Nie wymienię tam źródła światła, ponieważ musi być odporne na częste włączanie i natychmiast osiągać pełną jasność. Ważne jest też, by kolory w tym świetle były jak najmniej przekłamane. Dobre oświetlenie LED nigdy nie zwróciło by się, a świetlówki kompaktowe nie spełniają ww. wymagań. Tak więc energooszczędne źródła światła odpadają.
Do włącznika światła dochodzą tylko dwa przewody. Oznacza to, że nie mam w tamtym miejscu potencjału neutralnego, np. przewodu N, by łatwo podłączyć jakąś lampkę sygnalizacyjną, jak ta:
Zastanawiałem się nad instalacją w oprawie lampy układu czasowego z sygnalizacją dźwiękową, tak by po np.: 8 minutach od włączenia światła był słyszalny jakiś dźwięk - coś z timer'em 555 plus zasilacz beztransformatorowy. Jednak nie byłem w 100% przekonany do takiego rozwiązania.
Wykorzystałem więc spadek napięcia na diodach. w jednym kierunku zainstalowane są trzy lub cztery diody, a w przeciwnym jedna. Na wspomnianych trzech diodach następuje spadek napięcia, który wykorzystałem do zasilania LED.
Dioda zainstalowana w "przeciwnym" kierunku odpowiada z ochronę LED, gdy pracuje w kierunku zaporowym, oraz zapewnia wykorzystanie pełnego okresu zasilania AC. Straty w takim układzie są minimalne, elementy prawie się nie grzeją.
Do zbudowania układu wykorzystałem diody sprzedawane jako 3A (do 1000V). Przy obciążeniu 2.8A i 12V grzeją się niemiłosiernie, ponieważ ich odbudowa nie nadaje się do rozproszenia odpowiedniej ilości ciepła. Z tego względu nie miałem ich gdzie wykorzystać: jako 1A są za duże, a jako 3A nie mogę ich przykręcić do radiatora. Lecz do budowy tego układu nadawały się idealnie. Pasują do puszki, zapewniają lepsze rozpraszanie ciepła od 4007 i zapewniają odpowiednią odporność na udar prądu występujący przy włączeniu żarówki:
Na diodach połączonych wg. schematu przy obciążeniu 1MΩ występowało napięcie 1,39V RMS:
Przykład: przy obciążeniu żarówką 100W prąd wynosi 0,44A. Taki przepływ prądu spowoduje wydzielanie się 0,6W energii na elementach - w tym przypadku na 6 elementach. 30 minutowa próba spowodowała ledwo wyczuwalne ocieplenie się diod.
Wyjaśnić muszę ilość użytych diod i rezystorów.
Wszystkie elementy (oprócz LED) zdublowałem, a diody mają duży prąd nominalny. Nie przeprowadziłem prób, ale wydaje mi się, że jedno amperowe diody 1N4007 mogły by zostać użyte i to bez ich podwajania (łączenia równolegle). Wolałem jednak zastosować diody, dla których do tej pory nie znalazłem zastosowania, a które zapewniają większą odporność na udary prądu.
Jednak nadrzędnym celem było spowodowanie, bym po zamontowaniu tego układu zapomniał o nim. Awaria pojedynczej diody prostowniczej nie spowoduje braku oświetlenia.
Z tego samego powodu zastosowałbym dwa rezystory połączone równolegle, lecz nie miałem elementów o odpowiedniej wartości. Potrzebowałem rezystancji 15Ω-20Ω, czyli np.: dwóch rezystorów 39Ω połączonych równolegle. Miałem za to kilkadziesiąt rezystorów 10Ω, dlatego użyłem ich cztery sztuki. W przypadku uszkodzenia diod prostowniczych na rezystorach nie powstanie łuk elektryczny, tylko się zwyczajnie przepalą, ponieważ jeden rezystor wytrzymuje 250V, a dwa połączone szeregowo zapewniają odporność na napięcie nominalne sieci elektrycznej.
