Lampki LED DIY

Stopniowo urządzenia oświetleniowe przechodzą na lampy LED. Nie stało się to od razu, nastąpił wydłużony okres przejściowy przy stosowaniu tzw. gospodyń domowych – kompaktowych żarówek gazowo-wyładowczych z wbudowanym zasilaczem (sterownikiem) i standardowym gniazdem E27 lub E14.

Takie lampy są nadal szeroko stosowane, ponieważ ich koszt w porównaniu ze źródłami światła LED nie jest tak „gryzący”.

Chociaż istnieje dobry balans pomiędzy ceną a wydajnością (różnica w cenie w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami zwraca się z czasem ze względu na oszczędność energii), gazowo-wyładowcze źródła światła mają szereg wad:

• Żywotność jest krótsza niż w przypadku lamp żarowych.
• Hałas o wysokiej częstotliwości z zasilacza.
• Lampy nie lubią częstego włączania i wyłączania.
• Stopniowy spadek jasności.
• Wpływ na pobliskie powierzchnie: z czasem na powierzchni sufitu (nad lampą) pojawia się ciemna plama.
• I ogólnie nie chcę mieć w domu kolby z określoną ilością rtęci.

  Doskonałą alternatywą są lampy LED. Lista zalet jest znacząca:

• Niesamowita wydajność (nawet 10 razy większa w porównaniu do żarówek).
• Ogromna żywotność.
• Doskonałe i bezpieczne zasilacze (sterowniki).
• Całkowicie niezależny od liczby wtrąceń.
• Przy normalnym chłodzeniu nie tracą jasności przez prawie cały okres pracy.
• Pełne bezpieczeństwo mechaniczne (nawet w przypadku uszkodzenia dekoracyjnego dyfuzora do pomieszczenia nie przedostaną się żadne szkodliwe substancje).

Dwie wady:

• Kierunek strumienia światła stawia wysokie wymagania konstrukcji klosza.
• Mimo to są drogie (mówimy o markach wysokiej jakości, bezimienne produkty średniego poziomu są dość przystępne).

Jeśli kwestię ceny reguluje wybór producenta, cechy konstrukcyjne nie zawsze pozwalają po prostu wymienić lampę w ulubionym żyrandolu. Oczywiście istnieje szeroki wybór klasycznych lamp LED w kształcie gruszki, które pasują do każdego rozmiaru.

Ale właśnie w tym projekcie kryje się „zasadzka”.

Mamy przed sobą wysokiej jakości (jednocześnie stosunkowo niedrogą) lampę o jasności 1000 Lm (odpowiednik 100-watowej żarówki) i poborze mocy 13 W. Te źródła światła LED służą mi już wiele lat, świecą przyjemnym, ciepłym światłem (temperatura 2700 K), nie obserwuje się przy tym żadnej degradacji jasności wraz z upływem czasu.

Ale aby uzyskać mocne światło, wymagane jest poważne chłodzenie. Dlatego 2/3 korpusu tej lampy składa się z grzejnika. Jest plastikowy, nie psuje wyglądu i jest dość wydajny. Główna wada wynika z konstrukcji - prawdziwym źródłem światła jest półkula znajdująca się w górnej części lampy. Utrudnia to dobór lampy – nie w każdym żyrandolu rogowym taka lampa będzie miała harmonijny wygląd.

Wyjście jest tylko jedno - kupić gotowe lampy LED, których konfiguracja została pierwotnie zaprojektowana pod kątem konkretnych źródeł światła.

Słowo klucz to kupić. Co zrobić ze swoimi ulubionymi lampami podłogowymi, żyrandolami i innymi lampami w swoim mieszkaniu?

Dlatego postanowiono samodzielnie zaprojektować lampy LED.

Głównym kryterium jest minimalizacja kosztów.

Istnieją dwa główne kierunki rozwoju źródeł światła LED:

1. Zastosowanie małej mocy (do 0,5 W) Diody LED. Potrzebujesz ich dużo, możesz skonfigurować dowolny kształt. Nie ma potrzeby stosowania mocnego grzejnika (mało się nagrzewają). Istotną wadą jest bardziej żmudny montaż.

2. Zastosowanie mocnych (1 W - 5 W) elementów LED. Wydajność jest wysoka, koszty pracy są kilkakrotnie niższe. Ale promieniowanie punktowe wymaga wyboru dyfuzora, a do realizacji projektu potrzebne są dobre grzejniki.

W przypadku projektów eksperymentalnych wybrałem pierwszą opcję. Najtańszy „surowiec”: 5 mm Diody LED z dyspersją 120° w przezroczystej obudowie. Nazywa się je „słomkowymi kapeluszami”.

