Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Projekt instalacji elektrycznej pokrywy akwariowej LED

28 Kwi 2015 11:05 1722 20
  • Poziom 6  
    Witam.

    Jestem akwarystą zielarzem, co oznacza, że akwarium służy głównie do hodowli roślin wodnych. Zwierzęta w nim zamieszkujące (rybki, krewetki) traktuję jako dodatek a nie główną ekspozycję.

    Postanowiłem zamienić instalację oświetleniową ze świetlówek rurowych na power LED.

    Ma to wyglądać w ten sposób, że planuję utworzyć 3 rzędy LED. Przedni i tylny rząd będą liczyć po 20 sztuk CREE XP-G 6500K, aby w zbiorniku było jasno. Środkowy rząd będzie się składał z 10 LEDów białych (CREE XP-G 4500K) i 10 kolorowych (5 niebieskich i 5 czerwonych - dla zaspokojenia roślin, które reagują na takie właśnie widmo - światło białe, najbardziej użyteczne dla człowieka, jest dla nich mało interesujące) układanych naprzemian: biała - czerwona - niebieska - biała itd.. Rząd środkowy chciałem ponadto uzupełnić dwiema sztuakami LED dających światło zielone, aby dodatkowo uzupełnić widmo w tym zakresie światła i podkreślić soczystą zieleń roślin.

    Wszystkie diody chcę wysterować prądem 350mA, aby nie grzały się bardzo. Oczywiście wszystkie będą przyklejone do radiatorów w kształcie gwiazdy, a te z kolei przyklejone do większego radiatora i opartego na ramie bocznej pokrywy DIY.

    Do tej pory większych problemów nie napotkałem.

    Troszkę utknąłem na zasilaniu. Zamierzałem użyć takiego oto zasilacza: PS-RS-150-48 (np. z maritexu . pl - nie podaję URLa, ponieważ mam za mało punktów i system informatyczny forum mi na to nie pozwala) oraz driverów stabilizujących prąd na 350 mA.

    Ponieważ LEDów jest dość znaczna liczba, przekraczjąca wydajność napięciową źródła, muszę zasilenie ich podzielić na sekcje. Z rzędem przednim i ostatnim nie widzę problemu:
    10 szutk LED po lewej stronie każdego rzędu połączę szeregowo i podepnę do drivera. Podobnie uczynię z 10 LEDami po prawej stronie obu rzędów. Ponieważ to wszystko będą jednakowe LEDy dające ten sam spadek napięcia (ok. 3.2V @ 350mA) wymyśliłem sobie, że każdą z takich czterech sekcji (po dwie sekcje z dwóch rzędów) podłączę równlegle do pomnianego zasilacza. Zasilacz będzie musiał podać 4 x 350 mA = 1.4 A przy (10 * 3.2 V = 32 V).

    Wątpliwości mam przy zasilaniu środkowego rzędu LED. Aby zaoszczędzić pieniądze na zakup drugiego zasilacza, chciałbym wykorzystać ten wcześniej wymieniony w liczbie sztuk: jeden. Pytanie do Was, czy się da.

    Dioda czerwona - 5 sztuk - daje spadek napięcia 2V @ 350 mA (CREE XP-E), dioda niebieska - 5 sztuk - 3.2V @ 350 mA (CREE XP-E), zielona - 2 sztuki: 3,2V @ 350 mA (CREE XP-E), baiała natural - 10 sztuk - 3V @ 350 mA.

    Gdybym chciał podłączyć każdy kolor w rzędzie środkowym osobnym driverem, a ten do jednego zasilacza (czyli równlegle), to chyba bym spalił diody czerwone, niebieskie i zielone, prawda?


    Byłoby tak (to ma być schemat obwodu elektrycznego połączonych równolegle dwóch rezystorów, które mają symbolizować szereg 10 CREE XP-G 6500K i np. 5 czerwonych LED)



    |------>----------+---------->-----------------------|
    |........................|......... 350mA........................|
    |........................| 350mA.................................|
    __....................|...............................................|
    ........................X szereg 10 białych.............x szereg 5 czerwonych
    +.......................|..6500K.................................|
    |........................|...............................................|
    |------------------|-----------------------------------|

    Legenda:
    x - szereg LEDów (rezystancja wypadkowa)
    . (kropka) - wyobraźmy sobie że jej nie ma i zamiast niej jest pusta przestrzeń. Kropkę musiałem umieścić, aby było wypełnienie linii - inaczej HTML je ucina i schemat elektryczny się rozjeżdża.

