DIY LED-Lampen

Nach und nach werden Beleuchtungsgeräte auf LED-Lampen umgestellt. Dies geschah nicht sofort, sondern es gab eine längere Übergangszeit mit dem Einsatz sogenannter Housekeeper – kompakte Gasentladungslampen mit eingebautem Netzteil (Treiber) und einer Standard-E27- oder E14-Fassung.

Solche Lampen sind auch heute noch weit verbreitet, da ihre Kosten im Vergleich zu LED-Lichtquellen nicht so „beißend“ sind.

Während ein gutes Verhältnis zwischen Preis und Effizienz besteht (der Preisunterschied zu herkömmlichen Glühlampen macht sich durch die Energieeinsparung mit der Zeit bezahlt), haben Gasentladungslichtquellen eine Reihe von Nachteilen:

• Die Lebensdauer ist geringer als die von Glühlampen.
• Hochfrequentes Rauschen vom Netzteil.
• Lampen mögen kein häufiges Ein- und Ausschalten.
• Allmählicher Rückgang der Helligkeit.
• Auswirkungen auf nahegelegene Oberflächen: Mit der Zeit bildet sich auf der Deckenoberfläche (über der Lampe) ein dunkler Fleck.
• Und generell möchte ich eigentlich keine Flasche mit einer bestimmten Menge Quecksilber in meinem Haus haben.

  Eine hervorragende Alternative sind LED-Lampen. Die Liste der Vorteile ist bedeutsam:

• Erstaunliche Effizienz (bis zu 10-mal im Vergleich zu Glühlampen).
• Riesige Lebensdauer.
• Perfekte und sichere Netzteile (Treiber).
• Völlig unabhängig von der Anzahl der Einschlüsse.
• Bei normaler Kühlung verlieren sie nahezu über die gesamte Betriebsdauer nicht an Helligkeit.
• Vollständige mechanische Sicherheit (auch wenn der dekorative Diffusor kaputt ist, gelangen keine Schadstoffe in den Raum).

Zwei Nachteile:

• Die Richtung des Lichtstroms stellt hohe Anforderungen an die Gestaltung des Diffusors.
• Dennoch sind sie teuer (wir sprechen von hochwertigen Marken, namenlose Mittelklasseprodukte sind durchaus erschwinglich).

Wenn die Preisfrage durch die Auswahl des Herstellers geregelt wird, erlauben es die Designmerkmale nicht immer, die Lampe in Ihrem Lieblingskronleuchter einfach auszutauschen. Natürlich gibt es eine große Auswahl an klassischen LED-Lampen in Birnenform, die zu jeder Größe passen.

Doch genau in diesem Design liegt der „Hinterhalt“.

Wir haben eine hochwertige (zugleich relativ preiswerte) Lampe mit einer Helligkeit von 1000 Lm (entspricht einer 100-Watt-Glühlampe) und einer Leistungsaufnahme von 13 W vor uns. Diese LED-Lichtquellen funktionieren bei mir seit vielen Jahren, sie strahlen ein angenehm warmes Licht (Temperatur 2700 K) und es ist kein Helligkeitsverlust mit der Zeit zu beobachten.

Für starkes Licht ist jedoch eine starke Kühlung erforderlich. Daher besteht der Körper dieser Lampe zu 2/3 aus einem Strahler. Es besteht aus Kunststoff, beeinträchtigt das Erscheinungsbild nicht und ist sehr effektiv. Der Hauptnachteil ergibt sich aus dem Design: Die eigentliche Lichtquelle ist die Halbkugel an der Oberseite der Lampe. Dies erschwert die Auswahl einer Lampe – nicht jeder Hornleuchter sieht mit einer solchen Lampe harmonisch aus.

Es gibt nur einen Ausweg – den Kauf fertiger LED-Lampen, deren Konfiguration ursprünglich auf bestimmte Lichtquellen ausgelegt war.

Das Schlüsselwort ist Kaufen. Was machen Sie mit Ihren liebsten Stehlampen, Kronleuchtern und anderen Lampen in Ihrer Wohnung?

