Lumières sous-marines à LED : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Ce bref instructable vous fournira les détails et l'inspiration nécessaires pour éclairer votre lac. Il s'agit d'un projet LED simple que j'espère étendre pour utiliser la gradation PWM avec des lumières RVB pour créer la couleur souhaitée.

Étape 1: Mettre de l'électricité dans l'eau

Vous voulez donc éclairer votre quai/bateau/bord de l'eau mais vous ne voulez pas électrocuter les nageurs dans la région. Les alimentations, en particulier les alimentations à découpage, peuvent tomber en panne, ce qui entraîne un zapping de 110 V CA dans la zone voisine si des contacts ou des fils sont exposés. Bien que peu probable, cela pourrait entraîner des poursuites et des frais funéraires qui valent bien plus de peine que d'utiliser une conception appropriée. Heureusement, les LED fonctionnent à basse tension: entre 2 et 4 VDC, cela signifie que même avec des fils ou des contacts exposés, les nageurs à proximité ne ressentiront pas de chose. Nous devons juste nous assurer que nous utilisons une alimentation dont le mode de défaillance ne mettra pas 110VAC dans l'eau. Une alimentation à base de transformateur fera l'affaire ! Au meilleur de ma connaissance, ceux-ci ne seront pas « vivants » en cas d'échec. Cependant, vous aurez peut-être besoin d'un gros transformateur en fonction du nombre de LED utilisées. La meilleure solution que j'ai trouvée en tant qu'alimentation (celle que j'ai utilisée) est une batterie de voiture/marine 12V. Cela garantira que vous n'aurez jamais plus de 12-14V dans l'eau. Attention cependant, s'ils sont court-circuités, ils peuvent produire un courant très élevé. Déconnectez-vous du circuit pour charger. Matériaux répertoriés dans cette étape: batterie de voiture/marine 12 V, ou à cycle profond si possible

Étape 2: Construire une source de courant pour vos LED

Vous ne pouvez pas simplement câbler des LED à votre batterie et dire allez-y. Eh bien, vous le pouvez probablement, mais vous ne le voudrez peut-être pas, car cela nuira à la durée de vie de vos LED d'alimentation (relativement) chères. Nous devons nous assurer que ces choses fonctionnent à ou juste en dessous de leur courant de conception. Au départ, j'ai pensé à utiliser un circuit basé sur le régulateur buck lm3406 1.5A. Après avoir calculé le prix après avoir fabriqué des circuits imprimés et des composants personnalisés, j'ai opté pour quelque chose d'un peu plus simple: le régulateur linéaire LM317. Il existe déjà des instructables qui expliquent comment l'utiliser, je vais donc être bref. Le 317 maintient une tension constante de 1,25 V entre sa borne « réglage » et sa borne « sortie ». Si vous câblez une résistance de 1,25 Ohm entre les deux 1Amp de courant circulera (V=IR). Maintenant, fixez simplement vos LED entre le réglage et le sol (voir le schéma). Discussion: Bien que simple, cette conception n'est pas parfaite. Le Lm317 dissipe la puissance sous forme de chaleur pour contrôler la tension. Si vous l'alimentez en 40V et que vous l'utilisez pour piloter une LED 4V à 1amp, vous dissiperez 36Watts. P=I*V (40V-4V)*1amp =36W. Vous voudrez l'alimenter avec une tension très proche de celle de ce que vous conduisez. Avec une batterie de 12 V et une chute de tension de 1,25 sur la résistance et de 0,5 V sur le circuit intégré, vous pourrez alimenter 2-3 LED en fonction de leur tension. La boîte illustrée ci-dessus se compose de 12 circuits identiques pour fournir 0,8 A aux chaînes de LED. dans cette étape12 - Régulateurs Lm31712 - Résistances 1W (valeur dépendante du courant souhaité, I[A]=1.25 [V] /R[Ohm])12 - Connecteurs de câbles1 - Interrupteur marche-arrêt1 Condensateur électrolytique

