Làmpada LED de bricolatge: esquema, matisos de disseny, autoassemblatge
Les làmpades LED s'utilitzen àmpliament en il·luminació domèstica, urbana i industrial.Els seus avantatges importants són l'eficiència, el respecte al medi ambient i el baix manteniment.
Una làmpada LED de bricolatge sens dubte trobarà la seva aplicació a casa teva. Trobareu instruccions detallades de fabricació, així com esquemes de muntatge, a l'article presentat.
El contingut de l'article:
- Principi de funcionament del dispositiu LED
- Quatre tipus de dispositius LED
- Dispositiu de llum LED
- Avantatges i desavantatges d'un llum casolà
- Problemes de bricolatge
- Circuits de làmpades LED
- Element important: controlador LED
- Carcassa per a dispositius LED
- Materials per elaborar productes casolans
- Muntatge d'un llum LED senzill
- Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Principi de funcionament del dispositiu LED
La base d'una làmpada LED és un semiconductor d'una sola cara, la mida del qual és de diversos mil·límetres. Hi ha un moviment unidireccional d'electrons, que permet convertir el corrent altern en corrent continu.
Un cristall LED format per diverses capes es caracteritza per dos tipus de conductivitat elèctrica: partícules carregades positivament i negativament.
El costat que conté el nombre mínim d'electrons s'anomena forat (tipus p), mentre que l'altre amb un gran nombre d'aquestes partícules s'anomena electró (tipus n).
Quan els elements d'una unió pn xoquen, xoquen, generant partícules de llum anomenades fotons.Si manteniu el sistema a una tensió constant durant aquest temps, el LED emetrà un flux de llum estable. Aquest efecte s'utilitza en tots els dissenys de làmpades LED.
Quatre tipus de dispositius LED
Depenent de la ubicació dels LED, aquests models es poden dividir en les següents categories:
- IMMERSIÓ. El cristall està disposat amb dos conductors, per sobre dels quals hi ha un ampliador. La modificació s'ha generalitzat en la fabricació de rètols i garlandes.
- "Piranha". Els dispositius estan muntats de manera similar a la versió anterior, però tenen quatre sortides. Les estructures fiables i duradores s'utilitzen amb més freqüència per equipar els cotxes.
- SMD. El cristall es col·loca a la part superior, cosa que millora significativament la dissipació de la calor i també ajuda a reduir la mida dels dispositius.
- ÒLIBA. En aquest cas, el LED es solda directament a la placa, la qual cosa augmenta la intensitat de resplendor i protegeix contra el sobreescalfament.
Un desavantatge important dels dispositius COB és la impossibilitat de substituir elements individuals, per això cal comprar un nou mecanisme a causa d'un únic xip fallat.
Els canelobres i altres productes d'il·luminació per a la llar solen utilitzar un disseny SMD.
Dispositiu de llum LED
El llum LED consta de les sis parts següents:
- Díode emissor de llum;
- base;
- conductor;
- difusor;
- radiador.
L'element operatiu d'aquest dispositiu és un LED, que genera un flux d'ones de llum.
La base, que pot tenir diferents formes i mides, també s'utilitza per a altres tipus de làmpades: fluorescents, halògens, incandescents. Al mateix temps, alguns dispositius LED, per exemple, les tires LED, poden prescindir d'aquesta part.
Un element de disseny important és el controlador, que converteix la tensió de la xarxa en el corrent en què opera el cristall.
El funcionament eficient del llum depèn en gran mesura d'aquesta unitat; a més, d'alta qualitat conductor, amb un bon aïllament galvànic, proporciona un flux lluminós constant i brillant sense cap indici de parpelleig.
Un LED convencional produeix un feix de llum direccional. Per canviar l'angle de la seva distribució i proporcionar una il·luminació d'alta qualitat, s'utilitza un difusor. Una altra funció d'aquest component és protegir el circuit de les influències mecàniques i naturals.
El radiador està dissenyat per eliminar la calor, l'excés de la qual pot danyar el dispositiu. El funcionament fiable del radiador us permet optimitzar el funcionament del llum i allargar-ne la vida útil.
Com més petita sigui aquesta part, més gran serà la càrrega tèrmica que haurà de suportar el LED, la qual cosa afectarà la velocitat del seu desgast.
Avantatges i desavantatges d'un llum casolà
Les botigues especialitzades ofereixen una gran selecció de dispositius LED. Tanmateix, de vegades és impossible trobar un dispositiu a l'assortiment que compleixi els paràmetres necessaris. A més, els dispositius LED tenen un cost tradicionalment elevat.
