LED spuldze pašu rokām: shēma, konstrukcijas nianses, patstāvīga salikšana

LED gaismekļi tiek plaši izmantoti mājsaimniecības, ielu, rūpnieciskā apgaismojuma organizēšanā. To svarīgās priekšrocības ir ekonomiskums, videi draudzīgums un nepretenciozitāte apkopē.

Pašrocīgi izgatavota LED lampa noteikti atradīs savu pielietojumu jūsu mājā. Detalizētu instrukciju izgatavošanai, kā arī montāžas shēmas jūs atradīsiet piedāvātajā rakstā.

LED ierīces darbības princips

LED lampas pamatā ir vienvirziena pusvadītājs, kura izmērs ir daži milimetri. Tajā notiek vienvirziena elektronu kustība, kas ļauj pārveidot maiņstrāvu līdzstrāvā.

LED kristālam, kas sastāv no vairākiem slāņiem, ir divu veidu elektrovadītspēja: pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu.

Puse, kurā ir minimālais elektronu daudzums, ieguvusi nosaukumu caurumu (p-tipa), savukārt otra ar lielāku šo daļiņu daudzumu tiek saukta par elektronu (n-tipa).

Starp abām LED elementa pusēm atrodas nosacījuma robeža – elektronu caurumu pāreja (p-n). Šeit daļiņas saduras savā starpā, kā rezultātā tiek novērots spīdums.

Elementu sadursmē p-n pārejā tie saduras, ģenerējot gaismas daļiņas – fotonus. Ja šajā laikā sistēmu uztur nemainīgā spriegumā, LED izstaros stabilu gaismas plūsmu. Šis efekts tiek izmantots visās LED lampu konstrukcijās.

Četri LED ierīču veidi

Atkarībā no LED izvietojuma līdzīgus modeļus var iedalīt šādās kategorijās:

1. DIP. Kristāls ir apvienots ar diviem vadītājiem, virs kuriem atrodas palielinātājs. Modifikācija ir plaši izplatīta izkārtņu un vītņu izgatavošanā.
2. „Piranja”. Ierīces tiek montētas līdzīgi iepriekšējam variantam, bet tās paredz četrus izvadus. Uzticamas un izturīgas konstrukcijas visbiežāk izmanto automobiļu aprīkošanai.
3. SMD. Kristāls tiek novietots augšpusē, kas ievērojami uzlabo siltuma novadīšanu, kā arī palīdz samazināt ierīču izmērus.
4. COB. Šajā gadījumā LED tiek ielodēts tieši platē, kas veicina spīdēšanas intensitātes palielināšanu un aizsardzību pret pārkaršanu.

Būtisks trūkums COB ierīču ir nespēja nomainīt atsevišķus elementus, kā dēļ ir jāiegādājas jauns mehānisms viena vienīga bojāta mikroshēmas dēļ.

Lustrās un citās sadzīves apgaismes ierīcēs parasti tiek izmantota SMD konstrukcija.

LED lampu uzbūve

LED lampa sastāv no šādām sešām daļām:

• LED;
• cokols;
• draiveris;
• difuzors;
• radiātors.

Šādas ierīces darbības elements ir LED, kas ģenerē gaismas viļņu plūsmu.

LED ierīces var būt paredzētas dažādam spriegumam. Vispieprasītākie ir mazi izstrādājumi ar 12-15 W un lielākas lampas ar 50 vatiem.

Cokols, kuram var būt dažāds izskats un izmērs, tiek izmantots arī citiem lampu veidiem – luminiscences, halogēna, kvēlspuldzēm. Tajā pašā laikā dažas LED ierīces, piemēram, LED lentes, var iztikt bez šīs detaļas.

Būtisks konstrukcijas elements ir draiveris, kas pārveido tīkla spriegumu strāvā, uz kuras darbojas kristāls.

No šī mezgla lielā mērā ir atkarīga lampas efektīva darbība, turklāt kvalitatīvs draiveris, kam ir laba galvaniskā atdalīšana, nodrošina spilgtu pastāvīgu gaismas plūsmu bez mirgošanas.

Parasts LED rada virzītu gaismas staru. Lai mainītu tā izplatīšanās leņķi un nodrošinātu kvalitatīvu apgaismojumu, tiek izmantots difuzors. Vēl viena šī komponenta funkcija ir shēmas aizsardzība pret mehānisku un dabas ietekmi.

Radiātors ir paredzēts siltuma novadīšanai, kura pārpalikums var sabojāt ierīci. Uzticama radiātora darbība ļauj optimizēt lampas darbu un pagarināt tās dzīvi.

Jo mazāka ir šī detaļa, jo lielāku termisko slodzi būs jāiztur LED, kas ietekmēs tā izdegšanas ātrumu.

Pašdarinātas lampas priekšrocības un trūkumi

Specializētie veikali piedāvā plašu LED ierīču izvēli. Tomēr reizēm sortimentā nav iespējams atrast ierīci, kas atbilst nepieciešamajiem parametriem. Turklāt LED ierīces tradicionāli izceļas ar augstu cenu.

