Lâmpada LED DIY: esquema, nuances de design, montagem automática

As lâmpadas LED são amplamente utilizadas na organização de iluminação doméstica, de rua e industrial. Suas vantagens importantes são rentabilidade, respeito pelo meio ambiente, despretensiosidade no serviço.

Uma lâmpada LED de fabricação própria certamente encontrará sua aplicação em sua casa. Instruções detalhadas de fabricação, bem como esquemas de montagem, podem ser encontradas no artigo.

O princípio de operação do dispositivo LED

A base da lâmpada LED é um semicondutor unilateral, cujo valor é de vários milímetros. Nele, ocorre o movimento unidirecional de elétrons, o que permite converter corrente alternada em corrente contínua.

O cristal de LED composto por várias camadas é caracterizado por dois tipos de condutividade elétrica: partículas carregadas positiva e negativamente.

O lado em que o número mínimo de elétrons está contido é chamado de buraco (tipo p), enquanto o outro com um grande número dessas partículas é chamado elétron (tipo n).

Entre os dois lados do elemento LED, há um limite condicional - a transição elétron-buraco (p-n). Aqui as partículas colidem umas com as outras, como resultado do qual um brilho é observado.

Quando os elementos colidem na junção pn, eles colidem, gerando fótons de partículas de luz. Se o sistema for mantido constante nesse momento, o LED emitirá um fluxo constante de luz. Este efeito é usado em todos os modelos de lâmpadas LED.

Quatro variedades de dispositivos LED

Dependendo da colocação dos LEDs, esses modelos podem ser divididos nas seguintes categorias:

1. Dip. O cristal é arranjado com dois condutores sobre os quais a lupa está localizada.A modificação foi amplamente utilizada na fabricação de placas e guirlandas.
2. Piranha. Os instrumentos são montados de maneira semelhante à versão anterior, mas fornecem quatro conclusões. Estruturas confiáveis ​​e duráveis ​​são mais frequentemente usadas para equipar carros.
3. SMD. O cristal é colocado em cima, o que melhora significativamente a dissipação de calor e também ajuda a reduzir o tamanho dos dispositivos.
4. Coruja. Nesse caso, o LED é soldado diretamente na placa, o que contribui para um aumento na intensidade do brilho e na proteção contra superaquecimento.

Uma desvantagem significativa dos dispositivos COB é a impossibilidade de substituir elementos individuais, razão pela qual é necessário adquirir um novo mecanismo por causa de um único chip com falha.

Lustres e outros produtos de iluminação doméstica geralmente usam o design SMD.

Dispositivo de lâmpada LED

A lâmpada LED consiste nas seis partes a seguir:

• LED
• porão;
• motorista
• difusor;
• radiador.

O elemento ativo desse dispositivo é um LED que gera um fluxo de ondas de luz.

Os dispositivos LED podem ser projetados para diferentes tensões. Os mais populares são produtos pequenos de 12 a 15 watts e lâmpadas maiores a 50 watts

A base, que pode ter uma aparência e tamanho diferentes, também é usada para outros tipos de lâmpadas - fluorescente, halógena, incandescente. Ao mesmo tempo, alguns dispositivos de LED, como fitas de LED, podem ficar sem essa parte.

Um elemento importante do projeto é o driver, que converte a tensão da rede elétrica na corrente em que o cristal opera.

O funcionamento eficaz da lâmpada depende em grande parte desta unidade, além disso, de alta qualidade motoristatendo um bom isolamento galvânico, fornece um fluxo de luz constante e brilhante, sem a mínima indicação de piscar.

Um LED convencional produz um feixe de luz direcional. Para alterar o ângulo de sua distribuição e fornecer iluminação de alta qualidade, é usado um difusor. Outra função desse componente é proteger o circuito contra influências mecânicas e ambientais.

O radiador foi projetado para remover o calor, cujo excesso pode danificar o dispositivo. A operação confiável do radiador permite otimizar a lâmpada e prolongar sua vida útil.

Quanto menor essa parte, maior a carga de calor que o LED terá que suportar, o que afetará a velocidade de sua queima.

Vantagens e desvantagens de uma lâmpada caseira

Lojas especializadas oferecem uma grande variedade de dispositivos LED. No entanto, algumas vezes, no sortimento, é impossível encontrar um dispositivo que atenda aos parâmetros necessários. Além disso, os dispositivos LED são tradicionalmente de alto custo.

