DIY λαμπτήρες LED

Σταδιακά, οι συσκευές φωτισμού μεταβαίνουν σε λαμπτήρες LED. Αυτό δεν συνέβη αμέσως· υπήρξε μια παρατεταμένη μεταβατική περίοδος με τη χρήση των λεγόμενων οικιακών βοηθών - συμπαγών λαμπτήρων εκκένωσης αερίου με ενσωματωμένο τροφοδοτικό (οδηγό) και τυπική πρίζα E27 ή E14.

Τέτοιοι λαμπτήρες εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα, καθώς το κόστος τους σε σύγκριση με τις πηγές φωτός LED δεν είναι τόσο "δαγκωτό".

Ενώ υπάρχει καλή ισορροπία μεταξύ τιμής και απόδοσης (η διαφορά τιμής με τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως αποδίδει με την πάροδο του χρόνου λόγω εξοικονόμησης ενέργειας), οι πηγές φωτός εκκένωσης αερίου έχουν ορισμένα μειονεκτήματα:

• Η διάρκεια ζωής είναι χαμηλότερη από αυτή των λαμπτήρων πυρακτώσεως.
• Θόρυβος υψηλής συχνότητας από το τροφοδοτικό.
• Στους λαμπτήρες δεν αρέσει το συχνό άναμμα και σβήσιμο.
• Σταδιακή μείωση της φωτεινότητας.
• Επιπτώσεις σε κοντινές επιφάνειες: εμφανίζεται ένα σκοτεινό σημείο στην επιφάνεια της οροφής (πάνω από τη λάμπα) με την πάροδο του χρόνου.
• Και γενικά, δεν θέλω πραγματικά να έχω μια φιάλη με μια συγκεκριμένη ποσότητα υδραργύρου στο σπίτι μου.

  Μια εξαιρετική εναλλακτική είναι οι λαμπτήρες LED. Η λίστα των πλεονεκτημάτων είναι σημαντική:

• Καταπληκτική απόδοση (έως και 10 φορές σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως).
• Τεράστια διάρκεια ζωής.
• Τέλεια και ασφαλή τροφοδοτικά (drivers).
• Απόλυτα ανεξάρτητο από τον αριθμό των εγκλεισμάτων.
• Με κανονική ψύξη, δεν χάνουν τη φωτεινότητα για όλη σχεδόν την περίοδο λειτουργίας.
• Πλήρης μηχανική ασφάλεια (ακόμα και αν σπάσει ο διακοσμητικός διαχύτης, δεν θα εισέλθουν επιβλαβείς ουσίες στο δωμάτιο).

Δύο μειονεκτήματα:

• Η κατεύθυνση της ροής φωτός δημιουργεί υψηλές απαιτήσεις στη σχεδίαση του διαχύτη.
• Ωστόσο, είναι ακριβά (μιλάμε για μάρκες υψηλής ποιότητας, τα ανώνυμα προϊόντα μεσαίου επιπέδου είναι αρκετά προσιτά).

Εάν το ζήτημα της τιμής ρυθμίζεται από την επιλογή του κατασκευαστή, τότε τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού δεν σας επιτρέπουν πάντα να αντικαταστήσετε απλώς τη λάμπα στον αγαπημένο σας πολυέλαιο. Φυσικά, υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία από κλασικούς λαμπτήρες LED σε σχήμα αχλαδιού που ταιριάζουν σε κάθε μέγεθος.

Αλλά ακριβώς σε αυτό το σχέδιο βρίσκεται η «ενέδρα».

Έχουμε μπροστά μας μια λάμπα υψηλής ποιότητας (συγχρόνως σχετικά φθηνή) με φωτεινότητα 1000 Lm (που ισοδυναμεί με λαμπτήρα πυρακτώσεως 100 watt) και κατανάλωση ισχύος 13 W. Αυτές οι πηγές φωτός LED λειτουργούν για μένα πολλά χρόνια, λάμπουν με ένα ευχάριστο ζεστό φως (θερμοκρασία 2700 K) και δεν παρατηρείται υποβάθμιση της φωτεινότητας με την πάροδο του χρόνου.

