Zrób to sam mocny reflektor LED. Tworzenie potężnego, prostego reflektora LED własnymi rękami

Oświetlenie zewnętrzne w nocy to nie tylko ważny element komfortu różnych gospodarstw domowych, ale także niezbędny element systemu bezpieczeństwa. Do organizacji oświetlenia zewnętrznego najczęściej stosuje się naświetlacze, oświetlające duże obszary i uczestniczące w iluminacji konstrukcji. Platformy handlowe oferują szeroką gamę takich produktów, ale ich wyprodukowanie nie będzie trudne reflektor LED własnymi rękami.

Zakres i urządzenie

Słowo „reflektor” zostało zapożyczone z łaciny. Dosłownie „projektus” oznacza „rzucony do przodu”. Koncepcja ta odnosi się do urządzenia, które emituje światło poprzez redystrybucję i skupianie energii widzialnej znajdującego się w nim źródła promieniowania. Pierwszy prototyp takiego urządzenia opracował włoski wynalazca Leonardo da Vinci, a jego twórcą był rosyjski wynalazca-mechanik Iwan Pietrowicz Kulibin.

Urządzenia, o których mowa, pierwotnie służyły do ​​montażu na latarniach morskich, obszarach chronionych oraz w przemyśle filmowym. Jako źródło światła wykorzystali żarówkę o dużej mocy. Projekty różniły się: duże wymiary, niski współczynnik przydatna akcja, zwiększone ogrzewanie.

Z rozwojem urządzenia półprzewodnikowe i nadeszło pojawienie się potężnych diod LED nowa era użycie reflektorów. Ze względu na bezpretensjonalną konstrukcję i oszczędne wykorzystanie energii zaczęto je stosować nie tylko w obiektach przemysłowych i komunalnych, ale także w gospodarstwach domowych. Dziś można je spotkać na elewacjach różnych budynków mieszkalnych i administracyjnych., tunele, mosty. Oświetlają zabytki architektury, banery, ścieżki, wejścia i wyjścia.

Projekt urządzenia

Z założenia naświetlacz LED nie jest skomplikowanym urządzeniem. Może wykorzystywać jedną mocną diodę elektroluminescencyjną (LED) lub ich grupę. Do mocowania urządzenia na różnych powierzchniach stosuje się wspornik, który w większości przypadków stanowi integralną część urządzenia.

Można wyróżnić następujące główne elementy składające się na konstrukcję reflektora LED:

• rama;
• system emisji światła;
• kierowca.

Podczas pracy urządzenia oprócz emisji kwantów światła wydzielana jest także energia cieplna. Dlatego też, aby chronić emiter i elementy sterujące reflektora, korpus produktu wykonano z lekkiego materiału przewodzącego ciepło. Obudowy wykonane są głównie z aluminium i duraluminium, ale w przypadku urządzeń małej mocy może być również wykonana z tworzywa sztucznego.

Moduł świetlny wykonany jest w oparciu o technologię COB (chip-on-board) lub matrycę diod LED SMD. Pierwszy typ jest najpowszechniejszy, ponieważ został specjalnie zaprojektowany do tworzenia światła kierunkowego, natomiast drugi, według producentów, ma dłuższy czas działania.

Istotą technologii COB jest zastosowanie podłoża ceramicznego, na którym umieszczane są nieopakowane kryształy emitujące. Na nich nakładana jest warstwa luminoforu. Takie podejście do produkcji pozwala obniżyć koszt produktu i uzyskać jednolity blask, w którym poszczególne punkty kryształów są praktycznie niewidoczne.

Moc matrycy COB może sięgać stu watów, a dobrze wykonany radiator pozwala uzyskać praktyczny strumień świetlny na poziomie 100-150 lumenów na wat. Według producentów żywotność takiej matrycy wynosi około 30 tysięcy godzin pracy. Technologia matrycy COB jest młoda, pojawiła się dopiero w 2010 roku i nadal rozwija się w szybkim tempie.

Matryce SMD to zestaw diod LED umieszczonych na aluminiowym podłożu. Zazwyczaj moc jednego takiego elementu nie przekracza dwóch watów. Duża liczba diod LED umieszczonych blisko siebie pozwala uzyskać średnie oświetlenie na poziomie 110 lumenów na wat. Ich deklarowana żywotność sięga 50 tysięcy godzin. Cechą naświetlaczy z matrycą SMD w porównaniu do jednomatrycowych jest ich większy strumień świetlny. Wynika to z faktu, że w naświetlaczach jednomatrycowych nie zastosowano chipów LED o współczynniku większym niż 1 W na 0,9 lm.

Zasada działania

Działanie reflektora opiera się na właściwości złącze p-n emitują światło w zakresie widzialnym dla ludzkiego oka. Po przyłożeniu napięcia do elementu radiowego nośniki ładunku znajdujące się w nim przechodzą przez strefę styku dwóch materiałów o różnej przewodności. W wyniku zderzenia ładunków następuje proces, któremu towarzyszy emisja kwantów światła.

