדד כ-. 260mA. זה 100mA למטה על המקסימום עבור הנוריות ומאפשר להם לרוץ קריר יותר ולכן להאריך את חייהם. התדירות נמדדה כ- 81Khz ויורדת ל -1.71us. זהו 13% מהיכולות של השבב/המשרן ולכן אמורה להיות בסדר. נקודת המוצא של כל העיצוב הזה הייתה בשימוש של 1.4mH מחוץ למדף סלילי הסלילים.

שלב 6: בניית PCB

שים לב שהתמונות הן של לוח האב טיפוס שהיו בו כמה שגיאות שתיקנתי בפריסות ה- PCB החדשות שהועלו. שים לב למקפצים עליו כדי לעקוף כמה הצמדות לא נכונות … doh. זה גרם לכמה התפרצויות לפני שהבנתי את השגיאה … כנראה שהייתי עייף!

יש כמה מהצד העליון ואחד מהחלק התחתון.

שלב 7: חיבור הכל ביחד

אז הנה הוא מחורץ יחד. אני אצרף רשימת BOM של כל החלקים הנדרשים מאוחר יותר. יש דברים שצריך להיזהר מהם. הארצתי את גוף הקירור בחלקו העליון והזנתי אותו דרך היחידה עד לנקודת הארקה בתחתית, ואז מוארק בחזרה לאספקה. היזהר מזה. הקתודה של הלד הסופי נמצאת בערך 30V מתחת למתח השיא של 310V. זה יכאב אם ייגע בו כל כך צריך להישאר מבודד וכל חלקי מתכת שעלולים לבוא במגע נברחים לאדמה על מנת להבטיח נתיב ברור לזרם התקלה. דרך אלקטרוניקה. בורג האדמה בתחתית משמש כתחנה עבור "צינורות" החשמל ויש חור ניקוז במקרה של רטיבות שתמצא את דרכו פנימה. אין מדובר במיכל עמיד למים, אך החשמל מנוע מהאצבעות ומהכבלים. חור הניקוז נמצא הרבה מעל פני הקרקע. גוף הקירור העליון זקוק לאיטום מסביב לראשו וזה עדיין אמור להסתיים. אני מתכוון להוציא את זה בגינה לקראת הקיץ וכנראה שאוסיף עוד כמה אחר כך.