Lampa LED făcută manual: schemă, nuanțe de construcție, asamblare independentă

Lămpile cu LED-uri au o aplicație largă în organizarea iluminatului casnic, stradal, industrial. Avantajele lor importante sunt eficiența economică, ecologicitatea și nepretențiozitatea în întreținere.

Lampa cu LED-uri realizată de mâna dumneavoastră își va găsi cu siguranță utilizarea în casa dumneavoastră. Instrucțiunea detaliată de fabricare, precum și schemele de asamblare le veți găsi în articolul prezentat.

Principiul de funcționare a dispozitivului cu LED-uri

Baza unei lămpi cu LED-uri este un semiconductor unidirecțional, a cărui dimensiune este de câțiva milimetri. În el are loc o mișcare unidirecțională a electronilor, ceea ce permite transformarea curentului alternativ în curent continuu.

Cristalului LED-ului, format din mai multe straturi, îi sunt caracteristice două tipuri de conductibilitate electrică: a particulelor încărcate pozitiv și negativ.

Partea care conține un număr minim de electroni a primit denumirea de tip gaură (tip p), în timp ce cealaltă, cu un număr mare de aceste particule, se numește tip electronic (tip n).

Între cele două părți ale elementului cu LED-uri există o graniță convențională – joncțiunea electron-gaură (p-n). Aici particulele se ciocnesc între ele, rezultând o emisie de lumină.

La ciocnirea elementelor la joncțiunea p-n, acestea se ciocnesc, generând particule de lumină – fotoni. Dacă în acest timp sistemul este menținut sub o tensiune constantă, LED-ul va emite un flux stabil de lumină. Acest efect este utilizat în toate construcțiile lămpilor cu LED-uri.

Patru varietăți de dispozitive cu LED-uri

În funcție de dispunerea LED-urilor, astfel de modele pot fi împărțite în următoarele categorii:

1. DIP. Cristalul este compus cu doi conductori, deasupra cărora se află un amplificator. Modificarea a cunoscut o răspândire largă la fabricarea panourilor publicitare și a ghirlandelor.
2. „Piranha”. Dispozitivele se asamblează similar variantei anterioare, dar prevăd patru terminale. Construcțiile fiabile și rezistente sunt cel mai des utilizate pentru dotarea automobilelor.
3. SMD. Cristalul este plasat deasupra, ceea ce îmbunătățește semnificativ disiparea căldurii și, de asemenea, ajută la reducerea dimensiunilor dispozitivelor.
4. COB. În acest caz, LED-ul este lipit direct în placă, ceea ce contribuie la creșterea intensității luminii și la protecția împotriva supraîncălzirii.

Un dezavantaj semnificativ al dispozitivelor COB este imposibilitatea înlocuirii componentelor individuale, motiv pentru care trebuie achiziționat un mecanism nou din cauza unui singur cip defect.

În candelabre și alte aparate de iluminat casnice se folosește de obicei construcția SMD.

Structura lămpilor cu LED-uri

O lampă LED este formată din următoarele șase părți:

• LED-ul;
• soclu;
• driver;
• difuzor;
• radiator.

Elementul activ al unui astfel de dispozitiv este LED-ul, care generează un flux de unde luminoase.

Dispozitivele LED pot fi proiectate pentru diferite tensiuni. Cele mai solicitate sunt produsele mici de 12-15 W și lămpile mai mari de 50 de wați.

Soclul, care poate avea diferite forme și dimensiuni, este utilizat și pentru alte tipuri de lămpi – fluorescente, cu halogen, cu incandescență. În același timp, unele dispozitive LED, cum ar fi benzile LED, pot funcționa fără această componentă.

Un element important al construcției este driverul, care transformă tensiunea rețelei în curentul la care funcționează cristalul.

De acest subansamblu depinde în mare măsură funcționarea eficientă a lămpii; în plus, un driver de calitate, cu o bună separare galvanică, asigură un flux luminos constant și puternic, fără nicio urmă de pâlpâire.

