Eenvoudige Power LED Lineêre Stroomreguleerder, hersien en verhelder: 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Hierdie instruksie is in wese 'n herhaling van Dan se lineêre stroomreguleerkring. Sy weergawe is natuurlik baie goed, maar dit ontbreek iets aan duidelikheid. Dit is my poging om dit aan te spreek. As u Dan se weergawe verstaan en kan bou, sal my weergawe u waarskynlik niks nuuts vertel nie. Maar …… Terwyl ek my eie reguleerder opgestel het op grond van Dan, het ek steeds na sy foto's van die komponente gekyk en gekyk- watter pen verbind met watter ander pen ?? Is dit hiermee gekoppel of nie? Dit is natuurlik 'n eenvoudige stroombaan, maar ek is nie 'n elektriese ingenieur nie en ek wou dit nie verkeerd verstaan nie … Omdat dit verkeerd is, selfs 'n bietjie, veroorsaak dat dinge soms onfeilbaar is. Ek het 'n komponent bygevoeg: 'n skakelaar tussen die positiewe aansluiting van die GS -kragtoevoer en die res van die stroombaan, sodat ek dit kan aan- en afskakel. Geen rede om dit uit te sluit nie, en dit is baie handig. Ek moet ook hier aan die begin opmerk: wat ook al die bewerings van Dan is, die stroombaan is uiteindelik nie geskik om 'n LED van 'n kragtoevoer af te dryf wat aansienlik bo die spanningsval van die LED is nie. Ek het probeer om 'n enkele 3.2V blou LED op 140 mAh te bestuur (getoetsde stroom was eintlik 133 mAh- baie naby) van 'n kragtoevoer wat 9,5 volt was, en die eindresultaat was dat die LED binne 60 sekondes begin flikker en uiteindelik skakel af … Dit het dit verskeie kere gedoen met steeds afnemende tydperke tussen aanskakel en mislukking. Nou sal dit glad nie aanskakel nie. Dit gesê, ek het ook nou al 'n maand lank amper 'n enkele RGB-LED met 'n hoë krag aangedryf, met 'n ander kragtoevoer wat meer ooreenstem met die spanningsval van die LED, sodat hierdie stroombaan kan werk, maar nie altyd nie, beslis nie soos oorspronklik belowe nie, en dit kan baie goed die krag -LED onderweg verwoes. Die stem van ervaring hier sê dat dit sal werk solank die vereistes van u LED's presies ooreenstem met die krag in volt van u kragtoevoer. As u flikker sien, beteken dit dat die LED (s) uitbrand en reeds permanent beskadig is. Dit het my ses vernietigde krag -LED's geneem om dit uit te vind. 'Baie Bothans het gesterf om hierdie inligting aan ons te bring …' Supplies: Hier is Dan se lys van komponente, woord vir woord, maar gekorrigeer vir die eerste item (Dan het per ongeluk die produknommer van 'n 10K ohm weerstand gegee, nie 'n 100K ohm nie) lys toon nou 'n nommer vir die korrekte tipe). Ek het ook skakels bygevoeg na die werklike genoemde produkte:-R1: ongeveer 100k-ohm-weerstand (soos: Yageo FMP100JR-52-100K) R3: huidige stelweerstand-sien hieronder Q1: klein NPN-transistor (soos: Fairchild 2N5088BU) V2: groot N-kanaal FET (soos: Fairchild FQP50N06L) LED: krag LED (soos: Luxeon 1-watt wit ster LXHL-MWEC)

- Die skakelaarkomponent, S1, moet gegradeer word volgens die spanning van die GS-kragtoevoer wat u gaan gebruik. 'N 12V -skakelaar is byvoorbeeld nie ontwerp om 18V krag te hanteer nie. Let daarop dat Q2 ook uitruilbaar 'n MOSFET, 'n nMOSFET, 'n NMOS, 'n n-kanaal MOSFET en 'n n-kanaal QFET MOSFET genoem word, ook Q1 'n NPN bipolêre aansluitingstransistor of NPN BJT genoem. Dan bespreek nie wat 'ongeveer' beteken nie, en verduidelik ook nie hoe ver jy kan gaan of wat dit sal beïnvloed nie; Hy verduidelik ook nie 'klein' of 'groot' en die gevolge wat dit kan hê nie. Ongelukkig kan ek ook nie. Dit lyk asof ons nie by hierdie spesifieke komponente hou nie, tensy ons 'n graad in elektriese ingenieurswese behaal. Gegewe die fynheid van die betrokke LED, lyk streng nakoming die enigste redelike opsie.