Głównym parametrem emitera jest jego prąd pracy. Oznacza to, że jest to jego siła, przy której zachodzi proces rekombinacji. Temperatura pracy urządzenia zależy od jego wartości. Wysokie nagrzewanie elementu radiowego prowadzi do jego degradacji i awarii. Dlatego ważne jest ograniczenie ilości prądu dostarczanego do urządzenia świetlnego, czyli inaczej napięcia zasilania. Do tego właśnie służy elektroniczna płyta sterownicza.

Po włączeniu reflektora do sieci prądu przemiennego 220 V napięcie przez zaciski stykowe jest dostarczane do sterownika urządzenia, w którym jest ono prostowane i redukowane do żądanej wartości. Następnie sygnał z niego dociera do źródła światła. Strumień promieniowania skupiany jest przez soczewkę Fresnela lub reflektor. Aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci i kurzu do modułu, obudowa jest zabezpieczona silikonowymi uszczelniaczami. Chłodzenie radioelementów następuje naturalnie ze względu na otwory i konstrukcję radiatora.

Charakterystyka reflektora

Zaletami naświetlaczy LED są łatwość montażu, brak substancji szkodliwych, niewielkie wymiary i waga. Strumień świetlny charakteryzuje się jednorodnością i równomiernością luminescencji. Ten typ źródła światła nie charakteryzuje się pulsacją ani migotaniem. Urządzenia są odporne na wibracje i mogą pracować w temperaturach od minus 70 do plus 45 stopni.

Nie ma znaczenia, czy reflektor jest kupowany w sklepie, czy projektowany samodzielnie, jego główne cechy to:

Produkcja własna

Zakup reflektora LED w sklepie nie stanowi problemu, ale jego montaż będzie znacznie tańszy i przyjemniejszy własnymi rękami. Właściwie kiedy właściwe podejście Samodzielne wykonanie tego typu oświetlacza nie jest szczególnie trudne, biorąc pod uwagę, że wszystko, czego potrzebujesz, możesz kupić w sklepach. Oto lista rzeczy potrzebnych do zbudowania reflektora:

Niektóre materiały będą musiały zostać zakupione, inne można wykonać z improwizowanych materiałów lub nawet usunąć ze starych, niepotrzebnych urządzeń.

Matryca emiterów i sterownik

Istnieją trzy rodzaje diod LED. Reflektor wykorzystuje ultrajasne białe diody LED na metalowym podłożu lub diody LED. Emitery wykonane w cylindrycznych obudowach z tworzywa sztucznego z typami pinów nie nadają się do produkcji mocnych reflektorów.

Po zakupieniu wymaganej ilości diod lub zespołów diod w celu uzyskania wymaganej mocy rozpoczyna się ich montaż na podłożu. Ponieważ emitery bardzo się nagrzewają podczas pracy, należy je zamontować na grzejniku. Możesz użyć dowolnej płyty aluminiowej lub miedzianej. i wytnij z niego wymagany rozmiar lub możesz użyć gotowego grzejnika z komputera lub innego sprzętu.

Diody SMD z reguły nie posiadają otworów montażowych, dlatego przykleja się je do radiatora za pomocą kleju termoprzewodzącego. Po sklejeniu wszystkich elementów należy zadbać o kontakt elektryczny pomiędzy nimi. Aby to zrobić, za pomocą kawałków drutu wszystkie emitery są połączone równolegle lub szeregowo ze sobą za pomocą lutowania.

Jeśli ma to zastosowanie duża liczba Diody LED, czyli sensowne jest stosowanie połączenia szeregowo-równoległego. W tym celu tworzone są gałęzie składające się z równej liczby diod LED z rezystorem ograniczającym zainstalowanym szeregowo. Jego obliczenie jest proste: napięcie diody LED odejmuje się od napięcia zasilania i dzieli przez maksymalny dopuszczalny prąd.

Ostatnia wartość jest zdefiniowana jako suma prądów każdego elementu w gałęzi. Po zakończeniu podłączania elementów radiowych w dogodnym miejscu na grzejniku wierci się otwór, przez który przechodzi para przewodów. Jeden przewód jest przylutowany do wspólnego plusa diod LED, a drugi do minusa. Na odwrotnej stronie znajduje się margines około czterech centymetrów, umożliwiający swobodne wlutowanie przetwornika.

W zależności od liczby diod LED konieczne będzie wykonanie lub zakup zasilacza o wymaganym napięciu, aby je zapalić. Aby to zrobić, musisz znać charakterystykę zastosowanych diod LED.

