Lampada a LED fai da te: schema, sfumature di design, autoassemblaggio

Le lampade a LED sono ampiamente utilizzate nell'organizzazione di illuminazione domestica, stradale e industriale. I loro importanti vantaggi sono la redditività, la compatibilità ambientale, la mancanza di pretese nel servizio.

Una lampada a LED fatta da te troverà sicuramente la sua applicazione nella tua casa. L'articolo dettagliato contiene istruzioni dettagliate per la produzione e schemi di assemblaggio.

Il principio di funzionamento del dispositivo LED

La base della lampada a LED è un semiconduttore unilaterale, il cui valore è di diversi millimetri. In esso si verifica il movimento unidirezionale degli elettroni, che consente di convertire la corrente alternata in corrente continua.

Il cristallo LED costituito da più strati è caratterizzato da due tipi di conducibilità elettrica: particelle cariche positivamente e negativamente.

Il lato in cui è contenuto il numero minimo di elettroni è chiamato buco (tipo p), mentre l'altro con un gran numero di queste particelle è chiamato elettrone (tipo n).

Tra i due lati dell'elemento LED c'è un limite condizionale: la transizione elettrone-foro (p-n). Qui le particelle si scontrano tra loro, provocando una luminescenza.

Quando gli elementi si scontrano alla giunzione pn, si scontrano, generando fotoni di particelle di luce. Se il sistema viene mantenuto costante in questo momento, il LED emetterà un flusso costante di luce. Questo effetto è utilizzato in tutti i design di lampade a LED.

Quattro varietà di dispositivi LED

A seconda del posizionamento dei LED, tali modelli possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:

1. DIP. Il cristallo è disposto con due conduttori su cui è posizionata la lente d'ingrandimento.La modifica è stata ampiamente utilizzata nella produzione di insegne e ghirlande.
2. "Piranha". Gli strumenti sono assemblati in modo simile alla versione precedente, ma forniscono quattro conclusioni. Strutture affidabili e durevoli sono spesso utilizzate per equipaggiare le automobili.
3. SMD. Il cristallo è posizionato in alto, il che migliora significativamente la dissipazione del calore e aiuta anche a ridurre le dimensioni dei dispositivi.
4. IDS. In questo caso, il LED viene saldato direttamente sulla scheda, il che contribuisce ad aumentare l'intensità del bagliore e la protezione dal surriscaldamento.

Uno svantaggio significativo dei dispositivi COB è l'impossibilità di sostituire i singoli elementi, motivo per cui è necessario acquisire un nuovo meccanismo a causa di un singolo chip guasto.

I lampadari a bracci e altri prodotti per l'illuminazione domestica utilizzano in genere il design SMD.

Dispositivo lampada a LED

La lampada a LED è composta dalle seguenti sei parti:

• LED;
• seminterrato;
• conducente;
• diffusore;
• radiatore.

L'elemento attivo di tale dispositivo è un LED che genera un flusso di onde luminose.

I dispositivi LED possono essere progettati per tensioni diverse. I più popolari sono i piccoli prodotti a 12-15 watt e le lampade più grandi a 50 watt

La base, che può avere un aspetto e dimensioni diverse, viene utilizzata anche per altri tipi di lampade: fluorescenti, alogene, incandescenti. Allo stesso tempo, alcuni dispositivi LED, come le strisce LED, possono fare a meno di questa parte.

Un elemento di design importante è il driver, che converte la tensione di rete nella corrente su cui opera il cristallo.

Il funzionamento efficace della lampada dipende in gran parte da questa unità, inoltre, di alta qualità autistaavendo un buon isolamento galvanico, fornisce un flusso luminoso costante e luminoso senza un accenno di lampeggiamento.

Un LED convenzionale produce un raggio di luce direzionale. Per modificare l'angolo della sua distribuzione e fornire un'illuminazione di alta qualità, viene utilizzato un diffusore. Un'altra funzione di questo componente è quella di proteggere il circuito da influenze meccaniche e ambientali.

Il radiatore è progettato per rimuovere il calore, il cui eccesso può danneggiare il dispositivo. Il funzionamento affidabile del radiatore consente di ottimizzare la lampada e prolungarne la durata.

Più piccola è questa parte, maggiore sarà il carico termico che il LED dovrà sopportare, il che influenzerà la velocità del suo esaurimento.

Vantaggi e svantaggi di una lampada fatta in casa

I negozi specializzati offrono una vasta selezione di dispositivi LED. Tuttavia, a volte nell'assortimento è impossibile trovare un dispositivo che soddisfi i parametri necessari. Inoltre, i dispositivi LED hanno tradizionalmente un costo elevato.

Gli svantaggi dei prodotti includono la mancanza di garanzia da parte del produttore. Inoltre, con un montaggio incurante, tali dispositivi possono avere un aspetto non attraente.