Étape 3: Câblage et montage des LED

J'ai utilisé 6 jeux de 3 LED Luxeon K2 Royal Blue câblés en série pour éclairer mon dock. Bien que évalué pour 1A à 3,85V (chacun), j'ai utilisé 0,8A qui, selon moi, nécessitait environ 3,70V. Cela signifie donc que nous avons besoin d'au moins 3 * 3,70 V = 11,10 V pour alimenter une chaîne de 3 LED bleu royal câblées en série. Nous devons également prendre en compte la chute de tension aux bornes de notre source de courant (environ 1,25+0,5V). Nous avons donc besoin d'un total de 12.85V, ce qui est très proche d'une batterie 12V complètement chargée. Si nous n'utilisions que 2 LED en série, nous n'aurions besoin que de 3,7*2+1,25+0,5 = 9,15V. Les régulateurs dissiperaient simplement la puissance supplémentaire. Ainsi, pour faire fonctionner le total de 18 LED, j'ai utilisé 6 ensembles parallèles de 3 LED câblés en série. Cela équivaut à 3,7[V]*1[A]*18[LED] = 66W de câble téléphonique de calibre juice.22 a bien fonctionné pour le câblage. Il y a 4 fils dans le câble, j'ai utilisé un câble pour alimenter 2 ensembles de LED, (2 fils chacun) mais on pourrait alimenter 3 ensembles de LED par câble tout en utilisant 1 fil comme masse commune, surtout si vous utilisez un calibre plus petit (plus épais) fils. J'espère que vous avez l'idée à ce stade et que vous pouvez concevoir la configuration de votre choix. Ce serait bien de faire de petites enceintes sous-marines pour les lumières. Cependant, en raison du temps et du budget, j'ai simplement monté les lumières sur des dissipateurs de chaleur (ce que vous voudrez si vous manquez d'eau, elles chauffent!), J'ai collé les dissipateurs de chaleur ensemble et vissé au milieu dans mon quai. J'ai utilisé une agrafeuse pour attacher et cacher les fils le long de mon quai. Matériaux utilisés dans cette étape:18 - LED Luxeon K2 5 $ chacune18 - Dissipateur thermique Luxeon K2ÉpoxyX plusieurs pieds de câble téléphonique de calibre 22 (ou tout autre câble que vous voulez)connecteurs à connecter les fils à votre source actuelle.

Étape 4: vous avez terminé

Maintenant, vous avez un quai équipé de LED d'alimentation qui s'allument la nuit et peuvent ou non énerver vos voisins. Vous pouvez être sûr, cependant, qu'il n'électrocutera pas vos nageurs. Notez qu'il n'est pas nécessaire que ce soit votre quai ! Mes plans actuels incluent de les monter au fond de mon lac pour fabriquer des feux de piste pour mon bateau. Vous pouvez ajouter différentes lentilles aux lumières qui collimateront ou diffuseront le faisceau. Essayez aussi différentes couleurs. Vous pouvez les brancher tant qu'ils sont adaptés au courant fourni par votre source de courant (ne vous inquiétez pas de la tension).

Étape 5: Extension du projet

Jusqu'à présent, tout a été relativement simple. Nous pouvons faire mieux que d'utiliser un boîtier de commande pour allumer et éteindre les lumières bleues. La première étape consiste à contrôler leur luminosité. J'ai joint la conception que j'ai faite pour un circuit régulateur buck contrôlé par PWM, mais j'ai réalisé plus tard que l'on pouvait simplement ajouter un transistor en série avec les lumières et utiliser le signal PWM ou un signal de sortie analogique d'un microcontrôleur pour contrôler la luminosité de les lumières. C'est ma prochaine étape, elle peut être facilement intégrée dans le projet fini. Changer les couleurs: Les récepteurs de vos yeux ne sont sensibles qu'aux longueurs d'onde rouge, verte et bleue de la lumière. Vous interprétez une couleur par l'excitation relative de chaque récepteur. Par exemple, la lumière jaune exciterait les récepteurs rouge et vert. Ainsi, si nous collons des leds rouges vertes et bleues ensemble et contrôlons leur luminosité relative, ou le temps relatif pendant lequel elles sont allumées ou éteintes l'une par rapport à l'autre (dans un laps de temps très très court (PWM !)), nous faisons réfléchir notre cerveau nous voyons des couleurs différentes. C'est ainsi que fonctionnent les téléviseurs ! La question est maintenant de savoir comment contrôler 3 lumières différentes (RVB) par groupe de lumières sans faire courir un million de fils partout. C'est votre station d'accueil, pas votre laboratoire d'électronique. Nous aurions besoin d'au moins 4 fils par jeu de lumières RVB plutôt que 4 fils pour 3 jeux de lumières comme nous pouvions le faire auparavant. La réponse est que je ne sais pas comment faire ça gentiment ! J'espère que le lectorat averti contribuera. Une réponse serait de relier toutes les différentes couleurs avec leurs propres couleurs. c'est à dire. tous les rouges en série et utiliser la modulation de largeur d'impulsion pour contrôler les quantités relatives de cette couleur. Cela signifierait moins de fils passant sous votre quai, mais cela signifierait également que chaque groupe de lumières sur votre quai sera de la même couleur en même temps, plutôt que moitié vert et moitié violet. Le système pourrait être complètement repensé afin que le contrôle l'électronique est située sous l'eau avec les lumières. Cela ne nécessiterait que 2 fils d'alimentation et un fil de commande par groupe de lumières. Mais mouiller vos appareils électroniques entraînera probablement un échec, donc ce n'est peut-être pas la voie à suivre. Pour résumer le problème: comment pouvons-nous minimiser les fils, mais maintenir un contrôle individuel sur les LED R, G, B dans chaque groupe de LED ? N'oubliez pas que nous voulons garder toutes les tensions généralement inférieures à 12 V (nous ne pouvons pas mettre toutes les LED en série sur une chaîne). Nous équilibrons essentiellement les degrés de liberté de contrôle avec le nombre de fils. Ceci est un exemple typique de contraintes d'ingénierie. Veuillez envoyer vos suggestions et toutes vos questions. Bonne chance !