    Wydaje mi się, że taka sytuacja mogłaby być zgubna dla czerwonych, ponieważ 10 sztuk białych 6500K dałoby spadek napięcia 32V, to ich równległe połączenie z szeregiem czerwonych (chyba) musiałoby dać taki sam spadek napięcia, co, w przeliczeniu na jedynie pięć ich sztuk, spaliłoby którąś, czego konsekwencją by był brak świecenia całej sekcji.

    Mam rację?

    Czy to oznacza, że muszę się nastawiać na zakup większej liczby zasilaczy? Możecie mi pomóc to zaprojektować?
  • IGE-XAO
  • Poziom 14  
    Witam,

    Jaką to ma mieć moc i na jakiej powierzchni ?

    pozdro. Mirek
  • Poziom 10  
    Drajwery prądowe stabilizuję prąd a nie napięcie. Co za tym idzie na wyjściu takiego sterownika masz stałą wartość prądu a napięcie jest zależne od ilości podłączonych diod. (oczywiście w pewnych granicach maksymalne napięcie nie przekroczy napięcia z jakiego zasilasz drajwer a minimalne ograniczają straty. To tak w ogólnym zarysie). Więc jeśli znajdziesz bądź zbudujesz odpowiedni stabilizator prądu to do zasilania środkowego rzędu wystarczy zastosować niezależny drajwer.
  • IGE-XAO
  • Poziom 6  
    Ok, dziękuję za odpowiedzi.

    LM317 (w zależności od wersji stabilizuje napięcie) - to wiem.

    Czy ktoś mógłby mi to zatem narysować na schemacie? Przepraszam, ale "nie widzę" tego.
    Kristof.CI napisał:
    Drajwery prądowe stabilizuję prąd a nie napięcie. Co za tym idzie na wyjściu takiego sterownika masz stałą wartość prądu a napięcie jest zależne od ilości podłączonych diod.


    Czyli to oznacza, że jeśli dla uproszczenia całej gmatwaniny, podłączę do zasilacza driver 350 mA, za nim szereg 10 diod białych (3,2V@350mA/sztuka), co każe zasilaczowi wygenerować 350 mA prądu i 32 V + ~2V zasilania dla drivera i jeśli dodam do tego (czyli podłączę równolegle) drugą "nitkę" w potaci szeregu pięciu czerwonych diod (poprzedzonych driverem 350mA) (2V@350mA/sztuka), to to będzie działać i nic się nie spali? Czy gdzieś po drodze dodać stabilizator? Jaki?

    Co do mocy, to diody (w większości mogące łyknąć 1500 mA) będą wysterowane na 350 mA - po to, by grzały się niewiele. Jednocześnie ma być ich celowo tak wiele, by słabszym od możliwego do wygenerowania z każdej światłem równomiernie oświetlić zbiornik. Celem było uniknięcie smug silnego światła oraz miejsc nieoświetlonych.
    Każda dioda łyknie zatem ok. 1W mocy. Będą przyklejone do podłużnych radiatorów a te oparte o krawędź obudowy nad akwarium. Przypuszczam, że martwisz się o odprowadzenie nadmiaru energii cieplnej i przegrzanie emitera, co mogło by doprowadzić do jego spalenia lub, w najlepszym wypadku, skrócenia jego żywotności...

    Mam tego świadomość.
  • Poziom 29  
    _uszy_ napisał:
    Ok, dziękuję za odpowiedzi.

    LM317 (w zależności od wersji stabilizuje napięcie) - to wiem.


    Stabilizuje tez prąd w zależności od konfiguracji układu. Jak byś przeczytał notę jak pisałem, to byś to wiedział.
    Zajrzyj do mojego projektu .
    Zobacz schemat. Wprawdzie to trochę inne zastosowanie ale będziesz miał pogląd jak to wykonać.]Link[/url]
  • Poziom 6  
    Obejrzałem schemat doświetlenia kadru mikroskopu.
    Nie rozumiem, w jaki sposób stabilizator napięcia może jednocześnie stabilizować prąd. To znaczy z jednej strony może, bo jeśli na wyjściu LM317 zadamy konkretne napięcie, to nie popłynie prąd większy niż jakiś tam - uzależniony od rezystancji odbiornika. To prawo Ohma.

