Torcia LED da 100 W in un tubo in PVC: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Torna per il round 2 delle mie torce a LED da 100 W. Il primo mi è piaciuto così tanto e l'ho usato abbastanza da decidere di costruirne un altro che ha risolto alcuni dei fastidiosi problemi con quello (durata terribile della batteria, monitoraggio costante della tensione della batteria, batteria al di fuori dell'involucro principale). di costruirlo da alcuni mesi, e dal momento in cui finalmente ho deciso di andare avanti e realizzarlo, mi ci sono volute circa 8 ore di lavoro per completarlo. Ciò include la creazione della batteria personalizzata, il test di tutte le parti e la scelta dei valori dei resistori.

Questo articolo non è necessariamente un how-to e delinea le mie esperienze nella costruzione di questa torcia, più di un "registro di costruzione".

Questo progetto può essere visto anche sul mio sito web qui:

a2delectronics.ca/2018/06/20/100w-led-flas…

Passaggio 1: parti

Partiamo dalla scelta delle parti. Ho montato tutto all'interno di un tubo in PVC da 4″ perché l'avevo visto fare prima (link), ed è molto più robusto dell'MDF che ho usato per l'originale. Per quanto riguarda un dissipatore, dovevo trovarne uno che si adattasse all'interno del 4″ tubo. Un dispositivo di raffreddamento della CPU Intel di serie è perfetto per questo. Per il circuito di controllo, ho usato praticamente le stesse parti dell'ultimo: un convertitore boost da 150 W, un convertitore Buck Boost XL6009, 2 potenziometri e ho anche aggiunto un interruttore extra e un convertitore buck USB per avere una porta di ricarica USB. Le batterie che ho usato sono 12 Grey Panasonic NCR18650 di vecchi laptop, tutte intorno a 2800mAh. Il BMS è un BMS 4S 30A di aliexpress e funziona perfettamente, per quanto ne so. Ho aggiunto anche un monitor di tensione sul retro della torcia. E, naturalmente, non possiamo dimenticare il LED da 100 W e l'obiettivo di accompagnamento. Ho usato dadi e bulloni M3 per tutti gli accessori, poiché ne ho molti in giro e sono molto comuni.

Passaggio 2: collegamenti alle parti

Tutti i link qui sono link di affiliazione.

Parti della torcia elettrica

LED da 100 W eBay

Obiettivo da 60 gradi eBay

Convertitore boost da 150 W eBay

Interruttore a bilanciere 10A eBay

Convertitore Buck Boost (ventola) eBay

Convertitore buck USB eBay

Interruttore a scorrimento eBay

Parti della batteria

4S BMS eBay

Indicatore della batteria eBay

Connettori XT-60 eBay

Passaggio 3: regolazione dei convertitori CC-CC

Partendo dal circuito di controllo, ho usato uno strumento rotante per ritagliare un cerchio di MDF leggermente più piccolo del diametro interno del tubo in PVC su cui montare tutta l'elettronica. Il convertitore boost viene utilizzato per aumentare la tensione della batteria ad un massimo di 32V per il LED. Qualcosa di più alto di quello, e il LED inizierà ad assorbire troppa corrente, si surriscalda e forse esplode a causa di diodi abbinati in modo errato. Se vuoi saperne di più sul perché questo accade, guarda il video di Big Clives su di esso. Assicurati sempre di sapere cosa stai facendo quando giochi con i LED cinesi ad alta potenza. Il potenziometro originale sul convertitore boost è un trimpot da 10K, ma ovviamente doveva essere rimosso se volevamo essere in grado di regolare la luminosità dall'esterno del case. Ho iniziato con un potenziometro da 10K e ho capito quale resistenza ha causato una tensione massima di 32V, che si è rivelata di circa 9K. Ho usato un potenziometro da 5K in serie con un resistore da 4K per massimizzare la tensione a 32V, ma ho ancora una tensione regolabile. Volevo anche essere in grado di controllare la velocità della ventola, quindi ho eseguito la stessa procedura per il convertitore buck boost XL6009, tensione massima di 14 V per sovraccaricare la ventola di raffreddamento da 12 V per ottenere le massime prestazioni di raffreddamento. Temevo che il piccolo dissipatore di calore Intel non sarebbe stato sufficiente per raffreddare correttamente il LED da 100 W a piena luminosità per molto tempo. Si scopre che la ventola Intel di serie ha un controller di velocità integrato, quindi si è rivelato inutile, ma ho fritto una ventola mentre lo capivo. Durante il test del convertitore buck boost per la ventola, un potenziometro si è guastato e ha creato una resistenza infinita tra il tergicristallo e i bordi. Ciò ha attivato il convertitore buck boost per aumentare la sua tensione massima che si è rivelata superiore a 60 V. Questo ha lasciato il fumo magico della ventola Intel di serie, quindi ho dovuto prenderne un'altra dal mio cestino, ma non l'ho rimessa in circuito finché non ho sostituito il potenziometro e ho testato la tensione numerose volte sull'uscita. Sono rimasto sorpreso dal fatto che il convertitore buck boost sia salito a una tensione così elevata, poiché la sua tensione di uscita massima regolabile è di circa 35 V, la stessa per cui sono classificati i condensatori. Sono contento (e sorpreso) di non aver fatto saltare nessuno dei condensatori, spingendo 25V oltre il loro limite attraverso di essi. Solo un altro esempio di ingegneria cinese. Se non l'avessi rilevato prima di montarlo, i condensatori avrebbero assorbito quei 60V per un tempo molto più lungo prima che mi rendessi conto di cosa fosse successo, e molto probabilmente sarebbero saltati.

