Tee itse tehokas LED-kohdevalo. Tehokas yksinkertainen LED-kohdevalaisin omin käsin

Ulkoinen valaistus yöllä ei ole vain tärkeä osa eri kotitalouksien mukavuutta, vaan myös välttämätön osa turvajärjestelmää. Ulkovalaistuksen järjestämiseen käytetään useimmiten valonheittimiä, jotka valaisevat suuria alueita ja osallistuvat rakenteiden valaistukseen. Kaupankäyntialustat tarjoavat laajan valikoiman tällaisia ​​tuotteita, mutta niiden valmistaminen ei ole vaikeaa led valokeila omin käsin.

Laajuus ja laite

Sana "spotlight" on lainattu latinasta. Kirjaimellisesti projektius tarkoittaa heittämistä eteenpäin. Tämä käsite viittaa laitteeseen, joka lähettää valoa uudelleen jakamalla ja fokusoimalla sen sisällä olevan säteilylähteen näkyvää energiaa. Ensimmäisen tällaisen laitteen prototyypin kehitti italialainen keksijä Leonardo da Vinci, ja sen loi ensin venäläinen mekaanikko-keksijä Ivan Petrovich Kulibin.

Kyseisiä laitteita käytettiin alun perin majakoille asennettaessa, suojelualueilla ja elokuvateollisuudessa. He käyttivät valonlähteenä suuritehoista hehkulamppua. Mallit vaihtelivat: suuret mitat, pieni kerroin hyödyllistä toimintaa, lisääntynyt lämmitys.

Kehityksen kanssa puolijohdelaitteet ja tehokkaiden LEDien tulo tuli uusi aikakausi kohdevalojen käyttöä. Vaatimattoman suunnittelunsa ja taloudellisen energiankäytön ansiosta niitä alettiin käyttää paitsi teollisuus- ja kunnallisissa tiloissa myös kotitalouksissa. Nykyään niitä löytyy erilaisten asuin- ja hallintorakennusten julkisivuista., tunnelit, sillat. Ne valaisevat arkkitehtonisia monumentteja, bannereita, polkuja, sisään- ja uloskäyntejä.

Laitteen suunnittelu

Suunnittelultaan LED-valonheitin ei ole monimutkainen laite. Se voi käyttää joko yhtä tehokasta valoa emittoivaa diodia (LED) tai ryhmää niitä. Laitteen kiinnittämiseen eri pinnoille käytetään kiinnikettä, joka useimmissa tapauksissa on kiinteä osa laitetta.

Seuraavat pääelementit, jotka muodostavat LED-kohdevalon suunnittelun, voidaan erottaa:

• kehys;
• valon päästöjen järjestelmä;
• kuljettaja.

Laitteen toimiessa vapautuu valokvanttien lisäksi myös lämpöenergiaa. Siksi kohdevalon emitterin ja ohjauselementtien suojaamiseksi tuotteen runko on valmistettu lämpöä johtavasta kevyestä materiaalista. Kotelot ovat pääosin alumiinia ja duralumiinia, mutta pienitehoisille laitteille se voidaan valmistaa myös muovista.

Valomoduuli on valmistettu COB:n (chip-on-board) tai SMD-LED-matriisin pohjalta. Ensimmäinen tyyppi on yleisin, koska se on erityisesti suunniteltu luomaan suuntavaloa, kun taas toisella on valmistajien mukaan pidempi toiminta-aika.

COB-teknologian ydin on keraamisen alustan käyttö, jolle asetetaan pakkaamattomia emittoivia kiteitä. Niiden päälle levitetään fosforikerros. Tämä lähestymistapa tuotantoon mahdollistaa tuotteen hinnan alentamisen ja tasaisen hehkun, jossa kiteiden yksittäiset pisteet ovat käytännössä näkymättömiä.

COB-matriisin teho voi nousta sataan wattiin, ja hyvin tehdyn jäähdytyselementin avulla voit saavuttaa käytännöllisen valotehon 100-150 lumenia wattia kohden. Tällaisen matriisin käyttöikä on valmistajien mukaan noin 30 tuhatta käyttötuntia. COB-matriisiteknologia on nuori, se ilmestyi vasta vuonna 2010 ja kehittyy edelleen nopeaa vauhtia.

SMD-matriisit ovat sarja LED-valoja, jotka on sijoitettu alumiinisubstraatille. Tyypillisesti yhden tällaisen elementin teho ei ylitä kahta wattia. Suuri määrä lähellä toisiaan olevia LED-valoja mahdollistaa keskimääräisen 110 lumenin valaistuksen wattia kohden. Niiden ilmoitettu käyttöikä on 50 tuhatta tuntia. SMD-matriisilla varustettujen valonheittimien ominaisuus yksimatriisiin verrattuna on niiden suurempi valovirta. Tämä johtuu siitä, että yksimatriisivalonheittimet eivät käytä LED-siruja, joiden suhde on yli 1 W / 0,9 lm.