    Przyznam jednak, że nie rozumiem zasady działania Twojego układu. Skąd się bierze ten prąd 175 mA w Twoim układzie? Możesz mi to wytłumaczyć?
    Już nawet podszkoliłem się z zakresu LM317 obejrzawszy filmik elektroprzewodnika na youtube, jednak zasady działania ani umiejętności zaprojektowania układu do mojego zastosowania odpowiednio: nie rozumiem ani nie mam.
  • Poziom 6  
    Joker. napisał:


    Wydaje mi się, że rozumiem...
    1,25V to jest napięcie ADJ, którym operuje LM317. Napięcie na wyjściu z układu LM317 będzie co najwyżej równe wartości napięcia wejściowego odjąć 1,25V.

    Jeśli dobrze Cię rozumiem, sugerujesz, aby tak dobrać rezystor, by na wyjściu otrzymać prąd 350mA. Rezystor musiałby mieć wartość 3,5 Ohma, jak wynika z moich wyliczeń.

    Joker. napisał:

    Proponuję wybrać zasilacze stało prądowe i mieć problem driverów z głowy.


    Oczywiście, mogę wybrać zasilacz stałoprądowy, ale czy to coś zmienia w stosunku do źródła napięciowego z driverami? Jeśli tak, to bardzo Cię proszę, podpowiedz, jak to powinno wyglądać.
    Elektronikiem ani elektrykiem nie jestem. Bazuję na wiedzy zdobytej na lekcjach fizyki. Prawo Ohma ani prawa Kirchoffa nie są mi obce, ale jednak mam wątpliwości. Ponieważ sprzęt, który planuję kupić (LED) tani nie jest, szkoda mi go usmażyć implementując błędnie zaprojektowaną instalację.
  • Poziom 29  
    Działanie tego regulatora polega na tym, że utrzymuje on stałe napięcie pomiędzy wyjściem i ADJ.
    Jeżeli w obwodzie roboczym będzie siedział rezystor, a będzie się zmieniało obciążenie lub napięcie wejściowe, to regulator utrzyma zadany prąd w obwodzie gdyż będzie się starał utrzymać stały spadek napięcia na tym rezystorze równy 1,25V.
  • Pomocny post
    Poziom 31  
    Tak, wychodzi wartość rezystora 3.57Ω dla LM317
    _uszy_ napisał:
    czy to coś zmienia w stosunku do źródła napięciowego z driverami?

    Na pewno mniejsze straty energii.
    _uszy_ napisał:
    (10 * 3.2 V = 32 V)

    Przy zasilaniu o napięciu 48V jest różnica 16V, więc straty mocy na LM317 (16V*0.35A=5.6W)

    Zasilacz stałoprądowy pracuje impulsowo, straty są dużo mniejsze.
    Taki zasilacz łączysz bezpośrednio z grupą szeregowo połączonych ledów. Należy wcześniej sprawdzić przedział napięcia wyjściowego w jakim zasilacz pracuje np. 9÷48V; 350mA oraz moc. Potrzebujesz dla 10 diod 32V więc jest w tym przykładowym 9÷48V
  • Poziom 6  
    Joker. napisał:
    Zasilacz stałoprądowy pracuje impulsowo, straty są dużo mniejsze.

    Cenna uwaga. Nie zdawałem sobie z tego sprawy. Dziękuję!

    Joker. napisał:
    Taki zasilacz łączysz bezpośrednio z grupą szeregowo połączonych ledów. Należy wcześniej sprawdzić przedział napięcia wyjściowego w jakim zasilacz pracuje np. 9÷48V; 350mA oraz moc. Potrzebujesz dla 10 diod 32V więc jest w tym przykładowym 9÷48V


    Nie wiem, o jakim przykładowym piszesz zasilaczu piszesz, bo do tej pory była mowa o stałonapięciowym, ale załóżmy, że zaopatrzyłbym się w taki: PS-LPC-60-1400: Iwy: 1400 mA, Uwy: 9-42V, P: 58,8W.

    I znowu, podłączam do niego 4 sznury dziesięciu sztuk LED...

    No ale potrzebuję przynajmniej jeszcze jednego takiego (lub podobnego) zasilacza, aby zasilić LEDy z rzędu środkowego (niebieskie, czerwone, zielone i białe naturalne - 4500K). Czy się mylę?
    Jeśli się nie mylę, to czy podłączając każdy kolor LED do drugiego takiego zasilacza stałoprądowego nie spalę LEDów poprzez nadmierne napięcie na którymś z kolorów?
    Dla przypomnienia, 10 sztuk białych (3V@350mA) i równolegle do tego 5 sztuk czerwonych (2V@350mA), i równolegle do tego 2 szt. zielonych (3,2V@350mA), i do tego 5 sztuk niebieskich (3,2V@350mA).