As desvantagens dos produtos incluem a falta de garantia do fabricante. Além disso, com montagem descuidada, esses dispositivos podem ter uma aparência pouco atraente.

Enquanto isso, é bem possível economizar dinheiro e obter a lâmpada perfeita, completando você mesmo a montagem. Fazer isso é simples e será suficiente conhecimento técnico básico e habilidades práticas.

Um dispositivo LED de fabricação própria tem várias vantagens significativas em relação a um analógico adquirido em uma loja. Eles são econômicos: com montagem e uso cuidadosos de peças de alta qualidade, o período de operação chega a 100 mil horas.

Esses dispositivos mostram um alto grau de eficiência energética, que é determinado pela proporção de consumo de energia e brilho da luz gerada. Finalmente, o custo deles é uma ordem de magnitude inferior ao dos colegas de fábrica.

Problemas criados por si

Os principais problemas que precisam ser abordados na fabricação de lâmpadas LED são a conversão de corrente elétrica alternada em pulsante e sua equalização em constante. Além disso, é necessário limitar a força da corrente elétrica em 12 volts, o que é necessário para alimentar o diodo.

Para a criação independente de uma luminária usando LEDs, você pode usar peças compradas em lojas especializadas ou elementos de aparelhos queimados

Pensando no dispositivo, você também deve resolver vários problemas de design, a saber:

• Como organizar o circuito e os LEDs;
• como isolar o sistema;
• como fornecer transferência de calor no dispositivo.

Antes da montagem, é aconselhável refletir sobre todos esses problemas, levando em consideração os requisitos aplicáveis ​​a uma fonte de luz caseira.

Esquemas de lâmpadas LED

Primeiro de tudo, você deve elaborar uma opção de montagem. Existem duas maneiras principais, cada uma com seus próprios prós e contras. Abaixo, vamos considerá-los com mais detalhes.

Opção de ponte de diodo

O circuito inclui quatro diodos conectados em direções diferentes. Graças a isso, a ponte ganha a oportunidade de transformar a corrente de 220 V em pulsante.

O circuito da ponte de LED é simples e lógico. Mesmo um mestre iniciante pode dominá-lo, dominando o básico do trabalho independente

Isso acontece da seguinte maneira: ao passar por dois diodos de meias ondas sinusoidais, eles mudam, o que causa uma perda de polaridade.

Durante a montagem, um capacitor é conectado à saída positiva em frente à ponte; em frente ao terminal negativo - resistência de 100 Ohm. Outro capacitor é instalado atrás da ponte: será necessário suavizar as quedas de tensão.

Fabricação de elementos de LED

A maneira mais fácil de criar uma luminária LED é criar uma fonte de luz baseada em uma luminária quebrada. É necessário verificar a operacionalidade das peças detectadas, o que pode ser feito usando uma bateria de 12 V.

Itens com defeito devem ser substituídos. Para fazer isso, você deve dessoldar os contatos, remover os elementos queimados, colocar no lugar deles novos. É importante observar a alternância de ânodos e cátodos, que são montados em série.

Se você quiser trocar apenas de 2 a 3 pedaços do chip, apenas solde-os em áreas onde os componentes com falha anterior estavam localizados.

Com a auto-montagem completa, é necessário conectar 10 diodos seguidos, observando as regras de polaridade. Vários circuitos completos são soldados aos fios.

Na fabricação da lâmpada, você pode usar placas com LEDs, que podem ser encontradas em dispositivos queimados. É importante apenas verificar seu desempenho

Ao montar circuitos, é importante garantir que as extremidades soldadas não se toquem, pois isso pode levar a um curto-circuito do dispositivo e falha do sistema.

Acessórios para luz mais suave

Para evitar a oscilação inerente às lâmpadas LED, o esquema descrito acima pode ser complementado com vários detalhes. Assim, ele deve consistir em uma ponte de diodos, resistores de 100 e 230 Ohm, capacitores de 400 nF e 10 uF.

Para proteger o dispositivo contra picos de tensão, um resistor de 100 Ohm é colocado no início do circuito, seguido por um capacitor de 400 nF, uma ponte de diodos e outro resistor de 230 Ohm, depois de um circuito de LED montado.

Dispositivos resistivos

Um esquema semelhante também é bastante acessível ao mestre iniciante. Requer dois resistores de 12k e duas correntes com o mesmo número de LEDs, que são soldados sequencialmente, levando em consideração a polaridade. Nesse caso, uma tira do lado de R1 é conectada pelo cátodo e a outra de R2 pelo ânodo.

