Hogyan készítsünk LED-lámpát saját kezűleg, munka, tippek, számítások

Tartalom:

Hogyan működik a LED
Hogyan készítsünk fényforrást LED-ekből
Lámpa számítások
Erő
Patronok, lámpák és profit
Gazdasági megvalósíthatóság
Mérnöki számítás

Elgondolkodott már azon, hogy miként történik a számlák ellenőrzése? A védelemnek sok szintje van. Ezek perforációk és vízjelek, de minden hiábavaló lenne, ha nem lenne egy speciális festék, ami csak egy bizonyos hullámhosszon látszik. Ezen az elven működik minden pénztárgép. Úgy gondolják, hogy ha a számlákat infravörös vagy ultraibolya fénnyel besugározzák, megjelenik egy kép. A világ minden országa hasonló technológiákat használ. Most beszéljünk arról, hogyan készítsünk LED-lámpát saját kezűleg, és mi köze van a bankjegyekhez.

LED lámpa

Hogyan működik a LED

A LED-ek különbsége egy szűk sugárzási tartományban. Próbáljon ki egy egyszerű kísérletet. Vegye elő az asztali lámpát, és gyújtsa meg, miközben kezével fogja az árnyékolót. A sugárzás gyorsan felmelegíti az acélt. Még a kezével is érezheti a sugárzást, ha közvetlenül egy izzólámpa elé helyezi. Néhány tíz másodpercnyi munka után nem fogja tudni tartani a poharat. De mit jelent ez?

A hő oroszlánrészét az infravörös tartományban adják át. Ez a Napra is igaz, de a jóval alacsonyabb hőmérsékletű izzó sokkal beszédesebben mutatja ezeket a tulajdonságokat. Senki sem vitatja, hogy a nappali fény sokkal világosabb. Ugyanakkor nem mindenki érti, mi az infravörös tartomány. Ezek olyan hullámhosszak, amelyek a spektrum látható része, nevezetesen a vörös alatt helyezkednek el. Ezek a frekvenciák meglehetősen magasak. (Lásd még: Hogyan készítsünk lámpát saját kezűleg)

Az infravörös tartomány területe sokkal nagyobbolyan széles, mint egy villanykörte. Íme egy hozzávetőleges számítás: a Wikipédia szerint ennek a mezőnek a szélessége körülbelül 429 THz. A látható fény körülbelül 400 THz-et foglal el. A bécsi törvény szerint magas hőmérsékletű Nap esetében a sugárzási sűrűség messze az ultraibolya spektrumig (nagyon magas frekvenciák, amelyek majdnem a röntgensugárzásig terjednek) terjed. Két korrekció azonban szerepet játszik a villanykörténél:

A spirál hőmérséklete viszonylag alacsony. Általában ezek 2700-2800 K nagyságrendű meleg tónusok. A Nap felszíni hőmérséklete eléri a 6000 K-t.

Az ábrán bemutatott grafikonon jól látható, hogy a spektrum jó része (harang alakú görbével határolva) infravörös sugárzásra esik.

Az izzólámpa spektrumának grafikonja

Tehát arra a következtetésre jutunk, hogy a villanykörte homályos hasonlatossága a Napnak. Ez az oka annak, hogy annyi energia megy kárba. Vagyis egy izzólámpa hatásfoka értelemszerűen nem lehet magas. Ezzel szemben a LED sugárzási sávja viszonylag szűk. Ezek alapján még azonos frekvenciájú nyalábokat is készítenek. Ez utóbbi esetben az összes sugárzási teljesítmény a spektrum egy nagyon szűk sávjára összpontosul. Ennek eredményeként a szemünk meglehetősen nagy fényerőt észlel, de a valóságban a sugárzási teljesítmény sokkal kisebb.

Emiatt az izzólámpákhoz hasonló LED-lámpák többórás üzemidő után is hidegek maradnak. Ez nagy megtakarítást jelent. Ha saját kezűleg készít lámpát LED szalagból, sokkal kevesebbet fizethet a fényért. De ez még nem minden! A legtöbb LED-nek viszonylag alacsony az üzemi feszültsége. Nézze meg a fotót: az UV LED lábait felragasztottuk a 3 elemre, és ez elég.

A LED rögzítése az akkumulátorhoz

Mintkészítsen fényforrást LED-ekből

Nagyon fontos a helyes csatlakozás! A LED könnyen eltörik a fordított feszültségtől, ami esetleg nem is éri el a közvetlen dolgozót. Soha nem tévedhet, ha a hosszabb lábát az akkumulátor pozitív polaritására helyezi (a lapos oldalra, amelyen kereszt van és a jelölés megtörtént). A legtöbb LED nem teszi lehetővé a 3 V-nál magasabb feszültségű működést. A korlátozó ellenállásokat LED-mátrixból USB interfészhez való lámpa készítésére használják. Ebben az esetben az aktív ellenálláson lévő áram egy része azonnal elveszik. A kiválasztás két ellentmondáson alapul:

Ha az ellenállás-besorolás túl kicsi, a LED kiéghet. A fizika törvényei szerint a feszültség arányosan oszlik meg. A legegyszerűbb, ha változó ellenállást és 5-ös akkumulátort használunk az USB-busz megfelelő besorolásának kiválasztásához. A számításokat kedvelők számára megadhatjuk a feszültség eloszlásának arányát: U1/U2 = R1/R Ahol R1 lehet például az ellenállás ellenállása, R2 pedig az egyenárammal szembeni ellenállás. a dióda. És U1 + U2 = 5 Art. Az utolsó érték változó, és az áram-feszültség karakterisztika alapján található. Ehhez meg kell osztani a feszültséget az áramra a működési ponton. Maga a jellemző hozzávetőlegesen egy parabola ága.
A túl nagy ellenállás jelentős aktív veszteséget okoz. Ezek egyenesen arányosak az ellenállással. Ezért leggyakrabban csak néhány LED kapcsol be sorba, és egy ellenállás követi őket. Itt az a lényeg, hogy kisebb címletet is használhatsz. A LED-ek ellenállásai összeadódnak, és U2 helyett a feszültségek összege fog hatni rájuk. Ugyanakkor a rövidzárlatot általában minden elemben külön-külön kizárják. Ezért nem áll fenn a veszély, hogy valahol több feszültség szálljon le, mint az elejénkizsákmányolás Ha egy LED világít, az egész ág kialszik. A szalagokon általában csak három darab.

Különböző színű LED-ek

Miért zárnak be ritkán a LED-ek? Az a tény, hogy az égés a p-n csomópontban történik. De ha a félvezető vastagságában van, akkor ennek semmi értelme, mert senki nem fogja látni a fényt. Emiatt csak a kerület hasznos. Ebben a tekintetben minden LED a következő:

Az általában teljesen műanyagból vagy üvegből készült átlátszó izzó belsejében egy híd található.

A felek egyenlőtlenek. A nagy körülbelül a "labda" közepén található, és a katód. Míg az anód kisebb és a periférián helyezkedik el.

Vékony szálat dobnak a szakadék fölé. A katódhoz rögzített csúcsánál magától jön létre egy p-n átmenet, amely minden irányból látható. Ugyanakkor egy vékony ér nem zavarja a fény szabad áthaladását.

Éppen ennek a felépítésnek köszönhető, hogy a LED-ek nem tartják jól a fordított feszültséget. A p-n átmenet olyan kicsi, hogy könnyen áttörik. Miért ne lehetne vastagabbá tenni? Nem annyira az áremelésről van szó, mint inkább arról, hogy nincs értelme. A rossz hűtési viszonyok egyszerűen nem engedik, hogy itt nagy egyenáram haladjon át. Ha megnöveli a félvezető hosszát, ez az aktív ellenállás növekedését okozza, ami természetesen növeli a kimeneti teljesítményt működési helyzetben. Ugyanakkor a p-n átmenet átmérője nem növelhető, mert a hatásfok erősen csökken. Nos, a cérna nem lehet vastag, hogy ne blokkolja a világ egy részét. (Lásd még: Hogyan készítsünk hosszabbítót saját kezűleg)

Általában zárt kört kapunk. Itt választják az arany középutat a hatékonyság és a racionalitás között. Ha a LED-et megnövelt feszültséggel működteti, akkor fokozatosankialszik és leég. A p-n csomópont anyaga megolvad a rossz hűtési feltételek miatt.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy emiatt a félvezető réteget próbálják vékonyabbá tenni. Szeretné, hogy LED-je tovább tartson? Készítsen elektródákat platinából! Drága és irracionális, de valamikor réges-régen ezzel kezdõdtek az izzólámpák (nemesfém érintkezõk).

Lámpa számítások

Először is meg kell találnia az áramforrást. Ez lehet például egy USB-csatlakozó vagy akár egy speciális kínai konnektor konverterrel. De véleményünk szerint mindez elavult, és nem tud valódi érdeklődést felkelteni. Sokkal hatékonyabb, ha találsz egy 12V-os átalakítót, és egy DIN-sínes elosztótáblába rakod. Miért pont ez a feszültség?

Erő

Először is, ebben az esetben könnyebb megszerezni a szükséges teljesítményt. Tapasztalatból azt mondjuk, hogy egy standard elrendezésű kétszobás lakás körülbelül 100 W-ot fogyaszthat a világítási igényekhez. Ezenkívül a lámpák nem kapcsolnak be. A valóságban maximum 70 W lesz elérhető. De még ilyen ütemezés mellett is lehetetlen transzformátort találni 220 V-ról 5 V-os egyenáramra. 12 U-nál minden könnyebb. Körülbelül 4000 rubelért vehet egy 120 W-os modult, és biztosak vagyunk benne, hogy az ár csökkenni fog. Első pillantásra drága, de ha eszébe jut, hogy körülbelül 10-szer kevesebbet kell fizetnie a lámpáért, akkor az előny nyilvánvaló: a modul az első működési évben megtérül, és a garancia is rá. valószínűleg hosszabb lesz.

