نورافکن LED قدرتمند DIY. ساختن یک نورافکن LED ساده قدرتمند با دستان خود

روشنایی بیرونی در شب نه تنها جزء مهمی از آسایش خانواده های مختلف است، بلکه یک عنصر ضروری از سیستم امنیتی است. برای سازماندهی روشنایی در فضای باز، بیشتر از نورافکن ها استفاده می شود که مناطق بزرگ را روشن می کند و در روشنایی سازه ها مشارکت می کند. پلتفرم های معاملاتیطیف گسترده ای از این گونه محصولات را ارائه می دهد، اما تولید آن دشوار نخواهد بود نورافکن ledبا دستان خودت

محدوده و دستگاه

کلمه "spotlight" از لاتین وام گرفته شده است. پروژکتوس در لغت به معنای به جلو پرتاب شده است. این مفهوم به دستگاهی اشاره دارد که با توزیع مجدد و متمرکز کردن انرژی مرئی منبع تشعشعی که در داخل آن قرار دارد، نور ساطع می کند. اولین نمونه از چنین دستگاهی توسط مخترع ایتالیایی لئوناردو داوینچی ساخته شد و اولین بار توسط مکانیک روسی مخترع ایوان پتروویچ کولیبین ساخته شد.

دستگاه های مورد بحث در ابتدا برای نصب بر روی فانوس دریایی استفاده می شدند، مناطق حفاظت شده و در صنعت فیلم. آنها از یک لامپ رشته ای پرقدرت به عنوان منبع نور استفاده کردند. طرح ها متفاوت بود: ابعاد بزرگ، ضریب کم اقدام مفید، افزایش گرمایش.

با توسعه دستگاه های نیمه هادیو ظهور LED های قدرتمند آمد دوران جدیداستفاده از نورافکن به دلیل طراحی بی تکلف و استفاده اقتصادی از انرژی، آنها نه تنها در تاسیسات صنعتی و شهری، بلکه در خانوارهای خصوصی نیز مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه آنها را می توان در نمای ساختمان های مختلف مسکونی و اداری یافت.، تونل ها ، پل ها آنها بناهای معماری، بنرها، مسیرها، ورودی ها و خروجی ها را روشن می کنند.

طراحی دستگاه

با طراحی، نورافکن LED دستگاه پیچیده ای نیست. می تواند از یک دیود ساطع نور قدرتمند (LED) یا گروهی از آنها استفاده کند. برای تثبیت دستگاه بر روی سطوح مختلف از براکت استفاده می شود که در بیشتر موارد جزء لاینفک دستگاه می باشد.

عناصر اصلی زیر که طراحی یک نورافکن LED را تشکیل می دهند را می توان متمایز کرد:

• قاب؛
• سیستم انتشار نور؛
• راننده

هنگامی که دستگاه کار می کند، علاوه بر انتشار کوانتوم نور، انرژی حرارتی نیز آزاد می شود. بنابراین، برای محافظت از ساطع کننده و عناصر کنترلی نورافکن، بدنه محصول از مواد سبک وزن رسانای گرما ساخته شده است. بدنه ها عمدتا از آلومینیوم و دورالومین ساخته شده اند، اما برای دستگاه های کم مصرف می توان آن را از پلاستیک نیز ساخت.

ماژول نور بر اساس COB (تراشه روی برد) یا ماتریسی از LED های SMD ساخته شده است. نوع اول رایج ترین است، زیرا به طور ویژه برای ایجاد نور جهت طراحی شده است، در حالی که نوع دوم، به گفته سازندگان، زمان کار طولانی تری دارد.

ماهیت فناوری COB استفاده از یک بستر سرامیکی است که کریستال های منتشر کننده بسته بندی نشده روی آن قرار می گیرد. یک لایه فسفر روی آنها اعمال می شود. این رویکرد به تولید، کاهش هزینه محصول و به دست آوردن درخشش یکنواخت را ممکن می کند، که در آن نقاط تکی کریستال ها عملاً نامرئی هستند.

قدرت یک ماتریس COB می تواند به صد وات برسد، و یک هیت سینک به خوبی ساخته شده به شما امکان می دهد به یک خروجی نور عملی 100-150 لومن در هر وات برسید. طول عمر چنین ماتریسی، طبق گفته سازندگان، حدود 30 هزار ساعت کار است. فناوری ماتریس COB جوان است، تنها در سال 2010 ظاهر شد و با سرعتی سریع به توسعه خود ادامه می دهد.

ماتریس های SMD مجموعه ای از LED ها هستند که بر روی یک بستر آلومینیومی قرار می گیرند. به طور معمول، قدرت یکی از این عناصر از دو وات تجاوز نمی کند. تعداد زیادی LED که نزدیک به یکدیگر قرار گرفته اند، به طور متوسط ​​​​110 لومن در هر وات روشنایی می دهند. عمر خدمات اعلام شده آنها به 50 هزار ساعت می رسد. یکی از ویژگی های نورافکن های با ماتریس SMD در مقایسه با نورافکن های تک ماتریس، شار نوری بیشتر آنهاست. این به دلیل این واقعیت است که نورافکن های تک ماتریسی از تراشه های LED با نسبت بیش از 1 وات در 0.9 lm استفاده نمی کنند.

