A poc a poc, els dispositius d'il·luminació estan canviant a llums LED. Això no va passar immediatament; hi va haver un període de transició prolongat amb l'ús de les anomenades mestresses: bombetes compactes de descàrrega de gas amb una font d'alimentació incorporada (controlador) i una presa estàndard E27 o E14.
Aquestes làmpades encara s'utilitzen àmpliament avui dia, ja que el seu cost en comparació amb les fonts de llum LED no és tan "mossegant".
Tot i que hi ha un bon equilibri entre preu i eficiència (la diferència de preu amb les làmpades incandescents convencionals es compensa amb el temps a causa de l'estalvi d'energia), les fonts de llum de descàrrega de gas tenen una sèrie d'inconvenients:
- La vida útil és inferior a la de les làmpades incandescents.
- Soroll d'alta freqüència de la font d'alimentació.
- Els llums no els agrada encendre i apagar freqüentment.
- Disminució gradual de la brillantor.
- Impacte en superfícies properes: amb el pas del temps apareix una taca fosca a la superfície del sostre (a sobre del llum).
- I en general, realment no vull tenir un matràs amb una certa quantitat de mercuri a casa meva.
Una alternativa excel·lent són les làmpades LED. La llista d'avantatges és significativa:
- Eficàcia increïble (fins a 10 vegades en comparació amb les làmpades incandescents).
- Enorme vida útil.
- Fonts d'alimentació (drivers) perfectes i segures.
- Absolutament independent del nombre d'inclusions.
- Amb la refrigeració normal, no perden la brillantor durant gairebé tot el període de funcionament.
- Seguretat mecànica completa (encara que el difusor decoratiu estigui trencat, no entraran substàncies nocives a l'habitació).
Dos desavantatges:
- La direcció del flux de llum imposa grans exigències al disseny del difusor.
- Tot i així, són cars (estem parlant de marques d'alta qualitat, els productes de nivell mitjà sense nom són bastant assequibles).
Si el problema del preu està regulat per la selecció del fabricant, les característiques de disseny no sempre us permeten substituir simplement el llum del vostre canelobre favorit. Per descomptat, hi ha una àmplia selecció de làmpades LED clàssiques en forma de pera que s'adapten a qualsevol mida.
Però és precisament en aquest disseny on rau l'"emboscada".
Tenim davant nostre una làmpada d'alta qualitat (a la vegada relativament econòmica) amb una brillantor de 1000 Lm (equivalent a una làmpada incandescent de 100 watts) i un consum d'energia de 13 W. Aquestes fonts de llum LED fa molts anys que funcionen per a mi, brillen amb una llum càlida agradable (temperatura 2700 K), i no s'observa cap degradació de la brillantor amb el temps.
Però per a una llum potent, cal un refredament seriós. Per tant, 2/3 del cos d'aquest llum està format per un radiador. És de plàstic, no fa malbé l'aspecte i és bastant efectiu. El principal inconvenient es deriva del disseny: la font de llum real és l'hemisferi a la part superior del llum. Això dificulta la selecció d'un llum: no tots els canelobres de banya tindran un aspecte harmoniós.
Només hi ha una sortida: comprar làmpades LED ja fetes, la configuració de les quals es va dissenyar inicialment per a fonts de llum específiques.
La paraula clau és comprar. Què heu de fer amb els vostres llums de peu, canelobres i altres llums preferits al vostre apartament?
Per això, es va decidir dissenyar nosaltres mateixos llums LED.
El criteri principal és la minimització de costos.
Hi ha dues direccions principals en el desenvolupament de fonts de llum LED:
1. Ús de baixa potència (fins a 0,5 W) LEDs. Necessites molts d'ells, pots configurar qualsevol forma. No cal un radiador potent (escalfen poc). Un inconvenient important és un muntatge més minuciós.
2. Ús d'elements LED potents (1 W - 5 W). L'eficiència és alta, els costos laborals són diverses vegades menors. Però la radiació puntual requereix la selecció d'un difusor i es necessiten bons radiadors per implementar el projecte.
Per als dissenys experimentals, vaig triar la primera opció. La "matèria primera" més barata: 5 mm LEDs amb dispersió de 120° en un estoig transparent. S'anomenen "barrets de palla".
- corrent directe = 20 mA (0,02 A)
- caiguda de tensió a 1 díode = 3,2-3,4 volts
- color - blanc càlid
Aquesta bondat es ven per 3 rubles el munt a qualsevol mercat de ràdio.
