Come realizzare una lampada LED economica ma molto potente

È passato quasi un anno da quando ho iniziato a sostituire tutte le lampade di casa con quelle a LED. I risultati a volte sono stati più soddisfacenti, a volte meno, ma un incidente mi ha portato a una decisione interessante.

Il motivo per cui ho adottato la lampada a LED

Tu o qualcuno della tua famiglia avete accidentalmente rovesciato una lampada da tavolo? Se parliamo di me, parecchie volte... Pertanto, quando mio figlio ha lasciato cadere ancora una volta la mia lampada da tavolo con un innocente "Oh!", ho detto: "Basta!"
Avvertimento! Le lampade fluorescenti utilizzano il mercurio, che è altamente tossico.
Se si rompe accidentalmente o intenzionalmente una lampada di questo tipo, si consiglia di ventilare bene la stanza per liberarla dai fumi tossici.
Ho deciso di sostituire il tubo fluorescente della mia lampada da tavolo con qualcosa di più resistente agli urti...
La mia luce deve essere in grado di sopportare la manipolazione di un bambino di 10 anni, ma produrre abbastanza luce per lavorare comodamente alla scrivania, funzionare in modo coerente ed essere poco costosa.Un paio di anni fa questo problema non aveva una soluzione semplice, ma ora la risposta è ovvia: si tratta di una lampada a LED.

Materiali

Ho deciso di utilizzare LED Cree MX6 Q5 con un flusso luminoso massimo di 278 lm, che avevo ancora dall'ultimo progetto. Diodo ad emissione luminosa verrà posizionato su un radiatore di raffreddamento di 5 x 5 cm, prelevato da un vecchio PC.
Per semplicità, ho deciso di utilizzare un caricabatterie per telefono a impulsi che fornirà tensione e corrente sufficienti per far funzionare la lampada a LED. A questo scopo ho utilizzato un caricabatterie Siemens A52 non funzionante, con una tensione di uscita dichiarata di 5 V e una corrente di 420 mA.
Il vecchio portalampada fluorescente servirà a proteggere l'elettronica.
Misure
Secondo le specifiche di fabbrica, il Cree MX6 Q5 può essere alimentato da una corrente massima di 1 A e una tensione di 4,1 V. Ho pensato che avrei avuto bisogno di una resistenza da 1 ohm per ridurre la tensione di 1 V (dai 5 V che l'alimentatore fornito) fino a 4,1 V consumati dal LED, se solo l'alimentatore può sopportare una corrente di 1 A.
Per verificare la corrente massima consentita che può sopportare l'alimentatore, ho collegato vari resistori ai suoi terminali, misurando in ogni caso la tensione e calcolando la corrente.
Sono stato sorpreso di scoprire che l'alimentatore è progettato per limitare la corrente a 0,6 A, che può gestire perfettamente. Dopo aver effettuato ricerche simili con altri caricabatterie per telefoni, ho appreso che tutti hanno un limite di corrente dal 20% al 50% superiore a quanto affermato dal produttore.Ciò è logico, poiché ogni produttore progetta l'alimentatore in modo tale che non si surriscaldi molto, anche se l'apparecchio alimentato è rotto, anche a causa di un cortocircuito. E il modo più semplice per garantire ciò è limitare la corrente.
Avevo quindi un generatore DC con limitazione di corrente a 0,6 A, molto efficiente (l'alimentatore del cellulare non si scalda molto durante l'uso), alimentato direttamente da una fonte 220 V AC, realizzato in fabbrica e di dimensioni molto ridotte. Ed è semplicemente meraviglioso.

Realizzare una lampada

Per prima cosa ho smontato l'alimentatore per rimuovere le parti interne e inserirle nella nuova lampada. Poiché la maggior parte degli alimentatori vengono incollati insieme durante il montaggio, per aprirli ho utilizzato una lama da seghetto.
È stato necessario apportare alcune modifiche per garantire che la scheda si adattasse al portalampada.
Per fissare la scheda all'interno dello zoccolo ho utilizzato del sigillante siliconico, che rimane altamente resistente alle alte temperature. Prima di chiudere la base, ho fissato al suo coperchio (tramite una vite) un dissipatore di calore, sul quale è stato fissato Diodo ad emissione luminosa.

