Isetehtud LED-lamp: skeem, konstruktsiooni nüansid, ise kokkupanek

LED-valgustid leiavad laialdast rakendust kodu-, tänava- ja tööstusvalgustuse korraldamisel. Nende olulisteks eelisteks on säästlikkus, keskkonnasõbralikkus ja hoolduskergus.

Teie enda valmistatud LED-lamp leiab kindlasti kasutust Teie kodus. Üksikasjaliku valmistamisjuhendi ning kokkupaneku skeemid leiate esitatud artiklist.

LED-seadme tööpõhimõte

LED-lambi aluseks on ühepoolne pooljuht, mille suurus on mõni millimeeter. Selles toimub elektronide ühesuunaline liikumine, mis võimaldab muuta vahelduvvoolu alalisvooluks.

Mitmest kihist koosneval LED-i kristallil on kaks elektrjuhtivuse tüüpi: positiivselt ja negatiivselt laetud osakesed.

Külge, kus on kõige vähem elektrone, nimetatakse auktüübiks (p-tüüp), teist, kus on rohkem elektrone, nimetatakse elektroontüübiks (n-tüüp).

LED-elemendi kahe külje vahel on tinglik piir – elektron-auküleminek (p-n). Siin põrkuvad osakesed omavahel, mille tulemusel toimub helendamine.

Elementide põrkumisel p-n-üleminekul põrkuvad nad kokku, tekitades valguseosakesi – footoneid. Kui süsteemi hoitakse sel ajal püsivas pinges, kiirgab LED stabiilset valgusvoogu. Seda efekti kasutatakse kõigis LED-lampide konstruktsioonides.

LED-seadmete neli liiki

Sõltuvalt LED-ide paigutusest võib sarnased mudelid jagada järgmistesse kategooriatesse:

1. DIP. Kristall on kokku pandud kahe juhtmega, mille kohal on suurendaja. See modifikatsioon on laialt levinud siltide ja vanikute valmistamisel.
2. «Piraanja». Seadmed pannakse kokku sarnaselt eelmisele variandile, kuid neil on neli väljundit. Usaldusväärseid ja vastupidavaid konstruktsioone kasutatakse kõige sagedamini autode varustamiseks.
3. SMD. Kristall paigutatakse peale, mis parandab oluliselt soojusärajuhtimist ning aitab vähendada seadmete mõõtmeid.
4. COB. Sel juhul joodetakse LED otse plaadile, mis aitab suurendada heledust ja kaitseb ülekuumenemise eest.

COB-seadmete oluline puudus on võimatus üksikuid elemente vahetada, mistõttu tuleb osta uus seade üheainsa rikki läinud kiibi tõttu.

Lühtrites ja muudes kodustes valgustusseadmetes kasutatakse tavaliselt SMD-konstruktsiooni.

LED-lampide ehitus

LED-lamp koosneb järgmistest kuuest osast:

• LED;
• sokkel;
• draiver;
• hajuti;
• radiaator.

Sellise seadme tööelement on LED, mis genereerib valguslainete voogu.

LED-seadmed võivad olla projekteeritud erinevatele pingetele. Kõige nõutumad on väiksed 12-15 W tooted ja suuremad 50 W valgustid.

Sokkel, mis võib olla erineva kuju ja suurusega, on kasutusel ka teist tüüpi lampide – luminofoor-, halogeen- ja hõõglampide puhul. Samal ajal saavad mõned LED-seadmed, näiteks LED-ribad, ilma selle osata hakkama.

Oluline konstruktsioonielement on draiver, mis muundab võrgupinge vooluks, millel kristall töötab.

Sellest sõlmest sõltub suuresti lambi tõhus töö, lisaks tagab kvaliteetne draiver, millel on hea galvaaniline eraldus, ereda püsiva valgusvoo ilma igasuguse vilkumiseta.

