DIY LED-lampen

Geleidelijk schakelen verlichtingsapparaten over op LED-lampen. Dat gebeurde niet meteen; er was een langdurige overgangsperiode met het gebruik van zogenaamde huishoudsters: compacte gasontladingslampen met ingebouwde voeding (driver) en een standaard E27- of E14-fitting.

Dergelijke lampen worden tegenwoordig nog steeds veel gebruikt, omdat hun kosten in vergelijking met LED-lichtbronnen niet zo "bijtend" zijn.

Hoewel er een goed evenwicht bestaat tussen prijs en efficiëntie (het prijsverschil met conventionele gloeilampen betaalt zich in de loop van de tijd terug dankzij energiebesparingen), hebben gasontladingslichtbronnen een aantal nadelen:

• De levensduur is lager dan die van gloeilampen.
• Hoogfrequente ruis uit de voeding.
• Lampen houden niet van veelvuldig in- en uitschakelen.
• Geleidelijke afname van de helderheid.
• Impact op nabijgelegen oppervlakken: na verloop van tijd verschijnt er een donkere vlek op het oppervlak van het plafond (boven de lamp).
• En over het algemeen wil ik niet echt een fles met een bepaalde hoeveelheid kwik in huis hebben.

  Een uitstekend alternatief zijn LED-lampen. De lijst met voordelen is aanzienlijk:

• Verbazingwekkende efficiëntie (tot 10 keer vergeleken met gloeilampen).
• Enorme levensduur.
• Perfecte en veilige voedingen (drivers).
• Absoluut onafhankelijk van het aantal insluitsels.
• Bij normale koeling verliezen ze gedurende bijna de gehele gebruiksduur geen helderheid.
• Volledige mechanische veiligheid (zelfs als de decoratieve diffuser kapot is, komen er geen schadelijke stoffen in de kamer).

Twee nadelen:

• De richting van de lichtstroom stelt hoge eisen aan het ontwerp van de diffuser.
• Toch zijn ze duur (we hebben het over merken van hoge kwaliteit, naamloze producten uit het middensegment zijn redelijk betaalbaar).

Als het prijsprobleem wordt geregeld door de selectie van de fabrikant, kunt u dankzij de ontwerpkenmerken niet altijd eenvoudig de lamp in uw favoriete kroonluchter vervangen. Uiteraard is er een ruime keuze aan klassieke peervormige LED-lampen die in elk formaat passen.

Maar het is juist in dit ontwerp dat de “hinderlaag” ligt.

We hebben een hoogwaardige (tegelijkertijd relatief goedkope) lamp voor ons met een helderheid van 1000 Lm (equivalent aan een gloeilamp van 100 watt) en een stroomverbruik van 13 W. Deze LED-lichtbronnen werken bij mij al jaren, ze schijnen met een aangenaam warm licht (temperatuur 2700 K) en er is in de loop van de tijd geen verslechtering van de helderheid waar te nemen.

Maar voor krachtig licht is serieuze koeling vereist. Daarom bestaat 2/3 van het lichaam van deze lamp uit een radiator. Het is plastic, bederft het uiterlijk niet en is behoorlijk effectief. Het grootste nadeel volgt uit het ontwerp: de echte lichtbron is de halve bol aan de bovenkant van de lamp. Dit maakt het moeilijk om een ​​lamp te selecteren - niet elke hoornkroonluchter zal zo'n lamp er harmonieus uit laten zien.

Er is maar één uitweg: kant-en-klare LED-lampen kopen, waarvan de configuratie aanvankelijk was ontworpen voor specifieke lichtbronnen.

Het sleutelwoord is kopen. Wat moet je doen met je favoriete vloerlampen, kroonluchters en andere lampen in je appartement?

Daarom werd besloten om zelf LED-lampen te ontwerpen.

Het belangrijkste criterium is kostenminimalisatie.

Er zijn twee hoofdrichtingen in de ontwikkeling van LED-lichtbronnen:

1. Gebruik van laag vermogen (tot 0,5 W) LED's. Je hebt er veel nodig, je kunt elke vorm configureren. Geen krachtige radiator nodig (ze warmen weinig op). Een belangrijk nadeel is een meer nauwgezette montage.

2. Gebruik van krachtige (1 W - 5 W) LED-elementen. De efficiëntie is hoog, de arbeidskosten zijn vele malen lager. Maar puntstraling vereist de keuze van een diffuser en er zijn goede radiatoren nodig om het project uit te voeren.

Voor experimentele ontwerpen heb ik voor de eerste optie gekozen. De goedkoopste “grondstof”: 5 mm LED's met 120° verspreiding in een transparante behuizing. Ze worden "strohoeden" genoemd.

