Направи си сам LED лампа: диаграма, дизайнерски нюанси, самостоятелно сглобяване
LED лампите намират широко приложение в битовото, уличното и индустриалното осветление.Техните важни предимства са ефективност, екологичност и ниска поддръжка.
Направи си сам LED лампа определено ще намери своето приложение във вашия дом. Подробни инструкции за производство, както и монтажни схеми ще намерите в представената статия.
Съдържанието на статията:
- Принцип на работа на LED устройството
- Четири вида LED устройства
- Устройство за LED лампа
- Предимства и недостатъци на домашна лампа
- Направи си сам проблеми
- Вериги на LED лампи
- Важен елемент: LED драйвер
- Корпуси за LED устройства
- Материали за изработване на домашни продукти
- Сглобяване на обикновена LED лампа
- Изводи и полезно видео по темата
Принцип на работа на LED устройството
Основата на LED лампата е едностранен полупроводник, чийто размер е няколко милиметра. В него има еднопосочно движение на електрони, което ви позволява да преобразувате променлив ток в постоянен ток.
LED кристал, състоящ се от няколко слоя, се характеризира с два вида електрическа проводимост: положително и отрицателно заредени частици.
Страната, която съдържа минимален брой електрони, се нарича дупка (p-тип), докато другата с голям брой от тези частици се нарича електрон (n-тип).
Когато елементи в pn преход се сблъскат, те се сблъскват, генерирайки светлинни частици, наречени фотони.Ако поддържате системата при постоянно напрежение през това време, светодиодът ще излъчва стабилен поток от светлина. Този ефект се използва във всички дизайни на LED лампи.
Четири вида LED устройства
В зависимост от разположението на светодиодите такива модели могат да бъдат разделени на следните категории:
- DIP. Кристалът е устроен с два проводника, над които има увеличител. Модификацията е широко разпространена в производството на знаци и гирлянди.
- "Пираня". Устройствата са сглобени подобно на предишната версия, но имат четири изхода. Най-често за оборудване на автомобили се използват надеждни и издръжливи конструкции.
- SMD. Кристалът е поставен отгоре, което значително подобрява разсейването на топлината и също така спомага за намаляване на размера на устройствата.
- БУХАЛ. В този случай светодиодът е запоен директно в платката, което увеличава интензитета на светене и предпазва от прегряване.
Значителен недостатък на устройствата COB е невъзможността за подмяна на отделни елементи, поради което трябва да закупите нов механизъм поради единичен повреден чип.
Полилеите и другите продукти за битово осветление обикновено използват SMD дизайн.
Устройство за LED лампа
LED лампата се състои от следните шест части:
- Светодиод;
- база;
- шофьор;
- дифузьор;
- радиатор.
Работният елемент на такова устройство е светодиод, който генерира поток от светлинни вълни.
Основата, която може да има различни форми и размери, се използва и за други видове лампи - луминесцентни, халогенни, с нажежаема жичка. В същото време някои LED устройства, например LED ленти, могат да се справят без тази част.
Важен елемент от дизайна е драйверът, който преобразува мрежовото напрежение в тока, върху който работи кристалът.
Ефективната работа на лампата до голяма степен зависи от това устройство, освен това високо качество шофьор, с добра галванична изолация, осигурява ярък постоянен светлинен поток без намек за мигане.
Конвенционален светодиод произвежда насочен лъч светлина. За да промените ъгъла на неговото разпространение и да осигурите висококачествено осветление, се използва дифузьор. Друга функция на този компонент е да предпазва веригата от механични и природни влияния.
Радиаторът е предназначен да отвежда топлината, чийто излишък може да повреди устройството. Надеждната работа на радиатора ви позволява да оптимизирате работата на лампата и да удължите нейния живот.
Колкото по-малка е тази част, толкова по-голямо е термичното натоварване, което светодиодът ще трябва да издържи, което ще повлияе на скоростта на неговото изгаряне.
Предимства и недостатъци на домашна лампа
Специализираните магазини предлагат голям избор от LED устройства. Понякога обаче е невъзможно да се намери устройство в асортимента, което да отговаря на необходимите параметри. В допълнение, LED устройствата са традиционно високи.
