Naświetlacz LED DIY

Treść artykułu



Dopóki produkty LED w końcu nie wejdą w nasze życie, a produkcja nie stanie się w pełni na szynach, cena sprzętu oświetleniowego LED będzie nadal gryźć. Ale po co czekać lub, co gorsza, przepłacać, jeśli możesz samodzielnie złożyć szperacz o wymaganej mocy zgodnie z naszymi instrukcjami.

Naświetlacz LED DIY

Cechy elektryczne pracy z diodami LED

Jeśli zamierzasz korzystać z technologii LED, poznanie niektórych zawiłości związanych z pracą z nią, które częściowo można nazwać wadami, nie zaszkodzi. Z jednej strony diody LED to kompaktowe, ekonomiczne i trwałe źródła światła, z drugiej?

Półprzewodnikowe elementy półprzewodnikowe są krytycznie wrażliwe na wysokie temperatury rdzenia. Zjawisko zwane degradacją polega na utracie domieszek przez półprzewodnik, co wyraża się spadkiem strumienia świetlnego lub ostateczną awarią.

Naświetlacz LED DIY a) budowa konwencjonalnej diody LED: 1 – anoda; 2 – katoda; 3 – przewodnik; 4 – kryształ; 5 – soczewka plastikowa
b) konstrukcja mocnej diody LED: 1 – korpus; 2 – przewodnik; 3 – radiator; 4 – kryształ; 5 – soczewka; 6 – katoda

Przy temperaturach powyżej 60 ° C dioda bardzo szybko się degraduje i deklarowane przez producenta 50 tys. Godzin ostatecznie zamienia się w 3-5 tys. Im mocniejsza pojedyncza dioda LED, tym większe prawdopodobieństwo jej szybkiego starzenia się z powodu przegrzania. Dlatego przy opracowywaniu urządzeń oświetleniowych na pierwszy plan wysuwa się wysokiej jakości system odprowadzania ciepła, a także podział emitera na kilka punktów i ich prawidłowy układ..

Inną cechą diod LED jest to, że mogą przesyłać tylko ograniczoną liczbę elektronów w jednostce czasu. Sieć zasilająca diodę LED musi być stabilizowana prądowo, w przeciwnym razie wystąpią poważne przegrzania i związane z tym negatywne konsekwencje. Prąd zasilania jest regulowany przez przyłożone napięcie i ograniczany przez rezystor na każdej z diod LED. Podczas opracowywania schematu połączeń potrzebne są staranne obliczenia: przeszacuj napięcie, a diody LED szybko się zawiodą, a jeśli zrobisz to za nisko, będą świecić bez przekonania.

Naświetlacz LED DIY

Najprostsze naświetlacze mają tylko jeden element emitujący światło, natomiast w urządzeniach dużej mocy zalecane jest rozłożenie obciążenia w celu efektywniejszego odprowadzania ciepła. W takich przypadkach połączenie może być szeregowe, równoległe lub mieszane. Pierwsza nie jest całkowicie bezpieczna: jeśli jedna z diod LED przepali się, może przerwać obwód lub go ominąć. Przy połączeniu równoległym (a zwłaszcza mieszanym) istnieje duże ryzyko, że po odłączeniu jednego odbiornika od obwodu prąd w sieci zasilającej wzrośnie do niedopuszczalnych wartości.

Źródła punktowe i macierze: wybór, zakup

Istnieją trzy rodzaje diod LED, które są rozsądne do stosowania w reflektorach. Należy pamiętać, że podczas montażu urządzenia oświetleniowego z kilku diod LED muszą one być identyczne zarówno pod względem typu, jak i charakterystyki woltoamperowej. Zaleca się również zakup do kilkunastu zapasowych diod jako zestawu naprawczego oraz w przypadku uszkodzenia podczas montażu..