Vaig comprar diversos paquets 100 unitats. a aliexpress (enllaç per comprar). Va costar una mica menys d'1 fregament. una peça.
Com a fonts d'alimentació (més precisament, fonts de corrent), vaig decidir utilitzar un circuit provat amb un condensador d'extinció (llast). Els avantatges d'aquest controlador són un cost extremadament baix i un consum d'energia mínim. Com que no hi ha controlador PWM ni estabilitzador de corrent lineal, l'excés d'energia no s'escapa a l'atmosfera: en aquest circuit no hi ha elements amb un radiador dissipador de calor.
Inconvenient: manca d'estabilització actual. És a dir, si la tensió de la xarxa és inestable, la brillantor de la llum canviarà.La meva presa de corrent té exactament 220 (+/- 2 volts), de manera que aquest circuit és correcte.
La base de l'element tampoc és cara.
- ponts de díodes de la sèrie KTs405A (es pot utilitzar qualsevol díode, fins i tot els Schottky)
- condensadors de pel·lícula amb una tensió de 630 volts (amb reserva)
- Resistències d'1-2 watts
- condensadors electrolítics de 47 mF a 400 volts (podeu agafar una capacitat més gran, però això va més enllà de l'àmbit de l'economia)
- petites coses com una placa de prova i fusibles solen estar a l'arsenal de qualsevol radioaficionat
Per no inventar una carcassa amb un cartutx E27, fem servir mestresses de casa cremades (un altre motiu per abandonar-los).
Després de treure amb cura (al carrer!) el matràs amb vapor de mercuri, us queda una excel·lent peça per a la creativitat.
La base dels conceptes bàsics és el càlcul i el principi de funcionament d'un controlador actual amb un condensador d'extinció
A la il·lustració es mostra un diagrama típic:
Com funciona l'esquema:
La resistència R1 limita la pujada de corrent quan s'aplica energia fins que el circuit s'estabilitza (aproximadament 1 segon). Valor de 50 a 150 Ohm. Potència 2 W.
La resistència R2 garanteix el funcionament del condensador de balast. En primer lloc, el descarrega quan s'apaga l'alimentació. Com a mínim, per evitar que et sorprengui en desenroscar la bombeta. La segona tasca és evitar una sobretensió de corrent en el cas en què la polaritat del condensador carregat i la primera mitja ona de 220 volts no coincideixen.
De fet, el condensador d'amortiment C1 és la base del circuit. És una mena de filtre de corrent. En seleccionar la capacitat, podeu configurar qualsevol corrent del circuit. Per als nostres díodes no hauria de superar els 20 mA a la tensió màxima de la xarxa.
Aleshores, el pont de díodes funciona (després de tot LEDs - són elements amb polaritat).
Es necessita un condensador electrolític C2 per evitar que la làmpada parpellegi. LEDs no tenen inèrcia en encendre i apagar. Per tant, l'ull veurà un parpelleig amb una freqüència de 50 Hz. Per cert, les làmpades xineses barates són culpables d'això. La qualitat del condensador es comprova mitjançant qualsevol càmera digital, fins i tot un telèfon intel·ligent. Mirant els díodes en flames a través d'una matriu digital, es pot veure parpellejar, indistingible a l'ull humà.
A més, aquest electròlit proporciona un avantatge inesperat: les làmpades no s'apaguen immediatament, sinó amb una noble atenuació lenta fins que es descarrega la capacitat.
El condensador d'extinció es calcula mitjançant la fórmula:I = 200*C* (xarxa 1,41*U - LED U)
I: corrent del circuit resultant en amperes
200 és una constant (freqüència de xarxa 50 Hz * 4)
1.41 – constant
C: capacitat del condensador C1 (extinció) en farads
Xarxa U: tensió estimada de la xarxa (idealment 220 volts)
Led U: caiguda total de tensió a través LEDs (en el nostre cas - 3,3 volts, multiplicat pel nombre d'elements LED)
Selecció de la quantitat LEDs (amb una caiguda de tensió coneguda) i la capacitat del condensador d'extinció, cal aconseguir el corrent requerit. No ha de ser superior al especificat a les especificacions LEDs. És la força del corrent que es regula la brillantor de la resplendor, i inversament proporcional a la vida útil dels LED.
Per comoditat, podeu crear una fórmula a Excel.