Междувременно е напълно възможно да спестите пари и да получите перфектната лампа, като я сглобите сами.Това не е трудно да се направи и основни технически познания и практически умения ще бъдат достатъчни.
Направи си сам LED устройство има редица значителни предимства пред закупен от магазина аналог. Те са икономични: при внимателно сглобяване и използване на висококачествени части експлоатационният живот достига 100 хиляди часа.
Такива устройства показват висока степен на енергийна ефективност, която се определя от съотношението на консумацията на енергия и яркостта на произведената светлина. И накрая, тяхната цена е с порядък по-ниска от фабричните им колеги.
Направи си сам проблеми
Основните въпроси, които трябва да бъдат решени при производството на LED лампи, са преобразуването на променливия електрически ток в пулсиращ и изравняването му към постоянен. Освен това е необходимо да се ограничи захранващият поток до 12 волта, което е необходимо за захранване на диода.
Когато обмисляте устройството, трябва да решите и редица дизайнерски проблеми, а именно:
- как да подредите веригата и светодиодите;
- как да изолирате системата;
- как да се осигури топлообмен в устройството.
Преди сглобяването е препоръчително да обмислите всички тези проблеми, като вземете предвид изискванията за домашен източник на светлина.
Вериги на LED лампи
На първо място, трябва да разработите опция за сглобяване. Има два основни метода, всеки от които има своите плюсове и минуси. По-долу ще ги разгледаме по-подробно.
Вариант с диоден мост
Веригата включва четири диода, които са свързани в различни посоки.Благодарение на това мостът придобива способността да трансформира мрежовия ток от 220 V в пулсиращ.
Това се случва по следния начин: когато синусоидалните полувълни преминават през два диода, те се променят, което води до загуба на полярност.
По време на монтажа кондензаторът е свързан към положителния изход пред моста; пред минусовата клема - съпротивление 100 ома. Зад моста е инсталиран друг кондензатор: той ще е необходим за изглаждане на паданията на напрежението.
Изработка на LED елемент
Най-лесният начин да създадете LED лампа е да направите източник на светлина на базата на счупена лампа. Необходимо е да се провери функционалността на откритите части, което може да се направи с помощта на 12 V батерия.
Дефектните елементи трябва да бъдат заменени. За да направите това, трябва да разпоите контактите, да премахнете изгорелите елементи и да поставите нови на тяхно място. В този случай е важно да се наблюдава редуването на анодите и катодите, които са свързани последователно.
Ако трябва да смените само 2-3 части от чипа, можете просто да ги запоите към местата, където преди това са били разположени повредените компоненти.
За пълно самосглобяване е необходимо да свържете 10 диода подред, като спазвате правилата за полярност. Към проводниците са запоени няколко завършени вериги.
При сглобяването на вериги е важно да се гарантира, че запоените краища не се допират един до друг, тъй като това може да доведе до късо съединение в устройството и повреда на системата.
Уреди за по-мека светлина
За да се избегне мигащата характеристика на LED лампите, схемата, описана по-горе, може да бъде допълнена с няколко детайла. По този начин той трябва да се състои от диоден мост, резистори 100 и 230 Ohm, кондензатори 400 nF и 10 μF.
За защита на устройството от пренапрежения в началото на веригата се поставя резистор 100 Ohm, последван от кондензатор 400 nF, след което се монтират диоден мост и друг резистор 230 Ohm, последван от сглобена верига от светодиоди.
Резисторни устройства
Подобна схема също е доста достъпна за начинаещ майстор. За да направите това, имате нужда от два 12k резистора и две вериги от същия брой светодиоди, които са запоени последователно, като се вземе предвид полярността. В този случай една лента от страната на R1 е свързана към катода, а другата към R2, анода.
Лампите, направени по тази схема, имат по-мека светлина, тъй като работните елементи светят на свой ред, което прави пулсацията на светкавиците почти невидима за невъоръжено око.
Устройствата се използват успешно като настолна лампа и за други цели. За да се създаде оптимално осветление, експертите препоръчват използването на ленти от 20-40 диода. По-малък брой дава малък светлинен поток, свързването на по-голям брой елементи е технически доста трудно.