Zabezpieczeniem obwodów oświetlenia jest wyłącznik nadprądowy B6. Wyłącznik o tej charakterystyce powinien zadziałać w ciągu 0,4s przy prądzie od 18A do 30A. W przypadku ewentualnego zwarcia dwie zastosowane diody powinny wytrzymać chwilowy prąd zwarcia przez czas potrzebny do zadziałania wyłącznika nadmiarowoprądowego, lub same ulegną zniszczeniu przerywając zasilanie.
Uwaga:
Wszystkie elementy są podłączone pod napięcie sieci.
LED jest zasilany napięciem wynoszącym niewiele ponad 1.3V, ale napięcie względem ziemi wynosi nadal około 230V. Z tego powodu należy wszystkie elementy starannie izolować, a przewody połączeniowe (np.: do LED) muszą mieć odpowiednią izolację. Użyłem firmowej taśmy izolacyjnej o napięciu przebicia wynoszącym 2kV, a izolacja przewodów jest na 300V (AC). Całość jest umieszczona w plastikowej puszcze podtynkowej.
Faza (L) jest podłączona do strony wyłącznika. Dopiero za nim zainstalowałem prezentowany układ.
Diody były już wykorzystywane w jednym projekcie, dlatego wyglądają na "wczorajsze"... Układ elementów podyktowany jest kształtem puszki. Widoczne elementy będą umieszczone "na płask" na dnie puszki elektrycznej.
Sprawdziłem, że dioda świecąca nie wybucha podłączona do 230V. Przynajmniej moje nie wybuchają. Po prostu przestają świecić.
Dla bezpieczeństwa, oraz estetyki, schowałem jednak diodę w obudowie wyłącznika. Gdyby coś miało wybuchnąć zostanie w środku włącznika, a elementy na których mogło by się pojawić napięcie sieci elektrycznej nie będą wystawać poza obudowę włącznika.
Przewody zasilające LED przewlekane przez obudowę zapewniają odpowiednie umiejscowienie LED i odpowiednią wytrzymałość mechaniczną tego zamocowania. Dioda jest też zalana klejem na gorąco.
Dioda świeci, gdy w garderobie zapalone jest światło.
Włącznik zainstalowany jest "prosto" - specjalnie do takich celów mam małą poziomicę. Tylko zdjecie wyszło mi krzywo... Nie widać migotania diody, choć gdy obserwuje sie ją kątem oka lekko pulsuje.
***
Powiązane tematy:
Bezprzewodowy licznik energii elektrycznej OWL -rozpakowanie (unboxing)
Oświetlenie LED w kuchni
Modernizacja oświetlenia głównego w dużym pokoju i przedpokoju
Pulsowanie (migotanie) różnych źródeł światła: świetlówki kompaktowe (CFL), żarówki, lampy LED, itp.
Nowe, inteligentne liczniki energii elektrycznej
Modernizacja oświetlenia głównego w dużym pokoju i przedpokoju
Pulsowanie (migotanie) różnych źródeł światła: świetlówki kompaktowe (CFL), żarówki, lampy LED, itp.
Nowe, inteligentne liczniki energii elektrycznej
Update: 2014.12.08
Create: 2014.12.08
Witam. Bardzo spodobał mi się ten wpis, ponieważ opisany układ ma praktyczne zastosowanie. Chciałbym u siebie wykonać podobny, jednak zanim się za to wezmę chciałbym prosić o odpowiedź na kilka pytań:
OdpowiedzUsuń1) Czy układ działa jak dotąd bezawaryjnie?
2) Mam sporo diód 4007 więc takie chciałbym wykorzystać u siebie. Rozważam też brak duplikacji elementów. Czy w takim wypadku niezależnie od tego jakich diód prostowniczych użyję, czy zduplikuję je czy nie oraz jaką moc żarówki zastosuję (40-100W) wartość rezystora powinna być 15Ω-20Ω czy też konieczne będzie jej przeliczenie?