اصل عملیات

کار نورافکن بر اساس ملک است اتصال p-nنور را در طیف مرئی به چشم انسان ساطع می کند. هنگامی که ولتاژ به یک عنصر رادیویی اعمال می شود، حامل های بار داخل آن از منطقه تماس دو ماده با رسانایی متفاوت عبور می کنند. در نتیجه، بارها با هم برخورد می‌کنند و فرآیندی رخ می‌دهد که با انتشار کوانتوم‌های نور همراه است.

پارامتر اصلی امیتر جریان عملیاتی آن است. یعنی این قدرت آن است که در آن فرآیند نوترکیبی اتفاق می افتد. دمای کارکرد دستگاه به مقدار آن بستگی دارد. گرمایش زیاد عنصر رادیویی منجر به تخریب و خرابی آن می شود. بنابراین، محدود کردن مقدار جریان وارد شده به دستگاه نور، به عبارت دیگر، ولتاژ تغذیه بسیار مهم است. این همان چیزی است که از برد درایور الکترونیکی استفاده می شود.

هنگامی که نورافکن به یک شبکه AC 220 ولت روشن می شود، ولتاژ از طریق پایانه های تماس به درایور دستگاه می رسد که در آن یکسو شده و به مقدار مورد نظر کاهش می یابد. سپس سیگنال از آن به منبع نور می رسد. شار تابش توسط یک عدسی فرنل یا یک بازتابنده متمرکز می شود. برای جلوگیری از ورود رطوبت و گرد و غبار به داخل ماژول، محفظه با درزگیرهای سیلیکونی درمان می شود. خنک شدن عناصر رادیویی به طور طبیعی به دلیل سوراخ ها و طراحی هیت سینک اتفاق می افتد.

ویژگی های نور افکن

از مزایای نور افکن های LED می توان به سهولت نصب، عدم وجود مواد مضر، ابعاد کوچک و وزن آنها اشاره کرد. شار نوری با یکنواختی و یکنواختی لومینسانس مشخص می شود. این نوع روشن کننده فاقد ضربان و سوسو زدن است. این دستگاه ها در برابر لرزش مقاوم هستند و می توانند در دمای منفی 70 تا مثبت 45 درجه کار کنند.

فرقی نمی کند که نورافکن در یک فروشگاه خریداری شده باشد یا به طور مستقل طراحی شده باشد. ویژگی های اصلی آن عبارتند از:

خود تولیدی

خرید نورافکن LED در فروشگاه مشکلی نیست، اما مونتاژ آن بسیار ارزان تر و دلپذیرتر خواهد بود. با دستان خودم. در واقع، زمانی که رویکرد درستبا توجه به اینکه می توانید هر آنچه را که برای این کار نیاز دارید از فروشگاه ها خریداری کنید، ساختن این نوع روشن کننده به طور خاص دشوار نیست. در اینجا لیستی از مواردی که برای ایجاد نورافکن نیاز دارید آمده است:

برخی از مواد باید خریداری شوند، در حالی که برخی دیگر را می توان از مواد بداهه ساخته یا حتی از وسایل غیر ضروری قدیمی حذف کرد.

ماتریس امیتر و درایور

سه نوع LED وجود دارد. نورافکن از ال‌ای‌دی‌های سفید بسیار روشن بر روی بستر فلزی یا ال‌ای‌دی‌ها استفاده می‌کند. قطره چکان های ساخته شده در محفظه های استوانه ای پلاستیکی با انواع پین برای ساخت نورافکن های قدرتمند نامناسب هستند.

به محض اینکه تعداد لازم ال ای دی یا مجموعه دیود برای بدست آوردن توان مورد نیاز خریداری شد، نصب آنها بر روی زیرلایه آغاز می شود. از آنجایی که قطره چکان ها در حین کار بسیار داغ می شوند، باید آنها را روی رادیاتور نصب کنید. می توانید از هر صفحه آلومینیومی یا مسی به عنوان آن استفاده کنید.و اندازه مورد نیاز را از آن جدا کنید یا می توانید از یک رادیاتور آماده از رایانه یا تجهیزات دیگر استفاده کنید.

ال ای دی های SMD معمولاً سوراخ های نصب ندارند، بنابراین با استفاده از چسب رسانای حرارتی به رادیاتور چسبانده می شوند. پس از چسباندن تمام عناصر، باید از تماس الکتریکی بین آنها اطمینان حاصل کنید. برای این کار با استفاده از تکه های سیم، تمام قطره چکان ها با استفاده از لحیم کاری به صورت موازی یا سری به یکدیگر متصل می شوند.

اگر قابل اجرا باشد تعداد زیادی LED ها، یعنی استفاده از اتصال سری موازی منطقی است. برای انجام این کار، شاخه هایی متشکل از تعداد مساوی LED با یک مقاومت محدود کننده نصب شده به صورت سری ایجاد می شود. محاسبه آن ساده است: ولتاژ LED از ولتاژ تغذیه کم می شود و بر حداکثر جریان مجاز تقسیم می شود.

آخرین مقدار به عنوان مجموع جریان های هر عنصر در شاخه تعریف می شود. به محض اینکه اتصال عناصر رادیویی کامل شد، سوراخی در محل مناسبی روی رادیاتور ایجاد می شود که یک جفت سیم از آن عبور می کند. یک سیم به مثبت مشترک LED ها و دیگری به منفی لحیم شده است. در سمت عقب ذخیره ای در حدود چهار سانتی متر وجود دارد که امکان لحیم کردن آزادانه راننده را فراهم می کند.

بسته به تعداد LED ها، باید یک منبع تغذیه با ولتاژ مورد نیاز برای احتراق آنها بسازید یا خریداری کنید. برای انجام این کار، باید ویژگی های LED های مورد استفاده را بدانید.