Важен елемент: LED драйвер
За правилната работа на DIY LED устройство трябва да разрешите проблема с драйвера. Оформлението на това устройство е доста просто. Алгоритъмът на работа се състои в преминаване на променлив ток от 220 V към диодния мост през кондензатор C1.
Ректифицираният ток отива към последователно свързани светодиоди HL1-HL27, чийто брой може да достигне 80 броя.
Да се избягвайте трептенето и за постигане на постоянно равномерен цвят е препоръчително да използвате кондензатор C2, който трябва да има възможно най-голям капацитет.
Корпуси за LED устройства
Преди сглобяването е важно да решите къде ще бъде поставена сглобената верига.
Има няколко варианта за решаване на този проблем - за поставяне на устройството можете да използвате:
- основи за лампи нажежаема жичка;
- корпуси от изгорели енергоспестяващи или халогенни лампи;
- ръчно изработени устройства.
Първият вариант има важно предимство. Когато го използвате, е лесно да завинтите сглобеното LED устройство в гнездото, като по този начин осигурявате топлообмен.
Трябва да се отбележи, че в допълнение към очевидните предимства, този метод има и очевидни недостатъци. Сглобената конструкция няма много естетичен външен вид, освен това в този случай е трудно да се осигури надеждна изолация.
Удобен и практичен вариант е да поставите домашно устройство в корпуса на енергоспестяваща лампа. За да направите това, първо трябва да разглобите изгорялото устройство, като премахнете преобразувателната платка от него.
Сглобената диаграма може да бъде вмъкната по различни методи:
- Диодите се поставят в отвори, направени в капака под стъклената колба.
- Веригата може да бъде поставена вътре в основата, което гарантира топлообмен. В този случай LED елементите се поставят и фиксират в съществуващите отвори.
- Дъската може да се скрие в основата. За извършване на процеса е удобно да използвате обикновена пластмасова капачка от бутилка с вода.
За да поставят светодиоди, занаятчиите често използват ръчно изработен кръг от пластмаса или картон, в който се пробиват дупки за диодите. При внимателно изпълнение такива устройства изглеждат доста естетически.
Друга възможност е да използвате корпус на халогенна лампа. Не се използва широко, тъй като в този случай не е възможно да завиете лампата в гнездото. Въпреки това, подобна модификация се използва за производство на домашни индикатори и други устройства.
Ако решите да използвате тяло на крушка за вашата работа, препоръчваме да прочетете другата ни статия, където описахме подробно как да разглобявате различни видове крушки. Повече подробности - отидете на връзка.
Материали за изработване на домашни продукти
В допълнение към тялото, за създаването на лампата ще са необходими и други елементи. Това са преди всичко светодиоди, които могат да бъдат закупени под формата на LED ленти или отделни елементи NK6. Силата на тока на всяка част е 100-120 mA; напрежение 3-3,3 V.
Необходими са ви и токоизправителни диоди 1N4007 или диоден мост, както и предпазители, които можете да намерите в основата на старо устройство.
Ще ви е необходим и кондензатор, чийто капацитет и напрежение трябва да съответстват на използваната електрическа верига и броя на светодиодните елементи, използвани в нея.
Ако не използвате готова платка, трябва да помислите за рамката, към която са прикрепени светодиодите. За производството му е подходящ топлоустойчив материал, който не е метал и непроводим електрически ток.
По правило такава част е изработена от здрава пластмаса или дебел картон. За да закрепите LED елементите към рамката, ще ви трябват течни пирони или суперлепило.
Сглобяване на обикновена LED лампа
Нека разгледаме внедряването на лампа в стандартна основа от флуоресцентна лампа. За да направим това, ще трябва леко да променим горния списък с материали.
В този случай използваме:
- стара основа Е27;
- NK6 светодиоди;
- драйвер RLD2-1;
- парче пластмаса или дебел картон;
- Супер лепило;
- електрическо окабеляване;
- поялник, клещи, ножици.