W przypadku reflektora średniej mocy można zastosować zasilacze ogólnego przeznaczenia o wyjściowym prądzie pulsującym do dwóch amperów i napięciu o 3-5 woltów wyższym niż napięcie przewodzenia diod. Aby uniknąć skoków napięcia, które mogą doprowadzić do przepalenia diody LED, sterownik musi posiadać stabilizację. Można to zrobić wykorzystując układy scalone: ​​LM317, LM350 i LM338.

Łączenie elementów

Gdy tylko sterownik i matryca będą gotowe, trzeba będzie zdecydować się na obudowę, w której wszystkie elementy będą mogły się swobodnie zmieścić. Możesz użyć dowolnego niepotrzebnego urządzenia o odpowiedniej wielkości. Na przykład zasilacz komputerowy, stary reflektor z żarówką. Możesz też zrobić to sam, ale będzie to wymagało umiejętności hydraulicznych.

W takim przypadku należy natychmiast przewidzieć możliwość przymocowania obudowy do ścian lub sufitów. Zwykła folia spożywcza nadaje się jako reflektor i zamiast tego szkło ochronne Możesz użyć przezroczystego plastiku, na przykład z pudełka po płycie CD.

Wszystkie elementy są starannie rozmieszczone pośrodku. Aby je zabezpieczyć, najłatwiej jest użyć nie łączników gwintowanych, ale na przykład krawatów lub kleju. Jednak w przypadku napraw, gdy elementy są przyklejone do korpusu, demontaż urządzenia będzie znacznie bardziej skomplikowany. Plus z diod LED jest przylutowany do plusa sterownika, a minus do wspólnego przewodu. Obudowa posiada złącze do podłączenia do sieci 220 V lub samej pary przewodów.

Wykonywany jest rozruch próbny. Jeśli reflektor działał przez około godzinę, a temperatura jego nagrzewania nie przekraczała 50-60 stopni, możesz śmiało uszczelnić obudowę i zacząć cieszyć się wykonanym przez siebie urządzeniem.

Reflektor LED zapewni mocne źródło światła przy niskim zużyciu energii. Jednocześnie możesz wziąć pod uwagę własne potrzeby - stworzyć odporną na wstrząsy obudowę lub przenośną konstrukcję. Jako podstawę możesz użyć starej oprawy oświetleniowej, profilu aluminiowego lub plastikowej ramy. Możesz zrobić własny reflektor LED z części zamiennych ze starych komputerów, a lampy LED są sprzedawane w sklepach elektrycznych.

Cechy konstrukcyjne reflektora

Możesz wziąć stary reflektor halogenowy lub LED i ulepszyć go, dodając lepsze źródło światła i odbłyśnik. Jeśli nie jest to możliwe, możesz kupić tanią lampę uliczną; będziesz musiał jedynie wymienić niektóre elementy.

Jeśli Twoim zadaniem będzie wykonanie latarni pod własne potrzeby i preferencje, będziesz musiał sam przemyśleć cały projekt. Jest to opcja dla doświadczonych rzemieślników, którzy własnoręcznie zmontowali więcej niż jedno urządzenie elektryczne. W takim przypadku musisz wybrać źródło światła i źródło prądu. Lepiej zapewnić chłodzenie, aby urządzenie się nie przegrzało.

Reflektory używane stale na zewnątrz należy chronić przed wilgocią. Szkło i wszystkie połączenia obudowy muszą być dobrze uszczelnione. Zaleca się zawieszenie baldachimu nad latarnią w celu ochrony przed opadami atmosferycznymi.

Wymagane materiały i części

Niezbędne części do montażu reflektora LED można pobrać ze starego komputera lub laptopa. Jeśli nie ma odpowiedniej obudowy, możesz ją złożyć samodzielnie z metalowego profilu.

Materiał obudowy

Tanie latarki mają plastikowy korpus. Ich zaletą jest lekkość i niski koszt. Ale plastik jest gorszy od metalu pod względem trwałości; nie można go używać przez cały rok. Jeśli planujesz powiesić reflektor nad wejściem do garażu lub domu, lepiej jest wykonać metalową obudowę. W zależności od warunków pracy można zastosować uchwyt do przenoszenia i zabezpieczenie przed wstrząsami.

Najważniejsze w obudowie są otwory wentylacyjne u góry i u dołu. Z długa praca Diody LED nagrzewają się i muszą być skutecznie chłodzone. Powietrze dostaje się przez górne otwory, przedmuchuje wszystkie części i odbiera z nich ciepło. Wentylatory wydmuchują powietrze wylotowe przez dolne otwory. Ta konstrukcja reflektora nie nadaje się do użytku na zewnątrz.

Źródła światła

Główną zaletą lamp LED jest ich długa żywotność. Wytrzymują 50 000 godzin, czyli 10 razy dłużej niż lampy halogenowe. Przy odpowiednim rozmieszczeniu reflektorów jasność diod LED w reflektorze będzie znacznie wyższa niż w przypadku innych lamp.