Un LED obișnuit produce un fascicul de lumină direcționat. Pentru a modifica unghiul de distribuție a acestuia și a asigura o iluminare de calitate, se utilizează un difuzor. O altă funcție a acestei componente este protejarea circuitului împotriva influențelor mecanice și naturale.

Radiatorul este destinat eliminării căldurii, al cărei exces poate deteriora dispozitivul. Funcționarea fiabilă a radiatorului permite optimizarea funcționării lămpii și prelungirea duratei sale de viață.

Cu cât această piesă este mai mică, cu atât sarcina termică pe care trebuie să o suporte LED-ul este mai mare, ceea ce va afecta rapiditatea arderii sale.

Avantajele și dezavantajele lămpii de casă

Magazinele specializate oferă o gamă largă de dispozitive LED. Cu toate acestea, uneori în sortiment nu se poate găsi un dispozitiv care să corespundă parametrilor necesari. În plus, dispozitivele LED se caracterizează în mod tradițional printr-un cost ridicat.

Printre dezavantajele produselor se numără lipsa garanției din partea producătorului. În plus, în cazul unei asamblări neglijente, astfel de dispozitive pot avea un aspect neatractiv.

Între timp, este perfect posibil să economisiți bani și să obțineți o lampă ideală, realizând asamblarea singur. Nu este dificil și vor fi suficiente cunoștințe tehnice elementare și abilități practice.

Dispozitivul LED realizat manual prezintă o serie de avantaje semnificative față de omologul cumpărat din magazin. Acestea se remarcă prin eficiență economică: la o asamblare atentă și utilizarea unor componente de calitate, durata de funcționare atinge 100.000 de ore.

Astfel de aparate demonstrează un grad ridicat de eficiență energetică, determinat de raportul dintre puterea consumată și luminozitatea luminii emise. În plus, costul lor este semnificativ mai mic decât cel al omologilor fabricați industrial.

Problemele fabricării independente

Principalele aspecte de rezolvat la fabricarea becurilor LED sunt transformarea curentului electric alternativ în curent pulsat și netezirea acestuia până la curent continuu. În plus, trebuie limitată puterea fluxului electric la 12 volți, necesară pentru alimentarea diodei.

Pentru a crea o lampă pe bază de LED-uri, puteți utiliza piese cumpărate din magazine specializate sau elemente din aparate arse.

Atunci când proiectați dispozitivul, trebuie să rezolvați și o serie de probleme constructive, și anume:

• cum să amplasați schema și LED-urile;
• cum să izolați sistemul;
• cum să asigurați schimbul de căldură în dispozitiv.

Înainte de asamblare, este recomandabil să analizați toate aceste probleme, ținând cont de cerințele impuse sursei de lumină de casă.

Schemele lămpilor cu LED-uri

În primul rând, trebuie să alegeți varianta de asamblare. Există două metode principale, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje. Mai jos le vom analiza în detaliu.

Varianta cu punte de diode

Schema include patru diode conectate în direcții opuse. Datorită acestui fapt, puntea poate transforma curentul de rețea de 220 V în curent pulsat.

Schema punții LED este simplă și logică. Chiar și un meșter începător, care învață elementele de bază ale lucrului independent, o poate realiza.

Aceasta se întâmplă în felul următor: la trecerea prin două diode a semiundelor sinusoidale, acestea se modifică, ceea ce determină pierderea polarității.

La asamblare, la ieșirea pozitivă din fața punții se conectează un condensator; la borna negativă – o rezistență de 100 ohmi. Un alt condensator se instalează în spatele punții: va fi necesar pentru netezirea fluctuațiilor de tensiune.

Fabricarea elementului cu LED-uri

Cel mai simplu mod de a crea o lampă LED este realizarea unei surse de lumină pe baza unei lămpi defecte. Este necesar să verificați funcționalitatea pieselor găsite, ceea ce se poate face cu ajutorul unui acumulator de 12 V.