Toimintaperiaate

Valonheittimen työ perustuu omaisuuteen p-n risteys säteilee valoa ihmissilmään näkyvässä spektrissä. Kun radioelementtiin syötetään jännite, sen sisällä olevat varauksenkantajat kulkevat kahden eri johtavuuden omaavan materiaalin kosketusvyöhykkeen läpi. Tämän seurauksena varaukset törmäävät ja tapahtuu prosessi, johon liittyy valokvanttien emissio.

Emitterin pääparametri on sen käyttövirta. Toisin sanoen tämä on sen vahvuus, jolla rekombinaatioprosessi tapahtuu. Laitteen käyttölämpötila riippuu sen arvosta. Radioelementin korkea kuumeneminen johtaa sen huononemiseen ja epäonnistumiseen. Siksi on tärkeää rajoittaa valolaitteeseen syötettävän virran määrää, toisin sanoen syöttöjännitettä. Tähän käytetään elektronista ajurikorttia.

Kun valonheitin kytketään päälle 220 voltin vaihtovirtaverkkoon, jännite johdetaan kosketinliittimien kautta laiteohjaimeen, jossa se tasasuuntautuu ja vähennetään haluttuun arvoon. Sitten siitä tuleva signaali saavuttaa valonlähteen. Säteilyvirta kohdistetaan Fresnel-linssillä tai heijastimella. Kosteuden ja pölyn pääsyn estämiseksi moduuliin kotelo on käsitelty silikonitiivisteillä. Radioelementtien jäähtyminen tapahtuu luonnollisesti reikien ja jäähdytyselementin suunnittelun ansiosta.

Valonheittimen ominaisuudet

LED-valonheittimien etuja ovat asennuksen helppous, haitallisten aineiden puuttuminen, pienet mitat ja paino. Valovirralle on ominaista luminesenssin homogeenisuus ja tasaisuus. Tämän tyyppisessä valaistuksessa ei ole pulsaatiota tai välkkymistä. Laitteet kestävät tärinää ja voivat toimia lämpötiloissa miinus 70 - plus 45 astetta.

Ei ole väliä onko valonheitin ostettu kaupasta vai suunniteltu itsenäisesti, sen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat:

Itsetuotanto

LED-kohdevalon ostaminen kaupasta ei ole ongelma, mutta sen kokoaminen on paljon halvempaa ja miellyttävämpää omilla käsilläni. Itse asiassa milloin oikea lähestymistapa Tämän tyyppisen valaisimen valmistaminen itse ei ole erityisen vaikeaa, koska voit ostaa kaiken tarvitsemasi kaupasta. Tässä on luettelo siitä, mitä tarvitset valokeilan rakentamiseen:

Jotkut materiaalit on ostettava, kun taas toiset voidaan valmistaa improvisoiduista materiaaleista tai jopa poistaa vanhoista tarpeettomista laitteista.

Emitter matriisi ja ohjain

LED-valoja on kolme tyyppiä. Kohdevalaisimessa käytetään erittäin kirkkaita valkoisia LEDejä metallialustalla tai LEDeillä. Muovisissa lieriömäisissä koteloissa nastatyypeillä valmistetut emitterit eivät sovellu tehokkaiden kohdevalojen valmistukseen.

Heti kun tarvittava määrä LEDejä tai diodikokoonpanoja on ostettu tarvittavan tehon saamiseksi, niiden asennus alustalle alkaa. Koska säteilijät kuumenevat hyvin käytön aikana, ne on asennettava jäähdyttimeen. Voit käyttää mitä tahansa alumiini- tai kuparilevyä sellaisenaan. ja leikkaa siitä haluamasi koko tai voit käyttää tietokoneesta tai muusta laitteesta valmistettua jäähdytintä.

SMD-LED:issä ei yleensä ole kiinnitysreikiä, joten ne liimataan jäähdyttimeen lämpöä johtavalla liimalla. Kun kaikki elementit on liimattu, sinun on varmistettava sähköinen kosketus niiden välillä. Tätä varten kaikki emitterit on kytketty rinnan tai sarjaan toisiinsa juottamalla johdinpaloilla.

Tarvittaessa suuri määrä LEDit, eli on järkevää käyttää sarja-rinnakkaisliitäntää. Tätä varten luodaan haaroja, jotka koostuvat yhtä suuresta määrästä LEDejä, joissa on sarjaan asennettu rajoittava vastus. Sen laskenta on yksinkertainen: LED-jännite vähennetään syöttöjännitteestä ja jaetaan suurimmalla sallitulla virralla.

Viimeinen arvo määritellään haaran kunkin elementin virtojen summana. Heti kun radioelementtien kytkentä on valmis, jäähdyttimeen porataan sopivaan paikkaan reikä, jonka läpi johdetaan pari. Yksi johdin juotetaan LEDien yhteiseen plussaan ja toinen negatiiviseen. Takapuolella on noin neljän senttimetrin marginaali, mikä mahdollistaa ohjaimen vapaan juottamisen.

LEDien lukumäärästä riippuen sinun on tehtävä tai ostettava virtalähde, jossa on tarvittava jännite niiden sytyttämiseksi. Tätä varten sinun on tiedettävä käytettyjen LEDien ominaisuudet.