Jeśli potrzebujesz jasnego źródła światła, lepiej wziąć kilka małych diod LED o mocy 1 lub 3 W każda. Do urządzenia średniej wielkości potrzeba 20 sztuk. Lampa uliczna musi mieć minimalną moc 30 watów.

Zasilanie

Możesz wykonać własny reflektor LED na napięcie 12 lub 220 V. Źródło zasilania można znaleźć w sklepie z częściami komputerowymi. Na przykład w przypadku reflektora z 20 diodami LED o mocy 1 W odpowiedni jest zasilacz 19 V z laptopa. Lepiej od razu kupić źródła prądu w obudowie odpornej na wilgoć, wtedy nie będziesz musiał wymyślać własnego zabezpieczenia .

Proces budowania

Aby zrobić reflektor LED, musisz przygotować:

• lutownica;
• gorący klej;
• uszczelniacz;
• przewody zasilające;
• reflektor.

Aby wzmocnić światło, użyj gotowego odblasku lub taśmy lustrzanej.

Montaż reflektora

Poszczególne diody LED należy zamontować w obwodzie bezpośrednio na grzejniku. Zrobi to chłodnica od komputera, laptopa lub serwera. Diody mocuje się za pomocą gorącego kleju i łączy za pomocą torów lub przewodów. Następnie podłącz źródło zasilania, sprawdź działanie żarówek i wentylatora. Ważne jest, aby grzejnik utrzymywał stałą temperaturę; można w tym celu użyć pistoletu na podczerwień.

Korpus reflektora można złożyć ze starej latarki, wspornika i aluminiowej rury. W dolnej części latarni musisz zrobić otwór na wentylatory. Za podstawę sprawdzi się aluminiowa rura, a stary wspornik posłuży jako uchwyt do przenoszenia.

Połącz się z siecią

Po zakończeniu wszystkich prac należy podłączyć reflektor do sieci i sprawdzić. Lepiej to zrobić na zewnątrz, w całkowitej ciemności, przed ścianą. Z dużej odległości trzeba ocenić plamkę światła, jaką daje lampa. W przyszłości urządzenie można ulepszyć, dodając przenośny akumulator i złącze USB do ładowania. Wygodna rączka z haczykiem umożliwi zabranie latarki na wędrówki i wędkowanie.

Postanowiono nie zamykać w tym roku sezonu budowlanego, a ponieważ jesienią, a zwłaszcza zimą, wcześnie zapada zmrok, potrzebne jest mocne źródło światła. Zwłaszcza teraz, gdy pracujemy nad elewacją, potrzebujemy światła, aby oświetlić całą stronę fasady. W tym celu było wykonał potężny prosty reflektor LED własnymi rękami.

Zamawiamy komponenty i własnoręcznie montujemy prosty reflektor o mocy 50W.

Wykonanie tego prostego reflektora LED zajęło 5 minut.

Osobliwością tej potężnej matrycy jest to, że nie wymaga ona sterownika LED. Bezpośrednio do niego podłączone jest napięcie 220 V. Jednocześnie cena jest bardzo niska, potraktuj to jako prezent.

I tak wybieramy z większą mocą 50 W. Ciepły biały - ciepła biel (bardziej zbliżona do żarowej) lub Zimna biel - chłodna biel.

Powiem Wam, że 50 W jest przyzwoite jak na diody LED.

Odwrotna strona Moduł składa się z aluminiowego podłoża.

Zrobiłem to bez obiektywu. Ale do kolejnego domowego reflektora na pewno zamówię z obiektywem. Faktem jest, że cena prawie się nie zmieni. Różnica wynosi około 20 rubli. Do obiektywu dołączony jest odblask.

Ponadto styki 220 muszą być w jakiś sposób odizolowane i zakryte, w przeciwnym razie soczewka je zakryje.

Na zdjęciu widać matrycę wraz z obiektywem i odbłyśnikiem.

Ten moduł LED zdecydowanie wymaga radiatora. Właśnie wziąłem kawałek blachy aluminiowej (miałem go w swoich koszach). Wywierciłem w nim cztery otwory 3mm do mocowania modułu LED oraz dwa kolejne otwory do mocowania drutu za pomocą opaski (pasek samozaciskowy).

Na odwrotną stronę modułu LED nałożyłem cienką warstwę pasty termoprzewodzącej (pozostałości po wymianie procesora w laptopie).

Właściwie wszystko jest bardzo prymitywne i widać to na zdjęciach. Oczywiście nie wygląda to zbyt kulturalnie, nie da się takiego powiesić na fasadzie, ale na plac budowy w sam raz.

Nie zapominaj, że styki 220 V są otwarte! Na pewno będziemy się izolować!
Wypełniłem go lakierem i nakleiłem na wierzch folię.

Jest to rodzaj mocowania matrycy LED na odwrotnej stronie.