Elementele defecte trebuie înlocuite. Pentru aceasta, trebuie să desfaceți contactele, să îndepărtați elementele arse și să puneți altele noi în locul lor. Este important să respectați alternanța anozilor și catozilor, care se fixează în serie.

Dacă trebuie să înlocuiți doar 2-3 bucăți de cip, este suficient să le lipiți pe zonele unde se aflau anterior componentele defecte.

La asamblarea completă de sine stătătoare, trebuie să conectați în serie câte 10 diode, respectând regulile de polaritate. Câteva circuite realizate se lipesc la fire.

La fabricarea lămpii, puteți utiliza plăci cu LED-uri care pot fi găsite în dispozitivele arse. Este important doar să le verificați funcționalitatea.

La asamblarea schemelor, este important să aveți grijă ca capetele lipite să nu se atingă între ele, deoarece aceasta poate duce la scurtcircuitarea aparatului și la defectarea sistemului.

Dispozitive pentru o lumină mai moale

Pentru a evita pâlpâirea specifică lămpilor LED, schema descrisă mai sus poate fi completată cu câteva piese. Astfel, ea trebuie să conțină o punte de diode, rezistențe de 100 și 230 ohmi, condensatoare de 400 nF și 10 µF.

Pentru a proteja dispozitivul de fluctuațiile de tensiune, la începutul schemei se plasează un rezistor de 100 ohmi, după care se lipește un condensator de 400 nF, apoi se montează o punte de diode și un alt rezistor de 230 ohmi, iar după acesta urmează lanțul asamblat de LED-uri.

Aparate cu rezistență rezistivă

O astfel de schemă este, de asemenea, accesibilă unui meșter începător. Pentru realizarea ei sunt necesare două rezistoare de 12k și două lanțuri cu același număr de LED-uri, care se lipesc în serie ținând cont de polaritate. În acest caz, o bandă din partea lui R1 se conectează la catod, iar cealaltă – din partea lui R2 – la anod.

Lămpile realizate după această schemă au o lumină mai moale, deoarece elementele active se aprind pe rând, datorită căruia pulsația fulgerelor este aproape imperceptibilă ochiului liber.

Pentru calcularea puterii lămpii, este necesar să cunoașteți valoarea curentului care trece prin LED-uri. Această valoare poate fi calculată cu ajutorul formulei prezentate. În același timp, trebuie să luați în considerare că indicatorul căderii de tensiune pe cele 12 LED-uri conectate în serie este de aproximativ 36V.

Dispozitivele sunt utilizate cu succes ca lampă de birou și în alte scopuri. Pentru a crea o iluminare optimă, specialiștii recomandă să folosiți benzi de 20-40 de diode. O cantitate mai mică oferă un flux luminos redus, iar conectarea unui număr mai mare de elemente este tehnic destul de dificil de realizat.

Elementul important: driverul cu LED-uri

Pentru funcționarea corectă a dispozitivului LED realizat de mâna dumneavoastră, trebuie să rezolvați problema driverului. Schema acestui modul este destul de simplă. Algoritmul de funcționare constă în trecerea curentului alternativ de 220V printr-un condensator C1 către puntea de diode.

Curentul redresat trece la LED-urile conectate în serie HL1-HL27, al căror număr poate ajunge la 80 de bucăți.

Driverul pentru dispozitivul LED de casă se asamblează conform schemei prezentate. Se pot folosi, de asemenea, elementele gata făcute bp 3122, bp 2832a sau bp 2831a

Pentru a evita pâlpâirea și a obține o culoare stabilă și uniformă, este recomandabil să utilizați condensatorul C2, care trebuie să aibă o capacitate cât mai mare.

Carcasele pentru dispozitivele cu LED-uri

Înainte de asamblare, este important să decideți unde va fi amplasată schema asamblată.

Există mai multe variante de rezolvare a acestei probleme — pentru amplasarea dispozitivului se pot utiliza:

• soclurile becurilor incandescente;
• carcase de la becurile economice sau halogene arse;
• dispozitive realizate manual.