Oor R3:

Volgens Dan moet die waarde vir R3 in ohm verband hou met die stroom waarmee u u LED wil dryf (waarvan die perke reeds deur die vervaardiger gestel is), sodat u gewenste stroom in ampere = 0,5/R3 is. In so 'n vergelyking sal 'n groter weerstand in R3 lei tot minder stroom deur die LED. Intuïtief lei dit tot die gevolgtrekking dat volmaakte weerstand (dit wil sê die afwesigheid van enige weerstand) sou beteken dat die LED nie sou funksioneer nie (0,5/oneindig = minder as nul). Ek is in werklikheid glad nie seker dat dit waar is nie, en my eie empiriese toetse van hierdie kring dui aan dat dit nie so is nie. As ons volgens Dan se plan voortgaan, lewer 'n R3 van 5 ohm 'n konstante stroom van 0,5/5 = 0,1 ampère of 100 miliamp. Dit lyk asof 'n groot deel krag -LED's ongeveer 350 mAh werk, dus hiervoor moet u 'n R3 -waarde van ongeveer 1,5 ohm bepaal. Vir diegene wat minder vertroud is met weerstande, moet u in gedagte hou dat u die 1,5 ohm kan bepaal deur 'n kombinasie van verskillende weerstande parallel te gebruik, solank u finale gekombineerde resultaat 1,5 ohm weerstand is. As u byvoorbeeld twee weerstande gebruik, is u R3 -waarde gelyk aan die waarde van weerstand 1 vermenigvuldig met die waarde van weerstand 2 en die produk gedeel deur die totaal van R1+R2. Nog 'n voorbeeld: 1 weerstand van 5 ohm gekombineer in parallel met 'n ander van, sê, 3 ohm, gee jou (5x3)/(5+3) = 15/8 = 1.875 ohm, wat dan tot 'n konstante stroom in hierdie stroombaan sal lei. 0,5/1,875 = 0,226 ampère of 266 mAh.

Weerstande word beoordeel vir verskillende vermoëns om krag te versprei. Klein weerstande kan minder krag afvoer as groter, omdat groter nie so vinnig verbrand as daar te veel stroom deurloop nie. U kan nie 'n weerstand op die oppervlak in hierdie stroombaan gebruik nie, omdat dit nie die kragverlies kan hanteer nie. U sal ook nie 'n te groot weerstand kan vind nie. Groter/ fisies groter weerstande kan net meer krag hanteer as kleiner. Groter kan meer kos om te verkry, en sal meer ruimte in beslag neem, maar die koste is gewoonlik weglaatbaar (elke gebreekte stereo het honderd weerstande daarin met groot kragwaardes) en die ruimteverskil is in die orde van kubieke millimeter, dus moet u versigtig wees en die grootste weerstande van geskikte weerstand wat u kan vind, gebruik. U kan een te klein kies, maar dit is onmoontlik om een te groot te kies.

Let daarop dat as u toevallig 'n nichroomdraad met 'n hoë weerstand byderhand het, u dit waarskynlik tot 'n lengte kan sny wat aan u weerstandsbehoeftes sal voldoen, sonder om met meerdere weerstande te hoef te werk. U benodig 'n Ohm -meter om die werklike weerstandswaarde te toets, en hou in gedagte dat daar waarskynlik 'n mate van weerstand (miskien tot 1 ohm) tussen die twee drade van u Ohm -meter is: toets dit eers deur raak hulle aanmekaar en kyk wat die toestel lees, en maak dan rekening met dit wanneer u bepaal hoeveel nichroomdraad u gaan gebruik (as u 0,5 ohm weerstand opspoor as u saam die drade van u Ohm -meter raak, en u moet eindig met, sê, 1,5 ohm weerstand op u nichrome draad, dan benodig u die draad om 2,0 ohm weerstand vir u te "meet" op die Ohm -meter).

Alternatiewelik is daar ook 'n manier om 'n bietjie nichrome draad te gebruik om hierdie stroombaan te voltooi, selfs vir 'n LED waarvan u die nominale stroom nie ken nie! Sodra u kring voltooi is, maar sonder R3, gebruik 'n lengte van nichroomdraad wat beslis langer is as die hoeveelheid weerstand wat u benodig, met 'n duim of twee (hoe dikker hierdie draad, hoe langer die stuk wat u benodig. die kring- niks sal gebeur nie. Heg nou 'n kragboor aan die middel van die U van die nichroomdraad, sodat as die boor draai, die draad om 'n boor draai. Draai die boor stadig om. As alle ander dele As die stroombaan korrek aangesluit is, sal die LED binnekort baie swak aanskakel en helderder word namate die draad korter word! Dit is egter nie noodwendig maklik om te oordeel wanneer hierdie oomblik bereik is nie, so u neem u kanse met hierdie tegniek.