A oto domowy reflektor w akcji. Nie wiem, czy świeci z mocą 50 W, ale świeci dość jasno. Próbowałem pracować w nocy, kierując reflektor na fasadę, wszystko było normalnie widoczne. Plama świetlna pokryła całą dwupiętrową fasadę.

Opcja dla fitolampy.

Swoją drogą, te Matryce LED dostępne są ze specjalnym spektrum światła dla roślin (sadzonki). Ponadto w jednym module mieści się całe spektrum światła potrzebne roślinom.

Dopóki produkty LED nie wejdą w pełni w nasze życie, a produkcja nie ruszy w pełni, ceny sprzętu oświetleniowego LED będą nadal rosły. Ale po co czekać lub, co gorsza, przepłacać, jeśli możesz samodzielnie złożyć reflektor o wymaganej mocy zgodnie z naszymi instrukcjami.

Cechy elektryczne pracy z diodami LED

Jeśli zamierzasz korzystać z technologii LED, nie zaszkodzi zapoznać się z niektórymi zawiłościami pracy z nią, które po części można nazwać wadami. Z jednej strony diody LED to kompaktowe, ekonomiczne i trwałe źródła światła, ale z drugiej?

Półprzewodnikowe elementy półprzewodnikowe są niezwykle wrażliwe na wysokie temperatury w strefie aktywnej. Zjawisko zwane degradacją polega na utracie domieszek przez półprzewodnik, co skutkuje zmniejszeniem jego domieszek strumień świetlny lub trwała awaria.

a) konstrukcja konwencjonalnej diody LED: 1 - anoda; 2 - katoda; 3 - dyrygent; 4 - kryształ; 5 - soczewka z tworzywa sztucznego
b) konstrukcja diody LED dużej mocy: 1 - obudowa; 2 - dyrygent; 3 - radiator; 4 - kryształ; 5 - soczewka; 6 - katoda

W temperaturach powyżej 60°C dioda LED bardzo szybko ulega degradacji i deklarowane przez producenta 50 tys. godzin ostatecznie zamienia się w 3-5 tys. Im mocniejsza jest pojedyncza dioda LED, tym większe prawdopodobieństwo jej szybkiego starzenia się z powodu przegrzania. Dlatego przy opracowywaniu urządzeń oświetleniowych główny nacisk położony jest na wysokiej jakości system odprowadzania ciepła, a także podział emitera na kilka punktów i prawidłowe ich rozmieszczenie.

Inną cechą diod LED jest to, że mogą one przepuszczać tylko ograniczoną liczbę elektronów w jednostce czasu. Sieć zasilająca diodę LED musi być stabilizowana prądowo, w przeciwnym razie nastąpi poważne przegrzanie i związane z tym negatywne konsekwencje. Prąd w obwodzie zasilania jest regulowany przez przyłożone napięcie i jest ograniczany przez rezystor na każdej z diod LED. Projektując obwód połączeniowy, potrzebujesz dokładnych obliczeń: ustaw zbyt wysokie napięcie, a diody LED szybko przestaną działać, ale ustaw je za nisko, a będą świecić tylko z połową mocy.

Najprostsze reflektory mają tylko jeden element emitujący światło, podczas gdy w urządzeniach duża moc Zaleca się rozłożenie obciążenia w celu bardziej efektywnego odprowadzania ciepła. W takich przypadkach połączenie może być szeregowe, równoległe lub mieszane. To pierwsze nie jest całkowicie bezpieczne: jeśli jedna z diod LED przepali się, może albo przerwać obwód, albo go ominąć. Przy połączeniu równoległym (a zwłaszcza mieszanym) istnieje duże ryzyko, że po odłączeniu jednego odbiornika od obwodu prąd w sieci zasilającej wzrośnie do niedopuszczalnych wartości.

Źródła punktowe i macierze: selekcja, zaopatrzenie

Istnieją trzy typy diod LED, które warto stosować w reflektorach. Należy pamiętać, że podczas montażu urządzenia oświetleniowego z kilku diod LED muszą one być identyczne zarówno pod względem typu, jak i charakterystyki prądowo-napięciowej. Zaleca się także zakup do kilkunastu diod zapasowych w ramach zestawu naprawczego oraz na wypadek uszkodzenia podczas montażu.

Diody LED w formie plastikowej kapsuły z końcówkami pinowymi nadają się do produkcji małych reflektorów i latarek. Jest to najtańszy rodzaj produktu, a finalny produkt będzie docelowo stosunkowo łatwy w naprawie.

Drugi typ to ultrajasne białe diody LED na metalowym podłożu. Należy je stosować w urządzeniach oświetleniowych dużej mocy; dość łatwo jest odprowadzić z nich ciepło.