Daher wurde beschlossen, LED-Lampen selbst zu entwerfen.

Das Hauptkriterium ist die Kostenminimierung.

Bei der Entwicklung von LED-Lichtquellen gibt es zwei Hauptrichtungen:

1. Verwendung geringer Leistung (bis zu 0,5 W) LEDs. Man braucht viele davon, man kann jede beliebige Form konfigurieren. Es ist kein leistungsstarker Heizkörper erforderlich (sie erwärmen sich kaum). Ein wesentlicher Nachteil ist die aufwändigere Montage.

2. Einsatz leistungsstarker (1 W – 5 W) LED-Elemente. Die Effizienz ist hoch, die Arbeitskosten sind um ein Vielfaches geringer. Punktförmige Strahlung erfordert jedoch die Auswahl eines Diffusors, und für die Umsetzung des Projekts sind gute Strahler erforderlich.

Für experimentelle Designs habe ich die erste Option gewählt. Der günstigste „Rohstoff“: 5 mm LEDs mit 120° Abstrahlwinkel im transparenten Gehäuse. Sie werden „Strohhüte“ genannt.

• Vorwärtsstrom = 20 mA (0,02 A)
• Spannungsabfall über 1 Diode = 3,2-3,4 Volt
• Farbe – warmes Weiß

Solche Güte wird auf jedem Radiomarkt für 3 Rubel pro Stück verkauft.

Ich habe mehrere Packungen gekauft 100 Stk. auf Aliexpress (Link zum Kauf). Es kostete etwas weniger als 1 Rubel. ein Stück.

Als Netzteile (genauer gesagt Stromquellen) habe ich mich für eine bewährte Schaltung mit Löschkondensator (Ballastkondensator) entschieden. Die Vorteile eines solchen Treibers sind extrem niedrige Kosten und minimaler Energieverbrauch. Da kein PWM-Regler oder linearer Stromstabilisator vorhanden ist, gelangt überschüssige Energie nicht in die Atmosphäre: In diesem Stromkreis gibt es keine Elemente mit einem wärmeableitenden Kühler.

Nachteil: fehlende Stromstabilisierung. Das heißt, wenn die Netzspannung instabil ist, ändert sich die Helligkeit des Leuchtens.Meine Steckdose hat genau 220 (+/- 2 Volt), daher ist diese Schaltung genau richtig.

Auch die Elementbasis ist nicht teuer.

• Diodenbrücken der KTs405A-Serie (alle Dioden können verwendet werden, auch Schottky-Dioden)
• Folienkondensatoren mit einer Spannung von 630 Volt (mit Reserve)
• 1-2 Watt Widerstände
• Elektrolytkondensatoren 47 mF bei 400 Volt (Sie können eine größere Kapazität nehmen, aber das sprengt den wirtschaftlichen Rahmen)
• Kleinigkeiten wie ein Steckbrett und Sicherungen gehören normalerweise zum Arsenal eines jeden Funkamateurs

Um kein Gehäuse mit E27-Kartusche zu erfinden, verwenden wir ausgebrannte (ein weiterer Grund, sie aufzugeben) Haushälterinnen.

Nachdem Sie den Kolben mit Quecksilberdampf vorsichtig (auf der Straße!) entfernt haben, bleibt ein hervorragendes Werkstück für die Kreativität übrig.

Grundlage der Grundlagen ist die Berechnung und Funktionsweise eines Stromtreibers mit Löschkondensator

Ein typisches Diagramm ist in der Abbildung dargestellt:

So funktioniert das Schema:

Der Widerstand R1 begrenzt den Stromstoß beim Anlegen von Strom, bis sich der Stromkreis stabilisiert (ca. 1 Sekunde). Wert von 50 bis 150 Ohm. Leistung 2 W.