برای یک نورافکن با توان متوسط، می توانید از منابع تغذیه همه منظوره با جریان ضربانی خروجی حداکثر دو آمپر و ولتاژ 3-5 ولت بالاتر از ولتاژ پیشروی دیودها استفاده کنید. برای جلوگیری از افزایش ولتاژ که می تواند منجر به فرسودگی LED شود، راننده باید تثبیت کننده داشته باشد. این را می توان با استفاده از مدارهای مجتمع: LM317، LM350 و LM338 انجام داد.

کنار هم قرار دادن عناصر

به محض آماده شدن درایور و ماتریس، باید در مورد موردی تصمیم بگیرید که در آن همه عناصر آزادانه جا شوند. می توانید از هر وسیله غیر ضروری با اندازه مناسب استفاده کنید. به عنوان مثال، یک منبع تغذیه کامپیوتر، یک نورافکن قدیمی با یک لامپ. یا می توانید خودتان این کار را انجام دهید، اما این به مهارت های لوله کشی نیاز دارد.

در این صورت باید فورا امکان اتصال کیس به دیوار یا سقف را فراهم کنید. فویل غذای معمولی به عنوان بازتابنده مناسب است و در عوض شیشه محافظمی توانید از پلاستیک شفاف، به عنوان مثال، از جعبه سی دی استفاده کنید.

همه عناصر به طور منظم در وسط قرار گرفته اند. برای محکم کردن آنها، ساده ترین راه این است که از اتصال دهنده های نخی استفاده نکنید، بلکه مثلاً از کراوات یا چسب استفاده کنید. اما در صورت تعمیرات هنگامی که عناصر به بدنه چسبانده می شوند، جداسازی دستگاه به طور قابل توجهی پیچیده تر خواهد شد. به علاوه از LED ها به مثبت درایور لحیم می شود، و منفی به سیم مشترک. محفظه دارای یک کانکتور برای اتصال به شبکه 220 ولت یا فقط یک جفت سیم است.

یک اجرای آزمایشی انجام می شود. اگر نورافکن حدود یک ساعت کار کرد و دمای گرمایش آن از 50-60 درجه تجاوز نکرد، می توانید با اطمینان محفظه را ببندید و از دستگاهی که خودتان ساخته اید لذت ببرید.

نورافکن LED یک منبع نور قدرتمند با مصرف انرژی کم را فراهم می کند. در عین حال، می توانید نیازهای خود را در نظر بگیرید - یک مورد مقاوم در برابر ضربه یا یک ساختار قابل حمل بسازید. می توانید از یک چراغ روشنایی قدیمی، یک پروفیل آلومینیومی یا یک قاب پلاستیکی به عنوان پایه استفاده کنید. شما می توانید نورافکن LED خود را از قطعات یدکی رایانه های قدیمی بسازید و لامپ های LED در فروشگاه های برق فروخته می شوند.

ویژگی های طراحی نورافکن

می توانید یک نورافکن قدیمی هالوژن یا LED بگیرید و آن را با منبع نور و بازتابنده بهتر ارتقا دهید. اگر این در دسترس نیست، می توانید یک چراغ خیابانی ارزان بخرید، فقط باید برخی از عناصر را جایگزین کنید.

اگر کار این است که یک فانوس مطابق با نیازها و ترجیحات خود بسازید، باید خودتان به کل طرح فکر کنید. این یک گزینه برای صنعتگران باتجربه ای است که بیش از یک وسیله برقی را با دست خود مونتاژ کرده اند. در این مورد، شما باید یک منبع نور و یک منبع جریان را انتخاب کنید. بهتر است سرمایش را تامین کنید تا دستگاه بیش از حد گرم نشود.

نورافکن هایی که دائماً در فضای باز استفاده می شوند باید از رطوبت محافظت شوند. شیشه و تمام اتصالات کیس باید به خوبی مهر و موم شوند. توصیه می شود برای محافظت از بارندگی یک سایبان بر روی فانوس آویزان کنید.

مواد و قطعات مورد نیاز

قطعات لازم برای مونتاژ نورافکن LED را می توان از یک کامپیوتر یا لپ تاپ قدیمی تهیه کرد. اگر مسکن مناسب وجود ندارد، می توانید آن را خودتان از یک پروفیل فلزی مونتاژ کنید.

مصالح مسکن

چراغ قوه های ارزان قیمت با بدنه پلاستیکی ساخته می شوند. مزیت آنها وزن سبک و کم هزینه است. اما پلاستیک از نظر دوام پایین‌تر از فلز است و در تمام طول سال قابل استفاده نیست. اگر قصد دارید نورافکن را بالای ورودی گاراژ یا خانه آویزان کنید، بهتر است یک قاب فلزی بسازید. بسته به شرایط عملیاتی، می توانید دسته حمل و محافظت در برابر ضربه را تهیه کنید.

نکته اصلی در کیس منافذ در بالا و پایین برای تهویه است. از کار طولانی LED ها داغ می شوند و باید به طور موثر خنک شوند. هوا از سوراخ های بالایی وارد می شود، از تمام قسمت ها می دمد و گرما را از آنها می گیرد. فن ها هوای خروجی را از طریق دهانه های پایینی خارج می کنند. این طرح نورافکن برای استفاده در فضای باز مناسب نیست.