Keskitehoiseen kohdevalaisimeen voit käyttää yleiskäyttöisiä virtalähteitä, joiden sykkivä lähtövirta on enintään kaksi ampeeria ja jännite 3-5 volttia korkeampi kuin diodien lähtöjännite. Jotta vältettäisiin jännitepiikit, jotka voivat johtaa LEDien palamiseen, kuljettajassa on oltava stabilointi. Se voidaan tehdä käyttämällä integroituja piirejä: LM317, LM350 ja LM338.

Elementtien yhdistäminen

Heti kun ohjain ja matriisi ovat valmiita, sinun on päätettävä tapauksesta, jossa kaikki elementit mahtuvat vapaasti. Voit käyttää mitä tahansa tarpeetonta sopivan kokoista laitetta sellaisenaan. Esimerkiksi tietokoneen virtalähde, vanha kohdevalo hehkulampulla. Tai voit tehdä sen itse, mutta tämä vaatii LVI-taitoja.

Tässä tapauksessa sinun tulee välittömästi tarjota mahdollisuus kiinnittää kotelo seiniin tai kattoon. Heijastimeksi sopii tavallinen ruokafolio ja sen sijaan suojaava lasi Voit käyttää läpinäkyvää muovia esimerkiksi CD-laatikosta.

Kaikki elementit on sijoitettu siististi keskelle. Niiden kiinnittämiseen on helpoin tapa käyttää ei kierrekiinnittimiä, vaan esimerkiksi siteitä tai liimaa. Mutta korjausten yhteydessä, kun elementit liimataan runkoon, laitteen purkaminen on huomattavasti monimutkaisempaa. LEDien plus juotetaan ajurin plussaan ja miinus yhteiseen johtoon. Kotelossa on liitin 220 voltin verkkoon liittämistä varten tai vain pari johtoa.

Suoritetaan koeajo. Jos kohdevalo toimi noin tunnin ajan ja sen lämmityslämpötila ei ylittänyt 50-60 astetta, voit tiivistää kotelon luottavaisesti ja alkaa nauttia itse tekemästäsi laitteesta.

LED-kohdevalo tarjoaa tehokkaan valonlähteen alhaisella virrankulutuksella. Samalla voit ottaa huomioon omat tarpeesi - tehdä iskunkestävän kotelon tai kannettavan rakenteen. Voit käyttää pohjana vanhaa valaisinta, alumiiniprofiilia tai muovikehystä. Vanhojen tietokoneiden varaosista voit valmistaa oman LED-kohdevalaisimen ja LED-lamppuja myydään sähköliikkeissä.

Valonheittimen suunnitteluominaisuudet

Voit ottaa vanhan halogeeni- tai LED-kohdevalaisimen ja päivittää siihen paremman valonlähteen ja heijastimen. Jos tätä ei ole saatavilla, voit ostaa halvan katuvalaisimen, sinun on vaihdettava vain jotkin elementit.

Jos tehtävänä on tehdä lyhty omien tarpeidesi ja mieltymystesi mukaan, joudut miettimään koko suunnittelun itse. Tämä on vaihtoehto kokeneille käsityöläisille, jotka ovat koonneet useamman kuin yhden sähkölaitteen omin käsin. Tässä tapauksessa sinun on valittava valonlähde ja virtalähde. On parempi tarjota jäähdytys, jotta laite ei ylikuumene.

Jatkuvasti ulkona käytettävät kohdevalot on suojattava kosteudelta. Lasin ja kaikkien kotelon liitosten tulee olla hyvin tiivistetty. Lyhdyn päälle on suositeltavaa ripustaa katos suojaamaan sateelta.

Tarvittavat materiaalit ja osat

LED-kohdevalon kokoamiseen tarvittavat osat voidaan ottaa vanhasta tietokoneesta tai kannettavasta tietokoneesta. Jos sopivaa koteloa ei ole, voit koota sen itse metalliprofiilista.

Asunnon materiaali

Halvat taskulamput on valmistettu muovirungosta. Niiden etuna on kevyt paino ja alhaiset kustannukset. Mutta muovi on kestävyydeltään huonompi kuin metalli, sitä ei voida käyttää ympäri vuoden. Jos aiot ripustaa valonheittimen autotallin tai talon sisäänkäynnin yläpuolelle, on parempi tehdä metallikotelo. Käyttöolosuhteista riippuen voit varustaa kantokahvan ja iskusuojan.

Pääasia kotelossa ovat ylä- ja alareunat ilmanvaihtoa varten. From pitkä työ LEDit kuumenevat ja niitä on jäähdytettävä tehokkaasti. Ilma tulee ylempien reikien kautta, puhaltaa kaikkien osien läpi ja ottaa niistä lämpöä pois. Tuulettimet puhaltavat poistoilmaa alempien aukkojen kautta. Tämä valonheitin ei sovellu ulkokäyttöön.

Valonlähteet

LED-lamppujen tärkein etu on niiden pitkä käyttöikä. Ne kestävät 50 000 tuntia, 10 kertaa pidempään kuin halogeenilamput. Kun heijastimet on sijoitettu oikein, valokeilassa olevien LEDien kirkkaus on paljon suurempi kuin muiden lamppujen.