Met betrekking tot die wasbakke: Dan noem ook die moontlike belangrikheid van die hitteputte vir hierdie projek en die behoefte aan 'n eksterne DC -kragtoevoer van tussen 4 en 18 volt (blykbaar maak ampère nie saak vir hierdie kragbron nie, alhoewel ek dit nie weet nie seker). As u 'n krag -LED gebruik, benodig u 'n hittebak wat daaraan gekoppel is, en u benodig waarskynlik een buite die omvang van die eenvoudige "ster" van aluminium wat met baie Luxeon -LED's voorsien word. U benodig slegs 'n koellichaam vir Q2 as u meer as 200 mAh krag deur u kring loop en/ of die spanningsverskil tussen u GS -kragtoevoer en die gekombineerde spanningsval van u LED's 'groot' is (as die Die verskil is meer as 2 volt, ek sal seker 'n koellichaam gebruik). Vir die doeltreffendste gebruik van enige koellichaam is ook 'n klein hoeveelheid termiese vet nodig (Arctic Silver word beskou as 'n uitstekende produk): maak beide die koellichaam en die liggaam van die MOSFET/ LED skoon met alkohol, smeer 'n gladde, eweredig, dun lagie termiese vet oor elke oppervlak (ek hou daarvan om 'n X-acto mesmes te gebruik vir die absoluut gladste, egaligste, dunste resultate), druk dan die oppervlaktes saam en maak dit vas met een of meer skroewe op die regte plek. Alternatiewelik is daar verskillende soorte termiese band wat ook dieselfde doel sal dien. Hier is 'n paar geskikte opsies vir 'n koellichaam en kragtoevoer vir 'n tipiese enkel-LED-opstelling (onthou, u benodig moontlik TWEE hitteputte- een vir die LED en een vir die MOSFET- in baie opsette): Koelbak

Met betrekking tot kragtoevoer: vinnige kennisgewing met betrekking tot kragtoevoer: feitlik alle kragtoevoer dui êrens op hul verpakking hoeveel volt hulle sal kry en versterkers wat hulle kan lewer. Die aantal volt is egter byna universeel onderskat en feitlik alle kragtoevoer lewer eintlik 'n mate van spanning groter as die wat op hul verpakking aangedui word. Om hierdie rede is dit belangrik om 'n gegewe kragtoevoer te toets wat beweer dat dit volt naby die boonste punt van ons spektrum lewer (dws naby 18 volt) om seker te maak dat dit nie eintlik te veel krag lewer nie (25 volt sal waarskynlik die ontwerpbeperkings van ons stroombaan oorskry). Gelukkig, as gevolg van die aard van die stroombaan, is hierdie spanning van spanning gewoonlik nie 'n probleem nie, aangesien die stroombaan 'n wye reeks spannings kan bestuur sonder om die LED (s) te beskadig.

Stap 1: Skep die heatsink (s)

As u 'n hittebak vir u Q2 benodig, moet u moontlik 'n gaatjie in die hittebak boor om 'n skroef deur die groot gat in die MOSFET se liggaam te steek. Daar is geen presiese skroef nodig nie, solank u skroef deur die MOSFET -gat kan pas, die skroefkop groter is (net effens) as die gat, en die deursnee van die gat wat u in die koellichaam skep, is nie veel kleiner as die deursnee van die silinder van die skroef nie. Oor die algemeen, as u 'n boor gebruik waarvan die deursnee naby is, maar effens kleiner as die skroef se silinder deursnee, sal u geen moeite hê om die MOSFET aan die koellichaam vas te maak nie. Die drade op die meeste staalskroewe is meer as sterk genoeg om in 'n hittebak te sny (mits dit van aluminium of koper is) en sodoende die nodige skroefgat "skep". Boor in aluminium moet uitgevoer word met 'n paar druppels baie dun masjienolie op die punt van die bietjie (soos 3-in-One of 'n naaimasjienolie) en die boor met sagte druk teen ongeveer 600 rpm en 115 ingedruk in-lbs wringkrag (hierdie Black & Decker-boor of iets soortgelyks sal goed werk). Wees versigtig: dit sal 'n baie klein, vlak gaatjie wees en u baie dun boorpunt kan breek as u te lank druk daarop uitoefen! Let goed op: die "liggaam" van Q2 is elektries gekoppel aan die "bron" -pen van Q2- as iets in u stroombaan hierdie koellichaam aanraak behalwe die liggaam van die MOSFET, kan u 'n elektriese korting skep wat u LED kan blaas. Oorweeg dit om die kant van die koellichaam wat na u drade kyk, met 'n laag elektriese band te bedek om te verhoed dat dit gebeur (maar omhul dit nie meer as wat nodig is nie, aangesien dit die doel is om hitte van die MOSFET na die omliggende lug-- elektriese band is 'n isolator, nie 'n geleier nie, van termiese energie).