• prąd przewodzenia = 20 mA (0,02 A)
• spadek napięcia na 1 diodzie = 3,2-3,4 wolta
• kolor – ciepły biały

Taka dobroć jest sprzedawana za 3 ruble za pęczek na dowolnym rynku radiowym.

Kupiłem kilka opakowań 100 szt. na aliexpress (link do zakupu). Kosztował nieco mniej niż 1 rubel. kawałek.

Jako zasilacze (dokładniej źródła prądu) zdecydowałem się zastosować sprawdzony obwód z kondensatorem gaszącym (balastowym). Zaletami takiego sterownika są wyjątkowo niski koszt i minimalne zużycie energii. Ponieważ nie ma kontrolera PWM ani liniowego stabilizatora prądu, nadmiar energii nie trafia do atmosfery: w tym obwodzie nie ma elementów z radiatorem rozpraszającym ciepło.

Wada: brak stabilizacji prądu. Oznacza to, że jeśli napięcie sieciowe jest niestabilne, jasność blasku ulegnie zmianie.W moim gniazdku jest dokładnie 220 (+/- 2 V), więc ten obwód jest w sam raz.

Baza elementów również nie jest droga.

• mostki diodowe serii KTs405A (można zastosować dowolne diody, nawet Schottky'ego)
• kondensatory foliowe o napięciu 630 woltów (z rezerwą)
• Rezystory 1-2 W
• kondensatory elektrolityczne 47 mF przy 400 woltach (można przyjąć większą pojemność, ale wykracza to poza zakres oszczędności)
• małe rzeczy, takie jak płytka stykowa i bezpieczniki, zwykle znajdują się w arsenale każdego radioamatora

Aby nie wymyślać obudowy z wkładem E27, korzystamy z wypalonych (kolejny powód, aby je porzucić) gospodyń.

Po ostrożnym (na ulicy!) wyjęciu kolby z oparami rtęci pozostaje doskonały przedmiot do kreatywności.

Podstawą podstaw jest obliczenie i zasada działania sterownika prądowego z kondensatorem gaszącym

Typowy schemat pokazano na ilustracji:

Jak działa schemat:

Rezystor R1 ogranicza udar prądu po włączeniu zasilania do czasu ustabilizowania się obwodu (około 1 sekundy). Wartość od 50 do 150 omów. Moc 2 W.

Rezystor R2 zapewnia działanie kondensatora balastowego. Po pierwsze, rozładowuje go po wyłączeniu zasilania. Przynajmniej, żeby nie doznać szoku podczas odkręcania żarówki. Drugim zadaniem jest zapobieganie wzrostowi prądu w przypadku, gdy biegunowość naładowanego kondensatora i pierwsza półfali 220 woltów nie pokrywają się.

Właściwie kondensator tłumiący C1 jest podstawą obwodu. Jest to swego rodzaju filtr prądu. Wybierając pojemność, możesz ustawić dowolny prąd w obwodzie. Dla naszych diod nie powinna ona przekraczać 20 mA przy szczytowym napięciu sieciowym.

Wtedy mostek diodowy działa (w końcu Diody LED - są to elementy posiadające polaryzację).

Kondensator elektrolityczny C2 jest potrzebny, aby zapobiec migotaniu lampy. Diody LED nie mają bezwładności przy włączaniu i wyłączaniu. Oko dostrzeże zatem migotanie o częstotliwości 50 Hz. Nawiasem mówiąc, winne tego są tanie chińskie lampy. Jakość kondensatora sprawdza się za pomocą dowolnego aparatu cyfrowego, nawet smartfona. Patrząc na płonące diody przez cyfrową matrycę, widać mruganie, nieodróżnialne dla ludzkiego oka.

Ponadto ten elektrolit zapewnia nieoczekiwaną premię: lampy nie wyłączają się natychmiast, ale ze szlachetnym, powolnym tłumieniem, aż do rozładowania pojemności.

I = 200*C*(sieć 1,41*U - dioda U)

I – wynikowy prąd obwodu w amperach

200 to stała (częstotliwość sieci 50 Hz * 4)

1,41 – stała

C – pojemność kondensatora C1 (gaszącego) w faradach

Sieć U - szacunkowe napięcie sieciowe (najlepiej 220 woltów)

Dioda U – całkowity spadek napięcia na Diody LED (w naszym przypadku – 3,3 V pomnożone przez liczbę elementów LED)

Wybór ilości Diody LED (przy znanym spadku napięcia) i pojemności kondensatora gaszącego konieczne jest osiągnięcie wymaganego prądu. Nie powinna być wyższa niż określona w specyfikacjach Diody LED. To siła prądu reguluje jasność blasku i jest odwrotnie proporcjonalna do żywotności diod LED.

Dla wygody możesz utworzyć formułę w programie Excel.