Tavaline LED annab suunatud valgusvihu. Et muuta selle leviku nurka ja tagada kvaliteetne valgustus, kasutatakse hajutit. Selle komponendi teine ülesanne on kaitsta skeemi mehaaniliste ja looduslike mõjude eest.

Radiaator on ette nähtud soojuse ärajuhtimiseks, mille liig võib seadet kahjustada. Radiaatori töökindel toimimine võimaldab optimeerida lambi tööd ja pikendada selle eluiga.

Mida väiksem see osa, seda suuremat soojuskoormust peab LED taluma, mis mõjutab selle läbipõlemise kiirust.

Isetehtud lambi eelised ja puudused

Spetsialiseeritud kauplused pakuvad suurt valikut LED-seadmeid. Kuid mõnikord ei ole sortimendis võimalik leida seadet, mis vastaks vajalikele parameetritele. Lisaks on LED-seadmed traditsiooniliselt kõrge hinnaga.

Toodete puuduste hulka tuleb arvata tootjapoolse garantii puudumine. Lisaks võivad hooletu kokkupaneku korral sellised seadmed olla ebaatraktiivse välimusega.

Samas on täiesti võimalik säästa raha ja saada ideaalne lamp, tehes kokkupaneku ise. Seda pole keeruline teha ning piisab elementaarsetest tehnilistest teadmistest ja praktilistest oskustest.

Teie enda valmistatud LED-seade omab mitmeid olulisi eeliseid poest ostetud analoogi ees. Need eristuvad säästlikkusega: korraliku kokkupaneku ja kvaliteetsete detailide kasutamise korral ulatub tööperiood 100 tuhande tunnini.

Sellised seadmed näitavad kõrget energiatõhususe astet, mida määrab tarbitava võimsuse ja toodetud valguse heleduse suhe. Lõpuks on nende hind oluliselt madalam kui tehaslikel analoogidel.

Isevalmistamise probleemid

Peamised küsimused, mida tuleb LED-lampide valmistamisel lahendada, on vahelduvvoolu muundamine pulseerivaks ja selle silumine alalisvooluks. Lisaks tuleb piirata elektrivoolu tugevust 12 voltini, mis on vajalik dioodi toiteks.

Isetehtud LED-valgusti loomiseks saab kasutada spetsialiseeritud kauplustest ostetud detaile või läbipõlenud seadmete elemente.

Seadet läbi mõeldes tuleb lahendada ka rida konstruktiivseid ülesandeid, nimelt:

• kuidas paigutada skeem ja LED-id;
• kuidas isoleerida süsteem;
• kuidas tagada soojusülekanne seadmes.

Enne kokkupanekut on soovitav kõik need probleemid läbi mõelda, arvestades nõudeid, mida esitatakse isetehtud valgusallikale.

LED-lampide skeemid

Eelkõige tuleb välja töötada kokkupaneku variant. On kaks peamist viisi, millest kummalgi on oma plussid ja miinused. Allpool käsitleme neid üksikasjalikumalt.

Dioodsillaga variant

Skeem hõlmab nelja dioodi, mis ühendatakse erineva suunaga. Tänu sellele omandab sild võimaluse muundada võrguvool 220 V pulseerivaks.

LED-silla skeem eristub lihtsuse ja loogilisuse poolest. Seda saab teostada isegi algaja meister, kes omandab iseseisva töö põhitõdesid.

See toimub järgmiselt: kahe dioodi läbimisel muutuvad sinusoidsed poollained, mis põhjustab polaarsuse kaotuse.

Kokkupanekul ühendatakse plussväljundisse enne silda kondensaator; miinusklemmi ette takisti 100 oomi. Veel üks kondensaator paigaldatakse silla taha: seda läheb vaja pingekõikumiste silumiseks.

LED-elemendi valmistamine

Lihtsaim viis LED-valgusti loomiseks on valgusallika valmistamine katkise valgusti baasil. Tuleb kontrollida leitud detailide töövõimet, mida saab teha 12 V aku abil.