Jos tarvitset kirkkaan valonlähteen, on parempi ottaa useita pieniä, 1 tai 3 W:n LEDejä. Keskikokoiseen laitteeseen tarvitset 20 kappaletta. Katuvalaisimen tehon on oltava vähintään 30 wattia.

Virtalähde

Voit tehdä oman LED-kohdevalaisimen 12 tai 220 voltille. Löydät virtalähteen tietokoneen varaosaliikkeestä. Esimerkiksi 20 1 W:n valonheittimelle sopii kannettavan tietokoneen 19 V virtalähde. On parempi ostaa heti virtalähteet kosteutta kestävässä kotelossa, jolloin sinun ei tarvitse keksiä omaa suojaustasi .

Rakennusprosessi

LED-kohdevalon valmistamiseksi sinun on valmisteltava:

• juotin;
• kuuma liima;
• tiiviste;
• virtajohdot;
• heijastin.

Käytä valmiita heijastimia tai peiliteippiä valon tehostamiseksi.

Valonheittimen kokoaminen

Yksittäiset LEDit on koottava piiriin suoraan patteriin. Tietokoneen, kannettavan tietokoneen tai palvelimen jäähdytin käy. Diodit kiinnitetään kuumaliimalla ja liitetään kiskoilla tai johtoilla. Tämän jälkeen kytke virtalähde, tarkista hehkulamppujen ja tuulettimen toiminta. On tärkeää varmistaa, että jäähdyttimen lämpötila pysyy vakiona, voit käyttää tätä varten infrapunapistoolia.

Kohdevalaisimen runko voidaan koota vanhasta taskulampusta, kannakkeesta ja alumiiniputkesta. Sinun on tehtävä reikä lyhdyn pohjaan tuulettimia varten. Alumiiniputki toimii alustana ja vanhaa kannaketta voidaan käyttää kantokahvana.

Yhdistä verkkoon

Kun olet suorittanut kaiken työn, sinun on kytkettävä kohdevalo verkkoon ja tarkistettava se. On parempi tehdä tämä ulkona täydellisessä pimeydessä seinän edessä. Suurelta etäisyydeltä sinun on arvioitava lampun antama valopiste. Jatkossa laitetta voidaan parantaa lisäämällä siihen kannettava akku ja USB-liitin latausta varten. Kätevän kahvan koukulla voit ottaa lyhdyn mukaan vaelluksiin ja kalastukseen.

Rakennuskautta päätettiin jättää tänä vuonna sulkematta, ja koska syksyllä ja varsinkin talvella pimenee aikaisin, tarvitaan tehokasta valonlähdettä. Varsinkin nyt, kun työskentelemme julkisivun parissa, tarvitsemme valoa valaisemaan julkisivun koko puolen. Tätä tarkoitusta varten oli tehnyt tehokkaan yksinkertaisen LED-kohdevalaisimen omin käsin.

Tilaamme komponentit ja kokoamme yksinkertaisen 50 W valonheittimen omin käsin.

Tämän yksinkertaisen LED-kohdevalaisimen valmistus kesti 5 minuuttia.

Tämän tehokkaan matriisin erikoisuus on, että se ei vaadi LED-ohjainta. 220 volttia on kytketty suoraan siihen. Samaan aikaan hinta on erittäin alhainen, pidä sitä lahjana.

Ja niin me valitsemme tehokkaammin 50 wattia. Lämmin valkoinen - lämmin valkoinen (lähempänä hehkusävyä) tai Kylmä Valkoinen - kylmä valkoinen.

Haluan kertoa teille, että 50 W on kunnollinen ledeille.

Kääntöpuoli Moduuli koostuu alumiinisubstraatista.

Otin sen ilman objektiivia. Mutta seuraavaan kotitekoiseen kohdevalaisimeen tilaan ehdottomasti linssillä. Tosiasia on, että hinta tuskin muuttuu. Ero on noin 20 ruplaa. Linssin mukana tulee heijastin.

Lisäksi kontaktit 220 on jotenkin eristettävä ja peitettävä, muuten linssi peittää ne.

Tässä kuvassa matriisi linssin ja heijastimen kanssa.

Tämä LED-moduuli vaatii ehdottomasti jäähdytyselementin. Otin juuri romun alumiinilevyä (minulla oli se roskakorissani). Porasin siihen neljä 3mm reikää LED-moduulin kiinnitystä varten ja vielä kaksi reikää langan kiinnitystä varten sidoksella (itsekiristyvä hihna).

LED-moduulin kääntöpuolelle levitin ohuen kerroksen lämpötahnaa (jäännökset kannettavan tietokoneen prosessorin vaihtamisesta).

Itse asiassa kaikki on hyvin primitiivistä ja näkyy valokuvissa. Se ei tietenkään näytä kovin sivistyneeltä, et voi ripustaa sellaista julkisivulle, mutta se on juuri sopiva rakennustyömaalle.