Pie izstrādājumu trūkumiem jāmin ražotāja garantijas neesamība. Turklāt, ja montāža ir neuzmanīga, šādām ierīcēm var būt nepievilcīgs izskats.

Tikmēr ir pilnīgi iespējams ietaupīt līdzekļus un iegūt ideālu lampu, veicot montāžu pašrocīgi. To izdarīt nav grūti, un pietiks ar elementārām tehniskām zināšanām un praktiskām iemaņām.

LED ierīcei, kas izgatavota ar savām rokām, ir vairākas būtiskas priekšrocības salīdzinājumā ar veikalā iegādāto analogu. Tā atšķiras ar ekonomiskumu: rūpīgas montāžas un kvalitatīvu detaļu izmantošanas gadījumā ekspluatācijas periods sasniedz 100 tūkstošus stundu.

Šādas ierīces uzrāda augstu energoefektivitātes pakāpi, ko nosaka patērētās jaudas un radītās gaismas spožuma attiecība. Visbeidzot, to izmaksas ir par vienu kārtu zemākas nekā rūpnīcā ražotiem analogiem.

Pašmontāžas problēmas

Galvenie jautājumi, kas jārisina, izgatavojot LED lampas, ir mainīgas elektriskās strāvas pārvēršana pulsējošā strāvā un tās izlīdzināšana līdz līdzstrāvai. Turklāt ir jāierobežo elektriskās strāvas stiprums līdz 12 voltiem, kas nepieciešams diodes barošanai.

Lai patstāvīgi izveidotu gaismekli ar gaismas diodēm, var izmantot specializētajos veikalos iegādātās detaļas vai elementus no izdegušām ierīcēm.

Pārdomājot ierīces uzbūvi, jāatrisina arī vairāki konstruktīvi uzdevumi, proti:

• kā izvietot shēmu un gaismas diodes;
• kā izolēt sistēmu;
• kā nodrošināt siltuma apmaiņu ierīcē.

Pirms montāžas vēlams pārdomāt visas šīs problēmas, ņemot vērā prasības, kas tiek izvirzītas pašdarinātam gaismas avotam.

LED lampu shēmas

Pirmkārt, jāizstrādā montāžas variants. Ir divi galvenie veidi, katram no kuriem ir savas priekšrocības un trūkumi. Zemāk mēs tos apskatīsim sīkāk.

Variants ar diodes tiltu

Shēma ietver četras diodes, kuras tiek pieslēgtas dažādos virzienos. Pateicoties tam, tilts iegūst iespēju pārveidot tīkla strāvu 220 V pulsējošā strāvā.

Gaismas diožu tilta shēma izceļas ar vienkāršību un loģiskumu. To var izpildīt pat iesācējs meistars, kurš apgūst patstāvīga darba pamatus.

Šis process notiek šādi: kad sinusoidālie pusviļņi iziet cauri divām diodēm, tie tiek pārveidoti, izraisot polaritātes zudumu.

Montāžas laikā pie pozitīvās izejas pirms tilta tiek pievienots kondensators; pirms negatīvās spailes – 100 omu pretestība. Vēl viens kondensators tiek uzstādīts aiz tilta: tas būs nepieciešams sprieguma svārstību izlīdzināšanai.

LED elementa izgatavošana

Vienkāršākais veids, kā izveidot LED gaismekli, ir gaismas avota izgatavošana, izmantojot salūzušu gaismekli. Jāpārbauda atrasto detaļu darbspēja, ko var izdarīt ar 12 V akumulatoru.

Bojātie elementi ir jānomaina. Lai to izdarītu, jāatlodē kontakti, noņemot izdegušos elementus, un to vietā jāievieto jauni. Ir svarīgi ievērot anodu un katodu secību, kuri tiek montēti secīgi.

Ja nepieciešams nomainīt tikai 2-3 mikroshēmas, pietiek vienkārši pielodēt tās vietās, kur iepriekš atradās bojātie komponenti.

Pilnīgi patstāvīgā montāžā ir jāsavieno rindā pa 10 diodēm, ievērojot polaritātes noteikumus. Vairākas izpildītās ķēdes tiek pielodētas pie vadiem.

Izgatavojot lampu, var izmantot plates ar gaismas diodēm, kuras var atrast izdegušās ierīcēs. Svarīgi tikai pārbaudīt to darbspēju.

Montējot shēmas, ir svarīgi uzmanīt, lai pielodētie gali nepieskartos viens otram, jo tas var izraisīt ierīces īssavienojumu un sistēmas atteici.

Piederumi maigākai gaismai

Lai izvairītos no mirgošanas, kas raksturīga LED apgaismojumam, iepriekš aprakstīto shēmu var papildināt ar vairākām detaļām. Tādējādi tai jāsastāv no diodes tilta, 100 un 230 omu rezistoriem, 400 nF un 10 μF kondensatoriem.

Lai aizsargātu ierīci no sprieguma svārstībām, shēmas sākumā novieto 100 omu rezistoru, aiz kura ielodē 400 nF kondensatoru, pēc tā uzstāda diodes tiltu un vēl vienu 230 omu rezistoru, aiz kura seko samontētā gaismas diožu ķēde.

