DIY LED-lamppu: kaavio, suunnittelun vivahteet, itsekokoonpano

LED-lamppuja käytetään laajalti kotitalouksien, katujen ja teollisuuden valaistuksessa.Niiden tärkeitä etuja ovat tehokkuus, ympäristöystävällisyys ja vähäinen huoltotarve.

DIY LED-valaisin löytää varmasti käyttötarkoituksensa kotiisi. Löydät yksityiskohtaiset valmistusohjeet sekä kokoonpanokaaviot esitetystä artikkelista.

LED-laitteen toimintaperiaate

LED-lampun perusta on yksipuolinen puolijohde, jonka koko on useita millimetrejä. Siinä on elektronien yksisuuntainen liike, jonka avulla voit muuntaa vaihtovirran tasavirraksi.

Useista kerroksista koostuvalla LED-kiteellä on kaksi sähkönjohtavuustyyppiä: positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita hiukkasia.

Sitä puolta, jossa on pienin määrä elektroneja, kutsutaan aukoksi (p-tyyppi), kun taas toista, jossa on paljon näitä hiukkasia, kutsutaan elektroniksi (n-tyyppi).

LED-elementin kahden sivun välissä on tavanomainen raja - elektroni-reikäliitos (p-n). Tässä hiukkaset törmäävät toisiinsa, mikä johtaa hehkuun.

Kun elementit törmäävät pn-liitoksessa, ne törmäävät, jolloin syntyy valohiukkasia, joita kutsutaan fotoneiksi.Jos pidät järjestelmän vakiojännitteessä tänä aikana, LED lähettää vakaan valovirran. Tätä tehostetta käytetään kaikissa LED-lamppumalleissa.

Neljä erilaista LED-laitetta

LED-valojen sijainnista riippuen tällaiset mallit voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:

1. DIP. Kide on järjestetty kahdella johtimella, joiden yläpuolella on suurennuslasi. Muutos on yleistynyt kylttien ja seppeleiden valmistuksessa.
2. "Piraija". Laitteet on koottu samalla tavalla kuin edellinen versio, mutta niissä on neljä lähtöä. Luotettavia ja kestäviä rakenteita käytetään useimmiten autojen varustamiseen.
3. SMD. Kristalli on sijoitettu päälle, mikä parantaa merkittävästi lämmönpoistoa ja auttaa myös pienentämään laitteiden kokoa.
4. PÖLLÖ. Tässä tapauksessa LED juotetaan suoraan levyyn, mikä lisää hehkun voimakkuutta ja suojaa ylikuumenemiselta.

COB-laitteiden merkittävä haittapuoli on yksittäisten elementtien vaihtamisen mahdottomuus, minkä vuoksi sinun on ostettava uusi mekanismi yhden epäonnistuneen sirun vuoksi.

Kattokruunuissa ja muissa kodin valaistustuotteissa käytetään tyypillisesti SMD-muotoilua.

LED-lamppu laite

LED-lamppu koostuu seuraavista kuudesta osasta:

• Valodiodi;
• pohja;
• kuljettaja;
• diffuusori;
• jäähdytin.

Tällaisen laitteen käyttöelementti on LED, joka tuottaa valoaaltojen virran.

LED-laitteet voidaan suunnitella erilaisille jännitteille. Kysytyimpiä ovat pienet 12-15 watin tuotteet ja suuremmat 50 watin lamput.

Pohjaa, jolla voi olla eri muotoja ja kokoja, käytetään myös muun tyyppisissä lampuissa - loisteputkissa, halogeeneissa, hehkulampuissa. Samaan aikaan jotkut LED-laitteet, esimerkiksi LED-nauhat, voivat tehdä ilman tätä osaa.

Tärkeä suunnitteluelementti on ohjain, joka muuntaa verkkojännitteen virraksi, jolla kristalli toimii.

Lampun tehokas toiminta riippuu suurelta osin tästä laitteesta; lisäksi korkea laatu kuljettaja, jolla on hyvä galvaaninen eristys, tarjoaa kirkkaan jatkuvan valovirran ilman vilkkumista.

Perinteinen LED tuottaa suunnatun valonsäteen. Sen jakautumiskulman muuttamiseksi ja korkealaatuisen valaistuksen tarjoamiseksi käytetään diffuusoria. Tämän komponentin toinen tehtävä on suojata piiriä mekaanisilta ja luonnollisilta vaikutuksilta.