Muista, että 220V koskettimet ovat auki! Eristetään ehdottomasti!
Täytin sen lakalla ja kiinnitin kalvon päälle.

Tämä on eräänlainen LED-matriisin asennus kääntöpuolelle.

Ja tässä on kotitekoinen valokeila toiminnassa. En tiedä, loistaako se 50 W:lla, mutta se paistaa melko kirkkaasti. Yritin työskennellä yöllä, kohdistaen valokeilan julkisivuun, kaikki näkyi normaalisti. Valopiste peitti koko kaksikerroksisen julkisivun.

Vaihtoehto fytolampille.

Muuten nämä LED-matriiseja on saatavana erityisellä valospektrillä kasveille (taimet). Lisäksi yksi moduuli sisältää koko kasvien tarvitseman valospektrin.

Kunnes LED-tuotteet tulevat täysin elämäämme ja tuotanto on täysin raiteilla, LED-valaistuslaitteiden hinnat jatkavat puremista. Mutta miksi odottaa tai, mikä vielä pahempaa, maksaa liikaa, jos voit koota tarvittavan tehon valokeilan omin käsin ohjeidemme mukaan.

LEDien kanssa työskentelyn sähköiset ominaisuudet

Jos aiot käyttää LED-tekniikkaa, sinun ei haittaisi oppia joitakin sen kanssa työskentelyn hienouksia, joita voidaan osittain kutsua haitoksi. Toisaalta LEDit ovat kompakteja, taloudellisia ja kestäviä valonlähteitä, mutta toisaalta?

Puolijohdeelementit ovat kriittisesti herkkiä korkeita lämpötiloja aktiivisella alueella. Ilmiö, jota kutsutaan hajoamiseksi, on puolijohteen aiheuttama lisäaineiden häviäminen, mikä johtaa lisäaineiden vähenemiseen valovirta tai pysyvä vika.

a) perinteisen LEDin suunnittelu: 1 - anodi; 2 - katodi; 3 - johdin; 4 - kristalli; 5 - muovilinssi
b) suuritehoisen LED-valon suunnittelu: 1 - kotelo; 2 - johdin; 3 - jäähdytyselementti; 4 - kristalli; 5 - linssi; 6 - katodi

Yli 60 °C:n lämpötiloissa LED hajoaa erittäin nopeasti ja valmistajan ilmoittama 50 tuhatta tuntia muuttuu lopulta 3-5 tuhanneksi. Ja mitä tehokkaampi yksittäinen LED, sitä suurempi on se todennäköisyys, että se vanhenee nopeasti ylikuumenemisen vuoksi. Siksi valaistuslaitteita kehitettäessä pääpaino on laadukkaassa lämmönpoistojärjestelmässä sekä emitterin jakamisessa useisiin pisteisiin ja niiden oikeaan järjestelyyn.

Toinen LEDien ominaisuus on, että ne voivat läpäistä vain rajoitetun määrän elektroneja aikayksikköä kohti. LEDiä syöttävän verkon on oltava virran stabiloitu, muuten tapahtuu vakava ylikuumeneminen ja siihen liittyvät negatiiviset seuraukset. Tehopiirin virtaa säätelee syötetty jännite, ja sitä rajoittaa kunkin LEDin vastus. Kytkentäpiiriä kehitettäessä tarvitset huolellisen laskelman: aseta jännite liian korkeaksi ja LEDit hajoavat nopeasti, mutta aseta se liian alhaiseksi ja ne syttyvät vain puolella teholla.

Yksinkertaisimmissa kohdevaloissa on vain yksi valoa säteilevä elementti, kun taas laitteissa suuri teho On suositeltavaa jakaa kuorma tehokkaamman lämmönpoiston varmistamiseksi. Tällaisissa tapauksissa liitäntä voi olla sarja-, rinnakkais- tai sekoitettu. Ensimmäinen ei ole täysin turvallinen: jos yksi LED-valoista palaa, se voi joko katkaista piirin tai ohittaa sen. Rinnakkaisliitännällä (ja erityisesti sekakytkennällä) on suuri riski, että yhden kuluttajan irrottamisen jälkeen virtalähteen verkkovirta kasvaa ei-hyväksyttäviin arvoihin.

Pistelähteet ja matriisit: valinta, hankinta

Valonheittimien valmistuksessa on viisasta käyttää kolmenlaisia ​​LED-valoja. Huomaa, että koottaessa valaistuslaitetta useista LEDeistä, niiden tulee olla identtisiä sekä tyypiltään että virta-jänniteominaisuuksiltaan. On myös suositeltavaa ostaa jopa tusina varadiodia korjaussarjaksi ja asennuksen aikana tapahtuvien vaurioiden varalta.

Muovikapselin muodossa olevat LEDit, joissa on nastaliittimet, soveltuvat pienten kohdevalojen ja taskulamppujen valmistukseen. Tämä on halvin tuotetyyppi, ja lopputuote on lopulta suhteellisen helppo korjata.

Toinen tyyppi on erittäin kirkkaat valkoiset LEDit metallialustalla. Niitä tulisi käyttää suuritehoisissa valaistuslaitteissa, ja niistä on melko helppo poistaa lämpöä.