Mentrestant, és molt possible estalviar diners i obtenir la làmpada perfecta muntant-la tu mateix.Això no és difícil de fer i els coneixements tècnics bàsics i les habilitats pràctiques seran suficients.
Un dispositiu LED de bricolatge té una sèrie d'avantatges significatius respecte a un analògic comprat a la botiga. Són econòmics: amb un muntatge acurat i l'ús de peces d'alta qualitat, la vida útil arriba a les 100 mil hores.
Aquests dispositius mostren un alt grau d'eficiència energètica, que ve determinat per la relació entre el consum d'energia i la brillantor de la llum produïda. Finalment, el seu cost és un ordre de magnitud inferior al dels seus homòlegs de fàbrica.
Problemes de bricolatge
Els principals problemes que s'han de resoldre en la fabricació de làmpades LED són la conversió del corrent elèctric altern en polsant i la seva igualació a constant. A més, cal limitar el flux d'energia a 12 volts, que és necessari per alimentar el díode.
Quan penseu en el dispositiu, també haureu de resoldre una sèrie de problemes de disseny, a saber:
- com organitzar el circuit i els LED;
- com aïllar el sistema;
- com garantir l'intercanvi de calor al dispositiu.
Abans del muntatge, s'aconsella reflexionar sobre tots aquests problemes, tenint en compte els requisits d'una font de llum casolana.
Circuits de làmpades LED
En primer lloc, hauríeu de desenvolupar una opció de muntatge. Hi ha dos mètodes principals, cadascun dels quals té els seus propis pros i contres. A continuació els veurem amb més detall.
Opció amb pont de díodes
El circuit inclou quatre díodes connectats en diferents direccions.Gràcies a això, el pont adquireix la capacitat de transformar el corrent de la xarxa de 220 V en un de pols.
Això passa de la següent manera: quan les semiones sinusoïdals travessen dos díodes, canvien, la qual cosa provoca una pèrdua de polaritat.
Durant el muntatge, es connecta un condensador a la sortida positiva davant del pont; davant del terminal negatiu: una resistència de 100 ohms. Darrera del pont s'instal·la un altre condensador: serà necessari per suavitzar les caigudes de tensió.
Realització d'un element LED
La manera més senzilla de crear una làmpada LED és fer una font de llum basada en una làmpada trencada. Cal comprovar la funcionalitat de les peces detectades, que es pot fer amb una bateria de 12 V.
S'han de substituir els elements defectuosos. Per fer-ho, hauríeu de desoldar els contactes, treure els elements cremats i posar-ne de nous al seu lloc. En aquest cas, és important observar l'alternança d'ànodes i càtodes, que s'uneixen en sèrie.
Si només necessiteu canviar 2-3 peces del xip, simplement podeu soldar-les a les zones on es trobaven anteriorment els components fallits.
Per a un automuntatge complet, heu de connectar 10 díodes seguits, observant les regles de polaritat. Diversos circuits completats estan soldats als cables.
En muntar circuits, és important assegurar-se que els extrems soldats no es toquin entre ells, ja que això pot provocar un curtcircuit al dispositiu i una fallada del sistema.
Dispositius per a una llum més suau
Per evitar la característica de parpelleig de les làmpades LED, el circuit descrit anteriorment es pot complementar amb diversos detalls. Així, hauria de consistir en un pont de díodes, resistències de 100 i 230 ohms, condensadors de 400 nF i 10 μF.
Per protegir el dispositiu de les pujades de tensió, es col·loca una resistència de 100 ohms al principi del circuit, seguida d'un condensador de 400 nF, després del qual s'instal·len un pont de díodes i una altra resistència de 230 ohms, seguit d'una cadena de LED muntada.
Dispositius de resistències
Un esquema similar també és bastant accessible per a un mestre novell. Per fer-ho, necessiteu dues resistències de 12k i dues cadenes del mateix nombre de LED, que es solden en sèrie, tenint en compte la polaritat. En aquest cas, una tira del costat R1 està connectada al càtode i l'altra a R2, l'ànode.
Les làmpades fabricades segons aquest esquema tenen una llum més suau, ja que els elements operatius s'encenen al seu torn, fent que la pulsació dels flaixos sigui gairebé invisible a simple vista.