Patteri on suunniteltu poistamaan lämpöä, jonka ylimäärä voi vahingoittaa laitetta. Jäähdyttimen luotettava toiminta mahdollistaa lampun toiminnan optimoinnin ja sen käyttöiän pidentämisen.

Mitä pienempi tämä osa, sitä suurempi lämpökuorma LEDin on kestettävä, mikä vaikuttaa sen palamisen nopeuteen.

Kotitekoisen lampun edut ja haitat

Erikoisliikkeet tarjoavat laajan valikoiman LED-laitteita. Joskus on kuitenkin mahdotonta löytää valikoimasta laitetta, joka täyttää tarvittavat parametrit. Lisäksi LED-laitteet ovat perinteisesti kalliita.

Tuotteiden haittoja ovat valmistajan takuun puute. Lisäksi, jos ne kootaan huolimattomasti, ne voivat näyttää epämiellyttävältä.

Samaan aikaan on täysin mahdollista säästää rahaa ja saada täydellinen lamppu kokoamalla se itse.Tämä ei ole vaikeaa ja tekniset perustiedot ja käytännön taidot riittävät.

Tee-se-itse LED-laitteella on useita merkittäviä etuja kaupasta ostettuihin analogeihin verrattuna. Ne ovat taloudellisia: huolellisella kokoonpanolla ja korkealaatuisten osien käytöllä käyttöikä saavuttaa 100 tuhatta tuntia.

Tällaisilla laitteilla on korkea energiatehokkuus, joka määräytyy virrankulutuksen ja tuotetun valon kirkkauden suhteen. Lopuksi, niiden kustannukset ovat suuruusluokkaa alhaisemmat kuin tehtaalla.

DIY ongelmia

Tärkeimmät ongelmat, jotka LED-lamppujen valmistuksessa on ratkaistava, ovat vaihtosähkövirran muuntaminen sykkiväksi ja sen tasaaminen vakioksi. Lisäksi on tarpeen rajoittaa tehovirta 12 volttiin, mikä on tarpeen diodin virran saamiseksi.

Voit luoda LED-lampun itse käyttämällä erikoisliikkeistä ostettuja osia tai elementtejä palaneista laitteista

Kun mietit laitetta, sinun tulee myös ratkaista useita suunnitteluongelmia, nimittäin:

• kuinka järjestää piiri ja LEDit;
• miten järjestelmä eristetään;
• kuinka varmistaa lämmönvaihto laitteessa.

Ennen kokoamista on suositeltavaa miettiä kaikkia näitä ongelmia ottaen huomioon kotitekoisen valonlähteen vaatimukset.

LED-lamppujen piirit

Ensinnäkin sinun tulee kehittää kokoonpanovaihtoehto. On olemassa kaksi päämenetelmää, joista jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa. Alla tarkastelemme niitä tarkemmin.

Vaihtoehto diodisillalla

Piiri sisältää neljä diodia, jotka on kytketty eri suuntiin.Tämän ansiosta silta saa kyvyn muuttaa 220 V verkkovirta sykkiväksi.

LED-siltapiiri on yksinkertainen ja looginen. Jopa aloitteleva mestari, joka on hallinnut itsenäisen työn perusteet, voi suorittaa sen.

Tämä tapahtuu seuraavasti: kun sinimuotoiset puoliaallot kulkevat kahden diodin läpi, ne muuttuvat, mikä aiheuttaa napaisuuden menetyksen.

Kokoamisen aikana sillan edessä olevaan positiiviseen lähtöön on kytketty kondensaattori; negatiivisen navan edessä - resistanssi 100 ohmia. Toinen kondensaattori on asennettu sillan taakse: sitä tarvitaan jännitehäviöiden tasoittamiseen.

LED-elementin valmistus

Helpoin tapa luoda LED-lamppu on tehdä valonlähde rikkinäisestä lampusta. On tarpeen tarkistaa havaittujen osien toimivuus, mikä voidaan tehdä 12 V akulla.

Vialliset osat on vaihdettava. Tätä varten sinun tulee irrottaa koskettimet, poistaa palaneet elementit ja asettaa uudet tilalle. Tässä tapauksessa on tärkeää tarkkailla sarjaan kiinnitettyjen anodien ja katodien vuorottelua.

