Una volta volevo fare qualcosa usando le matrici LED. È stato interessante collegarli senza un driver speciale, pensare al sistema di raffreddamento e al circuito di arresto di emergenza in caso di surriscaldamento. Ho deciso di realizzare una fito-lampada per piante con una capacità di circa 50 watt. Di conseguenza, abbiamo ottenuto un tale dispositivo:
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Selezione dei componenti
Per cominciare, ho pensato a quali matrici scegliere. Molte domande sono sollevate dall'efficacia delle matrici LED per le piante. Le informazioni su Internet sono estremamente contraddittorie. Alcune fonti scrivono che lo spettro non ha molta importanza, le piante crescono sotto qualsiasi illuminazione a LED e persino sotto lampade a incandescenza. In altri, scrivono al contrario che lo spettro della luce emessa è molto importante e devi prendere solo lampade comprovate di alta qualità. perché Faccio una lampada non importa quanto per le piante (crescono già abbastanza bene, in linea di principio, specialmente dopo l'automazione dell'irrigazione), quanto per fare qualcosa usando le matrici, ho deciso di cogliere l'occasione e prendere le matrici dai cinesi su Ali Express. Ho guardato le recensioni nei negozi, dopo la frase "le fragole sono felici", ho deciso che c'era una possibilità di successo.
Secondo le informazioni di Internet, sono giunto alla conclusione che è meglio prendere diverse piccole matrici con la stessa potenza totale, invece di usarne una grande. Nelle matrici di grandi dimensioni, la densità dei cristalli per unità di superficie è molto elevata, il che influisce negativamente sul raffreddamento e, di conseguenza, sulla durata. La scelta è caduta nella direzione di matrici da 10 Watt con Ali Express. Ogni matrice contiene 9 cristalli (o gruppi di cristalli, non sono sicuro fino alla fine) tra i quali c'è molto spazio libero.
Ogni matrice ha le dimensioni di una moneta da 2 rubli.
Assorbimento 9-11 V (tranne una matrice, che richiede 6-7 V), corrente fino a 900 mA.
La tensione di alimentazione è conveniente (matrici più potenti richiedono 24 e 36 V), avevo appena un alimentatore da 12V e 5A e una tensione leggermente inferiore non sarebbe un problema. Ho deciso di utilizzare matrici di spettri diversi nella lampada. In totale, ho scelto 5 matrici: una gamma completa, rosso, blu, bianco caldo e solo bianco. Spero che alcuni di questi lavori.
Ora che le matrici sono selezionate, devi pensare a come collegarle. Non è possibile collegarsi direttamente all'alimentazione. È necessario limitare la corrente a 900 mA.Ho deciso di non complicare tutto e limitare la corrente in modo classico, con l'aiuto di resistori. La tensione sull'alimentatore è stabilizzata, quindi non dovrebbero esserci problemi.
Calcolo della resistenza
Per prolungare la durata degli array di LED, ho deciso di non caricarli al massimo, ma di operare a una tensione di 9,5 V e limitare la corrente a 800 mA.
Avremo una caduta di tensione: 12-9,5 = 2,5 V.
Consideriamo resistenza di resistenza:
2,5 / 0,8 = 3,2 ohm.
Consideriamo potenza del resistore:
0,8 * 0,8 * 3,2 = 2 watt.
Ho usato resistori da 3,2 ohm a 5 watt
perché Non avevo resistori da 3,2 Ohm, ho collegato resistori da 2,2 Ohm e 1 Ohm in serie.
Per un altro tipo di matrice (dove la tensione è 6-7 V), ho deciso di limitare la tensione nella regione di 6,5 V, la corrente - 800 mA
Caduta di tensione: 12-6,5 = 5,5 V
Consideriamo resistenza di resistenza:
5,5 / 0,8 = 6,8 ohm
Consideriamo potenza del resistore:
0,8 * 0,8 * 6,8 = 4,3 watt
Ho preso una resistenza con un margine di 10 watt
raffreddamento
Ora dipendeva dalla questione del raffreddamento. Ho praticato dei fori nel radiatore, ho tagliato la filettatura M2 e ho fissato le matrici con le viti, dopo aver applicato la pasta termica.
Nonostante il fatto che ho usato un enorme radiatore, per mezz'ora la temperatura è salita gradualmente a 80 gradi. Aggiunta una ventola da 70 mm. La tensione della ventola è stata ridotta con l'aiuto della resistenza R8 (lo schema generale di seguito) al fine di ridurre la velocità e il rumore. Nella versione attuale (con un ventilatore), la temperatura non è salita oltre i 35 gradi.
I resistori a matrice si riscaldano fino a 100 gradi. Ho deciso di istituire un raffreddamento anche per loro. Rivestì le resistenze di grasso termico e le inserì tra una lunga striscia di alluminio e un piccolo radiatore.
Piegò la striscia di alluminio in un arco e la fissò attorno al radiatore con matrici. L'arco è fissato al radiatore principale mediante 4 viti M4 (fori preforati e taglio dei filetti).
Ho deciso di realizzare un sistema di arresto di emergenza in caso di surriscaldamento, nel caso in cui la ventola si guasti. La potenza della matrice si spegne automaticamente quando la temperatura del radiatore sale a 40 - 45 gradi. Per fare questo, ho messo insieme un semplice circuito su un termistore, un transistor ad effetto di campo e un relè.
Il principio di funzionamento è il seguente: all'aumentare della temperatura, la resistenza del termistore NTC diminuisce ("si apre"), la tensione all'ingresso del transistore T1 ad effetto di campo aumenta e si apre. Il relè è chiuso per impostazione predefinita. Il transistor a effetto di campo T1 commuta il relè e il circuito si apre. Dopo che la temperatura scende, tutto accade nell'ordine inverso: il transistor a effetto di campo T1 si chiude e il relè passa allo stato iniziale chiuso. Il termistore NTC e la resistenza R6 formano un divisore di tensione. Modificando la resistenza del resistore R6, è possibile regolare la soglia. Per proteggere il transistor ad effetto di campo dalle emissioni induttive di relè, è stato aggiunto un diodo D1. perché La mia bobina del relè ha una tensione nominale di 5 V e ho una potenza di 12 V, ho aggiunto una resistenza R7 per ridurre la tensione.
Lo schema generale:
Resta da raccogliere e sistemare tutto sulle piante. Fili saldati per ogni singola matrice. Ho montato un termistore sul radiatore vicino alle matrici.
Ho incollato il sistema di arresto di emergenza alla custodia sul retro con supercolla.
Ho appeso la lampada sul davanzale della finestra con l'aiuto di fili e corde di polietilene.
Brilla abbastanza intensamente, mi piace.
Il progetto ha il potenziale per la revisione. Ad esempio, puoi aggiungere Arduino, un modulo in tempo reale, un transistor ad effetto di campo e attivarlo e disattivarlo in tempo.