Направи си сам LED лампи

Постепенно осветителните устройства преминават към LED лампи. Това не се случи веднага, имаше продължителен преходен период с използването на така наречените икономки - компактни газоразрядни крушки с вградено захранване (драйвер) и стандартен цокъл E27 или E14.

Такива лампи все още се използват широко днес, тъй като цената им в сравнение с LED източници на светлина не е толкова „хапеща“.

Въпреки че има добър баланс между цена и ефективност (разликата в цената с конвенционалните лампи с нажежаема жичка се изплаща с времето поради икономия на енергия), газоразрядните източници на светлина имат редица недостатъци:

• Срокът на експлоатация е по-нисък от този на лампите с нажежаема жичка.
• Високочестотен шум от захранването.
• Лампите не обичат честото включване и изключване.
• Постепенно намаляване на яркостта.
• Въздействие върху близките повърхности: с течение на времето на повърхността на тавана (над лампата) се появява тъмно петно.
• И като цяло не искам да имам колба с определено количество живак в къщата си.

  Отлична алтернатива са LED лампите. Списъкът с предимства е значителен:

• Невероятна ефективност (до 10 пъти в сравнение с лампите с нажежаема жичка).
• Огромен експлоатационен живот.
• Перфектни и безопасни захранвания (драйвери).
• Абсолютно независимо от броя на включванията.
• При нормално охлаждане те не губят яркост за почти целия период на работа.
• Пълна механична безопасност (дори ако декоративният дифузьор е счупен, в помещението няма да навлязат вредни вещества).

Два недостатъка:

• Посоката на светлинния поток поставя високи изисквания към дизайна на дифузора.
• Все пак те са скъпи (говорим за висококачествени марки, безименните продукти от среден клас са доста достъпни).

Ако проблемът с цената се регулира от избора на производителя, тогава дизайнерските характеристики не винаги ви позволяват просто да смените лампата в любимия си полилей. Разбира се, има богат избор от класически LED лампи с крушовидна форма, които отговарят на всеки размер.

Но точно в този дизайн се крие „засадата“.

Пред нас е висококачествена (в същото време сравнително евтина) лампа с яркост от 1000 Lm (еквивалентна на 100-ватова лампа с нажежаема жичка) и консумация на енергия от 13 W. Тези LED светлинни източници ми работят от много години, светят с приятна топла светлина (температура 2700 K) и не се наблюдава влошаване на яркостта с времето.

Но за мощна светлина е необходимо сериозно охлаждане. Следователно 2/3 от тялото на тази лампа се състои от радиатор. Той е пластичен, не разваля външния вид и е доста ефективен. Основният недостатък следва от дизайна - истинският източник на светлина е полусферата в горната част на лампата. Това затруднява избора на лампа - не всеки рогов полилей ще има такава лампа да изглежда хармонично.

Има само един изход - да закупите готови LED лампи, чиято конфигурация първоначално е проектирана за конкретни източници на светлина.

Ключовата дума е купувам. Какво трябва да направите с любимите си подови лампи, полилеи и други лампи във вашия апартамент?

Затова беше решено сами да проектираме LED лампи.

Основният критерий е минимизиране на разходите.

Има две основни направления в развитието на светодиодните източници на светлина:

1. Използване на ниска мощност (до 0,5 W) светодиоди. Имате нужда от много от тях, можете да конфигурирате всяка форма. Няма нужда от мощен радиатор (загряват малко). Значителен недостатък е по-трудното сглобяване.

2. Използване на мощни (1 W - 5 W) LED елементи. Ефективността е висока, разходите за труд са няколко пъти по-малко. Но точковото излъчване изисква избор на дифузьор, а за изпълнение на проекта са необходими добри радиатори.

За експериментални дизайни избрах първия вариант. Най-евтината „суровина“: 5 мм светодиоди със 120° дисперсия в прозрачен калъф. Наричат ​​ги "сламени шапки".