Jos sinun on vaihdettava vain 2-3 palaa sirua, voit yksinkertaisesti juottaa ne alueille, joissa vialliset komponentit olivat aiemmin sijainneet.

Täydellistä itsekokoonpanoa varten sinun on kytkettävä 10 diodia peräkkäin napaisuussääntöjä noudattaen. Johtimiin juotetaan useita valmiita piirejä.

Lampun valmistuksessa voidaan käyttää ledillä varustettuja levyjä, joita löytyy palaneista laitteista. On vain tärkeää tarkistaa niiden toimivuus

Piirejä koottaessa on tärkeää varmistaa, että juotetut päät eivät kosketa toisiaan, koska tämä voi johtaa oikosulkuun laitteessa ja järjestelmän vikaantumiseen.

Laitteet pehmeämpään valoon

LED-lamppujen välkkymisen välttämiseksi edellä kuvattua piiriä voidaan täydentää useilla yksityiskohdilla. Siten sen tulisi koostua diodisillasta, 100 ja 230 ohmin vastuksista sekä 400 nF ja 10 μF kondensaattoreista.

Laitteen suojaamiseksi jännitepiikkeiltä sijoitetaan piirin alkuun 100 ohmin vastus, jota seuraa 400 nF kondensaattori, jonka jälkeen asennetaan diodisilta ja toinen 230 ohmin vastus, jota seuraa koottu LED-ketju.

Vastuslaitteet

Samanlainen järjestelmä on myös melko aloittelevan mestarin käytettävissä. Tätä varten tarvitset kaksi 12k vastusta ja kaksi ketjua, joissa on sama määrä LEDiä, jotka juotetaan sarjaan napaisuus huomioon ottaen. Tässä tapauksessa yksi R1-puolen liuska on kytketty katodiin ja toinen anodiin R2.

Tämän kaavion mukaan valmistetuissa lampuissa on pehmeämpi valo, koska käyttöelementit syttyvät vuorotellen, jolloin välähdysten sykkiminen on lähes näkymätöntä paljaalla silmällä.

Lampun tehon laskemiseksi sinun on tiedettävä LED-valojen läpi kulkevan virran määrä. Tämä arvo voidaan laskea annetun kaavan avulla. On otettava huomioon, että 12 sarjaan kytketyn LEDin jännitehäviö on noin 36 V

Laitteita käytetään menestyksekkäästi pöytävalaisimena ja muihin tarkoituksiin. Optimaalisen valaistuksen luomiseksi asiantuntijat suosittelevat 20-40 diodin nauhojen käyttöä. Pienempi määrä antaa pienen valovirran, suuremman elementtimäärän yhdistäminen on teknisesti melko vaikeaa.

Tärkeä elementti: LED-ohjain

Jotta DIY-LED-laite toimisi oikein, sinun on ratkaistava ongelma ohjaimen kanssa. Tämän laitteen asettelu on melko yksinkertainen. Toimintaalgoritmi koostuu 220 V:n vaihtovirran ohjaamisesta diodisillalle kondensaattorin C1 kautta.

Tasasuunnattu virta menee sarjaan kytkettyihin LEDeihin HL1-HL27, joiden lukumäärä voi olla 80 kappaletta.

Kotitekoisen LED-laitteen ohjain kootaan alla olevan kaavion mukaisesti. Voit käyttää myös valmiita elementtejä bp 3122, bp 2832a tai bp 2831a

Vastaanottaja vältä välkkymistä ja tasaisen tasaisen värin saavuttamiseksi on suositeltavaa käyttää kondensaattoria C2, jonka kapasiteetin tulisi olla mahdollisimman suuri.

Kotelot LED-laitteille

Ennen kokoamista on tärkeää päättää, mihin koottu piiri sijoitetaan.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on useita vaihtoehtoja - käytettävän laitteen sijoittaminen:

• lampun jalustat hehkulamppu;
• kotelot palaneista energiansäästö- tai halogeenilampuista;
• käsintehdyt laitteet.

Ensimmäisellä vaihtoehdolla on tärkeä etu. Sitä käytettäessä koottu LED-laite on helppo ruuvata pistorasiaan, mikä varmistaa lämmönvaihdon.