Stap 2: Die stroombaan

Dit is wat u moet doen om hierdie stroombaan te skep:

* Soldeer die positiewe draad van u kragtoevoer aan die positiewe knoop op u LED. Soldeer ook die een kant van die 100K -weerstand tot dieselfde punt (die positiewe knoop op die LED).

* Soldeer die ander kant van die weerstand aan die GATE -pen van die MOSFET en die COLLECTOR -pen van die kleiner transistor. As u die twee transistors aan mekaar vasgeplak het en die metaalkant van die MOSFET van u af weggedraai het met al ses die transistorpenne wat na onder wys, is die GATE-pen en die COLLECTOR-pen die EERSTE TWEE PINS van die transistors- met ander woorde, soldeer die twee penne van die transistors aan die linkerkant saam en soldeer dit aan die los punt van die 100K -weerstand.

* Koppel die middelste pen van die MOSFET, die DRAIN -pen, met 'n draad aan die negatiewe knoop van die LED. Niks meer sal aan die LED gekoppel word nie.

* Koppel die BASE -pen van die klein transistor (dit wil sê die middelste pen) aan die BRON -pen van die MOSFET (wat die regterkantste pen is).

* Koppel die EMITTER -pen (die regterkantste pen) van die kleiner transistor aan die negatiewe draad van u kragtoevoer.

* Koppel dieselfde pen aan die een kant van R3, u weerstand (e) na u behoefte aan u LED.

* Koppel die ANDER kant van die weerstand aan die voorheen genoemde BASE -pen/ BRON -pen van beide transistors.

Opsomming: dit alles beteken dat u die middelste en heel regter penne van die klein transistor met mekaar verbind via die R3 -weerstand en dat u die transistors twee keer direk met mekaar verbind (GATE to COLLECTOR, SOURCE to BASE) en weereens indirek via R3 (STUUR na BRON). Die middelste pen van die MOSFET, die DRAIN, hoef niks anders te doen as om aan te sluit op die negatiewe knoop van u LED nie. Die LED sluit aan by u inkomende kragtoevoer en aan die een kant van R1, die 100K -weerstand (die ander knoop van die LED is soos pas genoem aan die DRAIN -pen gekoppel). Die EMITTER -pen word direk met die negatiewe draad van u kragtoevoer verbind, en loop dan vir 'n derde en laaste keer terug op homself (op sy eie BASE -pen) en met die MOSFET via die R3 -weerstand wat ook direk met die negatiewe draad van die kragtoevoer. Die MOSFET sluit nooit direk aan op die negatiewe of positiewe drade van die kragtoevoer nie, maar dit maak wel verbinding met beide van hulle via elk van die twee weerstande! Daar is geen weerstand tussen die derde pen van die klein transistor, sy EMITTER en die negatiewe draad van die kragtoevoer nie- dit verbind direk. Aan die ander kant van die opstelling sluit die inkomende kragtoevoer direk aan op die LED, selfs al pomp dit te veel krag (eers) om nie die LED uit te brand nie: die ekstra spanning wat hierdie skade sou aangerig het, is teruggelei deur die 100K -weerstand en deur ons transistors, wat dit in toom sal hou.

