DIY LED-strålkastare

Tills LED-produkter äntligen har kommit in i vårt liv och produktionen inte helt har blivit på skenorna, kommer priset på LED-belysningsutrustning att fortsätta bita. Men varför vänta eller, ännu värre, överbetala, om du kan montera en strålkastare med nödvändig kraft med dina egna händer enligt våra instruktioner.

Elektriska funktioner för att arbeta med lysdioder

Om du tänker använda LED-teknik skulle det inte skada dig att lära dig om några av de komplicerade sakerna att arbeta med den, som delvis kan kallas nackdelar. Å ena sidan är lysdioder kompakta, ekonomiska och hållbara ljuskällor, och å andra sidan?

Halvledarelement i fast tillstånd är kritiskt känsliga för höga kärntemperaturer. Fenomenet, kallad nedbrytning, består i förlusten av dopanter av halvledaren, vilket uttrycks i en minskning av ljusflödet eller slutfel.

a) konstruktion av en konventionell LED: 1 – anod; 2 – katod; 3 – ledare; 4 – kristall; 5 – plastlins
b) konstruktion av en kraftfull LED: 1 – kropp; 2 – ledare; 3 – kylfläns; 4 – kristall; 5 – lins; 6 – katod

Vid en temperatur på 60 ° C bryts lysdioden mycket snabbt och de 50 tusen timmarna som deklareras av tillverkaren förvandlas så småningom till 3-5 tusen. Och ju kraftigare en enda LED, desto högre är sannolikheten för att den snabbt åldras på grund av överhettning. Därför, när man utvecklar belysningsenheter, är ett högkvalitativt värmeavlägsningssystem i framkant, liksom att dela ut emittern i flera punkter och deras korrekta layout..

En annan funktion med lysdioder är att de bara kan överföra ett begränsat antal elektron per tidsenhet. Nätverket som levererar lysdioden måste vara strömstabiliserat, annars kan allvarlig överhettning och tillhörande negativa konsekvenser uppstå. Matningsströmmen regleras av den pålagda spänningen och begränsas av ett motstånd på var och en av lysdioderna. När du utvecklar ett anslutningsdiagram krävs en noggrann beräkning: överskatta spänningen och lysdioderna kommer snabbt att misslyckas, och om du gör det för lågt kommer de att lysa halvhjärtat.

De enklaste strålkastarna har bara ett ljusemitterande element, medan det i högeffektapparater rekommenderas att fördela lasten för effektivare värmeavledning. I sådana fall kan anslutningen vara seriell, parallell eller blandad. Den första är inte helt säker: om en av lysdioderna bränner ut kan den antingen bryta kretsen eller kringgå den. Med en parallell (och speciellt blandad) anslutning finns det en stor risk att efter att en konsument har kopplats från kretsen kommer strömmen i försörjningsnätet att öka till oacceptabla värden.

Punktkällor och matriser: urval, upphandling

Det finns tre typer av lysdioder som är kloka att använda i strålkastare. Observera att vid montering av en belysningsanordning från flera lysdioder måste de vara identiska både i typ- och voltampereegenskaper. Det rekommenderas också att köpa upp till ett dussin reservdioder som reparationssats och vid skador under installationen..

Lysdioder i form av en plastkapsel med stift är lämpliga för tillverkning av små strålkastare och ficklampor. Detta är den billigaste typen av produkter, och slutprodukten kommer i slutändan att vara relativt lätt att reparera..

Den andra typen är extremt ljusa vita lysdioder på ett metallunderlag. De bör användas i högeffekta belysningsenheter, det är ganska enkelt att ta bort värme från dem..

En annan typ av LED är LED-matriser med hög effekt. Det rekommenderas inte att självständigt göra strålkastare med en matriseffekt på 20 W och högre: det kommer inte att vara möjligt att effektivt ta bort värme genom enkla åtgärder.

Kropps- och reflektordelar

Det finns ett antal lösningar för kroppen av en hemgjord strålkastare. Om en hög grad av damm- och fuktskydd krävs för en gatulampa, kommer en bilstrålkastare att göra. Lampans basdel måste skäras och säkras över LED-arraypanelen. Nackdelen med denna metod är den begränsade kraften hos strålkastaren trots att bara en matris passar in i den.

Om du placerar flera lysdioder eller matriser på en enda kretskort eller monteringsplatta kan höljet tillverkas av plåt eller plåt. Markera utvecklingen av den avkortade pyramiden på arbetsstycket: en kvadrat i mitten och identiska isosceles trapezoider på sidorna. Glöm inte att lämna en ”tunga” på en av sidorna på varje trapezoid för att sammanfoga kronbladen. I trapezoidens mindre bas, lämna också en rektangulär remsa på cirka 15–20 mm, och i mitten av torget, skär en annan med en sida 20–25 mm mindre.