Innym rodzajem diod LED są matryce LED dużej mocy. Nie zaleca się samodzielnego wytwarzania reflektorów o mocy matrycy 20 W lub większej: nie będzie możliwe skuteczne usuwanie ciepła za pomocą prostych środków.

Części obudowy i reflektora

Istnieje wiele rozwiązań korpusu domowego reflektora. Jeśli lampa uliczna wymaga wysokiego stopnia ochrony przed kurzem i wilgocią, odpowiedni jest reflektor samochodowy. Należy wyciąć brzeg podstawy lampy i zabezpieczyć go nad panelem z matrycą LED. Wadą tej metody jest ograniczona moc reflektora, biorąc pod uwagę, że zmieści się w nim tylko jedna matryca.

W przypadku umieszczenia kilku diod LED lub matryc na jednej płytce drukowanej lub panelu montażowym, obudowa może być wykonana z cyny lub blachy stalowej. Na obrabianym przedmiocie zaznacz rozwój ściętej piramidy: kwadrat pośrodku i identyczne trapezy równoramienne po bokach. Nie zapomnij zostawić „języka” po jednej ze stron każdego trapezu, aby połączyć płatki ze sobą. Również w mniejszej podstawie trapezu należy pozostawić prostokątny pasek o długości około 15-20 mm, a na środku kwadratu wyciąć kolejny o boku o 20-25 mm mniejszym.

Gdy wzór będzie gotowy, przeszlifuj krawędzie, zagnij korpus i znituj szwy. Powierzchnię wewnętrzną zagruntować, pokryć białą, matową farbą w sprayu i pozostawić do wyschnięcia na 2-3 dni. Z przodu szafki umieść po przekątnej kwadratowy kawałek szkła o odpowiednich wymiarach i oprzyj go od wewnątrz o zakrzywione półki. Nałóż dużą ilość białego silikonu wzdłuż konturu szkła i posmaruj nim szwy obudowy.

Przymocuj panel montażowy lub płytę za pomocą ośmiu śrub 4 mm, po uprzednim wywierceniu otworów wzdłuż krawędzi każdej półki po wąskiej stronie obudowy. Aby zapewnić szczelne dopasowanie płyty, należy zastosować uszczelkę drzwiową z pianki PCV. Dokręcenie śrub nie będzie łatwe; ich łby są niedostępne, więc użyj pary blokowanych nakrętek na końcu.

Montaż elementów radiowych

Jeśli wybierzesz diody LED z zaciskami pinowymi, do ich montażu będziesz potrzebować płytki PCB. Przemyśl układ i za pomocą trwałego markera narysuj ścieżki przewodzące prąd. Anody wszystkich diod LED (długie ogony) można zamontować na jednej szynie uziemiającej. Katody również są zebrane w jednym punkcie, ale rezystor ograniczający prąd powinien być podłączony szeregowo do obwodu mocy każdej diody LED.

Jego obliczenie jest proste: odejmij napięcie diody LED od napięcia zasilania i podziel przez maksymalny dopuszczalny prąd. Aby zachować bezpieczeństwo w przypadku wahań napięcia źródła, dopuszczalny prąd diod LED można celowo obniżyć do 90-95% wartości z tabliczki znamionowej.

Przykład obwodu matrycy LED diod o napięciu roboczym 3 woltów i prądzie roboczym 20 mA

Przybliżone napięcie zasilania jednej diody LED wynosi 4 V. Jeśli źródło wytwarza więcej, zaleca się włączenie diod w obwodzie mieszanym, w którym girlandy są połączone równolegle, z których każda ma jedną diodę na każde 4-5 V napięcia woltaż. Dopuszczalny prąd dla takiego połączenia szeregowego określa się jako sumę dopuszczalnych prądów każdego z nich, a napięcie przewodzenia pozostaje takie samo, pod warunkiem, że ten parametr jest taki sam dla każdej diody LED.

Po umieszczeniu elementów i narysowaniu ścieżek wytraw płytkę PCB w roztworze kwasu cytrynowego (30-50 g), 3% nadtlenku wodoru (100 ml) i soli kuchennej (2 łyżeczki), okresowo sprawdzając stopień rozpuszczenia niezabezpieczonych obszary. Wywierć otwory na wyprowadzenia pinów wiertłem o średnicy 1,5-2 mm, wywierć osiem otworów w celu przymocowania płytki do obudowy, a następnie ostrożnie ocynuj części przewodzące prąd lutem i kalafonią.

Można również użyć płytki drukowanej do matrycy LED

Jeśli montujesz diody lub matryce na podłożu chłodzącym, montuje się je metodą przegubową. Jako panel montażowy należy wybrać aluminiowy grzejnik grzebieniowy. Każdą diodę mocujemy za pomocą dwóch lub trzech otworów, zaznaczamy je wszystkie na raz i wiercimy od tyłu grzejnika wiertłem 2,5 mm.