Els dispositius s'utilitzen amb èxit com a llum de taula i per a altres finalitats. Per crear una il·luminació òptima, els experts recomanen utilitzar tires de 20-40 díodes. Un nombre més petit dóna un flux lluminós petit; connectar un nombre més gran d'elements és tècnicament força difícil.
Element important: controlador LED
Per al correcte funcionament d'un dispositiu LED de bricolatge, heu de resoldre el problema amb el controlador. La disposició d'aquesta unitat és bastant senzilla. L'algorisme de funcionament consisteix a fer passar un corrent altern de 220V al pont de díodes a través del condensador C1.
El corrent rectificat va als LED connectats en sèrie HL1-HL27, el nombre dels quals pot arribar a les 80 peces.
A evitar el parpelleig i per aconseguir un color uniformement uniforme, s'aconsella utilitzar el condensador C2, que ha de tenir la màxima capacitat possible.
Carcassa per a dispositius LED
Abans del muntatge, és important decidir on es col·locarà el circuit muntat.
Hi ha diverses opcions per resoldre aquest problema: per col·locar el dispositiu podeu utilitzar:
- bases de llum incandescent;
- carcassa de làmpades d'estalvi d'energia o halògenes cremades;
- aparells fets a mà.
La primera opció té un avantatge important. Quan l'utilitzeu, és fàcil cargolar el dispositiu LED muntat a l'endoll, garantint així l'intercanvi de calor.
Cal tenir en compte que, a més dels avantatges evidents, aquest mètode també té desavantatges evidents. L'estructura muntada no té un aspecte molt estètic; a més, en aquest cas és difícil proporcionar un aïllament fiable.
Una opció còmoda i pràctica és col·locar un dispositiu casolà al cos d'una làmpada d'estalvi d'energia. Per fer-ho, primer heu de desmuntar el dispositiu cremat traient-ne la placa del convertidor.
El diagrama muntat es pot inserir mitjançant diferents mètodes:
- Els díodes es col·loquen en forats fets a la tapa sota la bombeta de vidre.
- El circuit es pot col·locar dins de la base, la qual cosa garanteix l'intercanvi de calor. En aquest cas, els elements LED s'insereixen i es fixen als forats existents.
- El tauler es pot amagar a la base. Per dur a terme el procés, és convenient utilitzar un tap de plàstic normal d'una ampolla d'aigua.
Per col·locar LED, els artesans solen utilitzar un cercle fet a mà de plàstic o cartró, en el qual es foren forats per als díodes. Quan es fa amb cura, aquests dispositius semblen estèticament agradables.
Una altra opció és utilitzar una carcassa de llum halògena. No s'utilitza molt, ja que en aquest cas no és possible cargolar la làmpada a l'endoll. No obstant això, s'utilitza una modificació similar per fer indicadors casolans i altres dispositius.
Si decidiu utilitzar un cos de bombeta per al vostre treball, us recomanem que llegiu el nostre altre article, on us expliquem detalladament com desmuntar diversos tipus de bombetes. Més detalls: aneu a enllaç.
Materials per elaborar productes casolans
A més del cos, caldran altres elements per crear la làmpada. Es tracta, en primer lloc, de LED, que es poden adquirir en forma de tires LED o elements individuals NK6. La força actual de cada part és de 100-120 mA; tensió 3-3,3 V.
També necessiteu díodes rectificadors 1N4007 o un pont de díodes, així com fusibles, que es poden trobar a la base d'un dispositiu antic.
També necessitareu un condensador, la capacitat i la tensió del qual han de correspondre al circuit elèctric utilitzat i al nombre d'elements LED utilitzats en ell.
Si no utilitzeu un tauler ja preparat, heu de pensar en el marc al qual estan connectats els LED. Per a la seva fabricació és adequat un material resistent a la calor que no sigui metàl·lic i no conductor de corrent elèctric.
Com a regla general, aquesta peça està feta de plàstic durador o cartró gruixut. Per connectar els elements LED al marc, necessitareu ungles líquides o supercola.
Muntatge d'un llum LED senzill
Considerem la implementació d'una làmpada en una base estàndard a partir d'una làmpada fluorescent. Per fer-ho, haurem de canviar lleugerament la llista de materials anterior.
En aquest cas fem servir:
- base antiga E27;
- LED NK6;
- controlador RLD2-1;
- un tros de plàstic o cartró gruixut;
- Super cola;
- cablejat elèctric;
- soldador, alicates, tisores.