Rikkinud elemendid tuleb asendada. Selleks tuleb kontaktid lahti jootma, eemaldada läbipõlenud elemendid, panna nende asemele uued. Seejuures on oluline järgida anoodide ja katoodide vaheldumist, mis kinnitatakse järjestikku.

Kui on vaja vahetada vaid 2-3 tükki kiipi, piisab nende jootmisest kohtadesse, kus varem asusid rikkis komponendid.

Täieliku iseseisva kokkupaneku korral tuleb ühendada ritta 10 dioodi, järgides polaarsuse reegleid. Mitu valmis ahelat joodetakse juhtmete külge.

Lambi valmistamisel võib kasutada valgusdioodidega plaate, mida võib leida läbipõlenud seadmetest. Oluline on vaid nende töövõime kontrollimine.

Skeemide kokkupanekul on oluline jälgida, et joodetud otsad ei puutuks kokku, kuna see võib põhjustada seadme lühise ja süsteemi rikke.

Pehmema valguse abivahendid

LED-valgustitele omase virvenduse vältimiseks saab eespool kirjeldatud skeemi täiendada mõne detailiga. Seega peaks see koosnema dioodsillast, 100 ja 230 oomistest takistitest, 400 nF ja 10 µF kondensaatoritest.

Seadme kaitsmiseks pingekõikumiste eest paigutatakse skeemi algusesse 100-oomine takisti, mille järel joodetakse sisse 400 nF kondensaator, selle järel paigaldatakse dioodsild ja veel üks 230-oomine takisti, millele järgneb kokku pandud LED-ide ahel.

Takistitega seadmed

Sarnane skeem on kättesaadav ka algajale meistrile. Selle teostamiseks on vaja kahte 12k takistit ja kahte sama arvu LED-idega ahelat, mis joodetakse järjestikku polaarsust arvestades. Seejuures üks riba R1 poolelt ühendatakse katoodiga, teine R2 poolelt anoodiga.

Selle skeemi järgi valmistatud valgustid annavad pehmemat valgust, kuna töötavad elemendid süttivad kordamööda, mistõttu vilkumise pulsatsioon on palja silmaga peaaegu märkamatu.

Lambi võimsuse arvutamiseks on vaja teada voolutugevust, mis läbib LED-e. Selle suuruse saab arvutada esitatud valemi abil. Samal ajal tuleb arvestada, et järjestikku ühendatud 12 LED-i pingelanguse indikaator on umbes 36 V.

Seadmeid kasutatakse edukalt laualambina ja muudel eesmärkidel. Optimaalse valgustuse loomiseks soovitavad spetsialistid kasutada 20-40 dioodist koosnevaid ribasid. Väiksem arv annab väikese valgusvoo, suurema arvu elementide ühendamine on tehniliselt üsna keerukas.

Oluline element: LED-draiver

Ise tehtud LED-seadme korrektseks tööks tuleb lahendada draiveri küsimus. Selle sõlme skeem on üsna lihtne. Tööalgoritm seisneb vahelduvvoolu 220 V läbimises dioodsillale läbi kondensaatori C1.

Alaldatud vool läheb järjestikku ühendatud LED-idele HL1-HL27, mille arv võib ulatuda 80 tükini.

Isetehtud LED-seadme draiver monteeritakse esitatud skeemi järgi. Võib kasutada ka valmiselemente nagu bp 3122, bp 2832a või bp 2831a

Et välttida virvendust ja saavutada stabiilselt ühtlane värv, on soovitatav kasutada kondensaatorit C2, millel peaks olema võimalikult suur mahtuvus.

LED-seadmete korpused

Enne kokkupanekut on oluline otsustada, kuhu paigutatakse kokkupandud skeem.

Selle probleemi lahendamiseks on mitu võimalust – seadme paigutamiseks võib kasutada:

• hõõglampide sokleid;
• läbipõlenud energiasäästu- või halogeenlampide korpuseid;
• oma kätega valmistatud seadmeid.