Prima variantă are un avantaj important. La utilizarea sa, este ușor să înșurubați dispozitivul LED asamblat în soclu, asigurând astfel schimbul de căldură.

Trebuie avut în vedere că, pe lângă avantajul evident, această metodă are și dezavantaje clare. Construcția asamblată nu are un aspect prea estetic, în plus, în acest caz este dificil să se realizeze o izolație fiabilă.

Pentru a utiliza un bec incandescent ars pentru a crea unul LED, trebuie mai întâi să separați cu grijă becul de sticlă de soclu, apoi să scoateți spirala. În spațiul format, se așează cu atenție circuitul asamblat, iar deasupra plăcii se fixează un bec.

O variantă comodă și practică — să plasați dispozitivul de casă în carcasa unui bec economic. Pentru aceasta, inițial trebuie să dezasamblați dispozitivul ars, scoțând din el placa de conversie.

Circuitul asamblat poate fi introdus, aplicând diferite metode:

• Diodele se plasează în orificiile care se fac în capacul de sub becul de sticlă.
• Circuitul poate fi amplasat în interiorul soclului, ceea ce garantează schimbul de căldură. În acest caz, elementele LED se introduc și se fixează în orificiile deja existente.
• Placa poate fi ascunsă în soclu. Pentru realizarea procesului, este convenabil să folosiți un capac de plastic obișnuit de la o sticlă cu apă.

Pentru amplasarea LED-urilor, meșteșugarii folosesc adesea un cerc din plastic sau carton făcut manual, în care se găuresc orificii pentru diode. Cu o execuție atentă, astfel de dispozitive arată destul de estetic.

O altă variantă este utilizarea carcasei unui bec halogen. Aceasta nu a căpătat o răspândire largă, deoarece în acest caz nu există posibilitatea de a înșuruba lampa în soclu. Cu toate acestea, o astfel de modificare este utilizată pentru realizarea indicatoarelor de casă și a altor dispozitive.

Dacă ați decis să utilizați carcasa becului pentru lucrare, vă recomandăm să citiți un alt articol al nostru, unde am descris în detaliu metodele de demontare a diferitelor tipuri de becuri. Mai multe detalii – accesați linkul.

Materiale pentru fabricarea obiectului de casă

Pe lângă carcasă, pentru realizarea lămpii sunt necesare și alte elemente. Acestea sunt, în primul rând, LED-urile, care pot fi achiziționate sub formă de benzi LED sau elemente individuale NK6. Intensitatea curentului fiecărei piese este de 100-120 mA; tensiunea 3-3,3 V.

Asamblarea unor scheme implică utilizarea unor componente suplimentare, de exemplu, un driver, astfel încât setul de componente pentru fiecare caz particular este analizat separat.

De asemenea, sunt necesare diode redresoare 1N4007 sau un pod de diode, precum și siguranțe, care pot fi găsite în soclul unui aparat vechi.

Va fi nevoie și de un condensator, a cărui capacitate și tensiune trebuie să corespundă schemei electrice utilizate și numărului de elemente LED folosite în aceasta.

Dacă nu se utilizează o placă gata făcută, trebuie să vă gândiți la un cadru de care se fixează LED-urile. Pentru fabricarea acestuia este potrivit un material termorezistent, care nu este metal și nu conduce curentul electric.

De regulă, o astfel de piesă se realizează din materiale plastice rezistente sau carton gros. Pentru fixarea elementelor LED de cadru vor fi necesare cuie lichide sau superclei.

Asamblăm o lampă LED simplă

Vom analiza realizarea unui corp de iluminat într-un soclu standard de la o lampă fluorescentă. Pentru aceasta, va trebui să modificăm ușor lista de materiale de mai sus.

În acest caz, vom folosi:

• un soclu vechi E27;
• LED-uri NK6;
• driver RLD2-1;
• o bucată de plastic sau carton gros;
• superclei;
• cabluri electrice;
• ciocan de lipit, clești, foarfece.