När mönstret är klart ska du slipa kanterna, böja kroppen och nita sömmarna. Prima den inre ytan, öppna den med en vit, glansfri sprayfärg och låt torka i 2-3 dagar. Från höljets främre sida, linda ett fyrkantigt glasstycke med lämpliga dimensioner diagonalt och luta det mot de vikta hyllorna från insidan. Gå rikligt längs glasets kontur med vit silikon, applicera den på fogens sömmar.

Fäst monteringsplattan eller kortet med åtta 4 mm bultar, förborra hål längs kanterna på varje hylla på den smala sidan av höljet. Använd dörrtätning av PVC-skum för att hålla plattan tät. Det kommer att vara svårt att dra åt bultarna, deras huvuden är inte tillgängliga, så använd ett par låsmuttrar i slutet.

Installation av radioelement

Om du valde lysdioder med stift behöver du en PCB-platta för att montera dem. Tänk över layouten och rita ledande spår med en permanent markör. Anoderna för alla lysdioder (långa svansar) kan monteras på en ”mark” -buss. Katoderna samlas också upp vid en punkt, men ett strömbegränsande motstånd måste sekventiellt anslutas till strömförsörjningskretsen för varje LED..

Beräkningen är enkel: subtrahera LED-spänningen från matningsspänningen och dela med den maximalt tillåtna strömmen. För att spela det säkert mot fluktuationer i källspänningen kan den tillåtna LED-strömmen medvetet underskattas till 90-95% av passvärdet.

Ett exempel på ett diagram över en LED-matris av dioder med en driftspänning på 3 volt och en driftsström på 20 mA

Den ungefärliga matningsspänningen för en lysdiod är 4 V. Om källan producerar mer, rekommenderas det att inkludera dioder i en blandad krets, där strängar är parallellt anslutna, var och en har en lysdiod för varje spänning på 4-5 V. Den tillåtna strömmen för en sådan serienhet bestäms som summan av de tillåtna strömmarna för varje, och framspänningen förblir densamma, förutsatt att denna parameter är densamma för varje LED..

Efter att ha placerat elementen och ritat spåren, ets textolitplattan i en lösning av citronsyra (30-50 g), 3% väteperoxid (100 ml) och natriumklorid (2 teskedar), och kontrollerar regelbundet upplösningsgraden av oskyddade områden. Borra hål för stiften med en 1,5-2 mm borr, borra åtta hål för att fästa brädan på höljet, och kasta sedan noggrant de spännande delarna med kolofonisk löd.

Ett kretskort kan också användas för LED-matrisen

Om du monterar dioder eller matriser på ett kylsubstrat monteras de på ett gångjärn. Välj en kyltyp av aluminium som monteringspanel. Varje lysdiod monteras med två eller tre hål, markera dem samtidigt och borra från baksidan av kylaren med en 2,5 mm borr.

För att fästa, använd korta självspännande skruvar 3,5×11 mm för metallprofiler, men utan borr i slutet. Innan du fixar dioden, applicera en liten mängd KPT-8 termisk pasta på underlaget.

Katod (-) och anod (+) för lysdioder med ett underlag är markerade, anslutningsdiagrammet och beräkningen av skyddsmotstånd är desamma för alla typer. Elementen ska anslutas till varandra med hjälp av en bit telefontråd. För att inte göra onödigt arbete kan anoderna omedelbart lödas med korta hoppare till fallet med en aluminiumkylare.

Fråga om strömkälla

Efter att ha monterat lysdioderna har du två stift till vilka det skulle vara trevligt att applicera spänning, men var kan du få den? Hushållens strömförsörjning är lite användbar här; för att driva lysdioderna behövs en LED-drivare som producerar en pulserande konstant ström med ett stabilt värde.

För de flesta produkter är en drivrutin för inre belysningssystem eller för LED-remsor lämplig. Det är bättre att köpa en kraftkälla i förväg för att beräkna antalet och anslutningsdiagrammet för dioder enligt utgångsspänningen och den totala stabiliseringsströmmen.

För små hantverk kan du använda kraftförsörjningar med allmänt bruk med en utgångsrimpningsström på 0,5-1,5 A och en spänning 3-5 V högre än diodernas framspänning. Du kan stabilisera strömförsörjningen med mikrokretsen LM317, för kraftigare strålkastare använder du LM350 respektive LM338, ökar källans effekt.

LED-strömstabilisator

Strömbegränsningen för mikrokretsen kan justeras genom att ändra motståndets motstånd. Dess klassificering definieras som 1,25 / I, där I är strömmen för lysdioden eller enheten.