Toinen LED-tyyppi on suuritehoiset LED-matriisit. Ei ole suositeltavaa valmistaa itsenäisesti kohdevalaisimia, joiden matriisiteho on 20 W tai suurempi: lämpöä ei voida poistaa tehokkaasti yksinkertaisilla toimenpiteillä.

Kotelon ja heijastimen osat

Kotitekoisen valonheittimen runkoon on olemassa useita ratkaisuja. Jos katulamppu vaatii korkeaa pöly- ja kosteussuojausta, niin auton ajovalo sopii. Lampun kannan reuna on leikattava irti ja kiinnitettävä paneelin päälle LED-matriisilla. Menetelmän haittana on valonheittimen rajallinen teho, koska siihen mahtuu vain yksi matriisi.

Jos sijoitat useita LEDejä tai matriiseja yhdelle piirilevylle tai asennuspaneelille, kotelo voi olla tinaa tai teräslevyä. Merkitse työkappaleeseen katkaistun pyramidin kehitys: neliö keskellä ja identtiset tasakylkiset puolisuunnikkaat sivuilla. Älä unohda jättää "kieli" kunkin puolisuunnikkaan yhdelle sivulle terälehdet yhdistämiseksi. Myös puolisuunnikkaan pienempään pohjaan tulee jättää noin 15-20 mm suorakaiteen muotoinen kaistale ja leikata neliön keskelle toinen, jonka sivu on 20-25 mm pienempi.

Kun kuvio on valmis, hio reunat, taivuta runko ja niita saumat. Pohjusta sisäpinta, peitä se valkoisella kiiltävällä spraymaalilla ja anna kuivua 2-3 päivää. Aseta kotelon etupuolelta vinosti sopivankokoinen neliömäinen lasipala ja nojaa se sisäpuolelta kaarevia hyllyjä vasten. Levitä reilu määrä valkoista silikonia lasin ääriviivoja pitkin ja päällystä kotelon saumat sillä.

Kiinnitä asennuspaneeli tai -levy kahdeksalla 4 mm:n pultilla poraamalla ensin reiät kunkin hyllyn reunoihin kotelon kapealla sivulla. Varmista, että levy sopii tiukasti, käytä PVC-vaahto-ovitiivistettä. Pulttien kiristäminen ei ole helppoa;

Radioelementtien asennus

Jos valitsit nastaliittimillä varustetut LEDit, tarvitset PCB-levyn niiden asentamiseen. Ajattele asettelua ja piirrä virtaa kuljettavat polut pysyvällä merkinnällä. Kaikkien LEDien anodit (pitkät pyrstö) voidaan koota yhdelle maadoitusväylälle. Katodit kerätään myös yhteen pisteeseen, mutta jokaisen LEDin virtapiiriin tulee kytkeä sarjaan virtaa rajoittava vastus.

Sen laskenta on yksinkertainen: vähennä LED-jännite syöttöjännitteestä ja jaa suurimmalla sallitulla virralla. Varmuuden vuoksi lähdejännitteen vaihteluiden varalta, sallittu LED-virta voidaan tarkoituksella alentaa 90-95 %:iin tyyppikilven arvosta.

Esimerkki diodien LED-matriisipiiristä, jonka käyttöjännite on 3 volttia ja käyttövirta 20 mA

Yhden LEDin likimääräinen syöttöjännite on 4 V. Jos lähde tuottaa enemmän, on suositeltavaa kytkeä diodit päälle sekapiirissä, jossa seppeleet on kytketty rinnan, joissa jokaisessa on yksi LED jokaista 4-5 V:ta kohden. jännite. Tällaisen sarjakokoonpanon sallittu virta määritetään kunkin sallittujen virtojen summana, ja myötäsuuntainen jännite pysyy samana edellyttäen, että tämä parametri on sama jokaiselle LEDille.

Kun olet asettanut elementit ja piirtänyt polut, syövytä PCB-levy liuokseen, jossa on sitruunahappoa (30-50 g), 3-prosenttista vetyperoksidia (100 ml) ja ruokasuolaa (2 teelusikallista) ja tarkista ajoittain suojaamattoman aineen liukenemisaste. alueilla. Poraa reiät tappien johtimille 1,5-2 mm poralla, poraa kahdeksan reikää levyn kiinnittämiseksi koteloon ja tinaa sitten virtaa kuljettavat osat varovasti juotteella ja hartsilla.

Voit myös käyttää piirilevyä LED-matriisiin

Jos kokoat diodeja tai matriiseja jäähdyttävälle alustalle, ne asennetaan saranoidulla menetelmällä. Asennuspaneeliksi tulee valita alumiinikampatyyppinen jäähdytin. Jokainen LED kiinnitetään kahdella tai kolmella reiällä, merkitse ne kaikki kerralla ja poraa jäähdyttimen takaa 2,5 mm:n poralla.

Käytä kiinnitykseen lyhyitä 3,5x11 mm itsekierteittäviä ruuveja metalliprofiileille, mutta ilman poraa päässä. Levitä alustalle pieni määrä KPT-8 lämpötahnaa ennen diodin kiinnittämistä.