On huomattava, että ilmeisten etujen lisäksi tällä menetelmällä on myös ilmeisiä haittoja. Kootulla rakenteella ei ole kovin esteettistä ulkonäköä, lisäksi tässä tapauksessa on vaikea tarjota luotettavaa eristystä.

Jotta voit käyttää loppuun palanutta hehkulamppua LED-lampun luomiseen, sinun on ensin irrotettava lasilamppu varovasti alustasta ja irrotettava sitten kierre. Koottu piiri sijoitetaan varovasti tuloksena olevaan tilaan ja hehkulamppu kiinnitetään levyn yläpuolelle.

Kätevä ja käytännöllinen vaihtoehto on sijoittaa kotitekoinen laite energiansäästölampun runkoon. Tätä varten sinun on ensin purettava palanut laite irrottamalla muunninkortti siitä.

Koottu kaavio voidaan lisätä eri menetelmillä:

• Diodit sijoitetaan lasikuvun alle tehtyyn kanteen reikiin.
• Piiri voidaan sijoittaa alustan sisään, mikä takaa lämmönvaihdon. Tässä tapauksessa LED-elementit asetetaan ja kiinnitetään olemassa oleviin reikiin.
• Lauta voidaan piilottaa alustaan. Prosessin suorittamiseksi on kätevää käyttää tavallista muovikorkkia vesipullosta.

Ledien sijoittamiseen käsityöläiset käyttävät usein käsintehtyä muovista tai pahvista ympyrää, johon porataan reiät diodeille. Huolellisesti tehtynä tällaiset laitteet näyttävät varsin esteettisiltä.

Toinen vaihtoehto on käyttää halogeenilamppukoteloa. Sitä ei käytetä laajalti, koska tässä tapauksessa lamppua ei voi ruuvata pistorasiaan. Siitä huolimatta samanlaista muutosta käytetään kotitekoisten indikaattoreiden ja muiden laitteiden valmistukseen.

Jos päätät käyttää työssäsi lampun runkoa, suosittelemme lukemaan toisen artikkelimme, jossa kuvailimme yksityiskohtaisesti erityyppisten hehkulamppujen purkamista. Lisätietoja - mene osoitteeseen linkki.

Materiaalit kotitekoisten tuotteiden valmistukseen

Lampun luomiseen tarvitaan rungon lisäksi muita elementtejä. Nämä ovat ennen kaikkea LED-valoja, jotka voidaan ostaa LED-nauhoina tai yksittäisinä NK6-elementteinä. Kunkin osan virranvoimakkuus on 100-120 mA; jännite 3-3,3 V.

Joidenkin piirien kokoamiseen liittyy lisälinkkien, esimerkiksi ajurin, käyttö, joten komponenttijoukko kussakin tapauksessa harkitaan erikseen

Tarvitset myös 1N4007 tasasuuntausdiodit tai diodisillan sekä sulakkeet, jotka löytyvät vanhan laitteen pohjasta.

Tarvitset myös kondensaattorin, jonka kapasitanssin ja jännitteen tulee vastata käytettävää sähköpiiriä ja siinä käytettyjen LED-elementtien määrää.

Jos et käytä valmista levyä, sinun on mietittävä runkoa, johon LEDit on kiinnitetty. Sen valmistukseen sopii lämmönkestävä materiaali, joka ei ole metallia ja ei-johtava sähkövirta.

Yleensä tällainen osa on valmistettu kestävästä muovista tai paksusta pahvista. LED-elementtien kiinnittämiseen runkoon tarvitset nestemäisiä nauloja tai superliimaa.

Yksinkertaisen LED-lampun kokoaminen

Harkitsemme lampun toteuttamista loistelampusta vakiopohjassa. Tätä varten meidän on muutettava hieman yllä olevaa materiaaliluetteloa.

Tässä tapauksessa käytämme:

• vanha pohja E27;
• NK6 LEDit;
• kuljettaja RLD2-1;
• pala muovia tai paksua pahvia;
• Pikaliima;
• Sähköjohdotus;
• juotoskolvi, pihdit, sakset.

Aluksi sinun on purettava lamppu. Luminesoivien laitteiden jalustan liittäminen levyyn putkilla suoritetaan salpojen avulla. On tärkeää paikantaa kiinnityskohta ja vääntää elementit ruuvimeisselillä, jolloin voit helposti irrottaa patruunan.