Inițial, este necesar să dezasamblați corpul de iluminat. La dispozitivele fluorescente, conectarea soclului la placa cu tuburi se face prin intermediul zăvoarelor. Este important să găsiți locul de prindere și să desprindeți elementele cu o șurubelniță, ceea ce va permite deconectarea ușoară a suportului.

Procesul de asamblare a unei lămpi LED de casă este simplu. În carcasa de la un aparat vechi se introduce driverul, deasupra căruia se instalează placa cu LED-uri.

La dezasamblarea aparatului, trebuie să aveți grijă extremă pentru a nu deteriora tuburile, în interiorul cărora se află o substanță toxică. În același timp, este necesar să monitorizați integritatea cablurilor electrice conectate la soclu și să păstrați piesele conținute în acesta.

Partea superioară cu tuburile cu descărcare în gaz conectate o vom folosi pentru realizarea plăcuței necesare conectării LED-urilor. Este suficient să îndepărtați elementele tubulare, iar în orificiile rotunde rămase să fixați componentele LED.

Pentru fixarea lor sigură, este mai bine să faceți un capac suplimentar din plastic sau carton, care va servi la izolarea cipurilor.

În lampă se vor utiliza LED-uri NK6, fiecare dintre acestea fiind format din 6 cristale conectate în paralel. Acestea permit crearea unui dispozitiv de iluminat destul de luminos cu un consum minim de energie electrică.

Pentru conectarea fiecărui LED la capac, este necesar să faceți câte două găuri. Trebuie să le perforați cu atenție, respectând cu strictețe schema.

Piesa din plastic permite fixarea fermă a elementelor LED, în timp ce utilizarea cartonului necesită fixarea suplimentară a LED-urilor de bază cu ajutorul unor cuie lichide sau superglue.

Deoarece dispozitivul este proiectat pentru utilizarea a șase LED-uri cu o putere de 0,5 wați fiecare, în schemă trebuie prevăzute trei elemente conectate în paralel.

O lampă spectaculoasă poate fi realizată folosind o bandă LED. Acest element se introduce într-un tub utilizat pentru iluminatul fluorescent.

În construcția care va funcționa de la rețeaua electrică de 220 V, trebuie prevăzut un driver RLD2-1, care poate fi achiziționat din magazin sau realizat independent.

Pentru a evita un scurtcircuit, înainte de începerea asamblării este important să izolați driverul și placa unul de celălalt, folosind plastic sau carton. Deoarece lampa aproape că nu se încălzește, nu trebuie să vă faceți griji în privința supraîncălzirii.

După ce ați selectat toate componentele, puteți asambla construcția conform schemei, apoi o puteți conecta la rețeaua electrică pentru a verifica iluminarea.

Dispozitivul, care funcționează de la un soclu standard cu alimentare de 220 V, are un consum redus de energie și o putere de 3 Wați. Ultimul indicator este de 2-3 ori mai mic decât la dispozitivele fluorescente și de 10 ori mai mic decât la becurile cu incandescență.

Deși fluxul luminos este de doar 100-120 lumeni, datorită culorii albe orbitor de strălucitoare, lampa pare semnificativ mai luminoasă. Lampa asamblată poate fi utilizată ca lampă de birou sau pentru iluminarea unei încăperi compacte, de exemplu, un hol sau o cămară.

Concluzii și material video util pe această temă

În videoclipul de mai jos puteți vedea o prezentare detaliată a unui specialist despre asamblarea independentă a unei lămpi LED:

Lămpile cu LED-uri realizate independent au caracteristici tehnice înalte. Ele nu sunt aproape deloc inferioare modelelor fabricate în ceea ce privește calități precum rezistența, fiabilitatea, durabilitatea.

Asamblarea unor astfel de dispozitive este accesibilă aproape oricui: pentru a o realiza cu succes, este necesar doar să urmați cu strictețe schemele și să efectuați cu atenție toate manipulările prescrise.

Poate că ați mai asamblat o lampă LED de unul singur și puteți oferi un sfat valoros vizitatorilor site-ului nostru? Sau după citirea articolului au apărut întrebări? Vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră în blocul de mai jos.