• ток в права посока = 20 mA (0,02 A)
• спад на напрежението на 1 диод = 3,2-3,4 волта
• цвят – топло бяло

Такава доброта се продава за 3 рубли на куп на всеки радио пазар.

Купих няколко опаковки 100 бр. на aliexpress (линк за покупка). Струва малко по-малко от 1 rub. парче.

Като захранващи устройства (по-точно източници на ток) реших да използвам доказана схема с охлаждащ (баластен) кондензатор. Предимствата на такъв драйвер са изключително ниска цена и минимален разход на енергия. Тъй като няма PWM контролер или линеен стабилизатор на тока, излишната енергия не изтича в атмосферата: в тази схема няма елементи с радиатор за разсейване на топлината.

Недостатък: липса на текуща стабилизация. Тоест, ако мрежовото напрежение е нестабилно, яркостта на сиянието ще се промени.Моят контакт има точно 220 (+/- 2 волта), така че тази верига е подходяща.

Елементната база също не е скъпа.

• диодни мостове от серията KTs405A (могат да се използват всякакви диоди, дори тези на Шотки)
• филмови кондензатори с напрежение 630 волта (с резерв)
• Резистори 1-2 вата
• електролитни кондензатори 47 mF при 400 волта (можете да вземете по-голям капацитет, но това надхвърля обхвата на икономиката)
• малки неща като макет и предпазители обикновено са в арсенала на всеки радиолюбител

За да не измисляме корпус с патрон E27, използваме изгорели (още една причина да ги изоставим) икономки.

След като внимателно (на улицата!) Извадите колбата с живачни пари, оставате с отличен детайл за творчество.

Основата на основите е изчислението и принципът на работа на токов драйвер с охлаждащ кондензатор

Типична диаграма е показана на илюстрацията:

Как работи схемата:

Резистор R1 ограничава токовия удар при подаване на захранване, докато веригата се стабилизира (около 1 секунда). Стойност от 50 до 150 Ohm. Мощност 2 W.

Резистор R2 осигурява работата на баластния кондензатор. Първо, той го разрежда, когато захранването е изключено. Най-малкото, за да не бъдете шокирани, когато развиете електрическата крушка. Втората задача е да се предотврати скок на тока в случай, че полярността на заредения кондензатор и първата полувълна от 220 волта не съвпадат.

Всъщност амортизационният кондензатор C1 е основата на веригата. Това е един вид токов филтър. Чрез избора на капацитет можете да зададете всеки ток във веригата. За нашите диоди не трябва да надвишава 20 mA при пиково мрежово напрежение.

Тогава диодният мост работи (в края на краищата светодиоди - това са елементи с полярност).

Електролитен кондензатор C2 е необходим, за да се предотврати мигането на лампата. светодиоди нямат инерция при включване и изключване. Следователно окото ще види трептене с честота 50 Hz. Между другото, евтините китайски лампи са виновни за това. Качеството на кондензатора се проверява с помощта на всяка цифрова камера, дори смартфон. Гледайки горящите диоди през цифрова матрица, можете да видите мигане, неразличимо за човешкото око.

В допълнение, този електролит осигурява неочакван бонус: лампите не се изключват веднага, а с благородно бавно затихване до изчерпване на капацитета.

I = 200*C*(1,41*U мрежа - U led)

I – резултатен ток на веригата в ампери

200 е константа (честота на мрежата 50Hz * 4)

1.41 – константа

C – капацитет на кондензатор C1 (гасене) във фаради

U мрежа - прогнозно мрежово напрежение (в идеалния случай 220 волта)

U led – общ спад на напрежението светодиоди (в нашия случай - 3,3 волта, умножено по броя на LED елементите)

Избор на количеството светодиоди (с известен спад на напрежението) и капацитета на охлаждащия кондензатор, е необходимо да се постигне необходимия ток. Тя не трябва да бъде по-висока от посочената в спецификациите светодиоди. Силата на тока регулира яркостта на блясъка и е обратно пропорционална на продължителността на живота на светодиодите.

За удобство можете да създадете формула в Excel.