Patronok, lámpák és profit

Egy másik kérdés az, hogy ahelyett, hogy azon gondolkodna, hogyan készítsen saját kezűleg LED-lámpát, jövedelmezőbb kész patronokat és izzókat vásárolni. Egyébként az E27 is bőven megfelelő, mert akciósan találsz ehhez a szabványos méretű lábazatot. Ebben az esetben minden izzóhozkörülbelül 150 rubelt vagy többet kell fizetnie. Gondoljuk át, hogy ez sok vagy kevés. Ha a képen lévő LED-et veszi, akkor annak fényereje 5 rubel kiskereskedelmi áron gyakorlatilag nulla. A világítóberendezéseket nem ilyen eszközökből állítják össze. 200 vagy több darab vásárlásakor a Chip&Dip üzlet BL-L413UWC LED-eket árul darabonként 10 rubelért. Őszintén szólva nem túl drága. 2,7 V egyenfeszültség mellett minden ilyen LED 10 Kd fényteljesítményt ad. Az alábbiakban kiszámítjuk a gazdasági megvalósíthatóságot.

Házi lámpa

Gazdasági megvalósíthatóság

Nagy plusz, hogy a közönséges izzók LED-es izzókra cserélésekor nem kell cserélni a vezetékeket. Ráadásul a benne lévő aktív veszteségek most a fogyasztással arányosan csökkennek. Vagyis körülbelül 10-szer. Egy egyszerű elemzés azt mutatja, hogy csak akkor gazdaságos, ha saját kezűleg készít egy LED-lámpát, ha nem szeretne 12 V-os adaptert vásárolni. Ebben az esetben minden izzó belsejében van egy kis tápegység, amely részt vesz az átalakításban. Ez egyrészt növeli a meghibásodás valószínűségét, másrészt könnyebben cserélhető. A pontszerű LED-es lámpák készítésének lényege, hogy a LED-eket akár korlátozó ellenállások nélkül (vagy kis névleges értékkel) is használhatjuk. Itt nem minden olyan egyszerű. Például a Chip&Dip tároló nem teszi lehetővé a tápfeszültség szerinti keresést. A LED-es izzók azonnal leesnek, mert nincs értelme 220 V-os áron vásárolni, ha már szolid összegért van adapterünk. Gyorsan rájön, hogy veszteséges 550 rubelért mátrixokat venni (különböző oldalakon), mert a munka teljes értelme eltűnik. Vegyünk tehát közönséges olcsó LED-eket, és készítsünk belőlük egy tisztességes lámpát. Most nézzük meg, hogyan kell megvalósítani.

Mérnöki számítás

Akár 30%-os hiba is jellemzi. Vagyis egyetlen pontos képlet sem teszi lehetővé az egyértelmű eredmény elérését. Ma úgy döntöttünk, hogy teszteljük a http://www.dled.ru/sections/ljumeny-v-kandely online számológépet. Miért? Ez az online számológép a lehető legegyszerűbbé teszi a CD-k közötti átvitelt, amelyen a LED-ek műszaki jellemzői vannak megadva, Lm. De ez nem magyarázza a különbséget. Szóval, megtesszük!

A kandelák nagyjából azt mutatják, hogy a forrás mekkora sugárzó energiát bocsát ki.

A lumenek pedig szögkorrekciót adnak szteradiánban.

OnLight LED lámpa

Vagyis például jól látható, hogy az izzó főleg lefelé világít, ezért tulajdonságait Lm-ben jellemezzük. Például a 850 Lm nagyjából egy 75 W-os izzólámpának felel meg. Szóval itt van! Ezzel az online kalkulátorral megtudhatjuk, hogy hány elemre lesz szükségünk ahhoz, hogy LED szalagból (a jelölés tartalmazza a LED-ek típusát, ami azt jelenti, hogy a műszaki jellemzőket is megtaláljuk) vagy bármilyen más alapanyagból lámpát készítsünk. Tegyük fel, hogy a képen látható, hogy az Onlight izzónak nagyon korlátozott a területe. Pontos mérésre persze esély sincs, de az érzések szerint a félteljesítmény szöge (számításhoz a számológépbe beírva) valahol 120 fok körül van (820 lm-es fényerőnél).

Csere... kiderült, hogy a fényerősség kb 260 cd. Ez azt jelenti, hogy körülbelül 25 BL-L413UWC LED-re lenne szükség ugyanazon teljesítmény biztosításához. Ezenkívül több pénzt kell költeni az aljzatra és a szükséges iránydiagram létrehozására. A fentiek azt jelentik, hogy az ipari méretű lámpák saját kezűleg történő létrehozása jelenleg veszteséges. Azért, mert a LED-ek túl drágák. Ennek eredményeként arra a tényre jutunk, hogy220 V-os izzókat érdemes a szokásos E27-es foglalattal venni.

Más kérdés, hogy akváriumba LED lámpát kell készíteni. Az egész szépség az, hogy nem kell beletenni. Vágjon ki egy vágást a LED-szalagból, és ragassza a hátoldalával (diódák az üveghez) a hátsó falra. A forrás szinte nem melegszik fel, így nincs tűzveszély. És ezzel elbúcsúzunk. Hiszünk abban, hogy ma már minden olvasó saját maga is készíthet egy karámot.

Következő