Reos LED osvětlení - Elektronické konstrukce

Přejít na obsah
Nabídka

Reos LED osvětlení

LED osvětlení
Regulace osvětlení LED světel s konstantním proudem.

V koupelně jsem vyměnil LED žárovky za vestavná podhledová světla LED 6W, průměr 120mm, výška 20mm, 230V/6W. Mám špatné zkušenosti s podobnými světly, u kterých během tří měsíců odcházely" LED diody. LED driver u těchto světel dával větší proud a některé LED nevydržely.
( LED driver = zdroj konstantního proudu).

Abych se vyvaroval pozdějším opravám, tak jsem rozdělal driver, připojil LED světlo přes driver na 230V a měřil. Na výstupu LED driveru bylo napětí 19,8V.
Odpojil jsem driver a připojil světlo na reg. nap. zdroj, na kterém bylo nastaveno napětí 19,8V. Na ampérmetru byl odběr 300mA.
Výpočtem se zjistí příkon P = U*I.   19,8 * 0,3 = 5,94W. LED diody mají tu vlastnost, že při větším proudu a bez použití driveru se po chvílí zahřejí a zvětšuje se proud. LED driver se dá nahradit jiným zdrojem konstantního proudu, kterým jde regulovat intenzita LED osvětlení. ( Popis níže ).
Životnost LED světel se dá prodloužit tak, že se sníží proud jednotlivými světly. Proto jsem snížil max. proud na 260mA. Tím se mírně sníží intenzita
osvětlení. Regulace se provádí RF dálkovým ovladačem. Můj osvědčený model je ZY4-E.

LED světlo
s driverem.

LED světlo.

DO -  ZY4-E.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Pro RF přijímač je použítý modul RX 480 - E. Tento modul se používá pro dálkové ovládání světel, zásuvek, LED, dálkové otevírání dveří, zabezpečovací
systémy, atd. Lze do něj uložit ( spárovat ) 29 klíčenek s kódem EV1527. Na přijímači je učící tlačítko, kterým se vybírá mód - viz níže.
Popis modulu RX 480 - E:
Pracovní napětí:  DC 3,3 ~ 5V
Klidový proud:  ≤ 5 mA
Výstupní proud:  10 mA
Pracovní frekvence:  433,92 MHz
Citlivost na příjem:  -108 dB
Přijímací vzdálenost:  > 15 metrů
Frekvenční pásmo:  ± 0,2 MHz
Pracovní teplota:  -25 ~ 75˚C
Pracovní režim:  Má 3 pracovní režimy - módy.Okamžitý režim, přepínací režim 4 kanálů, blokování
Výstup: 4 kanálový signál úrovně CMOS. Odpovídá tlačítkům dálkového ovládání ABCD.

Poznámka:
Pokud vysílače DO nepoužívají kódování EV1527, nebude přijímač fungovat.
Zapojení pinů:
GND: zemní nebo záporný pól
+ V: DC 3,3 ~ 5V vstup
D0: Výstup dat
D1: Výstup dat
D2: Výstup dat
D3: Výstup dat
VT: Výstup

Jak programovat:
1. Vymazání existujících dat:  stiskněte tlačítko učení na přijímači 8 krát. LED blikne 7 krát.
2. Naučení kódu klíčenky:  stiskněte tlačítko učení  (na přijímači)jednou, dvakrát nebo třikrát (viz níže)).
LED se rozsvítí:  režim učení je aktivní. Stiskněte libovolné tlačítko na dálkovém ovladači.
Indikátor LED třikrát zabliká:  učení bylo úspěšně dokončeno.
3. Test:  po výše uvedené operaci může být RF přijímač ovládánaný dálkovým ovladačem.
Více vysílačů s různými ID lze naučit a uložit, počínaje krokem 2.  
Je možná kombinace různých režimů.

