DIY LED svetlomet

Obsah článku

• Elektrické vlastnosti práce s LED
• Bodové zdroje a matice: výber, obstarávanie
• Časti tela a reflektora
• Inštalácia rádiových prvkov
• Otázka zdroja napájania

Kým výrobky LED nezačnú konečne vstúpiť do nášho života a výroba sa úplne nezačne používať na koľajniciach, cena LED osvetľovacích zariadení sa bude naďalej hrýzť. Ale prečo čakať, alebo ešte horšie, preplatiť, ak si podľa vlastných pokynov môžete zostaviť svetlomet požadovanej energie vlastnými rukami?.

Elektrické vlastnosti práce s LED

Ak máte v úmysle používať technológiu LED, neublížilo by vám to, keby ste sa dozvedeli o niektorých zložitostich práce s ňou, čo možno čiastočne nazvať nevýhodami. Na jednej strane sú LED kompaktné, úsporné a odolné svetelné zdroje a na druhej strane?

Polovodičové polovodičové prvky sú kriticky citlivé na vysoké teploty v jadre. Tento jav, nazývaný degradácia, spočíva v strate dopantov polovodičom, čo sa prejavuje znížením svetelného toku alebo konečnou poruchou..

a) konštrukcia konvenčnej LED: 1 – anóda; 2 – katóda; 3 – vodič; 4 – kryštál; 5 – plastová šošovka
b) konštrukcia výkonnej LED: 1 – telo; 2 – vodič; 3 – chladič; 4 – kryštál; 5 – šošovka; 6 – katóda

Pri teplote 60 ° C LED rýchlo degraduje a 50 000 hodín deklarovaných výrobcom sa nakoniec zmení na 3 – 5 tisíc. A čím silnejšia je jedna dióda LED, tým vyššia je pravdepodobnosť jej rýchleho starnutia v dôsledku prehriatia. Preto pri vývoji osvetľovacích zariadení je v popredí vysoko kvalitný systém odvádzania tepla, ako aj rozdelenie žiariča na niekoľko bodov a ich správne rozmiestnenie..

Ďalšou vlastnosťou diód LED je, že môžu prenášať iba obmedzený počet elektrónov za jednotku času. Sieť napájajúca LED musí byť stabilizovaná prúdom, inak by mohlo dôjsť k silnému prehriatiu a súvisiacim negatívnym následkom. Napájací prúd je regulovaný aplikovaným napätím a je obmedzený odporom na každej z LED. Pri vývoji schémy pripojenia je potrebné starostlivo vypočítať: nadhodnotiť napätie a LED diódy rýchlo zlyhajú, a ak ich nastavíte na príliš nízku hodnotu, budú svietiť napoly.

Najjednoduchšie svetlomety majú iba jeden prvok vyžarujúci svetlo, zatiaľ čo vo vysokovýkonných zariadeniach sa odporúča rozdeliť zaťaženie na efektívnejšie odvádzanie tepla. V takýchto prípadoch môže byť spojenie sériové, paralelné alebo zmiešané. Prvá z nich nie je úplne bezpečná: ak jedna z diód LED zhasne, môže to prerušiť obvod alebo ho obísť. Pri paralelnom (a zvlášť zmiešanom) pripojení existuje veľké riziko, že po odpojení jedného spotrebiteľa z okruhu sa prúd v napájacej sieti zvýši na neprijateľné hodnoty..

Bodové zdroje a matice: výber, obstarávanie

Existujú tri typy diód LED, ktoré je múdre používať v svetlometoch. Upozorňujeme, že pri montáži osvetľovacieho zariadenia z niekoľkých LED diód musia byť totožné, pokiaľ ide o typ aj napätie-ampér. Odporúča sa tiež kúpiť až tucet náhradných diód ako súpravu na opravu av prípade poškodenia počas inštalácie..

LED diódy vo forme plastovej kapsuly s kolíkmi sú vhodné na výrobu malých reflektorov a bateriek. Toto je najlacnejší typ produktu a konečný produkt bude v konečnom dôsledku relatívne ľahko opraviteľný..

Druhým typom sú ultra-jasné biele LED na kovovom substráte. Mali by sa používať vo vysoko výkonných osvetľovacích zariadeniach, teplo z nich je celkom ľahké odstrániť..

Ďalším typom LED sú vysoko výkonné matice LED. Neodporúča sa samostatne vyrábať svetlomety s maticovým výkonom 20 W a vyšším: pomocou jednoduchých opatrení nebude možné efektívne odvádzať teplo..

Časti tela a reflektora

Existuje niekoľko riešení pre telo domáceho svetlometu. Ak sa u pouličného svietidla vyžaduje vysoký stupeň ochrany pred prachom a vlhkosťou, urobí to svetlomet vozidla. Rám rámu žiarovky bude potrebné orezať a zaistiť cez panel LED diód. Nevýhodou tejto metódy je obmedzená sila svetlometu napriek tomu, že sa do nej zmestí iba jedna matica.

Ak umiestnite viac LED alebo polí na jednu dosku plošných spojov alebo montážnu dosku, kryt môže byť vyrobený z plechu alebo oceľového plechu. Na obrobku označte rozvinutie zrezanej pyramídy: štvorec v strede a identické rovnoramenné lichobežníky po stranách. Nezabudnite zanechať „jazyk“ na jednej zo strán každého lichobežníka, aby ste spojili plátky. Tiež na menšej základni lichobežníka zanechajte obdĺžnikový pás asi 15 – 20 mm a v strede štvorca odrežte ďalší pás s menšou stranou o 20 – 25 mm..