Веригата е тествана няколко пъти, първият екземпляр е сглобен преди почти 3 години, работи в кухненска лампа, не е имало неизправности.

Нека да преминем към практическото изпълнение на проекти. Няма смисъл да се обсъжда броя на светодиодните елементи и капацитета на кондензатора в отделните схеми: проектите са индивидуални за всяка лампа. Изчислява се стриктно по формулата.Горната схема за 60 светодиода с кондензатор 68 микрофарада не е само пример, а реално изчисление за ток във веригата от 15 mA (за удължаване живота на лампите).

LED лампа в полилей

Използваме изкормената касета от икономката като корпус за веригата и носещата конструкция. В този проект не използвах breadboard; сглобих драйвера върху PVC кръг с дебелина 1 mm. Оказа се, че е точният размер. Два кондензатора - поради избора на капацитет: необходимият брой микрофаради не беше намерен в един елемент.

Като корпус за поставяне на LED елементите е използван буркан от кисело мляко. В дизайна използвах и парчета от 3 мм разпенени PVC листове.

След сглобяването се оказа спретнато и дори красиво. Това разположение на гнездото е свързано с формата на полилея: рогата са насочени нагоре, към тавана.

След това поставяме светодиодите: според схемата 150 бр. Пробиваме пластмасата с шило, разходи за труд: една цяла вечер.

Гледайки напред, ще кажа: материалът на кутията не се оправда, той е твърде тънък. Следващата лампа беше изработена от 1 мм PVC лист. За да му дам форма, изчислих сканирането на конуса за същите 150 диода.

Оказа се, че не е толкова елегантно, но надеждно и поддържа формата си перфектно. Лампата е напълно скрита в рамото на полилея, така че външният вид не е толкова важен.

Всъщност монтаж.

Блести равномерно и не наранява очите ви.

Не измервах лумените, но ми се стори по-ярка от 40 W лампа с нажежаема жичка, малко по-слаба от 60 W.

LED лампа в плосък плафон за кухня

Идеален дарител за такъв проект. Всички светодиоди ще бъдат разположени в една и съща равнина.

Чертаем шаблон и изрязваме матрица, за да поберем LED елементите. С този диаметър плосък PVC лист ще се деформира. Затова използвах дъното на пластмасова кофа със строителни смеси.По външния контур има усилващо ребро.

Диодите се монтират с помощта на обичайното шило: 2 дупки според маркировките.

Лампата е предназначена за 120 LED елемента, разделени на 2 групи по 60 броя, за надеждност на веригата. Изработваме 2 еднакви драйвера.

Монтираме ги върху диелектрични дистанционери от обратната страна.

За да закрепим диска, инсталираме PVC подиум в центъра.

Окачваме лампата на тавана, включваме я - всичко работи.

За оценка на яркостта: в ъглите има 4 маркови LED лампи от IKEA, със светлинна мощност 400 Lm всяка.

LED лампа за баня

Също лесен за изпълнение проект. Извличаме съдържанието на лампата, инсталираме матрица от 30 светодиода и съответния драйвер.

Светлината е мека, равномерна, повече от достатъчна за тази „стая“.

Настолна лампа

Като тяло се използва капачка на дезодоранта.

Патронът E27 традиционно е от изгоряла икономка.

Калъфът побира 55 светодиоди.

Оказа се компактен и спретнат.

В настолната лампа „инсталацията“ изглежда като собствена.

И блести доста уверено.

Детето, вдъхновено от успеха на баща си, поиска подсветка за компютърното си бюро. Намерена е някаква елегантна кутия, в която се побира водачът.

Използвах кабелна кутия като корпус. Размер на профила: 10*10 мм.

За да не попада светлината в очите, а да се насочва отгоре надолу, конструкцията е поставена на ъгъл със страна 25 мм, изработен от бяло PVC.

Резултат:

Цялата работа е направена от компоненти, които не струват практически нищо. В допълнение, това е чудесна възможност да практикувате радио уменията си.