Αλλά για ισχυρό φως, απαιτείται σοβαρή ψύξη. Επομένως, τα 2/3 του σώματος αυτού του λαμπτήρα αποτελείται από ένα ψυγείο. Είναι πλαστικό, δεν χαλάει την εμφάνιση και είναι αρκετά αποτελεσματικό. Το κύριο μειονέκτημα προκύπτει από το σχεδιασμό - η πραγματική πηγή φωτός είναι το ημισφαίριο στην κορυφή του λαμπτήρα. Αυτό καθιστά δύσκολη την επιλογή μιας λάμπας - όχι κάθε πολυέλαιος με κέρατο θα έχει μια τέτοια λάμπα να φαίνεται αρμονική.

Υπάρχει μόνο μία διέξοδος - να αγοράσετε έτοιμους λαμπτήρες LED, η διαμόρφωση των οποίων σχεδιάστηκε αρχικά για συγκεκριμένες πηγές φωτός.

Η λέξη κλειδί είναι αγορά. Τι πρέπει να κάνετε με τα αγαπημένα σας φωτιστικά δαπέδου, πολυελαίους και άλλα φωτιστικά στο διαμέρισμά σας;

Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να σχεδιάσουμε μόνοι μας λαμπτήρες LED.

Το κύριο κριτήριο είναι η ελαχιστοποίηση του κόστους.

Υπάρχουν δύο κύριες κατευθύνσεις στην ανάπτυξη των πηγών φωτός LED:

1. Χρήση χαμηλής ισχύος (έως 0,5 W) LED. Χρειάζεστε πολλά από αυτά, μπορείτε να διαμορφώσετε οποιοδήποτε σχήμα. Δεν χρειάζεται ισχυρό καλοριφέρ (θερμαίνονται ελάχιστα). Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι η πιο επίπονη συναρμολόγηση.

2. Χρήση ισχυρών στοιχείων LED (1 W - 5 W). Η αποτελεσματικότητα είναι υψηλή, το κόστος εργασίας είναι αρκετές φορές μικρότερο. Αλλά η σημειακή ακτινοβολία απαιτεί την επιλογή ενός διαχύτη και απαιτούνται καλά καλοριφέρ για την υλοποίηση του έργου.

Για πειραματικά σχέδια επέλεξα την πρώτη επιλογή. Η πιο φθηνή "πρώτη ύλη": 5 mm LED με διασπορά 120° σε διάφανη θήκη. Ονομάζονται «ψάθινα καπέλα».

• μπροστινό ρεύμα = 20 mA (0,02 A)
• πτώση τάσης σε 1 δίοδο = 3,2-3,4 βολτ
• χρώμα - ζεστό λευκό

Τέτοια αγαθά πωλούνται για 3 ρούβλια το μάτσο σε οποιαδήποτε αγορά ραδιοφώνου.

Αγόρασα πολλά πακέτα 100 τεμ. στο aliexpress (σύνδεσμος για αγορά). Κοστίζει λίγο λιγότερο από 1 τρίψιμο. ένα κομμάτι.

Ως τροφοδοτικά (ακριβέστερα, πηγές ρεύματος), αποφάσισα να χρησιμοποιήσω ένα δοκιμασμένο κύκλωμα με πυκνωτή σβέσης (έρματος). Τα πλεονεκτήματα ενός τέτοιου οδηγού είναι το εξαιρετικά χαμηλό κόστος και η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ελεγκτής PWM ή σταθεροποιητής γραμμικού ρεύματος, η περίσσεια ενέργειας δεν εισέρχεται στην ατμόσφαιρα: σε αυτό το κύκλωμα δεν υπάρχουν στοιχεία με καλοριφέρ που διαχέει τη θερμότητα.

Μειονέκτημα: έλλειψη σταθεροποίησης ρεύματος. Δηλαδή, εάν η τάση του δικτύου είναι ασταθής, η φωτεινότητα της λάμψης θα αλλάξει.Η πρίζα μου έχει ακριβώς 220 (+/- 2 βολτ), οπότε αυτό το κύκλωμα είναι το σωστό.