El circuit s'ha provat diverses vegades, la primera còpia es va muntar fa gairebé 3 anys, funciona en un llum de cuina, no hi ha hagut cap mal funcionament.
Passem a la implementació pràctica dels projectes. No té sentit discutir el nombre d'elements LED i la capacitat del condensador en circuits individuals: els projectes són individuals per a cada llum. Calculat estrictament segons la fórmula.El circuit anterior per a 60 LED amb un condensador de 68 microfarads no és només un exemple, sinó un càlcul real per a un corrent al circuit de 15 mA (per allargar la vida útil de les llums).
Làmpada LED en un canelobre
Utilitzem el cartutx eviscerat de la mestressa com a allotjament per al circuit i estructura de suport. En aquest projecte no vaig fer servir una placa de prova; vaig muntar el controlador en un rodet de PVC d'1 mm de gruix. Va resultar que tenia la mida adequada. Dos condensadors - a causa de la selecció de la capacitat: no es va trobar el nombre necessari de microfarads en un element.
Es va utilitzar un pot de iogurt com a allotjament per allotjar els elements LED. En el disseny també vaig utilitzar retalls de làmines de PVC escumat de 3 mm.
Després del muntatge, va quedar net i fins i tot bonic. Aquesta disposició de la presa està associada a la forma de l'aranya: les banyes estan dirigides cap amunt, cap al sostre.
A continuació col·loquem els LED: segons l'esquema, 150 peces. Perforem el plàstic amb un punxó, costos laborals: una tarda sencera.
Mirant endavant, diré: el material del cas no s'ha justificat, és massa prim. La següent làmpada estava feta de làmina de PVC d'1 mm. Per donar-li una forma, vaig calcular l'exploració del con dels mateixos 150 díodes.
No va resultar tan elegant, però fiable, i manté la seva forma perfectament. El llum està completament amagat al braç del canelobre, de manera que l'aspecte no és tan important.
De fet, instal·lació.
Brilla uniformement i no fa mal als ulls.
No vaig mesurar els lúmens, però em va semblar més brillant que una làmpada incandescent de 40 W, una mica més feble que 60 W.
Làmpada LED en un sostre pla per a la cuina
Un donant ideal per a aquest projecte. Tots els LED estaran situats en el mateix pla.
Dibuixem una plantilla i retallem una matriu per acomodar els elements LED. Amb aquest diàmetre, es deformarà una làmina plana de PVC. Així que vaig utilitzar el fons d'una galleda de plàstic de mescles de construcció.Hi ha una costella endurida al llarg del contorn exterior.
Els díodes s'instal·len amb el punxó habitual: 2 forats segons les marques.
La làmpada està dissenyada per a 120 elements LED, dividits en 2 grups de 60 peces, per a la fiabilitat del circuit. Fem 2 controladors idèntics.
Els muntem sobre separadors dielèctrics al revers.
Per enganxar el disc, instal·lem un podi de PVC al centre.
Pengem el llum al sostre, l'encenem: tot funciona.
Per avaluar la brillantor: a les cantonades hi ha 4 làmpades LED de marca d'IKEA, amb una sortida lumínica de 400 Lm cadascuna.
Llum LED per al bany
També un projecte fàcil d'implementar. Extraiem el contingut de la làmpada, instal·lem una matriu de 30 LEDs, i el controlador corresponent.
La llum és suau, uniforme, més que suficient per a aquesta "habitació".
Llum de sobretaula
S'utilitza una gorra desodorant com a cos.
El cartutx E27 és tradicionalment d'una mestressa cremada.
La caixa té capacitat per a 55 LEDs.
Va resultar compacte i net.
A la làmpada de taula, la "instal·lació" sembla pròpia.
I brilla amb força confiança.
El nen, inspirat per l'èxit del seu pare, va demanar una il·luminació de fons per al seu escriptori de l'ordinador. Es va trobar una mena de caixa elegant en la qual cabia el conductor.
Vaig utilitzar una caixa de cables com a carcassa. Mida del perfil: 10*10 mm.
Perquè la llum no arribi als ulls, sinó que vagi dirigida de dalt a baix, l'estructura es col·loca en una cantonada amb un costat de 25 mm, feta de PVC blanc.
Resultat:
Tot el treball es fa amb components que pràcticament no costen res. A més, aquesta és una gran oportunitat per practicar les teves habilitats radiofòniques.