منابع نور

مزیت اصلی لامپ های LED عمر طولانی آنهاست. آنها 50000 ساعت عمر می کنند که 10 برابر بیشتر از لامپ های هالوژن است. با قرار دادن مناسب بازتابنده ها، روشنایی LED ها در نورافکن بسیار بیشتر از سایر لامپ ها خواهد بود.

اگر به منبع نور روشن نیاز دارید، بهتر است چندین LED کوچک هر کدام 1 یا 3 وات بگیرید. برای یک دستگاه با اندازه متوسط ​​به 20 قطعه نیاز دارید. لامپ خیابان باید حداقل قدرت 30 وات داشته باشد.

منبع تغذیه

شما می توانید نورافکن LED خود را برای 12 یا 220 ولت بسازید. می توانید یک منبع تغذیه را در فروشگاه قطعات کامپیوتر پیدا کنید. به عنوان مثال، برای یک نورافکن با 20 LED 1 W، منبع تغذیه 19 ولت از یک لپ تاپ مناسب است، بهتر است فوراً منابع فعلی را در یک کیس مقاوم در برابر رطوبت خریداری کنید، در این صورت نیازی به محافظت از خود نخواهید داشت. .

فرآیند ساخت

برای ساختن نورافکن LED، باید آماده کنید:

• آهن لحیم کاری؛
• چسب حرارتی؛
• درزگیر;
• سیم های برق؛
• بازتابنده

برای تقویت نور، از یک بازتابنده یا نوار آینه آماده استفاده کنید.

جمع آوری نورافکن

ال‌ای‌دی‌های جداگانه باید در یک مدار مستقیماً روی رادیاتور مونتاژ شوند. یک خنک کننده از رایانه، لپ تاپ یا سرور این کار را انجام می دهد. دیودها با چسب حرارتی متصل می شوند و توسط آهنگ یا سیم به هم متصل می شوند. پس از این، منبع تغذیه را وصل کنید، عملکرد لامپ ها و فن را بررسی کنید. مهم است که اطمینان حاصل کنید که رادیاتور دمای ثابتی را حفظ می کند.

بدنه نورافکن را می توان از یک چراغ قوه قدیمی، براکت و لوله آلومینیومی مونتاژ کرد. شما باید یک سوراخ در پایین فانوس برای طرفداران ایجاد کنید. یک لوله آلومینیومی به عنوان پایه کار می کند و یک براکت قدیمی می تواند به عنوان دسته حمل استفاده شود.

به شبکه وصل شوید

پس از اتمام تمام کارها، باید نورافکن را به شبکه متصل کرده و آن را بررسی کنید. بهتر است این کار را در بیرون و در تاریکی مطلق جلوی دیوار انجام دهید. از فاصله دور، باید نقطه نوری را که لامپ می دهد ارزیابی کنید. در آینده، دستگاه را می توان با اضافه کردن یک باتری قابل حمل و یک اتصال USB برای شارژ بهبود بخشید. یک دسته راحت با قلاب به شما امکان می دهد فانوس را در پیاده روی و ماهیگیری ببرید.

تصمیم گرفته شد که فصل ساخت و ساز امسال تعطیل نشود و از آنجایی که هوا در اوایل پاییز و به خصوص در زمستان تاریک می شود، نیاز به یک منبع نور قدرتمند است. مخصوصاً الان که روی نما کار می کنیم، نیاز به نور داریم تا تمام ضلع نما را روشن کند. برای این منظور وجود داشت با دستان خود یک نورافکن LED ساده قدرتمند ساخته اید.

ما قطعات را سفارش می دهیم و یک نورافکن ساده 50 واتی را با دستان خود مونتاژ می کنیم.

ساخت این نورافکن LED ساده 5 دقیقه طول کشید.

ویژگی این ماتریس قدرتمند این است که به درایور LED نیاز ندارد. 220 ولت مستقیم به آن وصل می شود. در ضمن قیمتش خیلی پایینه، هدیه در نظر بگیرید.

و بنابراین ما قدرتمندتر انتخاب می کنیم 50 وات. سفید گرم - سفید گرم (نزدیک به رنگ رشته ای) یا سفید سرد - سفید سرد

بگذارید به شما بگویم که 50 وات برای LED مناسب است.

سمت معکوسماژول از یک بستر آلومینیومی تشکیل شده است.

بدون لنز گرفتم. اما برای نورافکن خانگی بعدی حتما با لنز سفارش خواهم داد. واقعیت این است که قیمت به سختی تغییر خواهد کرد. تفاوت حدود 20 روبل است. یک بازتابنده به همراه لنز موجود است.

به علاوه، کنتاکت های 220 باید به نحوی ایزوله و پوشانده شوند، در غیر این صورت لنز آنها را می پوشاند.

این عکس ماتریس را به همراه لنز و رفلکتور نشان می دهد.

این ماژول LED قطعا به یک هیت سینک نیاز دارد. من فقط یک تکه ورق آلومینیوم برداشتم (آن را در سطل های خود داشتم). چهار سوراخ 3 میلی متری برای بستن ماژول LED و دو سوراخ دیگر برای بستن سیم با کراوات (بند خود سفت) در آن ایجاد کردم.

در سمت عقب ماژول LED یک لایه نازک از خمیر حرارتی (باقی مانده از تعویض پردازنده در لپ تاپ) اعمال کردم.

در واقع، همه چیز بسیار ابتدایی است و در عکس ها دیده می شود. البته، خیلی مدنی به نظر نمی رسد، شما نمی توانید آن را روی نما آویزان کنید، اما برای یک سایت ساخت و ساز مناسب است.