Substraatilla varustettujen LEDien katodi (-) ja anodi (+) on merkitty, kytkentäkaavio ja suojavastusten laskenta ovat samat kaikille tyypeille. Elementit tulee liittää toisiinsa segmentin avulla puhelinjohto. Tarpeettoman työn välttämiseksi anodit voidaan juottaa välittömästi lyhyillä siltauksilla alumiinijäähdyttimen runkoon.

Virtalähteen kysymys

Ledien kokoamisen jälkeen jää kaksi liitintä, joihin olisi kiva laittaa jännitettä, mutta mistä sen saa? Kotitalouksien virtalähteistä on tässä vähän hyötyä LED-valojen syöttämiseen tarvitset LED-ohjaimen, joka tuottaa sykkivän D.C. vakaa arvo.

Useimpiin tuotteisiin sopii sisävalaistusjärjestelmien tai LED-nauhojen ohjain. On parempi ostaa virtalähde etukäteen, jotta sen avulla voidaan laskea diodien lukumäärä ja kytkentäkaavio lähtöjännitteen ja kokonaisstabilointivirran mukaan.

Pienissä käsitöissä voit käyttää yleiskäyttöisiä virtalähteitä, joiden ulostulo sykkivä virta on 0,5-1,5 A ja jännite 3-5 V korkeampi kuin diodien lähtöjännite. Voit vakauttaa virtalähteen käyttämällä LM317-sirua tehokkaampien kohdevalojen saamiseksi, käyttämällä vastaavasti LM350 ja LM338 lisäämällä lähteen tehoa.

Mikropiirin virtarajoitusta voidaan säätää muuttamalla vastuksen vastusta. Sen arvo on 1,25/I, jossa I on LEDin tai kokoonpanon virta.

Nykyään koko markkinoilla saatavilla oleva LED-kohdevalaisimien valikoima voidaan jakaa kahteen ryhmään: edulliset, huonolaatuiset ja merkkituotteet hyvä laatu korkeilla kustannuksilla. On syytä huomata, että Kiinan häikäilemättömät valmistajat väärentävät toista ryhmää aktiivisesti, mikä vaikeuttaa vakavasti valintaa.

Tässä artikkelissa tarkastellaan kuinka tehdä 220 V LED-valonheitin omin käsin, jonka laatu on useita kertoja korkeampi kuin halpojen kiinalaisten tuotteiden laatu.

Tarvittavat osat ja materiaalit

Kaikki kokoonpanossa käytetyt materiaalit ovat saatavilla rautakaupoista ja elektroniikkakomponentteja myyvistä osastoista. Viimeisenä keinona niitä voi tilata verkkokaupoista. Pääosa on halogeenivalaisimen runko.

Jos valonheitin on suunniteltu käytettäväksi ulkona, kotelon suojaustason tulee olla vähintään IP67.

Seuraavaksi tarvitset kaksipuolisen suorakaiteen muotoisen lasikuitufolion. Sen koko riippuu halogeenikohdevalaisimen rungon sisämitoista. Piirilevyn kiinnittämiseen tarvitset alumiinilevyn, joka toimii myös lämmönjohtimena LEDien ja valonheittimen rungon välissä.

Tehokkaamman lämmönpoiston saavuttamiseksi LEDeistä on suositeltavaa käyttää ohuinta lasikuitulaminaattia.

Asennamme 100 lediä. Niiden tehostamiseksi tarvitset joukon edullisia radioelementtejä, joiden valintaa käsitellään alla. Komponenttien kiinnittämiseen painettu piirilevy Tarvitset tavallisen radioamatöörityökalun. Lisäksi kyky tehdä kotitekoisia painettuja piirilevyjä, lämpöpastaa ja johtoja on hyödyllinen.

Yksinkertaisen LED-kohdevalaisimen piiri ja painettu piirilevy

LED-kohdevalaisimen virtalähteenä käytämme sammutuskondensaattorilla varustettua piiriä, joka on yksinkertaisin ja kaikkien saatavilla oleva ratkaisu. Sen toimintaperiaatteesta on keskusteltu monta kertaa aiemminkin. Siksi osoitamme vain tärkeimmät vivahteet, joihin sinun tulee kiinnittää huomiota. Virtalähteen sisääntulossa on ei-napainen kondensaattori, jonka kapasiteetti on 1 µF 400 tai 630 voltille. Sen kanssa rinnakkain on kytketty 1 MΩ vastus. Voit kytkeä minkä tahansa muun vastuksen, jonka teho on vähintään 0,25 W ja jonka vastus on 240–1000 kOhm. Seuraavaksi tulee diodisilta, joka on koottu neljälle edulliselle 1N4007-diodille (I arr = 1 A, U arr = 1000 V). Se voidaan korvata diodikokoonpanolla, jolla on samat parametrit. Tasasuuntautunut jännite tasoitetaan 10 µF 400 V napakondensaattorilla.