Esimene variant omab olulist eelist. Seda kasutades on lihtne kokkupandud LED-seade padrunisse keerata, tagades sellega soojusvahetuse.

Tuleb arvestada, et lisaks ilmsele plussile on sellel meetodil ka selged miinused. Kokkupandud konstruktsioon ei ole liiga esteetilise välimusega, lisaks on sel juhul keeruline tagada usaldusväärset isolatsiooni.

Selleks, et kasutada läbipõlenud hõõglampi LED-lambi loomiseks, tuleb eelnevalt ettevaatlikult eraldada klaaskolb soklist ning seejärel eemaldada spiraal. Tekkinud ruumi paigutatakse ettevaatlikult kokkupandud skeem ning plaadi kohale kinnitatakse pirn.

Mugav ja praktiline variant on paigutada isetehtud seade energiasäästulambi korpusesse. Selleks tuleb esmalt läbipõlenud seade lahti võtta ja eemaldada sellest muundurplaat.

Kokkupandud skeemi saab sisestada erinevate meetoditega:

• Dioodid paigutatakse aukudesse, mis tehakse klaaskolbi all olevasse kattesse.
• Skeemi saab paigutada sokli sisse, mis tagab soojusvahetuse. Sel juhul sisestatakse ja kinnitatakse LED-elemendid juba olemasolevatesse aukudesse.
• Plaadi saab peita soklisse. Selle protsessi teostamiseks on mugav kasutada tavalist veepudeli plastkorki.

LED-ide paigutamiseks kasutavad meistrid sageli oma kätega valmistatud plast- või papist ringi, millesse puuritakse dioodide jaoks augud. Hoolikalt teostatud töö korral näevad sellised seadmed üsna esteetilised välja.

Veel üks võimalus on halogeenlambi korpuse kasutamine. See pole laialt levinud, kuna sel juhul ei ole võimalik lampi padrunisse keerata. Siiski kasutatakse sellist modifikatsiooni isetehtud indikaatorite ja muude seadmete valmistamiseks.

Kui olete otsustanud tööks kasutada lambipirni korpust, soovitame lugeda meie teist artiklit, kus kirjeldasime üksikasjalikult erinevat tüüpi pirnide lahtivõtmise viise. Täpsemalt – minge lingile.

Materjalid isevalmistamiseks

Lisaks korpusele on lambi valmistamiseks vaja muidki osi. Eelkõige on vaja LED-e, mida saab osta LED-ribadena või üksikute HK6 elementidena. Iga detaili voolutugevus on 100–120 mA; pinge 3–3,3 V.

Mõnede skeemide kokkupanek eeldab täiendavate lülide kasutamist, näiteks draiveri, seetõttu vaadeldakse komponentide komplekti iga konkreetse juhtumi korral eraldi.

Vaja on ka alaldi dioode 1N4007 või dioodsilda, samuti kaitsmeid, mida võib leida vana seadme soklist.

Vaja läheb ka kondensaatorit, mille mahtuvus ja pinge peavad vastama kasutatavale elektriskeemile ja selles kasutatud LED-elementide arvule.

Kui ei kasutata valmisplaati, tuleb mõelda raamile, mille külge LED-id kinnitatakse. Selle valmistamiseks sobib kuumakindel materjal, mis ei ole metall ega juhi elektrivoolu.

Tavaliselt tehakse selline detail tugevast plastikust või tugevast papist. LED-elementide kinnitamiseks raami külge läheb vaja vedelaid naelu või superliimi.

Paneme kokku lihtsa LED-lambi

Vaatleme lambi valmistamist tavalises luminofoorlambi soklis. Selleks peame veidi muutma eespool toodud materjalide loetelu.

Sel juhul kasutame:

• vana E27 sokkel;
• HK6 LED-id;
• RLD2-1 draiver;
• tükk plastikut või tugevat pappi;
• superliim;
• elektrijuhtmestik;
• jootekolb, lamedad tangid, käärid.

