Convinciti a usare solo un inverter da 12V a linea AC per stringhe luminose a LED invece di ricablarle per 12V.: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Il mio piano era semplice. Volevo tagliare in pezzi una stringa di luci a LED alimentata a parete e poi ricablarla per farla funzionare a 12 volt. L'alternativa era usare un inverter di potenza, ma sappiamo tutti che sono terribilmente inefficienti, giusto? Destra? O lo sono?

Passaggio 1: calcolare le tensioni di ciascun colore del LED

Ero pronto, quindi ho deciso di capire come dividere la corda. Ho fatto passare una batteria da 9 V attraverso un resistore da 470 ohm per agganciare i cavi (limitando la corrente a non più di 20 mA circa). Ho ritagliato un voltmetro tra il negativo da 9V e il resistore. Senza nulla in linea, leggeva naturalmente 9 volt. Poi ho tirato fuori uno dei LED e l'ho messo in parallelo al voltmetro. L'ho capovolto in modo che si accendesse e poi ho letto il contatore. Il primo era blu e leggeva 3,0 volt: questa è la caduta di tensione del LED. Gli altri sono i seguenti:Blu: 3.0VVerde: 3.2VOrange: 2.0VRed: 5.2V *Giallo: 2.0V

Nota che il rosso mi ha sorpreso a 5 volt … mi aspettavo di più come 2 volt

Passaggio 2: scopri come dividere la stringa

La stringa che ho è lunga 60 LED. Volevo ridurre al minimo la quantità di tempo che ho dedicato al progetto, quindi ho pensato di prenderli in ordine e aggiungere un resistore di limitazione della corrente a ciascuna mini-stringa che avrebbe abbassato l'ingresso a 12 volt a qualsiasi cosa fosse necessaria per i LED. La stringa originale aveva una sequenza che diventava verde, blu, rossa, arancione, gialla. E dall'ultimo passaggio, le tensioni per ciascun LED erano: Blu: 3,0 V Verde: 3,2 V Arancione: 2,0 V Rosso: 5,2 V Giallo: 2,0 V Quindi ora iniziamo dal verde (3,2 V) e aggiungiamo l'arancione (2,0 V per 5,2 V in totale) poi rosso (5,2 V per 11,4 V) e questo è tutto perché l'aggiunta di giallo (2,0 V) spinge il totale a 13,4 V, che è più della tensione di ingresso di 12 V. Ecco un grafico di ciò che accade:

Colore Tensione totale

Verde 3,2 3,2 Blu 3 6,2 Rosso 5,2 11,4 Arancione 2 2 Giallo 2 4 Verde 3,2 7,2 Blu 3 10,2 Rosso 5,2 5,2 Arancione 2 7,2 Giallo 2 9,2 Funziona abbastanza bene perché ora la sequenza è tornata al verde da dove abbiamo iniziato! Ora si tratta di capire le resistenze. Ad esempio, nella prima stringa, ci sono 0,6 volt in più per raggiungere 12 V, quindi è questo che dovrà far cadere il resistore. Usando la legge di Ohm, questo è 0,6 V / 30 mA = 0,6 V / 0,03 A = 20 ohm. Il resto dei resistori sono i seguenti

Tensione di sequenza per resistore da 12 V

G-B-R 11,4 V 0,6 V 20 ohm O-Y-G-B 10,2 V 1,8 V 60 ohm R-O-Y 9,2 V 2,8 V 93 ohm Quindi ci sono 60 LED in totale e le tre sequenze contengono un totale di 10 LED ciascuna, quindi sono 6 serie di sequenze. O 18 sequenze, ognuna da saldare. Ugh… sono anche sulla strada giusta?

Passaggio 3: ne vale davvero la pena?

Ho anche un inverter a 12V da convertire in corrente di linea. Questo sprecherà davvero la batteria più di questo? Ricordi le sequenze?:

Tensione di sequenza per resistore da 12 V

G-B-R 11,4 V 0,6 V 20 ohm O-Y-G-B 10,2 V 1,8 V 60 ohm R-O-Y 9,2 V 2,8 V 93 ohm Considera questo giro: ciascuna delle 18 sequenze di LED utilizzerà 30 mA di corrente per un totale di 540 mA o 0,54 ampere. Nota anche che nella prima sequenza, 11,4 V vanno alla luce e 0,6 V per sprecare il calore del resistore. Di nuovo a 30 mA, rispettivamente 0,342 watt e 0,018 watt. Se fai i conti per l'intera stringa, sono 5,54 watt di luce e 0,936 watt di calore per un'efficienza di 5,54 / (5,54+0,936) = 86%. Questo è il campo da baseball di un inverter economico. Quindi ho collegato l'inverter e ho scoperto che assorbiva 0,380 mA a 12,34 volt, ovvero 4,69 watt. Ora la stringa è in realtà valutata a 0,046 ampere a 120 volt o 5,52 watt, cablata senza grandi resistori di limitazione come meglio ho potuto vedere (ed è molto vicino a 30 mA che ho calcolato sopra). In ogni caso, questo rende l'efficienza effettiva dell'inverter (4,69 watt / 5,52 watt) = 85%. Immagino che potrei guadagnare 1 punto percentuale intero di efficienza andando con il cablaggio a mano. Alla fine, però, probabilmente non ne vale la pena.