• voorwaartse stroom = 20 mA (0,02 A)
• spanningsval over 1 diode = 3,2-3,4 volt
• kleur – warmwit

Dergelijke goedheid wordt op elke radiomarkt voor 3 roebel per bos verkocht.

Ik heb meerdere pakken gekocht 100 stuks op AliExpress (link naar aankoop). Het kostte iets minder dan 1 wrijven. een stuk.

Als voedingen (meer precies, stroombronnen) besloot ik een beproefd circuit met een uitdovende (ballast) condensator te gebruiken. De voordelen van een dergelijke driver zijn extreem lage kosten en een minimaal energieverbruik. Omdat er geen PWM-controller of lineaire stroomstabilisator is, ontsnapt overtollige energie niet in de atmosfeer: in dit circuit zijn er geen elementen met een warmteafvoerende radiator.

Nadeel: gebrek aan huidige stabilisatie. Dat wil zeggen, als de netspanning onstabiel is, zal de helderheid van de gloed veranderen.Mijn stopcontact heeft precies 220 (+/- 2 volt), dus dit circuit is precies goed.

De elementbasis is ook niet duur.

• diodebruggen uit de KTs405A-serie (elke diode kan worden gebruikt, zelfs Schottky-diodes)
• filmcondensatoren met een spanning van 630 volt (met reserve)
• Weerstanden van 1-2 watt
• elektrolytische condensatoren 47 mF bij 400 volt (u kunt een grotere capaciteit nemen, maar dit valt buiten het bereik van de economie)
• kleine dingen zoals een breadboard en zekeringen bevinden zich meestal in het arsenaal van elke radioamateur

Om geen behuizing met een E27-cartridge uit te vinden, gebruiken we uitgebrande (nog een reden om ze in de steek te laten) huishoudsters.

Nadat je de kolf zorgvuldig (op straat!) met kwikdamp hebt verwijderd, houd je een uitstekend werkstuk over voor creativiteit.

De basis van de basis is de berekening en het werkingsprincipe van een huidige driver met een bluscondensator

Een typisch diagram wordt weergegeven in de afbeelding:

Hoe de regeling werkt:

Weerstand R1 beperkt de stroomstoot wanneer er stroom wordt ingeschakeld totdat het circuit zich stabiliseert (ongeveer 1 seconde). Waarde van 50 tot 150 Ohm. Vermogen 2 W.

Weerstand R2 zorgt voor de werking van de ballastcondensator. Ten eerste ontlaadt het het wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Om in ieder geval te voorkomen dat je schrikt als je de lamp losdraait. De tweede taak is het voorkomen van een stroomstoot in het geval dat de polariteit van de geladen condensator en de eerste halve golf van 220 volt niet samenvallen.

Eigenlijk is de dempingscondensator C1 de basis van het circuit. Het is een soort stroomfilter. Door de capaciteit te selecteren, kunt u elke stroom in het circuit instellen. Voor onze diodes mag deze bij maximale netspanning niet hoger zijn dan 20 mA.

Dan werkt de diodebrug (tenslotte LED's - dit zijn elementen met polariteit).

Elektrolytische condensator C2 is nodig om te voorkomen dat de lamp flikkert. LED's hebben geen traagheid bij het in- en uitschakelen. Daarom ziet het oog een flikkering met een frequentie van 50 Hz. Overigens maken goedkope Chinese lampen zich hier schuldig aan. De kwaliteit van de condensator wordt gecontroleerd met elke digitale camera, zelfs een smartphone. Als je via een digitale matrix naar de brandende diodes kijkt, zie je knipperen, niet te onderscheiden voor het menselijk oog.

Bovendien zorgt dit elektrolyt voor een onverwachte bonus: de lampen gaan niet onmiddellijk uit, maar met een edele langzame demping totdat de capaciteit is ontladen.

I = 200*C*(1,41*U netwerk - U led)

I – resulterende circuitstroom in ampère

200 is een constante (netwerkfrequentie 50 Hz * 4)

1,41 – constant

C – capaciteit van condensator C1 (uitdoving) in farads

U-netwerk - geschatte netwerkspanning (idealiter 220 volt)

U led – totale spanningsval over LED's (in ons geval – 3,3 volt, vermenigvuldigd met het aantal LED-elementen)

Het selecteren van de hoeveelheid LED's (bij een bekende spanningsval) en de capaciteit van de bluscondensator is het noodzakelijk om de vereiste stroom te bereiken. Deze mag niet hoger zijn dan aangegeven in de specificaties LED's. Het is de sterkte van de stroom waarmee je de helderheid van de gloed regelt, en omgekeerd evenredig met de levensduur van de LED’s.

Voor het gemak kunt u een formule in Excel maken.