As luminárias feitas de acordo com este esquema têm uma luz mais suave, pois os elementos ativos são acesos por sua vez, de modo que a pulsação dos flashes é quase invisível a olho nu.

Para calcular a energia da lâmpada, você precisa saber a quantidade de corrente que passa pelos LEDs. Este valor pode ser calculado usando a fórmula acima. Deve-se ter em mente que a taxa de queda de tensão em 12 LEDs conectados em série é de aproximadamente 36V

Os dispositivos são usados ​​com sucesso como candeeiro de mesa e para outros fins. Para criar uma iluminação ideal, os especialistas recomendam o uso de fitas de 20 a 40 diodos. Uma quantidade menor fornece um pequeno fluxo luminoso, a conexão de um número maior de elementos é tecnicamente bastante difícil de executar.

Elemento importante: driver de LED

Para a operação correta do dispositivo LED, feita à mão, você deve resolver o problema com o driver. O layout deste nó é bastante simples. O algoritmo de operação consiste em passar corrente alternada de 220V para a ponte de diodos através do capacitor C1.

A corrente retificada passa para os LEDs conectados em série HL1-HL27, cujo número pode chegar a 80 peças.

O driver para um dispositivo LED caseiro é montado de acordo com o diagrama acima. Você também pode usar elementos prontos bp 3122, bp 2832a ou bp 2831a

Para evitar cintilação e para obter uma cor uniforme e uniforme, é desejável usar um capacitor C2, que deve ter a maior capacidade possível.

Caixas de LED

Antes da montagem, é importante decidir onde o circuito montado se encaixará.

Existem várias opções para resolver esse problema - você pode usar para colocar o dispositivo:

• bases da lâmpada incandescente;
• caixas de lâmpadas economizadoras de energia ou halógenas;
• Luminárias DIY.

A primeira opção tem uma vantagem importante. Ao usá-lo, é fácil parafusar o dispositivo LED montado no cartucho, garantindo assim a transferência de calor.

Deve-se notar que, além da vantagem óbvia, esse método tem desvantagens óbvias. O design montado tem uma aparência não muito estética, além disso, neste caso, é difícil fazer um isolamento confiável.

Para usar uma lâmpada incandescente soprada para criar um LED, você deve primeiro separar cuidadosamente o bulbo de vidro da base e depois remover a espiral. O circuito montado é cuidadosamente colocado no espaço formado e uma luz é fixada acima da placa

Uma opção conveniente e prática é colocar um dispositivo caseiro na carcaça de uma lâmpada economizadora de energia. Para fazer isso, primeiro é necessário desmontar o dispositivo queimado, removendo a placa do conversor.

O circuito montado pode ser inserido usando diferentes métodos:

• Os diodos são colocados em orifícios feitos na tampa sob um balão de vidro.
• O circuito pode ser colocado dentro da base, o que garante transferência de calor. Nesse caso, os elementos de LED são inseridos e fixados nas aberturas existentes.
• O tabuleiro pode estar escondido na base. Para executar o processo, é conveniente usar uma tampa de garrafa de plástico comum de uma garrafa de água.

Para colocar os LEDs, os artesãos costumam usar um círculo de bricolage de plástico ou papelão, no qual são feitos furos para diodos. Com um trabalho executado com cuidado, esses dispositivos parecem esteticamente agradáveis.

Outra opção é usar um compartimento da lâmpada de halogênio. Ele não recebeu ampla distribuição, pois nesse caso não há como torcer a lâmpada no cartucho. No entanto, essa modificação é usada para criar indicadores caseiros e outros dispositivos.

Se você decidir usar o compartimento da lâmpada para o trabalho, recomendamos que você leia nosso outro artigo, onde descrevemos em detalhes como desmontar vários tipos de lâmpadas. Mais detalhes - vá para o link.

Materiais para fazer caseiros

Além da carcaça, outros elementos serão necessários para criar a lâmpada. Estes são, em primeiro lugar, LEDs, que podem ser adquiridos na forma de faixas de LED ou elementos NK6 ​​individuais. A força atual de cada peça é 100-120 mA; tensão 3-3,3 V.

A montagem de alguns esquemas envolve o uso de links adicionais, por exemplo, um driver, portanto o conjunto de componentes para cada caso específico é considerado separadamente

Também são necessários diodos retificadores 1N4007 ou uma ponte de diodos, bem como fusíveis, que podem ser encontrados na base do dispositivo antigo.

