Utilisation du courant alternatif avec des LED (partie 3) - la GRANDE lumière : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Dans Utilisation du courant alternatif avec des LED, partie 1 et partie 2, nous avons examiné les moyens d'adapter d'abord l'alimentation alternative aux LED sans la conversion habituelle en courant continu pur. Ici, dans la partie 3, nous combinons ce que nous avons appris auparavant pour concevoir une lumière LED qui fonctionne directement sur le secteur. Avertissement: le secteur est de centaines de volts et est potentiellement mortel. Veuillez prendre toutes les précautions nécessaires avant de commencer à travailler avec !

Étape 1: Le transformateur sans transformateur

Lorsque nous avons connecté des LED aux transformateurs AC, le calcul que nous avons utilisé était:Vac / 3,3 pour nous donner le nombre de LED dont nous avons besoin pour pouvoir gérer correctement l'alimentation sans résistances supplémentaires et autres pièces. Et si nous contournions complètement le transformateur et considérons secteur alternatif ? À certains égards, c'est plus simple - la tension des transformateurs peut varier considérablement avec la charge que nous y mettons, alors que le secteur CA est beaucoup plus stable. Si nous utilisons la norme 110v des États-Unis, nous calculons d'abord la tension de crête, 1,4 * 110 = 156 et nous pouvons trouver le nombre de LED qu'il peut prendre en charge: 156 / 3,3 = 47 LED Alors, cela signifie-t-il que si nous mettons 47 LED en série, nous pouvons faire fonctionner toute la chaîne directement sur une prise 110v AC ? La réponse est Oui ! Tant que nous maintenons la tension aux bornes de chaque LED à 3,5 V ou moins, elle fonctionnera dans ses limites. Mais alors, n'oublions pas que pour chaque cycle positif, il y a un cycle négatif ! Cela signifie que nous avons besoin d'un circuit miroir comme dans (1). Wow, cela fait énormément d'ampoules!Cependant, si nous ajoutons une diode de blocage comme dans le circuit (2), nous pouvons alors faire fonctionner notre circuit en toute sécurité. Le 1N4003 est capable de gérer 200 volts, donc c'est bien pour l'alimentation américaine. Pour les pays de l'UE, le nombre magique est de 103 LED (le double si vous voulez utiliser les deux cycles) et la diode pour ckt (2) doit être une 1N4004 ou mieux.

Étape 2: pousser l'enveloppe

N'oubliez pas que, parce que nous utilisons la diode pour bloquer la moitié de notre cycle, les LED du circuit (2) ne fonctionnent que la moitié du temps. Comment pouvons-nous les faire s'allumer pour l'autre moitié aussi?

Avec une pièce simple appelée un pont redresseur, cela peut arriver. Ce dispositif est en fait composé de 4 diodes connectées de manière croisée pour que les deux cycles aillent dans le même sens. Les ventilateurs électroniques le sauront dans le cadre du circuit de « rectification pleine onde » (par opposition à la demi-onde). Avec cet ajout, nos LED s'allumeront deux fois plus souvent et nous en tirerons deux fois plus de lumière.

Étape 3: Temps de construction

Ainsi, nous pouvons commencer notre construction d'un simple tout LED + un circuit en pont pour fonctionner sur secteur 110v.

Vous aurez besoin de: Beaucoup de LED blanches - naturellement ! Et TESTEZ-les tous ! Cordon d'alimentation secteur Diode Perfboard 1N4003 ou redresseur en pont de 200 volts La première image est à quoi ressemble mon circuit une fois terminé. Les yeux rapides remarqueront qu'il n'y a que 42 LED à bord. En raison de la nécessité d'accueillir le pont sur la carte, et en raison de la nature relativement stable de notre secteur, nous pouvons faire fonctionner nos lumières un peu plus de 20 mA. Le pont a 4 fils: 2 marqués (~), un (+) positif et un (-) négatif. Les (~) vont à AC Mains. Commencez par connecter le pont (+) au fil plus long (+) de la première LED, puis prenez le fil court au fil long de la LED suivante. Faites 1 rangée, double et triple vérification avant de souder ! Descendez en vous connectant TOUJOURS du plus court au plus long. J'ai des photos supplémentaires ci-dessous montrant les différentes étapes de réalisation. Imprimez-les pour vous aider à faire le câblage.

Étape 4: Regardez

Et il y a de la lumière ! En raison de la nature dangereuse des composants lorsqu'ils sont branchés, j'ai recouvert le circuit imprimé d'une triple couche de papier parchemin, qui a une bonne valeur diélectrique et peut supporter plus de 400F de chaleur. Ensuite, j'ai monté la planche sur le couvercle d'un récipient à emporter, à l'aide d'une entretoise en mousse provenant d'une broche de DVD, avec une découpe pour le cordon d'alimentation. Le rendement lumineux équivaut à une ampoule givrée de 40 watts, mais le récipient est à peine chaud. N'oubliez pas: débranchez toujours le circuit avant de toucher des pièces exposées. De plus, les LED fonctionneront près de leur courant nominal, ce qui pourrait signifier des températures pouvant atteindre 85 ° C sur leurs surfaces.

Étape 5: Variantes

Trop lumineux ? Vous pouvez combiner les circuits (2) et (3) pour donner à notre lumière un interrupteur Hi/Lo. En Hi, l'interrupteur court-circuite la diode pour qu'elle fonctionne en mode Pleine onde comme en (3). L'ouverture de l'interrupteur ne permet au courant de circuler que la moitié du temps, tout comme (2). Ozzies et Brits: vous aussi pouvez utiliser les circuits LED 42/47 - il suffit de combiner la version US (.4uF et 1K-ohm) du circuit présenté en partie 2 et vous aussi, vous pouvez créer un éclairage secteur avec seulement 42 LED ! Ou consultez les calculs à l'étape suivante. Oh oui, notre « grande » lumière est super économe - fonctionnant sur secteur de 110 volts, elle consomme à peine 3 watts. Découvrez d'autres façons d'éclairer votre maison avec des LED éteintes A/ C secteur ici!

Étape 6: Calculer les chiffres

Voici un récapitulatif des calculs utilisés pour ce projet: Pour faire fonctionner des LED blanches (tension nominale 3,3 v) en toute sécurité sur secteur sans utiliser de régulation (autre que le pont de diodes), le nombre magique est: Vac * 1,4 / 3,3. Quel est le nombre minimum de LED en série qui fonctionneront en courant alternatif sans dépasser sa plage de fonctionnement « confortable ». Le choix des LED peut être de 20 mA ou plus - TANT QU'elles sont toutes du même type et fixées en série. Si vous utilisez le nombre total de LED calculé ci-dessus, c'est tout ce dont vous avez besoin, mais pour les arrangements utilisant moins de LED (mais pas moins de 30), nous devons ajouter la combinaison RC à chute de tension. R est toujours une résistance de 1K, 1Watt, tandis que la valeur de C est calculée comme suit:Vpk= Vac * 1.4Vdd= N * 3.3, où N est le nombre de LED blanches que nous souhaitons utiliser en série. Iled = 0.02, le courant nous voulons pour nos LEDs. C = 1 / (2 * pi * f * (Vpk-Vdd) / Iled), où f est la fréquence du secteur, mais vous pouvez le simplifier en: (58 / (Vpk-Vdd)) dans micro-farads (uF), et devrait se situer entre 0,1 et 0,5 uF. Assurez-vous qu'il s'agit d'un condensateur non polaire. IMPORTANT: les pièces doivent être évaluées pour au moins Vpk et suffisamment de courant pour gérer Iled.