فراموش نکنید که کنتاکت های 220 ولت باز هستند! قطعا منزوی خواهیم شد!
من آن را با لاک پر کردم و یک فیلم روی آن چسباندم.

این یک نوع نصب ماتریس LED در سمت عقب است.

و اینجا یک نورافکن خانگی در عمل است. نمی‌دانم در 50 وات می‌درخشد یا نه، اما کاملاً درخشان است. سعی کردم شب کار کنم، نورافکن را به سمت نما نشانه رفتم، همه چیز به طور معمول قابل مشاهده بود. نقطه نوری تمام نمای دو طبقه را پوشانده بود.

گزینه ای برای فیتولامپ.

اتفاقا اینها ماتریس های LED با طیف نوری ویژه برای گیاهان در دسترس هستند (نهال). علاوه بر این، یک ماژول شامل کل طیف نور مورد نیاز گیاهان است.

تا زمانی که محصولات LED به طور کامل وارد زندگی ما شوند و تولید به طور کامل در مسیر درست قرار نگیرد، قیمت تجهیزات روشنایی LED همچنان پایین خواهد آمد. اما اگر می توانید طبق دستورالعمل های ما یک نورافکن از قدرت مورد نیاز را با دستان خود جمع آوری کنید، چرا صبر کنید یا حتی بدتر از آن، بیش از حد پرداخت کنید.

ویژگی های الکتریکی کار با LED

اگر قصد استفاده از فناوری LED را دارید، آشنایی با برخی از پیچیدگی های کار با آن که تا حدی می توان آن را معایب نامید، ضرری ندارد. از یک طرف ال ای دی ها منابع نور فشرده، اقتصادی و بادوام هستند، اما از طرف دیگر؟

عناصر نیمه هادی حالت جامد به شدت حساس هستند دمای بالادر منطقه فعال پدیده ای به نام تخریب، از بین رفتن مواد ناخالص توسط یک نیمه هادی است که منجر به کاهش آن می شود شار نورانییا شکست دائمی

الف) طراحی یک LED معمولی: 1 - آند. 2 - کاتد; 3 - هادی; 4 - کریستال؛ 5 - لنز پلاستیکی
ب) طراحی یک LED پرقدرت: 1 - مسکن. 2 - هادی; 3 - هیت سینک; 4 - کریستال؛ 5 - لنز; 6 - کاتد

در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد، LED بسیار سریع تخریب می شود و 50 هزار ساعت اعلام شده توسط سازنده در نهایت به 3-5 هزار تبدیل می شود. و هر چه یک LED تک قوی تر باشد، احتمال پیری سریع آن به دلیل گرمای بیش از حد بیشتر است. بنابراین، هنگام توسعه دستگاه های روشنایی، تمرکز اصلی بر روی یک سیستم حذف حرارت با کیفیت بالا و همچنین تقسیم امیتر به چندین نقطه و ترتیب صحیح آنها است.

یکی دیگر از ویژگی های LED ها این است که آنها فقط می توانند تعداد محدودی الکترون را در واحد زمان عبور دهند. شبکه تامین کننده LED باید تثبیت شده باشد، در غیر این صورت گرمای بیش از حد شدید و پیامدهای منفی مرتبط با آن رخ خواهد داد. جریان در مدار قدرت توسط ولتاژ اعمال شده تنظیم می شود و توسط یک مقاومت در هر یک از LED ها محدود می شود. هنگام ایجاد یک مدار اتصال، باید محاسبات دقیقی انجام دهید: ولتاژ را خیلی بالا تنظیم کنید و LED ها به سرعت خراب می شوند، اما آن را خیلی کم کنید و فقط با نصف توان روشن می شوند.

ساده ترین نورافکن ها تنها یک عنصر ساطع کننده نور دارند، در حالی که در دستگاه ها هستند قدرت بالابرای اتلاف گرمای کارآمدتر توصیه می شود بار را توزیع کنید. در چنین مواردی، اتصال می تواند سریال، موازی یا مختلط باشد. اولین مورد کاملاً ایمن نیست: اگر یکی از LED ها بسوزد، می تواند مدار را قطع کند یا آن را دور بزند. با اتصال موازی (و مخصوصاً مختلط)، خطر زیادی وجود دارد که پس از قطع شدن یک مصرف کننده از مدار، جریان در شبکه تغذیه به مقادیر غیرقابل قبول افزایش یابد.

منابع نقطه ای و ماتریس ها: انتخاب، تدارکات

سه نوع LED وجود دارد که استفاده از آنها در ساخت نورافکن عاقلانه است. لطفا توجه داشته باشید که هنگام مونتاژ یک دستگاه روشنایی از چندین LED، آنها باید هم از نظر نوع و هم از نظر مشخصات ولتاژ جریان یکسان باشند. همچنین توصیه می شود تا یک دوجین دیود یدکی را به عنوان کیت تعمیر و در صورت آسیب دیدن در حین نصب خریداری کنید.

ال ای دی ها به صورت کپسول پلاستیکی با پایانه های پین برای ساخت نورافکن های کوچک و چراغ قوه مناسب هستند. این ارزان ترین نوع محصول است و تعمیر محصول نهایی در نهایت نسبتاً آسان خواهد بود.

نوع دوم، ال ای دی های سفید بسیار روشن روی یک بستر فلزی است. آنها باید در دستگاه های روشنایی با قدرت بالا استفاده شوند.