Η βάση του στοιχείου δεν είναι επίσης ακριβή.

• διοδικές γέφυρες της σειράς KTs405A (μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιεσδήποτε δίοδοι, ακόμη και Schottky)
• πυκνωτές φιλμ με τάση 630 βολτ (με ρεζέρβα)
• Αντιστάσεις 1-2 watt
• ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές 47 mF στα 400 βολτ (μπορείτε να πάρετε μεγαλύτερη χωρητικότητα, αλλά αυτό υπερβαίνει το εύρος της οικονομίας)
• μικροπράγματα όπως ένα breadboard και οι ασφάλειες είναι συνήθως στο οπλοστάσιο κάθε ραδιοερασιτέχνη

Για να μην εφεύρουμε ένα περίβλημα με φυσίγγιο Ε27, χρησιμοποιούμε καμμένους (άλλος λόγος για να τα εγκαταλείψουμε) νοικοκυρές.

Αφού αφαιρέσετε προσεκτικά (στο δρόμο!) τη φιάλη με ατμούς υδραργύρου, σας μένει ένα εξαιρετικό τεμάχιο εργασίας για δημιουργικότητα.

Η βάση των βασικών είναι ο υπολογισμός και η αρχή λειτουργίας ενός τρέχοντος οδηγού με πυκνωτή σβέσης

Ένα τυπικό διάγραμμα φαίνεται στην εικόνα:

Πώς λειτουργεί το σχήμα:

Η αντίσταση R1 περιορίζει το κύμα ρεύματος όταν εφαρμόζεται ρεύμα μέχρι να σταθεροποιηθεί το κύκλωμα (περίπου 1 δευτερόλεπτο). Τιμή από 50 έως 150 Ohm. Ισχύς 2 W.

Η αντίσταση R2 διασφαλίζει τη λειτουργία του πυκνωτή έρματος. Πρώτον, το αποφορτίζει όταν είναι απενεργοποιημένο. Τουλάχιστον, για να μην πάθετε σοκ όταν ξεβιδώνετε τη λάμπα. Το δεύτερο καθήκον είναι να αποτραπεί η αύξηση του ρεύματος στην περίπτωση που η πολικότητα του φορτισμένου πυκνωτή και το πρώτο μισό κύμα των 220 βολτ δεν συμπίπτουν.

Στην πραγματικότητα, ο πυκνωτής απόσβεσης C1 είναι η βάση του κυκλώματος. Είναι ένα είδος φίλτρου ρεύματος. Επιλέγοντας την χωρητικότητα, μπορείτε να ρυθμίσετε οποιοδήποτε ρεύμα στο κύκλωμα. Για τις διόδους μας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 mA σε μέγιστη τάση δικτύου.

Στη συνέχεια λειτουργεί η γέφυρα διόδου (εξάλλου LED - αυτά είναι στοιχεία με πολικότητα).

Απαιτείται ηλεκτρολυτικός πυκνωτής C2 για να αποφευχθεί το τρεμόπαιγμα της λάμπας. LED δεν έχουν αδράνεια κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση. Επομένως, το μάτι θα δει ένα τρεμόπαιγμα με συχνότητα 50 Hz. Παρεμπιπτόντως, οι φτηνές κινεζικές λάμπες είναι ένοχοι για αυτό. Η ποιότητα του πυκνωτή ελέγχεται χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, ακόμα και smartphone. Κοιτάζοντας τις διόδους που καίγονται μέσω μιας ψηφιακής μήτρας, μπορείτε να δείτε να αναβοσβήνουν, που δεν διακρίνονται από το ανθρώπινο μάτι.

Επιπλέον, αυτός ο ηλεκτρολύτης παρέχει ένα απροσδόκητο πλεονέκτημα: οι λαμπτήρες δεν σβήνουν αμέσως, αλλά με μια ευγενή αργή εξασθένηση μέχρι να εκφορτιστεί η χωρητικότητα.