Der Widerstand R2 sorgt für den Betrieb des Ballastkondensators. Erstens entlädt es sich, wenn der Strom ausgeschaltet wird. Zumindest, um zu verhindern, dass Sie beim Herausschrauben der Glühbirne einen Stromschlag erleiden. Die zweite Aufgabe besteht darin, einen Stromstoß zu verhindern, wenn die Polarität des geladenen Kondensators und die erste Halbwelle von 220 Volt nicht übereinstimmen.

Eigentlich ist der Dämpfungskondensator C1 die Basis der Schaltung. Es handelt sich um eine Art Stromfilter. Durch die Wahl der Kapazität können Sie einen beliebigen Strom im Stromkreis einstellen. Bei unseren Dioden sollte sie bei Netzspitzenspannung 20 mA nicht überschreiten.

Dann funktioniert die Diodenbrücke (immerhin). LEDs - das sind Elemente mit Polarität).

Um ein Flackern der Lampe zu verhindern, wird der Elektrolytkondensator C2 benötigt. LEDs haben beim Ein- und Ausschalten keine Trägheit. Daher sieht das Auge ein Flimmern mit einer Frequenz von 50 Hz. Schuld daran sind übrigens billige chinesische Lampen. Die Qualität des Kondensators wird mit jeder Digitalkamera, sogar einem Smartphone, überprüft. Wenn Sie die brennenden Dioden durch eine digitale Matrix betrachten, können Sie ein Blinken sehen, das für das menschliche Auge nicht zu unterscheiden ist.

Darüber hinaus bietet dieser Elektrolyt einen unerwarteten Bonus: Die Lampen schalten sich nicht sofort ab, sondern mit einer edlen langsamen Dämpfung, bis die Kapazität entladen ist.

I = 200*C*(1,41*U Netzwerk - U LED)

I – resultierender Stromkreis in Ampere

200 ist eine Konstante (Netzwerkfrequenz 50 Hz * 4)

1,41 – konstant

C – Kapazität des Kondensators C1 (Quenching) in Farad

U-Netzwerk – geschätzte Netzwerkspannung (idealerweise 220 Volt)

U-LED – Gesamtspannungsabfall über LEDs (in unserem Fall – 3,3 Volt, multipliziert mit der Anzahl der LED-Elemente)

Auswahl der Menge LEDs (bei bekanntem Spannungsabfall) und der Kapazität des Löschkondensators ist es erforderlich, den erforderlichen Strom zu erreichen. Sie sollte nicht höher sein als in den Spezifikationen angegeben LEDs. Über die Stärke des Stroms regulieren Sie die Helligkeit des Leuchtens und umgekehrt proportional die Lebensdauer der LEDs.

Der Einfachheit halber können Sie eine Formel in Excel erstellen.

Die Schaltung wurde mehrfach getestet, das erste Exemplar wurde vor fast 3 Jahren zusammengebaut, sie funktioniert in einer Küchenlampe, es gab keine Störungen.

Kommen wir zur praktischen Umsetzung von Projekten. Es macht keinen Sinn, die Anzahl der LED-Elemente und die Kondensatorkapazität in einzelnen Schaltkreisen zu diskutieren: Die Projekte sind für jede Lampe individuell. Berechnet streng nach der Formel.Die obige Schaltung für 60 LEDs mit einem 68-Mikrofarad-Kondensator ist nicht nur ein Beispiel, sondern eine reale Berechnung für einen Strom in der Schaltung von 15 mA (um die Lebensdauer der Leuchten zu verlängern).

LED-Lampe in einem Kronleuchter

Als Gehäuse für die Schaltung und Tragkonstruktion nutzen wir die entkernte Kartusche der Haushälterin. Bei diesem Projekt habe ich kein Steckbrett verwendet, sondern den Treiber auf einem 1 mm dicken PVC-Rundstück montiert. Es stellte sich heraus, dass es genau die richtige Größe hatte. Zwei Kondensatoren - aufgrund der Wahl der Kapazität: Die erforderliche Anzahl Mikrofarad wurde in einem Element nicht gefunden.

Als Gehäuse zur Unterbringung der LED-Elemente wurde ein Joghurtglas verwendet. Bei der Gestaltung habe ich auch Reste von 3 mm starken PVC-Schaumplatten verwendet.