Nel frattempo, è del tutto possibile risparmiare denaro e ottenere la lampada perfetta completando l'assemblaggio da soli. Per fare questo è semplice e saranno sufficienti conoscenze tecniche di base e abilità pratiche.

Un dispositivo LED fatto da sé presenta numerosi vantaggi significativi rispetto a un analogo acquistato in un negozio. Sono economici: con un attento assemblaggio e l'uso di parti di alta qualità, il periodo di funzionamento raggiunge le 100 mila ore.

Tali dispositivi mostrano un elevato grado di efficienza energetica, che è determinato dal rapporto tra consumo energetico e luminosità della luce generata. Infine, il loro costo è un ordine di grandezza inferiore rispetto alle controparti di fabbrica.

Problemi fatti da sé

I problemi principali che devono essere affrontati nella produzione di lampade a LED sono la conversione della corrente elettrica alternata in pulsante e la sua equalizzazione in costante. Inoltre, è necessario limitare l'intensità della corrente elettrica a 12 volt, necessaria per alimentare il diodo.

Per la creazione indipendente di un apparecchio di illuminazione tramite LED, è possibile utilizzare parti acquistate in negozi specializzati o elementi di apparecchi bruciati

Pensando attraverso il dispositivo, dovresti anche risolvere una serie di problemi di progettazione, vale a dire:

• Come organizzare il circuito e i LED;
• come isolare il sistema;
• come fornire il trasferimento di calore nel dispositivo.

Prima di assemblare, è consigliabile riflettere su tutti questi problemi, tenendo conto dei requisiti che si applicano a una fonte di luce fatta in casa.

Schemi di lampade a LED

Prima di tutto, dovresti elaborare un'opzione di assemblaggio. Ci sono due modi principali, ognuno dei quali ha i suoi pro e contro. Di seguito li considereremo in modo più dettagliato.

Opzione ponte a diodi

Il circuito include quattro diodi che sono collegati in diverse direzioni. Grazie a ciò, il ponte guadagna l'opportunità di trasformare la corrente di rete di 220 V in pulsante.

Il circuito del bridge LED è semplice e logico. Anche un maestro alle prime armi può dominarlo, padroneggiando le basi del lavoro indipendente

Ciò accade come segue: quando attraversano due diodi di semionde sinusoidali, cambiano, causando una perdita di polarità.

Durante l'assemblaggio, un condensatore è collegato all'uscita positiva di fronte al ponte; davanti al terminale negativo - resistenza di 100 Ohm. Un altro condensatore è installato dietro il ponte: sarà necessario appianare le cadute di tensione.

Fabbricazione di elementi LED

Il modo più semplice per creare un apparecchio a LED è creare una sorgente luminosa basata su un apparecchio rotto. È necessario verificare l'operatività delle parti rilevate, che può essere eseguita utilizzando una batteria da 12 V.

Gli articoli difettosi devono essere sostituiti. Per fare questo, dovresti dissaldare i contatti, rimuovendo gli elementi bruciati, inserendone di nuovi. È importante osservare l'alternanza di anodi e catodi, che sono montati in serie.

Se si desidera sostituire solo 2-3 pezzi del chip, saldarli semplicemente nelle aree in cui erano stati individuati componenti precedentemente non funzionanti.

Con l'autoassemblaggio completo, è necessario collegare 10 diodi di fila, osservando le regole di polarità. Diversi circuiti completati sono saldati ai fili.

Nella fabbricazione della lampada, è possibile utilizzare schede con LED, che possono essere trovate in dispositivi bruciati. È importante solo controllarne le prestazioni

Durante l'assemblaggio dei circuiti, è importante assicurarsi che le estremità saldate non si tocchino, poiché ciò può provocare un cortocircuito del dispositivo e un guasto del sistema.

Accessori per una luce più morbida

Per evitare lo sfarfallio insito nelle lampade a LED, lo schema sopra descritto può essere integrato con diversi dettagli. Pertanto, dovrebbe essere costituito da un ponte a diodi, resistori da 100 e 230 Ohm, condensatori da 400 nF e 10 uF.

Per proteggere il dispositivo da picchi di tensione, all'inizio del circuito viene posizionato un resistore da 100 Ohm, seguito da un condensatore da 400 nF, un ponte a diodi e un altro resistore da 230 Ohm, seguito da un circuito LED assemblato.

Dispositivi resistivi

Uno schema simile è anche abbastanza accessibile al maestro dei novizi. Richiede due resistori da 12k e due catene dello stesso numero di LED, che vengono saldati in sequenza tenendo conto della polarità. In questo caso, una striscia dal lato di R1 è collegata dal catodo e l'altra da R2 dall'anodo.