    Czy ktoś z praktycznym doświadczeniem mógłby mi to zaprojektować według prawideł sztuki? Pomógł dobrać zasilacz(e), naszkicował schemat instalacji, dobrał elementy elektroniczne, jeśli konieczne...?

    Jakoś nie mam problemów z projektowaniem na własny użytek instalacji ze źródłami stałonapięciowymi. Instalacje oświetlenia mieszkania halogenami 12V wykonałem i zrealizowałem sobie sam. Te stałoprądowe jakoś mnie dezorientują. Może dlatego, że nigdy nic w tej technologii nie robiłem.
  • Pomocny post
    Poziom 29  
    Właśnie mając na uwadze koszty podałem ci rozwiązanie ze stabilizatorem.
    One kosztują grosze w stosunku do takiego zasilacza. Na jednym zasilaczu się nie skończy, bo masz różne wymagania dla różnych zespołów diod.
    Gdybyś zastosował jeden zasilacz o wystarczającej wydajności prądowej i napięciu wyjściowym większym o ok 5V od odpowiednio dobranej liczby ledów w jednej sekcji, mógłbyś zastosować kilka stabilizatorów dla kilku sekcji, a i tak wyjdzie taniej.
    Podstawowe wymaganie dla LM317 to napięcie wejściowe ≦ 40V i na to trzeba zwracać uwagę. Druga sprawa to straty wydzielone na tym stabilizatorze - tym większe im większa będzie różnica napięć pomiędzy wejściem i wyjściem.
    Ale to twój projekt i zrobisz jak będziesz chciał.

    Tak jeszcze się zastanawiam, bo kiedyś przez wiele lat miałem różne akwaria, począwszy od małych zbiorników do kilku holenderskich, a skończyło się na 300l jednym zbiorniku. Ale to historia. Jak wykonasz to całe oświetlenie to będzie z niego niezły piekarnik, ogrzewający wodę. Co w upalne letnie dni kiedy i bez tego grzania jest problem z temperaturą wody?
  • Poziom 6  
    krzysztofh napisał:

    Tak jeszcze się zastanawiam, bo kiedyś przez wiele lat miałem różne akwaria, począwszy od małych zbiorników do kilku holenderskich, a skończyło się na 300l jednym zbiorniku. Ale to historia. Jak wykonasz to całe oświetlenie to będzie z niego niezły piekarnik, ogrzewający wodę. Co w upalne letnie dni kiedy i bez tego grzania jest problem z temperaturą wody?


    Zapewniam, że oświetlenie oparte na power LEDach, szczególnie sprawdzonego producenta jak CREE, produkty którego mają bardzo wysoką sprawność (w odróżnieniu do chińskich wytworów), gdzie z 1W mocy dostajemy ok. 140 lm (a to tylko 350 mA prądu, który nie wywoła ogromnej temperatury na radiatorze), będzie znacznie mniej grzało wodę niż świetlówki rurowe. Nawet, jeśli LEDy się trochę nagrzeją, to energia będzie rozpaszana na radiatorze postawionym na krawędziach zbiornika/obudowy a nie będzie ogrzewać wody.
    Zbiornik będzie znacznie jaśniej oświetlony w stosunku do rurek, będzie dawał piękne refleksy falującej wody na dnie znane dotąd z oświetlenia HQI, ponieważ docierające wgłąb światło będzie ukierunkowane wyłącznie w dół, skupione odpowiednią optyką - w odróżnieniu od świetlówek świecących 360 stopni i dających wysoce rozproszone światło.

    Dodatkowo, barwą światła pochodzącą z LEDów można znacznie łatwiej "bawić" się, dobierając temperaturę (barwową) do indywidualnych upodobań/gustów akwarysty. Wprawdzie ze świetlówkami też jest pewna możliwość, ale nie tak customizowalna jak w przypadku LED.