Kotitekoisen LED-lampun kokoamisprosessi on yksinkertainen. Koteloon laitetaan ajuri vanhasta laitteesta, jonka päälle on asennettu LED-levy

Laitetta purettaessa on noudatettava äärimmäistä varovaisuutta, jotta putket, jotka sisältävät myrkyllistä ainetta, eivät vahingoitu. Samanaikaisesti on tarpeen valvoa alustaan ​​kytkettyjen sähköjohtojen eheyttä sekä säilyttää sen sisältämät osat.

Käytämme yläosaa yhdistettyjen kaasupurkausputkien kanssa tehdäksemme LEDien liittämiseen tarvittavan levyn. Riittää, kun poistat putkimaiset elementit ja kiinnität LED-osat jäljellä oleviin pyöreisiin reikiin.

Niiden turvalliseksi kiinnittämiseksi on parempi tehdä ylimääräinen muovi- tai pahvikansi, jonka avulla sirut eristetään.

Lamppu käyttää NK6-LEDiä, joista jokainen koostuu kuudesta rinnakkaisliitännällä varustetusta kiteestä. Niiden avulla voit luoda melko kirkkaan valaistuslaitteen, joka kuluttaa mahdollisimman vähän sähköä.

Jokaisen LED-valon liittämiseksi kanteen sinun on tehtävä kaksi reikää. Ne tulee lävistää huolellisesti tiukasti kaavion mukaisesti.

Muoviosan avulla voit kiinnittää LED-elementit tiukasti, kun taas pahvin käyttö vaatii LEDien lisäkiinnitystä alustaan ​​nestemäisillä nauloilla tai superliimalla.

Koska laite on suunniteltu käyttämään kuutta LEDiä, joiden kunkin teho on 0,5 wattia, piirissä on oltava kolme rinnakkain kytkettyä elementtiä.

LED-nauhalla voidaan luoda upea valaisin. Tämä elementti työnnetään putkeen, jota käytetään loisteputkivalaistukseen

Suunnittelussa, joka toimii 220 V virtalähteestä, sinun on toimitettava RLD2-1-ohjain, joka sinun tulee ostaa kaupasta tai tehdä se itse.

Oikosulkujen välttämiseksi on tärkeää eristää ohjain ja kortti toisistaan ​​muovilla tai pahvilla ennen asennuksen aloittamista. Koska lamppu lämpenee tuskin, ylikuumenemisesta ei tarvitse huolehtia.

Kun olet valinnut kaikki komponentit, voit koota rakenteen kaavion mukaan ja kytkeä sen sitten sähköverkkoon tarkistaaksesi hehkun.

Normaalista 220 V virtalähteestä toimivan laitteen energiankulutus on alhainen ja teho 3 wattia. Jälkimmäinen luku on 2-3 kertaa pienempi kuin loistelamppujen ja 10 kertaa pienempi kuin hehkulamppujen.

Vaikka valoteho on vain 100-120 lumenia, häikäisevän valkoinen väri saa lampun näyttämään paljon kirkkaammalta. Kokoonpantua valaisinta voidaan käyttää pöytävalaisimena tai kompaktin huoneen, esimerkiksi käytävän tai vaatehuoneen, valaisemiseen.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Alla olevassa videossa näet yksityiskohtaisen kuvauksen asiantuntijasta LED-lampun itsekokoonpanosta:

Itse valmistetuilla LED-lampuilla on korkeat tekniset ominaisuudet. Ne ovat lähes yhtä hyviä kuin tehdasmallit ominaisuuksiltaan, kuten lujuuden, luotettavuuden ja kestävyyden suhteen.

Tällaisten laitteiden kokoonpano on lähes kaikkien saatavilla: sen onnistuneeksi suorittamiseksi sinun on vain noudatettava tiukasti kaavioita ja suoritettava huolellisesti kaikki määrätyt käsittelyt.

Ehkä olet jo koonnut LED-lampun omin käsin ja voit antaa arvokkaita neuvoja sivustomme vierailijoille? Vai oliko sinulla kysyttävää artikkelin lukemisen jälkeen? Jätä kommenttisi alla olevaan lohkoon.