Você também precisará de um capacitor, cuja capacitância e tensão devem corresponder ao circuito elétrico usado e ao número de elementos de LED nele utilizados.

Se você não usar uma placa pronta, precisará pensar no quadro ao qual os LEDs estão conectados. Para sua fabricação, é adequado um material resistente ao calor que não seja uma corrente elétrica metálica e não condutora.

Como regra, essa peça é feita de plástico durável ou papelão grosso. Para prender os elementos de LED ao quadro, você precisa de unhas ou supercola líquida.

Colocando uma lâmpada LED simples

Considere a implementação da lâmpada em uma base padrão a partir de uma lâmpada fluorescente. Para isso, teremos que modificar levemente a lista de materiais acima.

Nesse caso, usamos:

• base antiga E27;
• LEDs NK6;
• Driver RLD2-1;
• um pedaço de plástico ou papelão grosso;
• supercola;
• fiação elétrica;
• ferro de soldar, alicates, tesouras.

Inicialmente, é necessário desmontar a lâmpada. Para dispositivos fluorescentes, a base é conectada à placa com tubos por meio de travas. É importante localizar o fixador e forçar os elementos com uma chave de fenda, o que facilita a retirada do cartucho.

O processo de montagem de uma lâmpada LED caseira é simples. Um driver é inserido na caixa do dispositivo antigo, sobre o qual está instalada uma placa com LEDs

Ao desmontar o dispositivo, deve-se tomar muito cuidado para não danificar os tubos dentro dos quais a substância venenosa está localizada. Ao mesmo tempo, é necessário monitorar a integridade da fiação elétrica conectada à base e também manter os detalhes nela contidos.

Usamos a parte superior com os tubos de descarga conectados para tornar a placa necessária para conectar os LEDs. Basta remover os elementos tubulares e fixar as peças de LED nos orifícios redondos restantes.

Para sua fixação confiável, é melhor fazer uma cobertura adicional de plástico ou papelão, que servirá para isolar os chips.

Os LEDs NK6 ​​serão usados ​​na lâmpada, cada um dos quais consiste em 6 cristais com conexão paralela. Eles permitem que você crie um dispositivo de iluminação bastante brilhante com um mínimo de eletricidade consumida.

Para conectar cada LED à tampa, dois furos devem ser feitos. Eles devem ser perfurados cuidadosamente, em estrita conformidade com o esquema.

A parte plástica permite fixar firmemente os elementos do LED, enquanto o uso de papelão exige uma fixação adicional dos LEDs na base com unhas ou supercola líquida.

Como o dispositivo foi projetado para usar seis LEDs com uma potência de 0,5 watts cada, é necessário fornecer três elementos conectados em paralelo no circuito.

Uma lâmpada eficaz pode ser fabricada usando uma faixa de LED. Este elemento é inserido no tubo usado para iluminação fluorescente.

Em um projeto que funcionará em uma rede de fonte de alimentação de 220 V, o driver RLD2-1 deve ser fornecido, o qual deve ser adquirido na loja ou executado de forma independente.

Para evitar um curto-circuito, antes de montar, é importante isolar o driver e a placa usando plástico ou papelão. Como a lâmpada quase não esquenta, não se preocupe com superaquecimento.

Depois de pegar todos os componentes, você pode montar a estrutura de acordo com o esquema e conectá-la à rede elétrica para verificar o brilho.

O dispositivo, alimentado por um cartucho padrão de 220 V, tem baixo consumo de energia e uma potência de 3 watts. O último indicador é 2-3 vezes menor que o de dispositivos luminescentes e 10 vezes menor que o de lâmpadas incandescentes.

Embora o fluxo luminoso seja de apenas 100-120 lúmens, graças à deslumbrante cor branca, a lâmpada parece muito mais brilhante. A lâmpada montada pode ser usada como lâmpada de mesa ou para iluminar uma sala compacta, por exemplo, um corredor ou um armário.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo abaixo, você pode ver uma história detalhada de um especialista sobre a montagem automática de uma lâmpada LED:

As lâmpadas LED, fabricadas de forma independente, possuem altas características técnicas. Eles quase não são inferiores aos modelos de fábrica em qualidades como resistência, confiabilidade, durabilidade.

A montagem de tais dispositivos está disponível para quase todos: para sua implementação bem-sucedida, é necessário apenas seguir estritamente os esquemas e realizar com cuidado todas as manipulações prescritas.

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