    Cieszy mnie Wasze zaangażowanie w temat i wierzę, że szczerze chcecie pomóc, ale dotąd nikt nie zaproponował konkretów. W szczególności chodzi mi o implementację tego środkowego rzędu LEDów w kontekście zasilania. Począwszy od doboru zasilacza/y, na elektronice i schemacie skończywszy. Wciąż nie umiem tego zagadnienia rozwikłać, by było przede wszystkim poprawnie zaprojektowane i nie spaliło żadnej diody.
  • Poziom 29  
    Napisz może jeszcze raz ile tych ledów potrzeba.
    2 x 20 białych i 10 czerwonych, 10 niebieskich i 2 zielone, czy tak?
    Narysuj może jakiś wstępny schemat, nawet odręcznie.
    Nie mam pewności o które diody chodzi.
    W nocie katalogowej znalazłem takie dane dla 350mA:
    white 3,05V
    red 2,1V
    blue 3,1V
    green 3,3V
  • Poziom 6  
    Tylny rząd: 20 szt. CREE XP-G 6500K 3.2V @ 350mA

    Przedni rząd: 20 szt. CREE XP-G 6500K 3.2V @ 350mA

    Środkowy rząd:
    10 szt. CREE XP-E 4500 K 3V @ 350mA
    5 szt. CREE XP-E czerwonych 2V @ 350mA
    5 szt. CREE XP-E niebieskich 3,2V @ 350mA
    2 szt. CREE XP-E zielonych 3,2V @ 350mA

    O ile dobranie zasilania do rzędu tylnego i przedniego nie stanowi specjalnego wyzwania, ponieważ łatwo tych samych parametrów odbiorniki podzielić na sekcje i podłączyć do jednego źródła zasilania, o tyle środkowy rząd jest dla mnie trudniejszy.
  • Pomocny post
    Poziom 29  
    _uszy_ napisał:
    Tylny rząd: 20 szt. CREE XP-G 6500K 3.2V @ 350mA

    Przedni rząd: 20 szt. CREE XP-G 6500K 3.2V @ 350mA

    Środkowy rząd:
    10 szt. CREE XP-E 4500 K 3V @ 350mA
    5 szt. CREE XP-E czerwonych 2V @ 350mA
    5 szt. CREE XP-E niebieskich 3,2V @ 350mA
    2 szt. CREE XP-E zielonych 3,2V @ 350mA

    O ile dobranie zasilania do rzędu tylnego i przedniego nie stanowi specjalnego wyzwania, ponieważ łatwo tych samych parametrów odbiorniki podzielić na sekcje i podłączyć do jednego źródła zasilania, o tyle środkowy rząd jest dla mnie trudniejszy.


    Gdybym sam to robił, to zastosował bym 6 sekcji zasilanych przez stabilizatory LM317 umieszczone na radiatorach z włączonymi rezystorami 2,2Ω + 1,2Ω połączonymi szeregowo (łatwiej kupić) o mocy 2W. Całość zasilił bym z trafo toroidalnego z mostkiem prostowniczym i kondensatorem filtrującym. Można też zastosować zamiast trafo gotowy zasilacz impulsowy o odpowiedniej wydajności prądowej na napięcie wyjściowe nieco poniżej 40V. Sześć gałęzi bo 4 pierwsze to białe ledy z pierwszego i ostatniego rzędu, następnie sekcja 10 białych ledów w środku i ostatnia sekcja to szeregowo połączone diody czerwone, zielone i niebieskie.
    W tym ostatnim przypadku należałoby dobrać rezystory doświadczalnie powoli zmniejszając ich rezystancję mierząc prąd oraz spadki napięć na ledach.
    Taki układ będzie odporny na zwarcia w obwodach diod, co wynika z samej własności układów LM.
  • Poziom 6  
    Jeśli dobrze rozumiem, sugerujesz coś takiego jak na schemacie. Prawa jego część (wszystko z wyjątkiem trafo) ma być podłączona analogicznie jak przedstawia schemat dla wszystkich gałęzi (czyli 6x niemal tak samo - różnica dla kolorowych).

    Znalazłem trafo TTS 150/Z230/35-35V.


    Projekt instalacji elektrycznej pokrywy akwariowej LED
  • Poziom 29  
    Rezystory są źle narysowane.
    Powinny być w gałęzi prądowej czyli pomiędzy wyjściem regulatora i połączeniem ADJ i odbiorników.
  • Poziom 6  
    krzysztofh napisał:
    Rezystory są źle narysowane.
    Powinny być w gałęzi prądowej czyli pomiędzy wyjściem regulatora i połączeniem ADJ i odbiorników.


    A czy tak właśnie nie jest na schemacie??