Passaggio 4: abbinamento LED

Anche il convertitore USB Buck è stato aggiunto con il proprio interruttore e non ha richiesto alcun cablaggio speciale. È interessante notare che non ci sono segni sulla scheda per contrassegnare la polarità di ingresso, quindi ho tirato fuori il mio multimetro e ho verificato la continuità tra un pad di ingresso e la protezione USB collegata a terra. Una nota veloce: controllare questi LED con un limite di tensione non è il modo corretto per farlo. Un circuito di limitazione della corrente è molto meglio e impedirà ai LED di bruciarsi indipendentemente dalla tensione. Sono molto più costosi, quindi mi attengo al controllo della tensione, ma limitandolo al di sotto della tensione massima. Questi LED possono richiedere fino a un massimo di 36 volt (credo) se adeguatamente controllati con un limitatore di corrente. Consiglio vivamente di non pilotare i LED cinesi alle loro specifiche massime, poiché ciò aumenta le possibilità di pericolo (di nuovo, guarda il video di Big Clive che spiega molto meglio perché questo è pericoloso). Ho testato i miei LED, per assicurarmi che non fossero troppo sbilanciati tra loro. Come puoi vedere dall'immagine, i miei sono stati abbinati abbastanza bene, molto meglio di quelli mostrati nel video di Big Clive. Sto pilotando i miei LED a un massimo di circa 33V.

Passaggio 5: montaggio del LED sul dissipatore di calore

Per collegare il LED e l'obiettivo al dissipatore di calore, ho praticato 8 fori attorno al centro, un set di 4 per adattarsi al LED e l'altro set di 4 per adattarsi ai punti di montaggio dell'obiettivo. Ho usato viti M3 e si sono inserite molto bene nell'alluminio. Prima di avvitare il LED, ho messo una macchia di composto termico nel mezzo del dissipatore di calore. Stessa procedura del montaggio dei dispositivi di raffreddamento della CPU su una CPU.

Passaggio 6: fori di montaggio e ventilazione

Una volta che ho capito tutta l'elettronica di controllo, sono passato al taglio del tubo in PVC e al montaggio di tutto su di esso. Ho praticato i fori per i potenziometri, gli interruttori e le viti, poi sono uscito per usare uno strumento rotante per tagliare i fori di ventilazione, tagliare il tubo a misura e allargare alcuni dei fori praticati. È molto importante fare in modo che sia un'area ben ventilata e idealmente utilizzare una maschera facciale per evitare di respirare la polvere di PVC.

Usando alcune viti 6-32, rondelle e alcune reggette zincate, ho creato un supporto per la scheda di controllo MDF, quindi l'ho montata nel tubo. Dopo aver saldato il LED all'uscita e verificato che funzionasse, ho inserito anche quello all'interno del tubo e ho praticato 2 fori attraverso il supporto della ventola in plastica per fissarlo al tubo in PVC con alcune viti M3.

Passaggio 7: costruire la batteria

Successivamente ho lavorato alla costruzione e al montaggio della batteria personalizzata. Come accennato in precedenza, la batteria è una configurazione 4S3P, composta da celle Panasonic NCR18650 provenienti da vecchi laptop, tutte intorno a 2800 mAh. Ogni cella è fusa individualmente sull'estremità positiva con un fusibile da 3A e le estremità negative sono state saldate insieme con strisce di nichel.

L'uscita BMS è collegata all'ingresso del convertitore boost per il LED e del convertitore buck per la porta USB. Ho anche aggiunto un connettore XT-60 extra ai terminali principali della batteria, oltre a un cablaggio di bilanciamento per poter caricare la batteria con un caricabatterie per hobby. Ho messo un pezzo di schiuma nella parte posteriore della torcia per coprire tutte le teste delle viti sulla scheda MDF, ho avvolto la batteria in 2 strati di schiuma, quindi ho inserito la batteria e un altro pezzo di schiuma sopra. Imballare la batteria con la schiuma non è sicuramente il massimo per il calore, ma non prevedo che sia un problema. Queste batterie possono fornire un massimo di roughyl 15A e disegnerò solo circa 4A. Per evitare che cada dalla parte posteriore, ho aggiunto un altro pezzo di schiuma e ho messo sopra una griglia a ventola da 80 mm. Ho tagliato parte della griglia della ventola per mettere un monitor di tensione 4S e un interruttore per avere un'idea approssimativa del livello della batteria senza problemi. I fori per le viti nella griglia della ventola sono stati piegati verso il basso e spinti intorno all'esterno della schiuma in modo che 4 viti della ventola del computer potessero essere avvitate al PVC dove avevo precedentemente praticato dei fori e tenere in posizione la griglia della ventola.

Passaggio 8: aggiunta di una maniglia

Tutto ciò che restava da fare era aggiungere una maniglia, quindi ho tagliato una forma grezza da un pezzo di 1x4 con un seghetto alternativo, poi l'ho levigata con uno strumento rotante e ho praticato un foro su entrambe le estremità della torcia e la maniglia per montarlo saldamente. Ho aggiunto uno strato di vernice spray acrilica trasparente lucida al manico per dargli un po' di protezione dall'umidità.

Con ciò, la mia seconda torcia a LED da 100 W era completa! Se vuoi vedere il primo, puoi dare un'occhiata qui. Mi piace molto di più questo, poiché è tutto in un'unità autonoma, quindi è molto più facile da usare e gestire rispetto al precedente.