Keď je vzor pripravený, obrúste okraje, ohnite telo a nitujte švy. Vnútorný povrch napenetrujte, otvorte ho bielou bezfarebnou striekanou farbou a nechajte zaschnúť 2-3 dni. Z prednej strany puzdra naviňte štvorcový pohár vhodného rozmeru diagonálne a z vnútornej strany ho oprite o zložené police. Prechádzajte sa hojne pozdĺž obrysu skla s bielym silikónom, naneste na švy puzdra.

Upevnite montážnu dosku alebo dosku pomocou ôsmich 4 mm skrutiek a vyvŕtajte otvory pozdĺž okrajov každej police na úzkej strane puzdra. Aby ste doštičku udržali pevnú, použite tesnenie dverí z PVC. Bude ťažké dotiahnuť skrutky, ich hlavy nie sú prístupné, preto na konci použite pár poistných matíc.

Inštalácia rádiových prvkov

Ak ste si vybrali LED diódy s kolíkmi, na ich pripojenie budete potrebovať dosku s plošnými spojmi. Premýšľajte nad rozvrhnutím a nakreslite vodivé stopy permanentnou značkou. Anódy všetkých LED (dlhých chvostov) môžu byť zostavené na jednej „pozemnej“ zbernici. Katódy sa zhromažďujú aj v jednom bode, ale do obvodu napájania každej LED musí byť postupne zapojený odpor obmedzujúci prúd..

Jeho výpočet je jednoduchý: odčítajte napätie LED od napájacieho napätia a vydelte maximálnym povoleným prúdom. Ak chcete hrať bezpečne pred výkyvmi v zdrojovom napätí, je možné povolený prúd LED podhodnotiť úmyselne na 90 – 95% hodnoty pasu..

Príklad schémy matice LED diód s prevádzkovým napätím 3 volty a prevádzkovým prúdom 20 mA

Približné napájacie napätie pre jednu LED je 4 V. Ak zdroj produkuje viac, je vhodné zahrnúť diódy do zmiešaného obvodu, kde sú reťazce zapojené paralelne, pričom každá z nich má jednu LED pre každé 4–5 V napätie. Prípustný prúd pre takúto sériovú zostavu je určený ako súčet prípustných prúdov každého z nich a predné napätie zostáva rovnaké za predpokladu, že tento parameter je rovnaký pre každú LED.

Po umiestnení prvkov a nakreslení stôp sa textolitová platňa vyleptáva v roztoku kyseliny citrónovej (30 – 50 g), 3% peroxidu vodíka (100 ml) a chloridu sodného (2 čajové lyžičky), pričom pravidelne kontrolujete stupeň rozpúšťania nechránených plôch. Vyvŕtajte otvory pre kolíky vrtákom 1,5 – 2 mm, vyvŕtajte osem otvorov na pripevnenie dosky k puzdru a potom živé časti opatrne prepláchnite spájkovanou živicou.

Dosku s plošnými spojmi je možné použiť aj pre maticu LED

Ak zostavíte diódy alebo matrice na chladiaci substrát, namontujú sa sklopne. Ako montážny panel vyberte hliníkový hrebeňový radiátor. Každá LED je pripevnená pomocou dvoch alebo troch otvorov, označte ich všetky naraz a vyvŕtajte zozadu chladiča pomocou vrtáka 2,5 mm.

Na upevnenie použite krátke samorezné skrutky 3,5 x 11 mm pre kovové profily, ale bez vŕtania na konci. Pred pripevnením diódy naneste na substrát malé množstvo tepelnej pasty KPT-8.

Katóda (-) a anóda (+) LED so substrátom sú označené, schéma pripojenia a výpočet ochranných odporov sú rovnaké pre všetky typy. Prvky by mali byť navzájom spojené pomocou telefónneho drôtu. Aby sa nevykonali zbytočné práce, môžu byť anódy okamžite spájkované krátkymi prepojkami na hliníkový radiátor..

Otázka zdroja napájania

Po zostavení diód LED budete mať dva kolíky, na ktoré by bolo pekné priviesť napätie, ale kde ich nájdete? Domáce napájacie zdroje sa tu málo využívajú, na napájanie LED diód je potrebný ovládač LED, ktorý vytvára pulzujúci konštantný prúd stabilnej hodnoty..

Pre väčšinu výrobkov je vhodný ovládač pre systémy osvetlenia interiéru alebo pre LED pásky. Je lepšie kúpiť si zdroj energie vopred, aby sa vypočítal počet a schéma zapojenia diód podľa výstupného napätia a celkového stabilizačného prúdu..

Pre malé remeslá môžete použiť napájacie zdroje na všeobecné použitie s výstupným zvlňovacím prúdom 0,5 – 1,5 A a napätím 3 – 5 V vyšším ako je predné napätie diód. S mikroobvodom LM317 môžete stabilizovať napájanie, pre výkonnejšie svetlomety použite LM350 a LM338, čím sa zvyšuje výkon zdroja.

LED stabilizátor prúdu

Obmedzenie prúdu mikroobvodu môže byť upravené zmenou odporu odporu. Jeho hodnotenie je definované ako 1,25 / I, kde I je prúd LED alebo zostavy.