Gli apparecchi di illuminazione realizzati secondo questo schema hanno una luce più morbida, poiché gli elementi attivi sono accesi a turno, in modo che la pulsazione dei lampi sia quasi invisibile ad occhio nudo.

Per calcolare la potenza della lampada, è necessario conoscere la quantità di corrente che passa attraverso i LED. Questo valore può essere calcolato utilizzando la formula sopra. Va tenuto presente che la velocità di caduta di tensione nei 12 LED collegati in serie è di circa 36 V.

I dispositivi vengono utilizzati con successo come lampada da tavolo e per altri scopi. Per creare un'illuminazione ottimale, gli esperti raccomandano l'uso di nastri da 20-40 diodi. Una quantità minore fornisce un piccolo flusso luminoso, la connessione di un numero maggiore di elementi è tecnicamente abbastanza difficile da eseguire.

Elemento importante: driver LED

Per il corretto funzionamento del dispositivo LED, realizzato a mano, è necessario risolvere il problema con il driver. Il layout di questo nodo è abbastanza semplice. L'algoritmo di funzionamento consiste nel far passare corrente alternata di 220 V al ponte a diodi attraverso il condensatore C1.

La corrente rettificata passa ai LED collegati in serie HL1-HL27, il cui numero può raggiungere 80 pezzi.

Il driver per un dispositivo LED fatto in casa è assemblato secondo lo schema sopra. Puoi anche usare elementi già pronti bp 3122, bp 2832a o bp 2831a

che evitare lo sfarfallio e per ottenere un colore uniformemente uniforme, è preferibile utilizzare un condensatore C2, che dovrebbe avere la massima capacità possibile.

Recinzioni a LED

Prima del montaggio, è importante decidere dove si adatterà il circuito assemblato.

Esistono diverse opzioni per risolvere questo problema: è possibile utilizzare per posizionare il dispositivo:

• basi della lampada incandescenza;
• astucci di lampade a risparmio energetico o alogene soffiate;
• Infissi fai-da-te.

La prima opzione ha un vantaggio importante. Durante l'utilizzo, è facile avvitare il dispositivo LED assemblato nella cartuccia, garantendo così il trasferimento di calore.

Va notato che oltre all'ovvio vantaggio, questo metodo presenta evidenti svantaggi. Il design assemblato ha un aspetto non molto estetico, inoltre, in questo caso è difficile realizzare un isolamento affidabile.

Per utilizzare una lampada a incandescenza soffiata per creare un LED, devi prima separare con cura il bulbo di vetro dalla base, quindi rimuovere la spirale. Il circuito assemblato viene posato con cura nello spazio formato e una luce viene fissata sopra la scheda

Un'opzione pratica e pratica è quella di posizionare un dispositivo fatto in casa nell'alloggiamento di una lampada a risparmio energetico. Per fare ciò, è prima necessario smontare il dispositivo bruciato, rimuovendo la scheda del convertitore da esso.

Il circuito assemblato può essere inserito utilizzando diversi metodi:

• I diodi sono posizionati in fori realizzati nel coperchio sotto un pallone di vetro.
• Il circuito può essere posizionato all'interno della base, il che garantisce il trasferimento di calore. In questo caso, gli elementi LED vengono inseriti e fissati in aperture esistenti.
• La scheda può essere nascosta nella base. Per eseguire il processo, è conveniente utilizzare un normale tappo di bottiglia di plastica da una bottiglia d'acqua.

Per posizionare i LED, gli artigiani usano spesso un cerchio fai-da-te in plastica o cartone, in cui vengono praticati fori per diodi. Con un lavoro eseguito con cura, tali dispositivi sembrano abbastanza esteticamente gradevoli.

Un'altra opzione è quella di utilizzare un alloggiamento della lampada alogena. Non ha ricevuto un'ampia distribuzione, poiché in questo caso non è possibile torcere la lampada nella cartuccia. Tuttavia, una tale modifica viene utilizzata per creare indicatori fatti in casa e altri dispositivi.

Se decidi di utilizzare l'alloggiamento della lampadina per lavoro, ti consigliamo di leggere il nostro altro articolo, dove abbiamo descritto in dettaglio come smontare vari tipi di lampadine. Maggiori dettagli - vai a il link.

Materiali per fare in casa

Oltre all'alloggiamento, saranno necessari altri elementi per creare la lampada. Questi sono, innanzitutto, i LED, che possono essere acquistati sotto forma di strisce LED o singoli elementi NK6. La forza corrente di ogni parte è 100-120 mA; tensione 3-3,3 V.

L'assemblaggio di alcuni schemi comporta l'uso di collegamenti aggiuntivi, ad esempio un driver, quindi l'insieme di componenti per ciascun caso specifico viene considerato separatamente

Sono inoltre necessari i diodi raddrizzatori 1N4007 o un ponte a diodi, nonché i fusibili che si trovano nella base del vecchio dispositivo.