نوع دیگر LED ماتریس های LED پرقدرت هستند. توصیه نمی شود که به طور مستقل نورافکن هایی با توان ماتریس 20 وات یا بالاتر بسازید: اقدامات ساده قادر به حذف موثر گرما نیستند.

قطعات محفظه و بازتابنده

تعدادی راه حل برای بدنه نورافکن خانگی وجود دارد. اگر درجه بالایی از محافظت در برابر گرد و غبار و رطوبت برای یک چراغ خیابان مورد نیاز است، چراغ جلو خودرو مناسب است. لبه پایه لامپ باید بریده شود و با ماتریس LED روی پانل محکم شود. نقطه ضعف روش، قدرت محدود نورافکن است، با توجه به اینکه تنها یک ماتریس در آن قرار می گیرد.

اگر چندین LED یا ماتریس را روی یک برد مدار چاپی یا پانل نصب قرار دهید، محفظه می تواند از قلع یا ورق فولادی ساخته شود. روی قطعه کار، توسعه یک هرم کوتاه را علامت بزنید: یک مربع در مرکز و ذوزنقه های متساوی الساقین یکسان در طرفین. فراموش نکنید که در یکی از دو طرف هر ذوزنقه یک "زبان" بگذارید تا گلبرگ ها را به هم وصل کنید. همچنین در پایه کوچکتر ذوزنقه باید یک نوار مستطیل شکل در حدود 15-20 میلی متر بگذارید و در مرکز مربع یک نوار دیگر با ضلع 20-25 میلی متر کوچکتر ببرید.

وقتی الگو آماده شد، لبه ها را سمباده بکشید، بدنه را خم کنید و درزها را پرچ کنید. سطح داخلی را آستر کرده و با اسپری رنگ سفید غیر براق بپوشانید و بگذارید 2 تا 3 روز خشک شود. از قسمت جلوی کیف، یک تکه شیشه مربعی با ابعاد مناسب را به صورت مورب قرار دهید و از داخل به قفسه های منحنی تکیه دهید. مقدار زیادی سیلیکون سفید را در امتداد کانتور لیوان بمالید و درزهای کیس را با آن بپوشانید.

پانل یا تخته نصب را با استفاده از هشت پیچ 4 میلی متری ببندید و قبلاً در لبه های هر قفسه در سمت باریک کیس سوراخ کرده باشید. برای اطمینان از محکم بودن صفحه، از درزگیر فوم پی وی سی درب استفاده کنید. سفت کردن پیچ و مهره ها آسان نخواهد بود.

نصب المان های رادیویی

اگر ال‌ای‌دی‌ها را با پایانه‌های پین انتخاب کردید، برای نصب آنها به یک صفحه PCB نیاز دارید. روی طرح فکر کنید و مسیرهای حامل جریان را با یک نشانگر دائمی ترسیم کنید. آندهای همه LEDها (دم بلند) را می توان روی یک اتوبوس زمینی مونتاژ کرد. کاتدها نیز در یک نقطه جمع آوری می شوند، اما یک مقاومت محدود کننده جریان باید به صورت سری به مدار قدرت هر LED متصل شود.

محاسبه آن ساده است: ولتاژ LED را از ولتاژ تغذیه کم کنید و بر حداکثر جریان مجاز تقسیم کنید. برای ایمن بودن در صورت نوسانات ولتاژ منبع، جریان مجاز LED را می توان عمداً به 90-95٪ از مقدار پلاک پایین آورد.

نمونه ای از مدار ماتریس LED از دیودها با ولتاژ کاری 3 ولت و جریان کاری 20 میلی آمپر

ولتاژ تقریبی تغذیه برای یک LED 4 ولت است. اگر منبع بیشتر تولید می کند، توصیه می شود دیودها را در یک مدار مخلوط روشن کنید، جایی که حلقه ها به صورت موازی وصل شده اند، که هر کدام یک LED برای هر 4-5 ولت دارند. ولتاژ جریان مجاز برای چنین مجموعه‌ای سری به‌عنوان مجموع جریان‌های مجاز هر کدام تعیین می‌شود و ولتاژ رو به جلو ثابت می‌ماند، مشروط بر اینکه این پارامتر برای هر LED یکسان باشد.

پس از قرار دادن عناصر و ترسیم مسیرها، صفحه PCB را در محلول اسید سیتریک (30-50 گرم)، پراکسید هیدروژن 3٪ (100 میلی لیتر) و نمک خوراکی (2 قاشق چایخوری) حکاکی کنید، و به طور دوره ای درجه انحلال مواد محافظت نشده را بررسی کنید. مناطق با یک مته 1.5-2 میلی متری برای سرب های پین سوراخ کنید، هشت سوراخ برای اتصال تخته به کیس دریل کنید و سپس قطعات حامل جریان را با لحیم کاری و رزین به دقت قلع و قمع کنید.

همچنین می توانید از برد مدار برای ماتریس LED استفاده کنید

اگر دیودها یا ماتریس ها را روی یک بستر خنک کننده مونتاژ می کنید، آنها با استفاده از روش لولایی نصب می شوند. یک رادیاتور شانه ای آلومینیومی باید به عنوان پانل نصب انتخاب شود. هر LED با استفاده از دو یا سه سوراخ متصل می شود، همه آنها را به یکباره علامت گذاری کنید و از پشت رادیاتور با یک مته 2.5 میلی متری سوراخ کنید.