Nastavení režimu módu:
Stiskněte jednou    (na přijímači)   :  momentální režim - pokud se drží na dálkovém ovladači ( DO ) nějaké tlačítko, tak některý výstup D0 - D3 je v log1.
                                                   po uvolnění tlač. DO se překlopí do log0. ( Monostabilní klop. obvod ).
Stiskněte dvakrát   (na přijímači)   :  samosvorný režim (přepínací režim 4 kanálů)
Stiskněte třikrát     (na přijímači)   :  blokovaný režim (vybraný kanál je aktivní a bude vymazán
                                                      pokud bude aktivní jiný kanál)
Pro zařízení, které popisuji, je potřeba pro správnou funkci stisknout tlačítko jednou.
Schéma zapojení reg. osvětlení:
Popis:
U tété konstrukce byla zvolena kombinace THT a SMD součástek. Velikost ploš. spoje je 59 x 56 mm. Je umístěný v plastové krabičce Z67. Viz. foto.
Pro řízení proudu byl vybraný PIC12F683. Má AD převodník, který je potřeba pro měření úbytku napětí na R5 a PWM modulaci. Pro napájení je použitý spínaný zdroj k notebooku 20V / 2A. Toto napětí je potřeba dodržet. Pokud bude > 21V, tak na LED osvětlení budou proudové špičky > 340mA a LED se mohou poškodit. Jestli napětí je < 19,5V, tak při nastavení max. proudu nebude světly procházet požadovaný max. proud. PWM +Duty je na 100%, ale proud je < 260mA. Proto je potřeba nap. zdroj 20V. Komu to nevadí, že max. proud bude o něco < než 260mA, tak může použít 19V nap. zdroj.
Ostatní proudy jsou podle nastavení v programu procesoru.
Jedna větev nap. napětí se přivádí na D1, která chrání elektronické obvody proti přepólování. Dále jde napětí na 5V stabilizátor, ze kterého je napájený PIC. Referenční napětí pro AD převodník je nap. napětí mikroprocesoru = 5V.
Druhá větev nap. napětí je přivedena na smd spínací tranzistory IRLML9301TRPBF. Aby nedocházelo při zapnutí k proudovému nárazu, který snižuje životnost LED osvětlení, byla zvolena funkce soft start. Nap. zdroj není trvale připojený na síťové napětí 230V. Zapíná se přes klasický vypínač.
Při zapnutí vypínače se současně pozvolna rozsvěcují všechna LED světla až do doby, kdy se dosáhne zvoleného proudu. Ten se stále udržuje a vyrovnává. Výchozí nastavení je 100%. Doba od zapnutí vypínače po plný svit LED světel je přibližně 3 vteřiny.
Dálkovým ovladačem je možné měnit nastavení ( intenzity osvětlení ) odběru proudu na 25,  50,  75,  100%.
Napěťový dělič z rezistorů R1 a R2 je zvolený tak, aby při napětí zdroje 20V bylo na vývodech GS u T2 napětí kolem -10V.
Při tomto napětí je odpor Rds(on) 64mΩ.
PWM z mikroprocesoru spíná T1. Ten spíná ostatní LED světla přes tranzistory Mosfet.
Tranzistor T2 ( master ) má proudový snímač (R5, R4, C4 ), na kterém průchodem proudu vznikne úbytek napětí. Mikroprocesor toto napětí měří a podle
potřeby zvětšuje nebo zmenšuje šířku impulzů. Tím se udržuje zvolený konstantní proud.
Tranzistory T3 - T6 ( slave ) spínají další světla, která jsou připojena na zem přes odpory 0,68Ω. Na těchto odporech je při max. proudu úbytek napětí
0,185V. Jsou tam proto, aby všechna světla měla stejné prac. podmínky". Může se stát, že na některém slave světle je napětí o několik mV menší nebo
větší jak na světle master. Je to malý rozdíl, který není potřeba řešit.
Podud by některé slave světlo přestalo svítit, tak se nic neděje. Proud je stále udržovaný a měřený přes snímací rezistor R5 u tranzistoru T2 - master.
Kdyby přestalo svítit master světlo, tak mikroprocesor zjistí, že přes snímací rezistor R5 neprochází žádný proud a PWM se vypne.
V případě proražení T2, by přestala fungovat regulace. Po chvíli by se zvětšil proud. Při proudu > 310mA ( střední hodnota proudu ) PWM opět vypne.
Žádné světlo nesvítí. ( Ochrana, aby se nezničila slave světla zvětšeným proudem ).
Světla jsou zapojena paralelně. Všechny proudy LED světel se sčítají. Max. proud = 5 x 0,260 = 1,3A.
Master světlo je zapojené do svorkovnice SW1, která je barevně odlišná - černá. Tímto modulem lze ovládat 1 - 5 světel.
Na ploš. spoji je 5 drátových propojek, které jsou označeny modře.
Aby se osazený plošný spoj vešel do plastové krabičky, tak se musí odvrtat dva sloupky vysoké asi 5mm - zarovnat se dnem. To je spodní díl krabičky.
Potom se osazený plošný spoj vloží do spodního dílu krabičky. Ze strany nap. konektoru se vloží čelo krabičky a na něm se označí střed konektoru.
Následně se provrtá vrtákem o průměru 5,6 mm. Je potřena vždy předvrtat menším průměrem vrtáku.
Vloží se druhé čelo krabičky, kde jsou svorkovnice pro připojení kabelů ke světlům a označí se okraje a vrch svorkovnic. Potom se vyřízne otvor.
Rozměr je cca 10x50 mm ( viz. foto ).