Do mocowania użyj krótkich wkrętów samogwintujących 3,5x11 mm do profili metalowych, ale bez wiertła na końcu. Przed zamocowaniem diody nałóż na podłoże niewielką ilość pasty termoprzewodzącej KPT-8.

Katoda (-) i anoda (+) diod LED z podłożem są zaznaczone, schemat połączeń i obliczenia rezystorów ochronnych są takie same dla wszystkich typów. Elementy należy połączyć ze sobą za pomocą segmentu przewód telefoniczny. Aby uniknąć niepotrzebnej pracy, anody można od razu przylutować krótkimi zworkami do korpusu grzejnika aluminiowego.

Pytanie o zasilacz

Po zmontowaniu diod zostaną nam dwa zaciski, na które fajnie byłoby przyłożyć napięcie, tylko skąd je wziąć? Zasilacze domowe są tu mało przydatne; do zasilania diod LED potrzebny jest sterownik LED, który wytwarza pulsację Waszyngton stabilna wartość.

Do większości produktów odpowiedni jest sterownik do systemów oświetlenia wnętrz lub do pasków LED. Lepiej kupić wcześniej zasilacz, aby na jego podstawie obliczyć liczbę i schemat podłączenia diod w zależności od napięcia wyjściowego i całkowitego prądu stabilizacji.

W przypadku małych rzemiosł można zastosować zasilacze ogólnego przeznaczenia o wyjściowym prądzie pulsacyjnym 0,5-1,5 A i napięciu o 3-5 V wyższym niż napięcie przewodzenia diod. Możesz ustabilizować zasilanie za pomocą układu LM317; w przypadku mocniejszych reflektorów użyj odpowiednio LM350 i LM338, zwiększając moc źródła.

Ograniczenie prądu mikroukładu można regulować, zmieniając rezystancję rezystora. Jego wartość jest zdefiniowana jako 1,25/I, gdzie I to prąd diody LED lub zespołu.

Dziś całą gamę reflektorów LED dostępnych na rynku można podzielić na 2 grupy: produkty niedrogie, niskiej jakości i markowe dobra jakość z wysokimi kosztami. Warto zauważyć, że druga grupa jest aktywnie podrabiana przez pozbawionych skrupułów producentów z Chin, co poważnie komplikuje wybór.

W tym artykule przyjrzymy się, jak własnoręcznie wykonać naświetlacz LED 220 V, którego jakość jest kilkakrotnie wyższa niż w przypadku tanich produktów chińskich.

Wymagane części i materiały

Wszystkie materiały użyte do montażu dostępne są w sklepach z artykułami metalowymi oraz na działach sprzedających podzespoły elektroniczne. W ostateczności można je zamówić za pośrednictwem sklepów internetowych. Główną część stanowi korpus reflektora halogenowego.

Jeżeli naświetlacz ma być używany na zewnątrz, stopień ochrony obudowy musi wynosić co najmniej IP67.

Następnie będziesz potrzebować dwustronnej prostokątnej folii z włókna szklanego. Jego wielkość uzależniona jest od wymiarów wewnętrznych korpusu reflektora halogenowego. Aby przymocować płytkę PCB, będziesz potrzebować aluminiowej płyty, która będzie również służyć jako przewodnik ciepła pomiędzy diodami LED a korpusem reflektora.

W celu efektywniejszego odprowadzania ciepła z diod LED zaleca się zastosowanie najcieńszego laminatu z włókna szklanego.

Zamontujemy 100 diod LED. Do ich zasilania potrzebny będzie zestaw niedrogich elementów radiowych, których wybór zostanie omówiony poniżej. Do montażu komponentów na płytka drukowana Będziesz potrzebował standardowego amatorskiego narzędzia radiowego. Dodatkowo przyda się umiejętność samodzielnego wykonania płytek drukowanych, pasty termoprzewodzącej i przewodów.

Obwód i płytka drukowana prostego reflektora LED

Jako źródło zasilania reflektora LED zastosujemy obwód z kondensatorem gaszącym, jako rozwiązanie najprostsze i najbardziej dostępne dla każdego. Zasada jego działania była już wielokrotnie omawiana. Dlatego wskażemy tylko główne niuanse, na które należy zwrócić uwagę. Na wejściu zasilacza znajduje się niepolarny kondensator o pojemności 1 µF dla 400 lub 630 woltów. Równolegle podłączony jest do niego rezystor 1 MΩ. Można podłączyć dowolny inny rezystor o mocy 0,25 W lub większej i rezystancji 240–1000 kOhm. Dalej jest mostek diodowy zmontowany na czterech niedrogich diodach 1N4007 (I arr = 1 A, U arr = 1000 V). Można go zastąpić zespołem diod o tych samych parametrach. Wyprostowane napięcie jest wygładzane przez kondensator polarny 10 µF 400 V.