Stap 3: Skakel dit aan: los probleme op indien nodig

Sodra die koellichaam (s) aangebring is en u soldeerverbindings stewig is en u seker is dat u LED (s) korrek gerig is en u die korrekte drade aan die korrekte drade gekoppel het, is dit tyd om aan te sluit die DC -kragtoevoer en draai die skakelaar! Op hierdie stadium sal een van drie dinge waarskynlik gebeur: die LED (s) sal brand soos verwag, die LED (s) flits kortliks en word dan donker, of niks gebeur nie. As u die eerste van hierdie uitkomste kry, baie geluk! U het nou 'n werkende kring! Mag dit julle nog baie lank hou. As u uitkoms 2 kry, het u net u LED (e) geblaas en moet u weer met splinternuwe begin (en u moet u kring heroorweeg en uitvind waar u verkeerd gegaan het, waarskynlik deur óf aan te sluit 'n draad verkeerdelik of laat 2 drade kruis wat u nie moet hê nie). As u uitkoms 3 kry, is daar iets fout met u kring. Skakel dit uit, ontkoppel die GS-kragtoevoer en gaan deur u stroombaan-verbinding, maak seker dat u elke kabel korrek aanheg en dat u LED's almal korrek in die stroombaan is. Oorweeg dit ook om die bekende miliampwaarde van u LED (s) te kontroleer en seker te maak dat die waarde wat u gekies het en vir R3 gebruik, genoeg stroom sal verskaf om dit/ hulle aan te dryf. Kontroleer die waarde van R1 en maak seker dat dit 100k ohm is. Uiteindelik kan u Q1 en Q2 toets, maar die metodes om dit te doen is buite die omvang van hierdie Instructable. Weereens: die mees waarskynlike redes waarom daar geen lig verskyn nie, is die volgende: 1.) u LED (s) is nie korrek georiënteerd nie- kontroleer die oriëntasie met behulp van die multimeter en heroriënteer indien nodig; 2.) u iewers in u kring 'n los soldeerverbinding het. Neem 'n soldeerbout en soldeer alle verbindings wat los kan wees; 3.) jy het iewers in jou stroombaan 'n gekruiste draad. Kontroleer of alle drade kort is en skei dit wat aanraak. 4.) u R3 te hoog is om die LED (s) te laat werk- oorweeg dit om dit te vervang deur 'n weerstand met 'n laer weerstand, of verkort u nichroomdraad effens; 5.) u skakelaar slaag nie daarin om die kringtoets met die multimeter te sluit en dit reg te stel of te vervang nie; 6.) u die LED (s) of een van die ander komponente in die diagram voorheen beskadig het deur: a.) Nie voldoende groot weerstande te gebruik nie (dws 'n weerstand met voldoende wattage- R3 moet ten minste 'n.25 wees wattweerstand) of 'n voldoende groot koellichaam vir Q2 of vir u LED (s) (beide Q2 en u LED's word vinnig onderhewig aan moontlike termiese skade as dit nie aan 'n heatsink gekoppel word voordat u die kring aanskakel nie), of; b. om drade te kruis en u LED (s) per ongeluk te beskadig (dit gaan gewoonlik gepaard met 'n stink rook); of 7.) u 'n Q1 of Q2 gebruik wat nie korrek is vir hierdie kring nie. Daar is geen ander tipe weerstand bekend nie, verenigbare vervangings vir hierdie twee komponente- as u probeer om hierdie stroombaan van ander soorte transistors te skep, moet u verwag dat die stroombaan nie werk nie. Ek wens ek kon tegniese vrae oor die konstruksie van LED -stroombane en -bestuurders beantwoord, maar soos ek al voorheen gesê het, is ek nie 'n kenner nie, en die meeste van wat u hier sien, is alreeds behandel in 'n ander instruksies wat geskryf is deur iemand wat meer oor hierdie proses weet as ek. Hopelik is dit wat ek u hier gegee het, ten minste duideliker en duideliker as ander soortgelyke instruksies wat op hierdie webwerf beskikbaar is. Sterkte!

As u stroombaan werk, baie geluk! Voordat u die projek afgehandel noem, moet u die oorblywende vloei uit u soldeerverbindings verwyder met vryfalkohol of 'n ander geskikte oplosmiddel, soos tolueen. As vloeistowwe op u stroombaan bly, sal dit u penne korrodeer, u nichrome draad beskadig (as u een gebruik) en u LED selfs genoeg tyd beskadig. Flux is wonderlik, maar as jy klaar is, moet jy gaan! Maak ook seker dat u ook al u lig aan die werk sit, dat geen van die drade per ongeluk aanraak of uitmekaar val as die kring gebruik of verskuif word nie. 'N Groot hoeveelheid warm gom kan as 'n soort potmengsel gebruik word, maar die werklike potverbinding sal beter wees. 'N Onbeskermde stroombaan wat vir enigiets gewoond raak, is onderhewig aan mislukking, met genoeg tyd, en soldeerverbindings is soms nie so stabiel as wat ons sou wou dink nie. Hoe veiliger u finale kring is, hoe meer gebruik sal u daaruit kry!