Sarà inoltre necessario un condensatore, la cui capacità e tensione devono corrispondere al circuito elettrico utilizzato e al numero di elementi LED utilizzati in esso.

Se non si utilizza una scheda finita, è necessario pensare al telaio a cui sono collegati i LED. Per la sua fabbricazione, è adatto un materiale resistente al calore che non è un metallo e una corrente elettrica non conduttiva.

Di norma, tale parte è realizzata in plastica resistente o cartone spesso. Per fissare gli elementi LED al telaio, sono necessari chiodi liquidi o supercolla.

Mettere una semplice lampada a LED

Considera l'implementazione della lampada in una base standard da una lampada fluorescente. Per fare ciò, dobbiamo modificare leggermente l'elenco di materiali sopra riportato.

In questo caso, utilizziamo:

• vecchia base E27;
• LED NK6;
• Driver RLD2-1;
• un pezzo di plastica o cartone spesso;
• Superglue;
• cablaggio elettrico;
• saldatore, pinze, forbici.

Inizialmente, è necessario smontare la lampada. Per i dispositivi fluorescenti, la base è collegata alla piastra con tubi mediante chiavistelli. È importante individuare il dispositivo di fissaggio e fare leva sugli elementi con un cacciavite, il che semplifica il distacco della cartuccia.

Il processo di assemblaggio di una lampada a LED fatta in casa è semplice. Un driver viene inserito nella custodia dal vecchio dispositivo, in cima al quale è installata una scheda con LED

Quando si smonta il dispositivo, prestare la massima attenzione in modo da non danneggiare i tubi all'interno dei quali si trova la sostanza velenosa. Allo stesso tempo, è necessario monitorare l'integrità del cablaggio elettrico collegato alla base e anche mantenere i dettagli in esso contenuti.

Usiamo la parte superiore con i tubi di scarico collegati per rendere la piastra necessaria per il collegamento dei LED. È sufficiente rimuovere gli elementi tubolari e fissare le parti LED nei fori rotondi rimanenti.

Per il loro fissaggio affidabile, è meglio realizzare una copertura aggiuntiva in plastica o cartone, che servirà per isolare i trucioli.

I LED NK6 saranno utilizzati nella lampada, ognuno dei quali è costituito da 6 cristalli con connessione parallela. Ti consentono di creare un dispositivo di illuminazione abbastanza luminoso con un minimo di elettricità consumata.

Per collegare ciascun LED al coperchio, è necessario praticare due fori. Dovrebbero essere forati con attenzione nel rigoroso rispetto del regime.

La parte in plastica consente di fissare saldamente gli elementi LED, mentre l'uso del cartone richiede un ulteriore fissaggio dei LED alla base con chiodi liquidi o supercolla.

Poiché il dispositivo è progettato per utilizzare sei LED con una potenza di 0,5 watt ciascuno, è necessario prevedere tre elementi collegati in parallelo nel circuito.

Una lampada efficace può essere realizzata utilizzando una striscia LED. Questo elemento viene inserito nel tubo utilizzato per l'illuminazione fluorescente.

In un progetto che funzionerà su una rete di alimentazione a 220 V, è necessario fornire il driver RLD2-1, che deve essere acquistato presso il negozio o eseguito in modo indipendente.

Per evitare cortocircuiti, prima del montaggio è importante isolare il driver e la scheda l'uno dall'altro utilizzando plastica o cartone. Poiché la lampada quasi non si riscalda, non preoccuparti del surriscaldamento.

Dopo aver raccolto tutti i componenti, è possibile assemblare la struttura secondo lo schema, quindi collegarla alla rete elettrica per controllare il bagliore.

Il dispositivo, alimentato da una cartuccia standard da 220 V, ha un basso consumo energetico e una potenza di 3 watt. Quest'ultimo indicatore è 2-3 volte inferiore a quello dei dispositivi luminescenti e 10 volte inferiore a quello delle lampade a incandescenza.

Sebbene il flusso luminoso sia solo di 100-120 lumen, grazie al colore bianco abbagliante, la lampada sembra molto più luminosa. La lampada assemblata può essere utilizzata come lampada da tavolo o per illuminare una stanza compatta, ad esempio un corridoio o un armadio.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Nel video qui sotto puoi vedere una storia dettagliata di uno specialista sull'autoassemblaggio di una lampada a LED:

Le lampade a LED, realizzate in modo indipendente, hanno elevate caratteristiche tecniche. Non sono quasi inferiori ai modelli di fabbrica in qualità come resistenza, affidabilità, durata.

L'assemblaggio di tali dispositivi è disponibile per quasi tutti: per la sua corretta attuazione è necessario solo seguire rigorosamente gli schemi ed eseguire attentamente tutte le manipolazioni prescritte.

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