3) Czy wspomniany rezystor powinien być większej mocy (1-5 W) czy wystarczy spokojnie 0.5W?
4) Czy w przypadku zastosowania diód 4007 i braku ich duplikacji jest szansa, że układ mocno będzie się grzał podczas ciągłej pracy przez kilka godzin?
Pozdrawiam i bardzo prosiłbym o odpowiedzi na moje pytania.
Witam. Bardzo spodobał mi się ten wpis, ponieważ opisany układ ma praktyczne zastosowanie. Chciałbym u siebie wykonać podobny, jednak zanim się za to wezmę chciałbym prosić o odpowiedź na kilka pytań:
OdpowiedzUsuń1) Czy układ działa jak dotąd bezawaryjnie?
2) Mam sporo diód 4007 więc takie chciałbym wykorzystać u siebie. Rozważam też brak duplikacji elementów. Czy w takim wypadku niezależnie od tego jakich diód prostowniczych użyję, czy zduplikuję je czy nie oraz jaką moc żarówki zastosuję (40-100W) wartość rezystora powinna być 15Ω-20Ω czy też konieczne będzie jej przeliczenie?
3) Czy wspomniany rezystor powinien być większej mocy (1-5 W) czy wystarczy spokojnie 0.5W?
4) Czy w przypadku zastosowania diód 4007 i braku ich duplikacji jest szansa, że układ mocno będzie się grzał podczas ciągłej pracy przez kilka godzin?
Pozdrawiam i bardzo prosiłbym o odpowiedzi na moje pytania.
1) Tak, działa bez żadnego problemu. Jest bardzo przydatny - już nie zostawiamy zapalonego światła w garderobie.
OdpowiedzUsuńNa pytania 2) ... 4) odpiszę jutro. Chcę przemyśleć wszystkie implikacje zmian, a że jest już późno to nie chce popełnić jakiegoś błędu.
Dziękuję z odpowiedź na pytanie pierwsze. Na resztę cierpliwie poczekam.
OdpowiedzUsuńDziś w międzyczasie mimo wszystko zbudowałem z ciekawości ten układ, aby przetestować jego działanie. Użyłem czterech diód 4007, czerwonej diody LED oraz rezystora 18 Ohm (dokładnie 3 rezystory o większych wartościach równoległych o oporze zastępczym 18Ohm bo pojedynczego nie miałem). Nie robiłem żadnych dodatkowych obliczeń ani pomiarów licząc, że się uda no i udało się - układ działał poprawnie podłączony pod lampkę nocną 1W (testowałem przez kilka minut). Nie miałem dostępnej oprawki na zwykłą żarówkę, więc nie wiem jak będzie się sprawdzał w rozwiązaniu docelowym, szczególnie jeśli chodzi o temperaturę ale pewnie da radę. Później przeczytałem jeszcze raz dokładnie Pana opis i dochodzę do wniosku, że przy pytaniu 2) rezystor powinien być zawsze te 15Ω-20Ω, ponieważ dioda LED zasilana jest napięciem spadkowym trzech diód prostowniczych które wynosi 1.8-2.1V i taki rezystor ma ograniczyć prąd i minimalnie obniżyć te napięcie. A napięcie spadkowe diody nie powinno się zmieniać. Jeśli się mylę, proszę mnie poprawić.
Przy okazji pozwolę sobie zadać jeszcze jedno pytanie:
5) Czy układ ten będzie pracował z dowolnym rodzajem żarówki bez konieczności zmiany elementów elektronicznych (zwykła/led/świetlówka/halogen)? (Wydaje mi się, że tak).
Generlnie bardzo się cieszę, że trafiłem na Pana blog i znalazłem ten opis, dzięki niemu nie będę musiał prowadzić przewodu N do puszki (wstępnie chciałem zrobić kontrolkę podobną do opisywanych przez Pana w innym wpisie).
Pozdrawiam.