Inicialment, cal desmuntar el llum. Per als dispositius luminescents, la connexió de la base a la placa amb tubs es realitza mitjançant pestells. És important localitzar el lloc de fixació i fer palanca els elements amb un tornavís, que us permetrà desconnectar fàcilment el cartutx.
A l'hora de desmuntar l'aparell, cal extremar la precaució per no danyar els tubs que contenen una substància tòxica al seu interior. Al mateix temps, cal controlar la integritat del cablejat elèctric connectat a la base, així com preservar les peces que hi conté.
Utilitzem la part superior amb tubs de descàrrega de gas connectats per fer la placa necessària per connectar els LED. N'hi ha prou amb treure els elements tubulars i connectar les peces LED als forats rodons restants.
Per assegurar-los de manera segura, és millor fer una coberta addicional de plàstic o cartró, que servirà per aïllar les fitxes.
El llum utilitzarà LED NK6, cadascun dels quals consta de 6 cristalls amb connexió paral·lel. Permeten crear un dispositiu d'il·luminació bastant brillant amb un consum mínim d'electricitat.
Per connectar cada LED a la coberta, heu de fer dos forats. S'han de perforar amb cura d'acord amb el diagrama.
La part de plàstic permet fixar fermament els elements LED, mentre que l'ús de cartró requereix una fixació addicional dels LED a la base mitjançant ungles líquides o supercola.
Com que el dispositiu està dissenyat per utilitzar sis LED amb una potència de 0,5 watts cadascun, el circuit ha d'incloure tres elements connectats en paral·lel.
En un disseny que funcionarà amb una font d'alimentació de 220 V, heu de proporcionar un controlador RLD2-1, que haureu de comprar a una botiga o fer-ho vosaltres mateixos.
Per evitar curtcircuits, és important aïllar el controlador i la placa entre ells mitjançant plàstic o cartró abans de començar el muntatge. Com que la làmpada amb prou feines s'escalfa, no cal preocupar-se del sobreescalfament.
Després d'haver seleccionat tots els components, podeu muntar l'estructura segons el diagrama i, a continuació, connectar-la a la xarxa elèctrica per comprovar la brillantor.
El dispositiu, que funciona amb una font d'alimentació estàndard de 220 V, té un baix consum d'energia i una potència de 3 watts. Aquesta darrera xifra és 2-3 vegades menor que la dels dispositius fluorescents i 10 vegades menor que la de les làmpades incandescents.
Tot i que la sortida de llum és de només 100-120 lúmens, el color blanc enlluernador fa que la làmpada sembli molt més brillant. El llum muntat es pot utilitzar com a llum de taula o per il·luminar una habitació compacta, per exemple, un passadís o un armari.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Al vídeo següent podeu veure una descripció detallada d'un especialista sobre l'automuntatge d'un llum LED:
Les làmpades LED, fabricades de forma independent, tenen unes característiques tècniques elevades. Són gairebé tan bons com els models de fàbrica pel que fa a qualitats com ara resistència, fiabilitat i durabilitat.
El muntatge d'aquests dispositius és accessible a gairebé tothom: per completar-lo amb èxit, només cal seguir estrictament els diagrames i dur a terme totes les manipulacions prescrites.
Potser ja heu muntat un llum LED amb les vostres pròpies mans i podeu donar consells valuosos als visitants del nostre lloc? O tens cap pregunta després de llegir l'article? Si us plau, deixeu els vostres comentaris al bloc següent.
Lectura interessant, però dubto que algú faria una bombeta LED casolana. A menys que, per pura curiositat i interès acadèmic, podeu provar de fer-ne un, utilitzant diferents esquemes. En general, les làmpades LED tenen molts avantatges: duren molt de temps, necessiten poca electricitat, generen poca calor i ofereixen una àmplia selecció de colors.
Exactament. He llegit el material amb interès, però no veig cap ús pràctic per als abocadors de LED casolans.
Una bona idea per als que els agrada tenir un soldador a les mans i també tenen una mica de temps i ganes. Tenint en compte l'ús generalitzat de les bombetes LED, els costos de material per al seu muntatge tendeixen a zero; n'hi ha prou amb no llençar les làmpades que han deixat de funcionar (incloses les dels amics). En alguns, els propis LED “cremen”, en d'altres, el condensador o el pont de díodes falla, els estoigs quasi sempre es mantenen intactes... A no ser que pugueu comprar controladors si voleu posar les coses al corrent.