برای چسباندن، از پیچ های کوتاه 3.5x11 میلی متری برای پروفیل های فلزی استفاده کنید، اما بدون مته در انتها. قبل از تثبیت دیود، مقدار کمی خمیر حرارتی KPT-8 را روی بستر بمالید.

کاتد (-) و آند (+) LED های دارای زیرلایه مشخص شده اند، نمودار اتصال و محاسبه مقاومت های محافظ برای همه انواع یکسان است. عناصر باید با استفاده از یک قطعه به یکدیگر متصل شوند سیم تلفن. برای جلوگیری از کار غیر ضروری، آندها را می توان بلافاصله با جامپرهای کوتاه به بدنه رادیاتور آلومینیومی لحیم کرد.

سوال منبع تغذیه

پس از مونتاژ ال ای دی ها، دو ترمینال برای شما باقی می ماند که ولتاژ دادن به آنها خوب است، اما از کجا می توانید آن را تهیه کنید؟ منابع تغذیه خانگی در اینجا کاربرد کمی دارند تا LED ها را تغذیه کنید دی سیارزش پایدار

برای اکثر محصولات، یک درایور برای سیستم های روشنایی داخلی یا نوارهای LED مناسب است. بهتر است منبع تغذیه را از قبل خریداری کنید تا از آن برای محاسبه تعداد و نمودار اتصال دیودها با توجه به ولتاژ خروجی و جریان تثبیت کل استفاده کنید.

برای صنایع دستی کوچک، می توانید از منابع تغذیه همه منظوره با جریان ضربانی خروجی 0.5-1.5 A و ولتاژ 3-5 ولت بالاتر از ولتاژ مستقیم دیودها استفاده کنید. می توانید منبع تغذیه را با استفاده از تراشه LM317 برای نورافکن های قدرتمندتر تثبیت کنید، به ترتیب از LM350 و LM338 استفاده کنید و قدرت منبع را افزایش دهید.

محدودیت جریان ریز مدار را می توان با تغییر مقاومت مقاومت تنظیم کرد. امتیاز آن به عنوان 1.25/I تعریف شده است، جایی که I جریان LED یا مجموعه است.

امروزه کل طیف نورافکن های ال ای دی موجود در بازار را می توان به 2 گروه محصولات ارزان قیمت، بی کیفیت و برند تقسیم کرد. کیفیت خوببا هزینه بالا شایان ذکر است که گروه دوم به طور فعال توسط تولید کنندگان بی پروا از چین جعل می شود که به طور جدی انتخاب را پیچیده می کند.

در این مقاله به نحوه ساخت نورافکن LED 220 ولت با دستان خود می پردازیم که کیفیت آن چندین برابر محصولات ارزان قیمت چینی است.

قطعات و مواد مورد نیاز

تمام مواد مورد استفاده در مونتاژ در فروشگاه های سخت افزار و بخش های فروش قطعات الکترونیکی موجود است. به عنوان آخرین راه، می توان آنها را از طریق فروشگاه های آنلاین سفارش داد. قسمت اصلی بدنه نورافکن هالوژن است.

اگر قرار است از نورافکن در فضای باز استفاده شود، درجه حفاظت از محفظه باید حداقل IP67 باشد.

در مرحله بعد به فویل فایبرگلاس مستطیلی دو طرفه نیاز دارید. اندازه آن به ابعاد داخلی بدنه نورافکن هالوژن بستگی دارد. برای اتصال PCB به یک صفحه آلومینیومی نیاز دارید که به عنوان رسانای حرارتی بین LED ها و بدنه نورافکن عمل می کند.

برای حذف حرارت کارآمدتر از LED ها، توصیه می شود از نازک ترین لمینت فایبرگلاس استفاده کنید.

100 عدد LED نصب خواهیم کرد. برای تغذیه آنها به مجموعه ای از عناصر رادیویی ارزان قیمت نیاز دارید که انتخاب آنها در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. برای نصب قطعات بر روی برد مدار چاپیشما به یک ابزار رادیویی آماتور استاندارد نیاز دارید. علاوه بر این قابلیت ساخت بردهای مدار چاپی خانگی، خمیر حرارتی و سیم نیز مفید خواهد بود.

مدار و برد مدار چاپی یک نورافکن LED ساده

به عنوان منبع تغذیه برای نورافکن LED، از مداری با خازن خاموش کننده به عنوان ساده ترین و در دسترس ترین راه حل برای همه استفاده خواهیم کرد. اصل عملکرد آن قبلا بارها مورد بحث قرار گرفته است. بنابراین ، ما فقط تفاوت های ظریف اصلی را که باید به آنها توجه کنید نشان خواهیم داد. در ورودی منبع تغذیه یک خازن غیر قطبی با ظرفیت 1 µF برای 400 یا 630 ولت وجود دارد. یک مقاومت 1 MΩ به موازات آن متصل می شود. می توانید هر مقاومت دیگری را با توان 0.25 وات یا بیشتر با مقاومت 240 تا 1000 کیلو اهم متصل کنید. بعد یک پل دیودی می آید که روی چهار دیود ارزان قیمت 1N4007 مونتاژ شده است (I arr = 1 A، U arr = 1000 V). می توان آن را با یک مجموعه دیود با همان پارامترها جایگزین کرد. ولتاژ تصحیح شده توسط یک خازن قطبی 10 μF 400 ولت صاف می شود.

LED های روی برد مدار چاپی نورافکن به دو گروه 50 عددی به صورت سری تقسیم می شوند. در هر کدام مدار LED از مقاومت های محدود کننده استفاده نمی کند.