Štítek může být vytištěný na samolepící fólii ( laserová tiskárna ), nebo na obyčejném papíru. V místě označení krajů se ustřihne.
Pro větší odolnost se může nastříkat bezbarvým akrylovým lakem.

Napájecí konektory LED světel mají zapojené + na středovém kolíku, zem je na vnějším průměru 5,5 mm.  
Jednotlivá světla se připojí do svorkovnice na plošném spoji nebo se mohou připájet přímo do ploš. spoje.
Každá svorkovnice má vlevo výstup  +,  vpravo zem - . ( Z pohledu na otvory svorkovnice ).
Pozor na správné připojení kabelů jednotlivých světel. Při přepólování se světla mohou poškodit.

Tlačítka DO mají různé funkce:
Stisknutí tlačítka:
A - po uvolnění tlačítka zapne na 25%
B - po uvolnění tlačítka zapne na 50%
C - po uvolnění tlačítka zapne na 75%
D - po uvolnění tlačítka zapne na 100%

Kmitočet PWM je nastavený na 122Hz. Max. zvolený proud pro jedno světlo = 260mA.
Odpor rezistoru R5 = 0,68Ω. Plošný spoj má také malý odpor ( 0,0315Ω ). Pokud požadujeme max. přesnost, tak se musí připočítat k odporu R5.
Délka ploš. spoje od Vss ( zem ) mikroprocesoru + R5.
Skutečný odpor = 0,68 + 0,0315 = 0,711Ω. Ověřeno měřením úbytku napětí a proudu.
Nastavení na 25% = 65mA, 50% = 130mA, 75% = 195mA, 100% = 260mA - 1 světlo.
Příkon - 1 světlo:
25% = 1,3W,  50% = 2,6W,   75% = 3,9W,  100% = 5,2W.
Vlastní spotřeba je 8,7mA.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Na obr. vpravo jsou veškeré informace
naměřené na R5. Svorky připojené na
Vss mikroprocesoru a R5.


Rezistor R5 = 0,68Ω.
Skutečná hodnota s ploš.
spojem = 0,711Ω.

Střední hodnota proudu je 0,185 / 0,711 = 0,260A.

Špičkový proud je 0,212 / 0,711 = 0,298A.

Naměřený proud se shoduje
s údaji na ampérmetru.






Výstupní napětí na LED osvětlení.
Nastavení = 75% = 195mA.
Seznam součástek:
Rezistory  0207:                    kondenzátory:                                tranzistory:                  diody:                                IO:                   
R1, R2  -  3k9                        C1, C3 - 100n/50V  keramické          T1   BC546A                 D1   1N4007                       IO1   78L05
R3  -  1k                               C2  -  22µ / 35V                            T2 - T6                                                               IO2   PIC12F683 - naprogramovaný
R4  -  8k2                             C4  - 100µ / 16V                            IRLML9301TRPBF
R5 - R9 ...   0,68Ω / 0,6W           C5  - 1µ / 16V


ostatní:
modul RX 480 - E
anténa 443,92MHz
DO Z4 -E
patice DIL 8
deska ploš.spoje 59 x 56 mm
konektor napájecí 5,5/2,1 mm do ploš.spoje
svorkovnice do DPS  2,54mm v.10mm - 5 ks
plastová krabička  Z67
nap.zdroj 19 - 20V s konektorem  5,5/2,1 mm na požadovaný proud + 30% rezerva
LED světlo - 5x
Plošný spoj
velikost = 59 x 56 mm.
Rozmístění THT součástek na ploš. spoji:
Modře jsou označeny drátové propojky.
Rozmístění SMD součástek ze strany
ploš. spoje.
Štítek na krabičku
Z67.
Velikost 56x50mm.
Vyříznutý otvor 10x50mm.
Anténa přijímače pro kmitočet 433,92MHz.

Je navinuta Cu drátem o průměru 0,5mm. S izolací má průměr 0,95mm.
Délka drátu je 240mm. Vnitřní průměr 3,5mm.
15 závitů délky 22 mm.
Doladění se provádí změnou její délky,
roztažením nebo stlačením závitů.

Návrat na obsah