Diody LED w postaci plastikowej kapsuły z pinami nadają się do produkcji małych reflektorów i latarek. Jest to najtańszy rodzaj produktu, a ostateczny produkt będzie stosunkowo łatwy do naprawy..

Naświetlacz LED DIY

Drugi rodzaj to ultra jasne białe diody LED na metalowym podłożu. Powinny być stosowane w urządzeniach oświetleniowych dużej mocy, dość łatwo jest z nich usunąć ciepło..

Naświetlacz LED DIY

Innym rodzajem diod LED są matryce LED dużej mocy. Nie zaleca się samodzielnego wykonywania naświetlaczy o mocy matrycy 20 W i większej: nie będzie można efektywnie odprowadzić ciepła prostymi środkami.

Naświetlacz LED DIY

Korpus i części odblaskowe

Istnieje wiele rozwiązań dotyczących korpusu domowego naświetlacza. Jeśli lampa uliczna wymaga wysokiego stopnia ochrony przed kurzem i wilgocią, to wystarczy reflektor samochodowy. Obręcz podstawy lampy będzie musiała zostać przycięta i zabezpieczona nad panelem tablicy LED. Wadą tej metody jest ograniczona moc szperacza pomimo tego, że zmieści się w nim tylko jedna matryca.

Naświetlacz LED DIY

Jeśli umieszczasz wiele diod LED lub tablic na jednej płytce drukowanej lub płycie montażowej, obudowa może być wykonana z blachy lub blachy stalowej. Na przedmiocie zaznacz rozwinięcie ściętej piramidy: kwadrat pośrodku i identyczne trapezoidy równoramienne po bokach. Nie zapomnij zostawić „języczka” po jednej ze stron każdego trapezu w celu połączenia razem płatków. Również w mniejszej podstawie trapezu pozostaw prostokątny pasek o szerokości około 15–20 mm, a pośrodku kwadratu wyciąć kolejny bokiem mniejszym o 20–25 mm.

Naświetlacz LED DIY

Gdy wzór jest gotowy, przeszlifuj krawędzie, zegnij korpus i przymocuj szwy nitami. Zagruntować wewnętrzną powierzchnię, otworzyć białą farbą w sprayu bez połysku i pozostawić do wyschnięcia na 2-3 dni. Z przodu obudowy nawiń ukośnie kwadratowy kawałek szkła o odpowiednich wymiarach i oprzyj go od strony wewnętrznej o złożone półki. Spaceruj obficie po konturze szkła z białym silikonem, smaruj nim szwy obudowy..

Naświetlacz LED DIY

Przymocuj płytę montażową lub płytę za pomocą ośmiu śrub 4 mm, wstępnie nawiercając otwory wzdłuż krawędzi każdej półki po węższej stronie obudowy. Użyj uszczelki drzwi z pianki PVC, aby zapewnić szczelność płyty. Trudno będzie dokręcić śruby, ich łby są niedostępne, więc na końcu użyj kilku nakrętek zabezpieczających.

Instalacja radioelementów

Jeśli wybierzesz diody LED z pinami, do ich zamontowania będziesz potrzebować płytki PCB. Przemyśl układ i narysuj ścieżki przewodzące za pomocą trwałego markera. Dopuszcza się montaż anod wszystkich diod LED (długich ogonów) na jednej szynie „uziemiającej”. Katody są również zbierane w jednym punkcie, ale rezystor ograniczający prąd musi być sekwencyjnie podłączony do obwodu zasilania każdej diody LED..

Naświetlacz LED DIY

Jego obliczenie jest proste: odejmij napięcie diody LED od napięcia zasilania i podziel przez maksymalny dopuszczalny prąd. Aby zachować bezpieczeństwo w przypadku wahań napięcia źródła, dopuszczalny prąd LED może być celowo zaniżony do 90–95% wartości paszportowej.