Algul tuleb lamp lahti võtta. Luminofoorlampidel ühendatakse sokkel torudega plaadi külge klambrite abil. Oluline on leida kinnituskoht ja tõsta elemendid kruvikeerajaga üles, mis võimaldab padruni kergesti eemaldada.

Isetehtud LED-lambi kokkupaneku protsess on lihtne. Vanast seadmest pärit korpusesse pannakse draiver, mille peale paigaldatakse LED-plaat.

Seadet lahti võttes tuleb olla äärmiselt ettevaatlik, et mitte kahjustada torusid, mille sees on mürgine aine. Samal ajal tuleb jälgida sokliga ühendatud elektrijuhtmestiku terviklikkust ja säilitada selles olevad osad.

Ülemist osa koos ühendatud gaaslahendustorudega kasutame LED-ide ühendamiseks vajaliku plaadi valmistamiseks. Piisab torukujuliste elementide eemaldamisest, ja allesjäänud ümmargustesse aukudesse kinnitada LED-detailid.

Nende kindlaks kinnitamiseks on parem teha täiendav plastikust või papist kate, mis isoleerib kiibid.

Lambis kasutatakse HK6 LED-e, millest igaüks koosneb kuuest paralleelselt ühendatud kristallist. Need võimaldavad luua üsna ereda valgusti minimaalse elektritarbimisega.

Iga LED-i ühendamiseks kaanega tuleb teha kaks ava. Need tuleb augustada hoolikalt, rangelt vastavalt skeemile.

Plastikdetail võimaldab LED-elemente kindlalt kinnitada, samas kui papi kasutamine nõuab LED-ide täiendavat kinnitamist alusele vedelate naelte või superliimiga.

Kuna seade on ette nähtud kuue LED-i kasutamiseks, igaüks võimsusega 0,5 vatti, tuleb skeemis ette näha kolm paralleelselt ühendatud elementi.

Efektse valgusti saab valmistada, kasutades LED-riba. See element sisestatakse torusse, mida kasutatakse luminofoorvalgustuse jaoks.

Konstruktsioonis, mis töötab 220 V elektrivõrgust, tuleb ette näha draiver RLD2-1, mille tuleb osta poest või teha ise.

Lühise vältimiseks on enne kokkupaneku alustamist oluline isoleerida draiver ja plaat teineteisest, kasutades plastikut või pappi. Kuna lamp peaaegu ei kuumene, ei ole vaja muretseda ülekuumenemise pärast.

Pärast kõigi komponentide valimist saate konstruktsiooni kokku panna vastavalt skeemile ja seejärel ühendada selle elektrivõrku, et kontrollida helendust.

Seade, mis töötab tavalise 220 V padruniga, on väikese energiatarbimisega ja võimsusega 3 vatti. Viimane näitaja on 2–3 korda väiksem kui luminofoorseadmetel ja 10 korda väiksem kui hõõglampidel.

Kuigi valgusvoog on vaid 100–120 luumenit, tundub lamp tänu pimestavalt valgele värvile oluliselt heledamana. Kokkupandud valgustit saab kasutada lauavalgustina või väikese ruumi, näiteks koridori või sahvri valgustamiseks.

Järeldused ja kasulik video teemal

Allolevast videost näete spetsialisti üksikasjalikku juttu LED-valgusti ise kokkupanekust:

Ise tehtud LED-lambid on kõrgete tehniliste omadustega. Need ei jää peaaegu alla tehase mudelitele selliste omaduste poolest nagu tugevus, töökindlus, vastupidavus.

Selliste seadmete kokkupanek on peaaegu kõigile kättesaadav: edukaks teostamiseks on vaja vaid rangelt järgida skeeme ja hoolikalt sooritada kõiki ettenähtud manipulatsioone.

Võib-olla olete te juba pidanud ise LED-lampi kokku panema ja saate anda väärtuslikke nõuandeid meie saidi külastajatele? Või tekkisid pärast artikli lugemist küsimused? Palun jätke oma kommentaarid allolevasse plokki.