Jednou jsem chtěl něco udělat pomocí LED matic. Bylo zajímavé spojit je bez speciálního ovladače, přemýšlet nad chladicím systémem a obvodem nouzového vypnutí při přehřátí. Rozhodl jsem se vyrobit fyto-lampu pro rostliny s kapacitou asi 50 wattů. Výsledkem je, že jsme dostali takové zařízení:
Související videa
Výběr součástí
Nejprve jsem přemýšlel o tom, které matrice si vybrat. Účinnost matic LED pro rostliny vyvolává mnoho otázek. Informace na internetu jsou velmi protichůdné. Některé zdroje píší, že na spektru moc nezáleží, rostliny rostou pod jakýmkoli LED osvětlením a dokonce i pod žárovkami. V jiných naopak píšou, že spektrum vyzařovaného světla je velmi důležité a je třeba vzít pouze ověřené lampy vysoké kvality. Protože Dělám lampu bez ohledu na to, kolik pro rostliny (už rostou docela dobře, v zásadě, zejména po automatizaci zavlažování), kolik za účelem něco udělat pomocí matric, rozhodl jsem se využít šanci a vzít matice z čínštiny na Aliexpress. Podíval jsem se na recenze v obchodech, po větě „jahody jsou potěšeny“ jsem se rozhodl, že existuje šance na úspěch.
Podle informací z internetu jsem dospěl k závěru, že je lepší vzít několik malých matic pod stejnou celkovou sílu, místo použití jedné velké. Ve velkých matricích je hustota krystalů na jednotku plochy velmi vysoká, což nepříznivě ovlivňuje chlazení a v důsledku toho i trvanlivost. Volba padla ve směru 10 W matric s Ali Express. Každá matice obsahuje 9 krystalů (nebo skupin krystalů, nejsem si jistý až do konce), mezi nimiž je spousta volného prostoru.
Každá matrice má asi 2 mince rublů.
Spotřeba energie 9-11V (s výjimkou jedné matice, která vyžaduje 6-7V), proud až 900 mA.
Napájecí napětí je pohodlné (výkonnější matice vyžadují 24 a 36 V), měl jsem jen 12V a 5A napájecí zdroj a mírně nižší napětí by nebyl problém. V lampě jsem se rozhodl použít matice různých spekter. Celkem jsem vybral 5 matic: celý rozsah, červený, modrý, teplý bílý a jen bílý. Doufám, že některé z těchto děl.
Když jsou matice vybrány, musíte přemýšlet o tom, jak je propojit. Nelze přímo připojit k napájení. Je nutné omezit proud na 900 mA.Rozhodl jsem se nekomplikovat všechno a klasicky omezit proud - pomocí odporů. Napětí na napájecím zdroji je stabilizováno, takže by nemělo dojít k problémům.
Výpočet odporu
Pro prodloužení životnosti LED polí jsem se rozhodl je nezatěžovat na maximum, ale pracovat na napětí 9,5 V a omezit proud na 800 mA.
Budeme mít pokles napětí: 12-9,5 = 2,5V
Uvažujeme odpor rezistoru:
2,5 / 0,8 = 3,2 ohmů.
Uvažujeme odpor rezistoru:
0,8 * 0,8 * 3,2 = 2 watty.
Použil jsem 3,2 ohmů na 5 W rezistory
Protože Neměl jsem rezistory 3,2 Ohm, zapojil jsem rezistory 2,2 Ohm a 1 Ohm do série.
Pro jiný typ matice (kde je napětí 6-7V), jsem se rozhodl omezit napětí v oblasti 6,5 V, proud - 800 mA
Pokles napětí: 12-6,5 = 5,5 V
Uvažujeme odpor rezistoru:
5,5 / 0,8 = 6,8 ohmů
Uvažujeme odpor rezistoru:
0,8 * 0,8 * 6,8 = 4,3 wattu
Vzal jsem rezistor s rozpětím 10 wattů
Chlazení
Teď to záleželo na otázce chlazení. Vyvrtal jsem otvory v chladiči, odřízl závit M2 a upevnil matice pomocí šroubů po nanesení tepelné pasty.
Přestože jsem použil masivní zářič, teplota se půl hodiny postupně zvýšila na 80 stupňů. Přidán 70 mm ventilátor. Napětí ventilátoru bylo sníženo pomocí rezistoru R8 (obecný diagram níže), aby se snížila rychlost a hluk. V aktuální verzi (s ventilátorem) se teplota nezvýšila nad 35 stupňů.
Maticové odpory zahřívají až 100 stupňů. Rozhodl jsem se pro ně také zchladit. Potahoval odpory tepelným tukem a vložil je mezi dlouhý hliníkový pás a malý radiátor.
Zahnul hliníkový pás do oblouku a upevnil ho kolem radiátoru maticemi. Oblouk je připevněn k hlavnímu radiátoru pomocí 4 šroubů M4 (předvrtané otvory a odříznutí závitů).
Rozhodl jsem se provést nouzový vypínací systém pro případ přehřátí, pro případ selhání ventilátoru. Když se teplota chladiče zvýší na 40 - 45 stupňů, výkon matice se automaticky vypne. Abych toho dosáhl, sestavil jsem jednoduchý obvod na termistor, tranzistor s polním efektem a relé.
Princip činnosti je následující: se zvyšující se teplotou klesá odpor termistoru NTC („se otevírá“), zvyšuje se napětí na hradle tranzistoru T1 s polním efektem a otevírá se. Relé je ve výchozím stavu sepnuto. Tranzistor T1 s efektem pole přepne relé a obvod se otevře. Po poklesu teploty se všechno stane v opačném pořadí: tranzistor T1 s polním efektem se uzavře a relé se přepne do původního uzavřeného stavu. Termistor NTC a rezistor R6 tvoří dělič napětí. Změnou odporu rezistoru R6 můžete nastavit práh. Pro ochranu tranzistoru s efektem pole před indukčními emisemi relé byla přidána dioda D1. Protože Moje relé cívka je hodnocena na 5 V, a já mám 12 V napájení, jsem přidal R7 rezistor ke snížení napětí.
Obecné schéma:
Zbývá konečně shromáždit a opravit vše kolem rostlin. Pájené dráty pro každou jednotlivou matici. Namontoval jsem termistor na radiátor vedle matric.
Nalepil jsem nouzový vypínací systém k pouzdru na zadní straně lepidlem.
Svítil jsem lampu přes parapet pomocí drátěných a polyethylenových lan.
Svítí docela jasně, mám to rád.
Projekt má potenciál k revizi. Můžete například přidat Arduino, modul v reálném čase, tranzistor s efektem pole a časem zapínat a vypínat.