Valonheittimen piirilevyn LEDit on jaettu kahteen sarjaan kytkettyyn 50 kpl:n ryhmään. jokaisessa. LED-piiri ei käytä rajoittavia vastuksia.

Kun kytket virtalähteen LEDeihin, niiden väliin asennettiin yleismittari virranmittaustilassa. Tulos osoitti molemmissa haaroissa 38 mA tai kummassakin 19 mA, mikä vastaa aiemmin laskettua tietoa. 220 voltin verkkojännitteellä kunkin LEDin läpi kulkeva virta ei ylitä 20 mA:n nimellisarvoa.

Painettu piirilevy valmistetaan standardimenetelmällä käyttäen lasertulostin eikä vaadi erityistä tarkkuutta. Levyn kääntöpuoli jää tinaamatta paremman lämmönpoiston vuoksi. Asennusreiät on sijoitettava siten, että varmistetaan luotettava kosketus jäähdyttimeen.

LED-valonheitintaulu Sprint Layout 6.0 -tiedostossa:

Rakennusprosessi

Aloitetaan valonheittimen kokoaminen asentamalla LEDit piirilevylle. Tätä varten voit käyttää joko juotosasemaa tai yksinkertaista pienitehoista juotoskolvia. Kun olet valmis, sinun tulee tarkistaa kunkin LEDin oikea asennus ja toiminta erikseen käyttämällä yleismittaria testitilassa.

Seuraava vaihe LED-kohdevalaisimen kokoamisessa omin käsin on virtalähteen juottaminen saranoidulla menetelmällä. Radiokomponenttien sijainti on harkittava niin, että ne mahtuvat lokeroon, johon virtajohto on kytketty. Oikosulkujen välttämiseksi eristämme altistuneet alueet kutisteputkilla. Tarkistamme virtalähteen suorituskyvyn ensin tyhjäkäynnillä ja sitten kuormalla (LEDit).
Onnistuneen lyhytaikaisen käynnistyksen jälkeen siirrymme LED-kohdevalaisimen lopulliseen kokoonpanoon. Ensin valmistamme alumiinilevystä kulman muodossa olevan patterin.
Sillä tavalla, että yksi sen hyllyistä on valonheittimen sisäseinän vieressä ja toiseen on kiinnitetty LED-taulu.
Lämmönsiirron lisäämiseksi kosketuspisteissä levitämme lämpöpastaa, jonka jälkeen suoritamme lopullisen kokoonpanon.

Suunnittelun plussat ja miinukset

Suunnittelun selkeä etu on kokoamisen helppous ja käytettyjen osien saatavuus. Toteutettujen toimenpiteiden tuloksena saatiin kotitekoinen suunnattu LED-kohdevalo SMD 5050 LEDeillä, joiden valoteho on 18 lm. Kotitekoisen kohdevalaisimen valovirta on yhteensä noin 1600–2000 lm. Tarkka valaistuksen arvo on mitattava lux-mittarilla. Se riippuu kuormitusvirrasta ja käytettyjen LEDien värilämpötilasta.

Rajoittavan vastuksen puuttuminen on huomioitu miinus sähkökaavio, minkä vuoksi sen luotettavuus alueilla, joilla on epävakaa verkkojännite, heikkenee jyrkästi. Merkittävä jännitepiikki aiheuttaa LEDien palamisen. Siksi suosittelemme parantamaan hieman kotitekoista kohdevaloasi lisäämällä kaksi 1-2 ohmin vastusta sen virtalähteeseen. Älä unohda, että LED-valaistus kehittyy jatkuvasti ja tarjoaa uusia malleja puolijohdevalonlähteistä. Erityisesti SMD-LEDien paikan voi ottaa COB-matriisi, jonka vähittäismyyntihinta on jo laajan kuluttajajoukon saatavilla. COB-matriisi yksinkertaistaa asennusta, pienentää levyn kokoa ja lyhentää valokeilan kokonaistuotantoaikaa kotona.

Mutta lämpö on poistettava monisiruisesta sirusta tuulettimen avulla, mikä tarkoittaa, että virtalähdettä on muutettava. Näihin tarkoituksiin sopii tietokoneen jäähdytin, jolle kotelon sisällä on tarpeeksi tilaa. Mutta tässä tapauksessa kohdevaloa ei voi käyttää ulkona.

Toinen edistyksellinen askel on kuparipinnoitetun tekstioliitin korvaaminen alumiinifoliolla. Itse asiassa tämä kolmikerroksinen materiaali on valmistettu tekstioliitista, jonka toiselle puolelle levitetään kuparia painettujen johtimien syövytykseen ja toisella - alumiinia lämmönpoistoa varten. Se on ihanteellinen modernien suuritehoisten LED-valojen ja valonheittimien rakentamiseen.

Yhteenvetona haluan todeta, että jokainen juotosraudaan ja sähköön viihtyvä ihminen voi rakentaa kotitekoisen kohdevalaisimen LEDien avulla. Ja tällaisen kotitekoisen laitteen kokoaminen ei vain korista vapaa-aikaasi, vaan siitä tulee myös taloudellinen valaistuslaite kotitaloudessa.

Lue myös