Risultato: lampada da tavolo

Ecco la lampada assemblata. Il consumo energetico non supera i 2,5 W e l'illuminazione è di 190 lm, ideale per una lampada da tavolo economica e affidabile. E tutto questo in un'ora di lavoro, ad eccezione dell'indurimento del sigillante siliconico e dell'essiccazione dell'adesivo hot melt utilizzato per il fissaggio GUIDATO sul radiatore di raffreddamento.
Ero così ispirato dal successo e dalla semplicità del progetto che poche ore dopo avevo già un'altra lampada.

Risultato: corridoio

Impressionato dai risultati, ho provveduto a sostituire allo stesso modo diverse lampade fluorescenti nel mio appartamento. Li presenterò entrando solo in alcuni dettagli.
Per la luce del corridoio ho utilizzato due elementi Cree MX6 Q5 con un consumo energetico di 3 W e un flusso luminoso massimo di 278 lm. Ciascuno è alimentato da un vecchio caricabatterie per cellulare Samsung. Nonostante il produttore dichiari una corrente di 0,7 A, dalle misurazioni ho scoperto che il limite è fissato a 0,75 A.
Tutto è fissato con elementi di fissaggio in tessuto (velcro), colla e supporti in plastica per la scheda madre.
Il consumo energetico totale della struttura è di 6 W con un flusso luminoso di 460 lm.

Risultato: bagno

Per il bagno ho realizzato una lampada Cree XM-L T6 alimentata da due caricabatterie per cellulari LG. Secondo le specifiche di fabbrica può produrre 0,9 A di corrente, ma in pratica ho riscontrato che è limitata a 1 A. Le due unità sono collegate in parallelo per una corrente totale di 2 A.
Tale lampada consumerà 6 W di energia e fornirà un'illuminazione di 700 lm.

Risultato: cucina

Se nel caso del corridoio e del bagno fornire un’illuminazione minima non era troppo importante, per la cucina il discorso è diverso. Non volevo che mia moglie o qualcun altro si tagliasse un dito mentre cucinava e dasse la colpa a me, o peggio, alle mie adorate luci a LED...
Per fornire una buona illuminazione alla cucina, ho deciso di utilizzare non uno, ma due elementi Cree XM-L T6, ciascuno dei quali consuma 9 Watt e produce 910 lumen.Come elemento dissipatore di calore ho utilizzato un radiatore di raffreddamento di un microprocessore Pentium III, al quale ne ho collegati due GUIDATO.
Sebbene Cree XM-L T6 possa funzionare con una corrente massima di 3 A, il produttore consiglia di utilizzare 2 A per un funzionamento stabile, alla quale Diodo ad emissione luminosa emetterà circa 700 lumen. Il test di diversi alimentatori ha dimostrato che non avevano limiti di corrente oppure che il limite era superiore ai 2 A richiesti. Sono riuscito a trovare un alimentatore che, in base alle specifiche tecniche, produce 12 V con una corrente di 1,5 A Dopo aver testato con i resistori, si è scoperto che la corrente è limitata a 1,8 A, che è molto vicina ai 2 A desiderati. Eccellente!
Per fornire isolamento al dissipatore di calore e ai due LED, ho utilizzato due magneti al neodimio provenienti da un'unità DVD non funzionante e staffe in plastica per la scheda madre. Tutto è fissato con colla e velcro.
Anche se mi aspettavo che questa lampada producesse 1300 lumen di emissione luminosa, simile alla lampada fluorescente da 23 W che ha sostituito, sono rimasto piacevolmente sorpreso nello scoprire che la luce prodotta dalla nuova lampada era notevolmente più brillante e il consumo energetico era di 12 W - quasi la metà.

Conclusione

La parte più bella di questo progetto è che può essere realizzato utilizzando oggetti che, ad eccezione dei LED, quasi tutti hanno a portata di mano.
Pertanto, puoi ottenere una lampada a LED ad un prezzo che è metà o addirittura quattro volte inferiore al costo di una lampada a LED in un negozio.
Spero che adesso i vecchi caricatori dei cellulari tornino utili e non finiscano nella spazzatura.
Grazie per l'attenzione!
Articolo originale in inglese