I = 200*C*(δίκτυο 1,41*U - U led)

I – προκύπτον ρεύμα κυκλώματος σε αμπέρ

Το 200 είναι σταθερά (συχνότητα δικτύου 50Hz * 4)

1,41 – σταθερό

C – χωρητικότητα πυκνωτή C1 (σβήσιμο) σε farads

Δίκτυο U - εκτιμώμενη τάση δικτύου (ιδανικά 220 βολτ)

U led – συνολική πτώση τάσης LED (στην περίπτωσή μας - 3,3 βολτ, πολλαπλασιαζόμενο με τον αριθμό των στοιχείων LED)

Επιλέγοντας την ποσότητα LED (με γνωστή πτώση τάσης) και την χωρητικότητα του πυκνωτή σβέσης, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί το απαιτούμενο ρεύμα. Δεν πρέπει να είναι υψηλότερο από αυτό που καθορίζεται στις προδιαγραφές LED. Είναι η δύναμη του ρεύματος που ρυθμίζεις τη φωτεινότητα της λάμψης, και αντιστρόφως ανάλογη με τη διάρκεια ζωής των LED.

Για ευκολία, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν τύπο στο Excel.

Το κύκλωμα έχει δοκιμαστεί αρκετές φορές, το πρώτο αντίγραφο συναρμολογήθηκε πριν από σχεδόν 3 χρόνια, λειτουργεί σε λάμπα κουζίνας, δεν υπήρξαν δυσλειτουργίες.

Ας περάσουμε στην πρακτική υλοποίηση έργων. Δεν έχει νόημα να συζητήσουμε τον αριθμό των στοιχείων LED και την χωρητικότητα του πυκνωτή σε μεμονωμένα κυκλώματα: τα έργα είναι μεμονωμένα για κάθε λαμπτήρα. Υπολογίζεται αυστηρά σύμφωνα με τον τύπο.Το παραπάνω κύκλωμα για 60 LED με πυκνωτή 68 microfarad δεν είναι απλώς ένα παράδειγμα, αλλά ένας πραγματικός υπολογισμός για ένα ρεύμα στο κύκλωμα των 15 mA (για παράταση της διάρκειας ζωής των φώτων).

Λάμπα LED σε πολυέλαιο

Χρησιμοποιούμε το φυσίγγιο με εκσπλαχνισμό από τον οικονόμο ως περίβλημα για το κύκλωμα και τη δομή στήριξης. Σε αυτό το έργο δεν χρησιμοποίησα breadboard· συναρμολόγησα το πρόγραμμα οδήγησης σε ένα στρογγυλό φύλλο PVC πάχους 1 mm. Αποδείχθηκε ότι ήταν ακριβώς το σωστό μέγεθος. Δύο πυκνωτές - λόγω της επιλογής χωρητικότητας: ο απαιτούμενος αριθμός microfarads δεν βρέθηκε σε ένα στοιχείο.

Ένα βάζο γιαουρτιού χρησιμοποιήθηκε ως περίβλημα για να φιλοξενήσει τα στοιχεία LED. Στο σχέδιο χρησιμοποίησα επίσης αποκόμματα από αφρώδες φύλλα PVC 3 mm.

Μετά τη συναρμολόγηση αποδείχθηκε τακτοποιημένο και ακόμη όμορφο. Αυτή η διάταξη της υποδοχής συνδέεται με το σχήμα του πολυελαίου: τα κέρατα κατευθύνονται προς τα πάνω, προς την οροφή.

Στη συνέχεια τοποθετούμε τα LED: σύμφωνα με το σχήμα, 150 τεμ. Τρυπάμε το πλαστικό με ένα σουβλί, κόστος εργασίας: ένα πλήρες βράδυ.

Κοιτάζοντας μπροστά, θα πω: το υλικό της υπόθεσης δεν δικαιολογήθηκε, είναι πολύ λεπτό. Η επόμενη λάμπα κατασκευάστηκε από φύλλο PVC 1 mm. Για να του δώσω σχήμα, υπολόγισα τη σάρωση κώνου για τις ίδιες 150 διόδους.