Diody LED na płytce drukowanej reflektora są podzielone na dwie połączone szeregowo grupy po 50 sztuk. w każdym. Obwód LED nie wykorzystuje rezystorów ograniczających.

Podłączając źródło zasilania do diod LED, między nimi zainstalowano multimetr w trybie pomiaru prądu. Wynik pokazał 38 mA w obu gałęziach lub 19 mA w każdej, co odpowiada wcześniej obliczonym danym. Przy napięciu sieciowym 220 woltów prąd przepływający przez każdą diodę LED nie przekroczy wartości nominalnej 20 mA.

Płytka drukowana jest produkowana w standardowy sposób przy użyciu drukarka laserowa i nie wymaga szczególnej precyzji. Odwrotna strona płyty pozostaje niecynowana, aby zapewnić lepsze odprowadzanie ciepła. Otwory montażowe należy rozmieścić tak, aby zapewnić pewny kontakt z grzejnikiem.

Tablica reflektorów LED w pliku Sprint Layout 6.0:

Proces budowania

Montaż reflektora zaczynamy od zainstalowania diod LED na płytce drukowanej. Aby to zrobić, możesz użyć stacji lutowniczej lub prostej lutownicy o małej mocy. Po zakończeniu należy sprawdzić poprawność montażu i działanie każdej diody LED z osobna, używając multimetru w trybie testowym.

Kolejnym krokiem w montażu reflektora LED własnymi rękami jest lutowanie zasilacza metodą zawiasową. Należy tak przemyśleć lokalizację elementów radia, aby zmieściły się we wnęce, w której wkładany jest kabel zasilający. Aby uniknąć zwarć, odsłonięte obszary izolujemy rurką termokurczliwą. Sprawdzamy wydajność zasilacza najpierw na biegu jałowym, a następnie przy obciążeniu (diody LED).
Po udanym krótkotrwałym uruchomieniu przystępujemy do końcowego montażu reflektora LED. Najpierw wykonujemy grzejnik w formie narożnika z płyty aluminiowej.
W taki sposób, że jedna z jego półek przylega do wewnętrznej ścianki reflektora, a do drugiej przymocowana jest tablica z diodami LED.
W celu zwiększenia przenikania ciepła w punktach styku nakładamy pastę termoprzewodzącą, po czym przeprowadzamy montaż końcowy.

Plusy i minusy projektu

Wyraźną zaletą konstrukcji jest łatwość montażu i dostępność zastosowanych części. W wyniku przeprowadzonych operacji uzyskano kierunkowy reflektor LED domowej roboty wykorzystujący diody SMD 5050 o strumieniu świetlnym 18 lm każda. W sumie strumień świetlny domowego reflektora wyniesie około 1600–2000 lm. Dokładną wartość oświetlenia należy zmierzyć luksomierzem. Zależy to od prądu obciążenia i temperatury barwowej zastosowanych diod LED.

Brak rezystora ograniczającego jest minusem rozważanym schemat elektryczny, dzięki czemu jego niezawodność w regionach o niestabilnym napięciu sieciowym jest znacznie zmniejszona. Znaczący skok napięcia spowoduje przepalenie diod LED. Dlatego zalecamy nieznaczne ulepszenie domowego reflektora poprzez dodanie do jego zasilacza dwóch rezystorów 1-2 Ohm. Nie zapominajmy, że oświetlenie LED cały czas się rozwija, oferując coraz to nowe modele półprzewodnikowych źródeł światła. W szczególności miejsce diod SMD może zająć matryca COB, której cena detaliczna jest już dostępna dla szerokiego grona konsumentów. Matryca COB upraszcza instalację, zmniejsza rozmiar płytki i skraca całkowity czas produkcji reflektora w domu.

Jednak ciepło będzie musiało zostać usunięte z wieloukładowego chipa za pomocą wentylatora, co oznacza konieczność modyfikacji zasilacza. Do tych celów odpowiednia jest lodówka komputerowa, dla której wewnątrz obudowy jest wystarczająco dużo miejsca. Ale w tym przypadku reflektora nie można używać na zewnątrz.

Kolejnym postępowym krokiem będzie zastąpienie miedziowanego tekstolitu folią aluminiową. W rzeczywistości ten trójwarstwowy materiał jest wykonany z tekstolitu, z jednej strony którego miedź jest nakładana do trawienia drukowanych przewodników, a z drugiej - aluminium do odprowadzania ciepła. Idealnie nadaje się do budowy nowoczesnych lamp i naświetlaczy LED dużej mocy.

Podsumowując, chciałbym zauważyć, że każda osoba, która czuje się komfortowo z lutownicą i prądem, może zbudować domowy reflektor za pomocą diod LED. A złożenie takiego domowego urządzenia nie tylko ozdobi Twój wolny czas, ale stanie się także ekonomicznym urządzeniem oświetleniowym w gospodarstwie domowym.

Przeczytaj także