De schakeling is meerdere malen getest, het eerste exemplaar is bijna 3 jaar geleden in elkaar gezet, werkt in een keukenlamp, er zijn geen storingen geweest.

Laten we verder gaan met de praktische implementatie van projecten. Het heeft geen zin om het aantal LED-elementen en de condensatorcapaciteit in individuele circuits te bespreken: de projecten zijn voor elke lamp individueel. Strikt berekend volgens de formule.Het bovenstaande circuit voor 60 LED's met een condensator van 68 microfarad is niet alleen een voorbeeld, maar een echte berekening voor een stroomsterkte in het circuit van 15 mA (om de levensduur van de lampen te verlengen).

LED-lamp in een kroonluchter

We gebruiken de gestripte cartridge van de huishoudster als behuizing voor het circuit en de ondersteunende structuur. Bij dit project heb ik geen breadboard gebruikt; ik heb de driver op een 1 mm dik PVC-rondel gemonteerd. Het bleek precies de juiste maat te zijn. Twee condensatoren - vanwege de selectie van capaciteit: het vereiste aantal microfarads werd niet in één element gevonden.

Als behuizing voor de LED-elementen werd een yoghurtpotje gebruikt. In het ontwerp heb ik ook restjes van 3 mm geschuimde PVC-platen gebruikt.

Na montage is het netjes en zelfs mooi geworden. Deze opstelling van de fitting hangt samen met de vorm van de kroonluchter: de hoorns zijn naar boven gericht, naar het plafond.

Vervolgens plaatsen we de LED's: volgens het schema, 150 stuks. We doorboren het plastic met een priem, arbeidskosten: een volledige avond.

Vooruitkijkend zal ik zeggen: het materiaal van de behuizing rechtvaardigde zichzelf niet, het is te dun. De volgende lamp werd gemaakt van PVC-plaat van 1 mm. Om het vorm te geven, heb ik de kegelscan voor dezelfde 150 diodes berekend.

Het bleek niet zo elegant, maar betrouwbaar en behoudt zijn vorm perfect. De lamp is volledig verborgen in de kroonluchterarm, waardoor uitstraling niet zo belangrijk is.

Installatie eigenlijk.

Het glanst gelijkmatig en doet geen pijn aan je ogen.

Ik heb de lumen niet gemeten, maar hij voelde helderder aan dan een gloeilamp van 40 W, iets zwakker dan 60 W.

LED lamp in een platte plafondlamp voor in de keuken

Een ideale donor voor zo’n project. Alle LED's bevinden zich in hetzelfde vlak.

We tekenen een sjabloon en snijden een matrix uit voor de LED-elementen. Bij deze diameter zal een vlakke PVC-plaat vervormen. Dus gebruikte ik de bodem van een plastic emmer met bouwmengsels.Langs de buitencontour bevindt zich een verstevigingsrib.

De diodes worden geïnstalleerd met behulp van de gebruikelijke priem: 2 gaten volgens de markeringen.

De lamp is ontworpen voor 120 LED-elementen, verdeeld in 2 groepen van 60 stuks, voor de betrouwbaarheid van de schakeling. Wij maken 2 identieke chauffeurs.

We monteren ze op diëlektrische afstandhouders aan de achterkant.

Om de schijf te bevestigen, installeren we in het midden een PVC-podium.

We hangen de lamp aan het plafond, zetten hem aan - alles werkt.

Om de helderheid te beoordelen: in de hoeken hangen 4 merk LED-lampen van IKEA, met elk een lichtopbrengst van 400 Lm.

LED-lamp voor de badkamer

Ook een eenvoudig uit te voeren project. We halen de inhoud van de lamp eruit, installeren een matrix van 30 LED's en de bijbehorende driver.

Het licht is zacht, uniform, meer dan genoeg voor deze “kamer”.

Bureaulamp

Een deodorantkapje wordt als body gebruikt.

De E27-cartridge is traditioneel afkomstig van een verbrande huishoudster.

De koffer biedt plaats aan 55 LED's.

Het bleek compact en netjes.

Bij de tafellamp lijkt de “installatie” op zichzelf.

En het straalt heel zelfverzekerd.

Het kind, geïnspireerd door het succes van zijn vader, vroeg om achtergrondverlichting voor zijn computerbureau. Er werd een soort elegante doos gevonden waarin de chauffeur paste.

Als behuizing heb ik een kabelbox gebruikt. Profielgrootte: 10*10 mm.

Zodat het licht niet in de ogen valt, maar van boven naar beneden wordt gericht, wordt de structuur op een hoek geplaatst met een zijde van 25 mm, gemaakt van wit PVC.

Resultaat:

Al het werk is gemaakt van componenten die vrijwel niets kosten. Daarnaast is dit een mooie kans om je radiovaardigheden te oefenen.