Nach dem Zusammenbau ist es ordentlich und sogar schön geworden. Diese Anordnung der Fassung hängt mit der Form des Kronleuchters zusammen: Die Hörner sind nach oben zur Decke gerichtet.

Als nächstes platzieren wir die LEDs: laut Schema 150 Stück. Wir durchstechen das Plastik mit einer Ahle, Arbeitskosten: ein ganzer Abend.

Mit Blick auf die Zukunft muss ich sagen: Das Material des Gehäuses hat sich nicht bewährt, es ist zu dünn. Die nächste Lampe wurde aus 1 mm PVC-Folie hergestellt. Um ihm eine Form zu geben, habe ich den Kegelscan für die gleichen 150 Dioden berechnet.

Es erwies sich als nicht so elegant, aber zuverlässig und behält seine Form perfekt. Die Lampe ist vollständig im Kronleuchterarm versteckt, sodass das Aussehen nicht so wichtig ist.

Eigentlich Installation.

Es glänzt gleichmäßig und schadet Ihren Augen nicht.

Ich habe die Lumen nicht gemessen, aber es fühlte sich heller an als eine 40-W-Glühlampe, etwas schwächer als 60 W.

LED-Lampe in flacher Deckenleuchte für die Küche

Ein idealer Spender für ein solches Projekt. Alle LEDs befinden sich in derselben Ebene.

Wir zeichnen eine Schablone und schneiden eine Matrix zur Aufnahme der LED-Elemente aus. Bei diesem Durchmesser wird eine flache PVC-Platte verformt. Also habe ich den Boden eines Plastikeimers mit Baumischungen verwendet.Entlang der Außenkontur befindet sich eine Versteifungsrippe.

Der Einbau der Dioden erfolgt mit der üblichen Ahle: 2 Löcher entsprechend der Markierung.

Die Lampe ist für 120 LED-Elemente ausgelegt, aufgeteilt in 2 Gruppen zu je 60 Stück, um die Zuverlässigkeit der Schaltung zu gewährleisten. Wir stellen 2 identische Treiber her.

Wir montieren sie auf dielektrischen Abstandshaltern auf der Rückseite.

Zur Befestigung der Scheibe installieren wir in der Mitte ein PVC-Podium.

Wir hängen die Lampe an die Decke, schalten sie ein – alles funktioniert.

Zur Beurteilung der Helligkeit: In den Ecken befinden sich 4 Marken-LED-Lampen von IKEA mit einer Lichtleistung von jeweils 400 Lm.

LED-Lampe für das Badezimmer

Auch ein einfach umzusetzendes Projekt. Wir extrahieren den Inhalt der Lampe, installieren eine Matrix aus 30 LEDs und den entsprechenden Treiber.

Das Licht ist weich, gleichmäßig, mehr als genug für diesen „Raum“.

Leselampe

Als Körper dient eine Deo-Kappe.

Die E27-Patrone stammt traditionell von einer verbrannten Haushälterin.

Der Koffer bietet Platz für 55 Personen LEDs.

Es ist kompakt und ordentlich geworden.

In der Tischleuchte wirkt die „Installation“ wie eine eigene.

Und es strahlt ganz souverän.

Das Kind, inspiriert vom Erfolg seines Vaters, wünschte sich eine Hintergrundbeleuchtung für seinen Computertisch. Es wurde eine Art elegante Box gefunden, in die der Treiber passte.

Als Gehäuse habe ich eine Kabelbox verwendet. Profilgröße: 10*10 mm.

Damit das Licht nicht auf die Augen trifft, sondern von oben nach unten gerichtet wird, wird die Struktur auf eine Ecke mit einer Seitenlänge von 25 mm aus weißem PVC gestellt.

Ergebnis:

Alle Arbeiten bestehen aus Komponenten, die praktisch nichts kosten. Darüber hinaus ist dies eine großartige Gelegenheit, Ihre Funkkenntnisse zu üben.