Αποδείχθηκε ότι δεν είναι τόσο κομψό, αλλά αξιόπιστο και κρατά τέλεια το σχήμα του. Η λάμπα είναι εντελώς κρυμμένη στον βραχίονα του πολυελαίου, επομένως η εμφάνιση δεν είναι τόσο σημαντική.

Στην πραγματικότητα, εγκατάσταση.

Γυαλίζει ομοιόμορφα και δεν βλάπτει τα μάτια σας.

Δεν μέτρησα τους αυλούς, αλλά ένιωσα πιο φωτεινή από μια λάμπα πυρακτώσεως 40 W, λίγο πιο αδύναμη από 60 W.

Λάμπα LED σε επίπεδη λάμπα οροφής για την κουζίνα

Ιδανικός δωρητής για ένα τέτοιο έργο. Όλα τα LED θα βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.

Σχεδιάζουμε ένα πρότυπο και κόβουμε μια μήτρα για να χωρέσουν τα στοιχεία LED. Με αυτή τη διάμετρο, ένα επίπεδο φύλλο PVC θα παραμορφωθεί. Χρησιμοποίησα λοιπόν τον πάτο ενός πλαστικού κουβά με μείγματα κατασκευής.Υπάρχει μια ενισχυτική πλευρά κατά μήκος του εξωτερικού περιγράμματος.

Οι δίοδοι εγκαθίστανται χρησιμοποιώντας το συνηθισμένο σουβλί: 2 οπές σύμφωνα με τις σημάνσεις.

Η λάμπα έχει σχεδιαστεί για 120 στοιχεία LED, χωρισμένα σε 2 ομάδες των 60 τεμαχίων, για την αξιοπιστία του κυκλώματος. Φτιάχνουμε 2 πανομοιότυπα προγράμματα οδήγησης.

Τα τοποθετούμε σε διηλεκτρικούς αποστάτες στην πίσω πλευρά.

Για να συνδέσουμε το δίσκο, τοποθετούμε ένα βάθρο PVC στο κέντρο.

Κρεμάμε τη λάμπα στην οροφή, την ανάβουμε - όλα λειτουργούν.

Για να αξιολογήσετε τη φωτεινότητα: στις γωνίες υπάρχουν 4 επώνυμες λάμπες LED της IKEA, με απόδοση φωτός 400 Lm η καθεμία.

Λάμπα LED για το μπάνιο

Επίσης ένα έργο εύκολο στην υλοποίηση. Εξάγουμε τα περιεχόμενα της λάμπας, τοποθετούμε μια μήτρα 30 LED και το αντίστοιχο πρόγραμμα οδήγησης.

Το φως είναι απαλό, ομοιόμορφο, περισσότερο από αρκετό για αυτό το «δωμάτιο».

Λάμπα γραφείου

Ως σώμα χρησιμοποιείται αποσμητικό καπάκι.

Το φυσίγγιο Ε27 είναι παραδοσιακά από καμένη οικονόμο.

Η θήκη φιλοξενεί 55 LED.

Αποδείχθηκε συμπαγές και προσεγμένο.

Στο επιτραπέζιο φωτιστικό, η "εγκατάσταση" μοιάζει με τη δική της.

Και λάμπει με αρκετή σιγουριά.

Το παιδί, εμπνευσμένο από την επιτυχία του μπαμπά του, ζήτησε έναν οπίσθιο φωτισμό για το γραφείο του υπολογιστή του. Βρέθηκε κάποιο κομψό κουτί στο οποίο χωρούσε ο οδηγός.

Χρησιμοποίησα ένα κουτί καλωδίων ως περίβλημα. Μέγεθος προφίλ: 10*10 mm.

Για να μην χτυπά το φως στα μάτια, αλλά να κατευθύνεται από πάνω προς τα κάτω, η δομή τοποθετείται σε μια γωνία με πλευρά 25 mm, κατασκευασμένη από λευκό PVC.

Αποτέλεσμα:

Όλες οι εργασίες γίνονται από εξαρτήματα που δεν κοστίζουν σχεδόν τίποτα. Επιπλέον, αυτή είναι μια εξαιρετική ευκαιρία να εξασκήσετε τις ραδιοφωνικές σας δεξιότητες.