هنگام اتصال منبع تغذیه به LED ها، یک مولتی متر بین آنها در حالت اندازه گیری جریان نصب شد. نتیجه 38 میلی آمپر در هر دو شاخه یا 19 میلی آمپر در هر شاخه را نشان داد که با داده های محاسبه شده قبلی مطابقت دارد. در ولتاژ شبکه 220 ولت، جریان عبوری از هر LED از مقدار اسمی 20 میلی آمپر تجاوز نخواهد کرد.

برد مدار چاپی به روش استاندارد با استفاده از تولید می شود چاپگر لیزریو نیاز به دقت خاصی ندارد. سمت عقب تخته برای اتلاف گرما بهتر قلع نشده باقی می ماند. سوراخ های نصب باید طوری قرار داده شوند که از تماس قابل اعتماد با رادیاتور اطمینان حاصل شود.

تابلو نورافکن LED در فایل Sprint Layout 6.0:

فرآیند ساخت

بیایید مونتاژ نورافکن را با نصب LED روی برد مدار چاپی شروع کنیم. برای این کار می توانید از یک لحیم کاری یا یک هویه لحیم کاری ساده و کم مصرف استفاده کنید. پس از اتمام، باید نصب و عملکرد صحیح هر LED را به طور جداگانه و با استفاده از یک مولتی متر در حالت شماره گیری بررسی کنید.

مرحله بعدی در مونتاژ یک نورافکن LED با دستان خود، لحیم کردن منبع تغذیه با استفاده از روش لولایی است. محل قطعات رادیویی باید به گونه ای در نظر گرفته شود که در محفظه ای که کابل برق در آن قرار می گیرد قرار گیرند. برای جلوگیری از اتصال کوتاه، ما مناطق در معرض را با لوله های هیت شرینک عایق بندی می کنیم. ما عملکرد منبع تغذیه را ابتدا در حالت بیکار و سپس با یک بار (LED) بررسی می کنیم.
پس از یک راه اندازی کوتاه مدت موفق، به مونتاژ نهایی نورافکن LED می رویم. ابتدا رادیاتور را به صورت گوشه ای از صفحه آلومینیومی می سازیم.
به گونه ای که یکی از قفسه های آن در مجاورت دیواره داخلی نورافکن قرار دارد و یک تخته با LED به قفسه دوم متصل می شود.
برای افزایش انتقال حرارت در نقاط تماس، خمیر حرارتی را اعمال می کنیم و پس از آن مونتاژ نهایی را انجام می دهیم.

جوانب مثبت و منفی طراحی

مزیت بارز طراحی، سهولت مونتاژ و در دسترس بودن قطعات مورد استفاده است. در نتیجه عملیات انجام شده، یک نورافکن LED جهت دار خانگی با استفاده از ال ای دی های SMD 5050 با بازده نوری هر کدام 18 lm به دست آمد. در مجموع، شار نوری یک نورافکن خانگی تقریباً 1600-2000 Lm خواهد بود. مقدار دقیق روشنایی باید با لوکس متر اندازه گیری شود. این بستگی به جریان بار و دمای رنگ LED های استفاده شده دارد.

عدم وجود یک مقاومت محدود کننده منهای در نظر گرفته شده است نمودار الکتریکی، به همین دلیل قابلیت اطمینان آن در مناطق با ولتاژ شبکه ناپایدار به شدت کاهش می یابد. افزایش قابل توجه ولتاژ باعث سوختن LED ها می شود. بنابراین، توصیه می کنیم با افزودن دو مقاومت 1 تا 2 اهم به مدار منبع تغذیه آن، نورافکن خانگی خود را کمی بهبود بخشید. فراموش نکنید که نورپردازی LED همچنان به پیشرفت خود ادامه می دهد و مدل های جدیدی از منابع نور حالت جامد را ارائه می دهد. به طور خاص، جای LED های SMD را می توان با ماتریس COB گرفت که قیمت خرده فروشی آن در حال حاضر برای طیف گسترده ای از مصرف کنندگان در دسترس است. ماتریس COB نصب را ساده می کند، اندازه برد را کاهش می دهد و زمان کلی تولید نورافکن در خانه را کاهش می دهد.

اما گرما باید با استفاده از یک فن از تراشه چند تراشه حذف شود، به این معنی که منبع تغذیه باید اصلاح شود. برای این منظور یک کولر کامپیوتری مناسب است که فضای کافی در داخل کیس وجود دارد. اما در این مورد نمی توان از نورافکن در فضای باز استفاده کرد.

یکی دیگر از اقدامات پیشرونده، جایگزینی ورقه های آلومینیومی با روکش مسی خواهد بود. در واقع، این ماده سه لایه از تکستولیت ساخته شده است که در یک طرف آن از مس برای اچ کردن هادی های چاپی استفاده می شود و در طرف دیگر - آلومینیوم برای اتلاف گرما. برای ساخت چراغ های LED و نور افکن مدرن با قدرت بالا ایده آل است.

به طور خلاصه، می خواهم توجه داشته باشم که هر فردی که با آهن لحیم کاری و برق "دوستانه" است، می تواند با استفاده از LED ها یک نورافکن خانگی بسازد. و مونتاژ چنین وسیله خانگی نه تنها اوقات فراغت شما را تزئین می کند، بلکه به یک وسیله روشنایی اقتصادی در خانه تبدیل می شود.

همچنین بخوانید