cableado del interruptor de CA con LED de CC

Esta es una continuación de una pregunta anterior que había respondido. Me gustaría mostrar el siguiente diagrama.

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Aquí, he presentado (crudamente) un diagrama que tiene 120v-110vAC desde la pared que va a un interruptor de botón que controla una bombilla Edison y tiene un LED integrado en el interruptor. El diagrama de cableado para el interruptor es el siguiente:ingrese la descripción de la imagen aquí

y así es como se ve idealmente el interruptor cuando se opera.ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Alguien puede recomendar una fuente de alimentación que me permita conectar en paralelo mi interruptor tomando 120v-110vAC de la pared y la salida a la bombilla Edison (según mi diagrama) y que también tenga una salida de 5v o 12vDC para el LED que es integrado en mi interruptor de botón? Estoy buscando algo que sea de un factor de forma extremadamente pequeño. Las dimensiones máximas deben ser de 1/2" de ancho: 1/4" de alto y pueden tener hasta 3,5" de largo para caber dentro del espacio de mi proyecto.

Había contemplado desarmar un bloque de pared USB de Apple, conectarlo en paralelo con mi interruptor y luego usar la salida USB para alimentar la luz. Desafortunadamente, no estoy seguro de cuál es la mejor manera de aislar las tripas expuestas del bloque de pared o si esta es una idea inteligente/segura. (cualquier pensamiento sobre eso es apreciado).

Honestamente, estaría dispuesto a construir el mío si supiera lo suficiente de lo que estoy haciendo y porque solo lo necesito para encender 1 LED. Siento que con una carga tan liviana debería poder usar algo en un factor de forma extremadamente pequeño. Solo quiero estar a salvo. No quiero crear un peligro de incendio o electrocución.

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Respuestas (1)

Puedes hacer esto con la conversión directa. Simplemente use un rectificador, seguido de un capacitor nominal de red, luego conéctelo a su LED en serie con una resistencia muy grande. No necesita generar 5 o 12 voltios: la resistencia en serie limitará la corriente a través del LED. Algo como esto:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Podría tener un peso aún más liviano y usar una sola resistencia y capacitor, pero por dos problemas: parpadearía a 60 Hz, y la mayoría de los LED no están clasificados para soportar el voltaje de la red en polarización inversa.

Cosas a tener en cuenta:

  • Recuerde que la red eléctrica rectificada es 1,41 veces el voltaje RMS, así que especifique la parte de CC de su circuito para 338 (169) voltios, no 240 (120).
  • Dimensione R1 apropiadamente a la cantidad de corriente que desea a través del diodo. En el esquema anterior, lo he dimensionado para permitir el paso de 2 mA para una red eléctrica de 240 V.
  • Asegúrese de que R1 pueda manejar la disipación de energía; en este caso serían 0,67 watts, así que asegúrate de usar una resistencia de potencia.
  • Tensiones de red en todas partes! Tenga cuidado y asegúrese de que esté bien aislado.
No estoy seguro de que esto pase el requisito "Solo quiero estar seguro. No quiero crear un peligro de incendio o electrocución".
@jippie No hay riesgo de ninguno si se hace correctamente. La conversión directa se usa comúnmente para circuitos mucho más exigentes. Así es también como funciona cada LED indicador de enchufe de pared.
De todos modos, habrá tensión de red expuesta en la parte posterior del interruptor. No veo que tener algunos componentes más expuestos al voltaje de la red haga mucha diferencia. El OP solo necesita asegurarse de que todo esté cerrado y que nada pueda provocar un cortocircuito con el metal expuesto.
Estoy muy contento de saber que esto no es demasiado difícil. Sin embargo, soy bastante inexperto y tendré que tomarme un tiempo para "traducir" su diagrama para poder entender lo que está sucediendo. ¿Tiene alguna sugerencia sobre la mejor manera de aislar esto? Me gustaría agregar que toda esta configuración va a una tubería de metal, por lo que lo último que quiero es que se conecte al cuerpo de la tubería y que uno de mis gatos se electrocute si lo toca. Supongo que es necesario algo más robusto que los tubos retráctiles y la cinta eléctrica, pero eso nuevamente podría ser mi inexperiencia.
@PanayiotisSpanos Ese es probablemente un buen tema para una pregunta separada. Si puede, colóquelo dentro de un recinto clasificado para la red eléctrica antes de colocarlo en la tubería, pero más allá de eso no puedo decirlo.
Suena bien. Gracias por toda su ayuda y aceptaré su respuesta anterior.
Lo siento, solo una aclaración. ¿Qué son D1 y D2 en el diagrama? Me doy cuenta de que son diodos, pero de qué tipo y por qué están incluidos (¿es para protegerlos del flujo inverso?) Creo que hasta ahora estoy captando el resto del diagrama.
@PanayiotisSpanos Son diodos rectificadores; juntos forman un rectificador de medio puente, que convierte la corriente alterna de la red eléctrica en una especie de corriente continua grumosa, que el capacitor suaviza. Recomiendo obtener algo como ltspice y simular el circuito para comprender mejor cómo funciona.
Algunas advertencias de seguridad: asegúrese de que todos los componentes estén clasificados para al menos 1,4 veces el voltaje de suministro. Si la tubería no se va a conectar a tierra, asegúrese de que todos los componentes y el cableado tengan doble aislamiento. Asegúrese de que la resistencia no derrita el aislamiento, ya que se calentará.
Gracias Nick y Simón. Publicaré sobre las mejores prácticas para el aislamiento una vez que comprenda el circuito y lo tenga trazado. Está entrando en un espacio realmente estrecho y sin ventilación, por lo que mi preocupación es exactamente esa (que el circuito se caliente y se queme/derrita a través de su aislamiento para conectar a tierra en la tubería, lo que lo haría funcionar)
@NickJohnson Hola, gracias de nuevo por tu ayuda. Diseñé mi circuito a mano, pero no estoy seguro de cómo usar LTSpice para hacer mis cálculos apropiados. ¿Hay algún lugar que pueda sugerirme para aprender a hacer los cálculos a mano? Tuve problemas para encontrar una fórmula para determinar la salida de voltaje/amperaje del puente rectificador si la entrada es de 120 CA a 15 amperios y no estoy usando un transformador para reducir la CA. ¿Quizás podríamos hablar fuera de línea y compartir mi proyecto contigo para obtener tu opinión durante 5 a 10 minutos? Si no lo entiendo y me esforzaré por trabajar a través del sitio.
@PanayiotisSpanos Parece que tienes un poco de terreno que cubrir. Sin embargo, todo lo que realmente necesita es la ley de ohmios: calcule el voltaje rectificado, calcule cuánta corriente desea a través del LED, luego divida uno por el otro para obtener el tamaño de la resistencia que necesita.
@NickJohnson está bien. Creo que he hecho los cálculos necesarios. Gracias por ponerme en el camino correcto. ¿Te importaría revisar mis matemáticas? Obtuve un VDC promedio de 108.086 VDC. Me gustaría ejecutar el LED @ max 1A y 12VDC. Esa es una resistencia de 108.086 ohmios o más si entiendo correctamente. Encontré este enlace de resistencia y enlace de rectificador que creo que funcionará. También tengo un capacitor de 330μF. Todavía estoy perdido para D1 y D2 en su diagrama. Pensamientos sobre lo que debería usar para D1 y D2 y ¿crees que todo lo demás que he dicho es bueno?
@PanayiotisSpanos No sé de dónde sacaste 108.086 VDC; la red eléctrica rectificada debería ser más como 155 voltios si estás en los EE. UU. ¡Y definitivamente no quieres 1 amperio a través de tu LED! Debe encontrar el voltaje directo del LED, que estará entre 1,6 V y 3 V según el color, y no desea que pasen más de unos pocos miliamperios.
De acuerdo, @NickJohnson. Posiblemente correcto ahora. Red rectificada tengo como 169V. en cuanto al LED, medí el voltaje directo como 3.55V. Tenía el LED en serie con una resistencia de 470 ohmios con 5.1 V CC funcionando y eso es lo que medí.
@PanayiotisSpanos Bien, eso suena razonable. Ahora solo necesita averiguar el valor de la resistencia para la red eléctrica en función de eso. En cuanto a los diodos, cualquier diodo rectificador de voltaje de red funcionará bien.
@NickJohnson está bien. Siento que mis cálculos están mal otra vez. Usando mi última configuración, medí la corriente a través del LED a 3,27 mA. Obtengo que si Vs es 169 V CC y el voltaje de avance de mi LED es 3,55 V, ¿uso 3,27 mA para calcular el tamaño de la resistencia? Usé esta fórmula R = ((Vs - VLed)/ILed) y obtuve R igual a 50596.33028 ohmios. Eso suena enorme, así que tengo que estar equivocado o medí algo incorrectamente. ¿pensamientos?
@PanayiotisSpanos Eso suena bien. ¡Es grande porque estás dejando caer mucho voltaje a través de él! Puede verificar dos veces calculando la corriente a través de la resistencia dada la caída de voltaje y su valor. Asegúrate de calcular también la potencia, de modo que elijas una resistencia lo suficientemente grande.
@NickJohnson poder (w) = ((v ^ 2) / R) ¿verdad? entonces obtengo w = ((169.2^2)/0.00327A) o 0.553284w? si este es el caso y recapitulamos: tamaño mínimo de resistencia de 50.596 k Ohm y ~.55w, ¿sería suficiente para esta aplicación una resistencia clasificada para 100k Ohm y 1/2w? resistencia aquí . ¿Esto es demasiado grande? Puedo hacer matemáticas, pero no entiendo muy bien los conceptos relacionales. Realmente aprecio su ayuda aquí.
Todo suena correcto. Sin embargo, elegir una resistencia de 100k reducirá a la mitad su corriente: si desea 3 mA, elija una resistencia como 1W ~ 50K (47k sería una combinación razonable).
@NickJohnson, ¿será suficiente una resistencia de 1/2w ~ 50k (47k ohm)? No estoy seguro de cómo eso afecta el calor y la potencia del LED como una resistencia de 1/2w. Tenía una lista de piezas tentativa si no le importaría mirar. 1. rectificador: aquí 2. D1 y D2: diodo de 3 amperios PIV 200v aquí 3. resistencia: 1/2 w 47k ohm aquí o 1w 47k ohm aquí 4. capacitor: (no estoy seguro de qué calificación v obtener) se supone que esto debe estar clasificado para el 169vDC ¿qué?
@PanayiotisSpanos El valor de vatios de una resistencia es una clasificación, por lo que dado que una resistencia de 47k disiparía más de 1/2 vatio, necesita una potencia mayor o una resistencia mayor. El rectificador que enumeró funcionará bien; para una tapa, sí, debe tener una clasificación de al menos 169V.
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