Naświetlacz LED DIYPrzykład obwodu matrycy diod LED o napięciu roboczym 3 woltów i prądzie roboczym 20 mA

Przybliżone napięcie zasilania dla jednej diody LED wynosi 4 V. Jeśli źródło wytwarza więcej, zaleca się włączenie diod w obwód mieszany, w którym łańcuchy są połączone równolegle, z których każdy ma jedną diodę LED na każde napięcie 4–5 V. Dopuszczalny prąd dla takiego zestawu szeregowego jest określany jako suma dopuszczalnych prądów każdego z nich, a napięcie przewodzenia pozostaje takie samo, pod warunkiem, że ten parametr jest taki sam dla każdej diody LED..

Naświetlacz LED DIY

Po ułożeniu elementów i rozrysowaniu ścieżek płytkę PCB wytrawić w roztworze kwasu cytrynowego (30-50 g), 3% nadtlenku wodoru (100 ml) i chlorku sodu (2 łyżeczki), okresowo sprawdzając stopień rozpuszczenia niezabezpieczonych obszarów. Wywierć otwory pod kołki wiertłem 1,5-2 mm, wywierć osiem otworów do przymocowania płyty do obudowy, a następnie ostrożnie zanurz elementy pod napięciem za pomocą lutu kalafoniowego.

Naświetlacz LED DIY Do matrycy LED można również użyć płytki drukowanej

Jeśli montujesz diody lub matryce na chłodzącym podłożu, montuje się je na zawiasach. Jako panel montażowy wybierz aluminiowy grzejnik grzebieniowy. Każda dioda LED jest przymocowana za pomocą dwóch lub trzech otworów, zaznacz je wszystkie naraz i nawierć od tyłu grzejnika wiertłem 2,5 mm.

Naświetlacz LED DIY

Do mocowania użyj krótkich wkrętów samogwintujących 3,5×11 mm do profili metalowych, ale bez wiertła na końcu. Przed zamocowaniem diody nanieść niewielką ilość pasty termoprzewodzącej KPT-8 na podłoże.

Naświetlacz LED DIY

Oznaczono katodę (-) i anodę (+) diod LED z podłożem, schemat połączeń i obliczenia rezystorów ochronnych są takie same dla wszystkich typów. Elementy należy łączyć ze sobą przewodem telefonicznym. Aby nie wykonywać zbędnej pracy anody można od razu przylutować krótkimi zworkami do obudowy aluminiowego grzejnika.

Pytanie o źródło zasilania

Po zamontowaniu diod będziesz miał dwa wyprowadzenia, do których fajnie by było przyłożyć napięcie, ale skąd je bierzesz? Domowe zasilacze są tutaj mało przydatne; do zasilania diod LED potrzebny jest sterownik LED, który wytwarza pulsujący stały prąd o stabilnej wartości.

Naświetlacz LED DIY

W przypadku większości produktów odpowiedni jest sterownik do systemów oświetlenia wewnętrznego lub do taśm LED. Lepiej jest wcześniej zakupić źródło zasilania, aby obliczyć liczbę i schemat połączeń diod zgodnie z napięciem wyjściowym i całkowitym prądem stabilizującym.

W przypadku małych jednostek można zastosować zasilacze ogólnego przeznaczenia o wyjściowym prądzie tętnienia 0,5–1,5 A i napięciu o 3–5 V wyższym niż napięcie przewodzenia diod. Zasilanie można ustabilizować za pomocą mikroukładu LM317; dla mocniejszych naświetlaczy użyj odpowiednio LM350 i LM338, zwiększając moc źródła.

Naświetlacz LED DIY Stabilizator prądu LED

Ograniczenie prądu mikroukładu można regulować, zmieniając rezystancję rezystora. Jego ocena jest zdefiniowana jako 1,25 / I, gdzie I to prąd diody LED lub zespołu.

Oceń artykuł
Codzienne wskazówki i instrukcje

Klikając przycisk „Prześlij komentarz” wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych i akceptuję politykę prywatności