Първоначално трябва да разглобите лампата. За луминисцентни устройства свързването на основата към плочата с тръби се извършва с помощта на ключалки. Важно е да намерите мястото на закрепване и да извадите елементите с отвертка, което ще ви позволи лесно да изключите касетата.
Когато разглобявате устройството, трябва да се внимава изключително много, за да не се повредят тръбите, които съдържат токсично вещество. В същото време е необходимо да се следи целостта на електрическото окабеляване, свързано към основата, както и да се запазят съдържащите се в него части.
Използваме горната част със свързани газоразрядни тръби, за да направим необходимата плоча за свързване на светодиодите. Достатъчно е да премахнете тръбните елементи и да прикрепите LED частите към останалите кръгли отвори.
За да ги закрепите сигурно, по-добре е да направите допълнителен пластмасов или картонен капак, който ще служи за изолиране на чиповете.
Лампата ще използва светодиоди NK6, всеки от които се състои от 6 кристала с паралелно свързване. Те ви позволяват да създадете доста ярко осветително устройство с минимална консумация на електроенергия.
За да свържете всеки светодиод към капака, трябва да направите два отвора. Те трябва да бъдат пробити внимателно в строго съответствие с диаграмата.
Пластмасовата част ви позволява да фиксирате здраво светодиодните елементи, докато използването на картон изисква допълнително закрепване на светодиодите към основата с помощта на течни нокти или суперлепило.
Тъй като устройството е проектирано да използва шест светодиода с мощност от 0,5 вата всеки, веригата трябва да включва три елемента, свързани паралелно.
В дизайн, който ще работи от захранване от 220 V, трябва да осигурите драйвер RLD2-1, който трябва да закупите в магазин или да го направите сами.
За да избегнете късо съединение, важно е да изолирате драйвера и платката един от друг с помощта на пластмаса или картон, преди да започнете сглобяването. Тъй като лампата почти не загрява, няма нужда да се притеснявате от прегряване.
След като изберете всички компоненти, можете да сглобите структурата според диаграмата и след това да я свържете към електрическата мрежа, за да проверите блясъка.
Устройството, работещо от стандартно захранване 220 V, има ниска консумация на енергия и мощност от 3 вата. Последната цифра е 2-3 пъти по-малка от тази на флуоресцентните устройства и 10 пъти по-малка от тази на лампите с нажежаема жичка.
Въпреки че светлинният поток е само 100-120 лумена, ослепителният бял цвят прави лампата да изглежда много по-ярка. Сглобената лампа може да се използва като настолна лампа или за осветяване на компактна стая, например коридор или килер.
Изводи и полезно видео по темата
Във видеото по-долу можете да видите подробно описание на специалист за самостоятелно сглобяване на LED лампа:
LED лампи, направени самостоятелно, имат високи технически характеристики. Те са почти толкова добри, колкото фабричните модели по отношение на качества като здравина, надеждност и издръжливост.
Сглобяването на такива устройства е достъпно за почти всеки: за да го завършите успешно, просто трябва стриктно да следвате диаграмите и внимателно да извършите всички предписани манипулации.
Може би вече сте сглобили LED лампа със собствените си ръце и можете ли да дадете ценни съвети на посетителите на нашия сайт? Или имате някакви въпроси, след като прочетете статията? Моля, оставете вашите коментари в блока по-долу.
Интересно четиво, но се съмнявам, че някой би направил домашна LED крушка. Освен ако чисто от любопитство и академичен интерес можете да опитате да направите такъв, като използвате различни схеми. Като цяло LED лампите имат много предимства - издържат дълго време, изискват малко електричество, произвеждат малко топлина и предлагат богат избор от цветове.
Точно. Прочетох материала с интерес, но не виждам никаква практическа полза от домашни LED сметища.
Добра идея за тези, които обичат да държат поялник в ръцете си и освен това имат малко време и желание. Като се има предвид широкото използване на LED крушки, материалните разходи за тяхното сглобяване клонят към нула, достатъчно е да не изхвърляте лампи, които са спрели да работят (включително тези от приятели). В някои самите светодиоди "горят", в други кондензаторът или диодният мост се провалят, корпусите почти винаги остават непокътнати ... Освен ако не можете да купите драйвери, ако искате да поставите нещата на поток.