Układ był kilkukrotnie testowany, pierwszy egzemplarz zmontowany prawie 3 lata temu, działa w lampie kuchennej, nie stwierdzono żadnych usterek.

Przejdźmy do praktycznej realizacji projektów. Nie ma sensu omawiać ilości elementów LED i pojemności kondensatorów w poszczególnych obwodach: projekty są indywidualne dla każdej lampy. Obliczane ściśle według wzoru.Powyższy obwód dla 60 diod LED z kondensatorem 68 mikrofaradów to nie tylko przykład, ale rzeczywiste obliczenie prądu w obwodzie 15 mA (w celu przedłużenia żywotności świateł).

Lampa LED w żyrandolu

Wypatroszoną wkładkę od gospodyni wykorzystujemy jako obudowę obwodu i konstrukcję nośną. W tym projekcie nie korzystałem z płytki stykowej, przetwornik zmontowałem na okrągłej płycie PCV o grubości 1 mm. Okazało się, że to właściwy rozmiar. Dwa kondensatory - ze względu na dobór pojemności: w jednym elemencie nie znaleziono wymaganej liczby mikrofaradów.

Jako obudowę do umieszczenia elementów LED wykorzystano słoik po jogurcie. W projekcie wykorzystałem również skrawki arkuszy spienionego PCV o grubości 3 mm.

Po złożeniu wyszło schludnie i nawet pięknie. Takie ułożenie oprawki wiąże się z kształtem żyrandola: rogi skierowane są ku górze, w stronę sufitu.

Następnie umieszczamy diody LED: zgodnie ze schematem 150 szt. Plastik przekłuwamy szydłem, koszty robocizny: jeden pełny wieczór.

Patrząc w przyszłość, powiem: materiał obudowy nie usprawiedliwił się, jest za cienki. Następną lampę wykonano z blachy PCV o grubości 1 mm. Aby nadać mu kształt, obliczyłem skan stożka dla tych samych 150 diod.

Okazało się, że nie jest tak elegancki, ale niezawodny i doskonale trzyma swój kształt. Lampa jest całkowicie ukryta w ramieniu żyrandola, dlatego wygląd nie jest tak ważny.

A właściwie instalacja.

Świeci równomiernie i nie razi oczu.

Nie mierzyłem lumenów, ale wydawało mi się, że jest jaśniejszy niż żarówka o mocy 40 W i trochę słabszy niż 60 W.

Lampa LED w płaskiej lampie sufitowej do kuchni

Idealny dawca na taki projekt. Wszystkie diody LED będą umieszczone w tej samej płaszczyźnie.

Rysujemy szablon i wycinamy matrycę, aby pomieścić elementy LED. Przy tej średnicy płaski arkusz PCV zostanie zdeformowany. Użyłem więc dna plastikowego wiadra z mieszankami budowlanymi.Wzdłuż zewnętrznego konturu znajduje się żebro usztywniające.

Diody montuje się za pomocą zwykłego szydła: 2 otwory zgodnie z oznaczeniami.

Lampa przeznaczona jest na 120 elementów LED, podzielonych na 2 grupy po 60 sztuk, dla niezawodności obwodu. Wykonujemy 2 identyczne sterowniki.

Montujemy je na przekładkach dielektrycznych z tyłu.

Aby przymocować dysk, na środku instalujemy podium z PCV.

Zawieszamy lampę na suficie, włączamy – wszystko działa.

Aby ocenić jasność: w rogach znajdują się 4 markowe lampy LED firmy IKEA o mocy świetlnej 400 Lm każda.

Lampa LED do łazienki

Projekt łatwy w realizacji. Wyciągamy zawartość lampy, instalujemy matrycę 30 diod LED i odpowiedni sterownik.

Światło jest miękkie, jednolite, w zupełności wystarczające dla tego „pokoju”.

Lampka biurkowa

Zakrętka dezodorantu służy jako korpus.

Nabój E27 tradycyjnie pochodzi od spalonej gospodyni.

Etui mieści 55 Diody LED.

Okazało się kompaktowe i schludne.

W lampie stołowej „instalacja” wygląda jak własna.

I świeci całkiem pewnie.

Dziecko zainspirowane sukcesem taty poprosiło o podświetlenie swojego biurka komputerowego. Znaleziono jakieś eleganckie pudełko, w którym zmieścił się sterownik.

Jako obudowę zastosowałem skrzynkę kablową. Rozmiar profilu: 10*10 mm.

Aby światło nie raziło w oczy, a było skierowane od góry do dołu, konstrukcję umieszczono na narożniku o boku 25 mm, wykonanym z białego PCV.

Wynik:

Cała praca wykonana jest z komponentów, które praktycznie nic nie kosztują. Ponadto jest to świetna okazja do ćwiczenia umiejętności radiowych.