Ierīces ar rezistoru pretestību

Līdzīga shēma ir pilnīgi pieejama arī iesācējam amatniekam. Tās izpildei nepieciešami divi 12k rezistori un divas ķēdes no vienāda skaita gaismas diožu, kuras tiek lodētas secīgi, ievērojot polaritāti. Viena josla no R1 puses tiek pievienota ar katodu, bet otra – no R2 – ar anodu.

Saskaņā ar šo shēmu izgatavotiem gaismekļiem ir maigāka gaisma, jo darbības elementi iedegas pēc kārtas, pateicoties kam mirgošanas pulsācija ir gandrīz neredzama neapbruņotai acij.

Lai aprēķinātu lampas jaudu, jāzina strāvas lielums, kas iet caur gaismas diodēm. Šo lielumu var aprēķināt pēc dotās formulas. Jāņem vērā, ka sprieguma krituma rādītājs 12 virknē savienotās gaismas diodēs ir aptuveni 36 V.

Ierīces veiksmīgi tiek izmantotas kā galda lampa un citiem mērķiem. Lai radītu optimālu apgaismojumu, speciālisti iesaka izmantot lentes no 20-40 diodēm. Mazāks skaits dod nelielu gaismas plūsmu, lielāka elementu skaita savienošanu tehniski ir diezgan sarežģīti izpildīt.

Svarīgs elements: LED draiveris

Lai pareizi darbotos pašrocīgi izgatavota LED ierīce, jāatrisina jautājums ar draiveri. Šī mezgla shēma ir diezgan vienkārša. Funkcionēšanas algoritms sastāv no tā, ka 220 V maiņstrāva iet uz diodes tiltu caur kondensatoru C1.

Izlīdzinātā strāva pāriet uz virknē pieslēgtām gaismas diodēm HL1-HL27, kuru skaits var sasniegt 80 gabalus.

Paštaisītas gaismas diožu ierīces draiveris tiek samontēts saskaņā ar parādīto shēmu. Var izmantot arī gatavus elementus bp 3122, bp 2832a vai bp 2831a

Lai izvairītos no mirgošanas un panāktu stabilu vienmērīgu krāsu, ieteicams izmantot kondensatoru C2, kuram jābūt pēc iespējas lielākai kapacitātei

Korpusi LED ierīcēm

Pirms montāžas ir svarīgi noteikt, kur tiks novietota samontētā shēma

Pastāv vairāki šīs problēmas risinājuma varianti – ierīces izvietošanai var izmantot:

• kvēlspuldžu pamatnes;
• korpusi no izdegušām enerģijas taupīšanas vai halogēnspuldzēm;
• pašu rokām izgatavotas ierīces

Pirmajam variantam ir svarīga priekšrocība. To izmantojot, ir viegli ieskrūvēt samontēto gaismas diožu ierīci patronā, tādējādi nodrošinot siltuma apmaiņu

Jāņem vērā, ka papildus acīmredzamajam plusam, šai metodei ir arī acīmredzami mīnusi. Samontētajai konstrukcijai ir ne pārāk estētisks izskats, turklāt šajā gadījumā ir grūti veikt uzticamu izolāciju

Lai izmantotu izdegušu kvēlspuldzi gaismas diodes lampas izveidei, iepriekš rūpīgi jāatdala stikla kolba no pamatnes, pēc tam jāizņem spirāle. Izveidotajā telpā uzmanīgi ievieto samontēto shēmu, bet virs plates nostiprina spuldzi

Ērts un praktisks variants ir ievietot paštaisītu ierīci enerģijas taupīšanas spuldzes korpusā. Šim nolūkam vispirms ir jāizjauc izdegušā ierīce, izņemot no tās pārveidotāja plati

Samontēto shēmu var ievietot, pielietojot dažādas metodes:

• Diodes ievieto caurumos, kas tiek izveidoti vāciņā zem stikla kolbas
• Shēmu var izvietot pamatnes iekšpusē, kas garantē siltuma apmaiņu. Šajā gadījumā LED elementi tiek ievietoti un nostiprināti jau esošajos caurumos
• Plati var ievietot pamatnē. Procesa veikšanai ir ērti izmantot parastu plastmasas vāciņu no ūdens pudeles

Gaismas diožu izvietošanai meistari bieži izmanto pašu rokām izgatavotu apli no plastmasas vai kartona, kurā tiek izurbti caurumi diodēm. Rūpīgi veicot darbu, šādas ierīces izskatās diezgan estētiski

Vēl viens variants ir halogēnspuldzes korpusa izmantošana. Tas nav ieguvis plašu izplatību, jo šajā gadījumā nav iespējams ieskrūvēt gaismekli patronā. Tomēr šāda modifikācija tiek izmantota paštaisītu indikatoru un citu ierīču izveidei

Ja esat pieņēmuši lēmumu darbā izmantot spuldzes korpusu, tad iesakām izlasīt mūsu citu rakstu, kur mēs detalizēti aprakstījām dažādu veidu spuldžu izjaukšanas veidus. Sīkāk – dodieties uz saīti

Materiāli pašdarinātas ierīces izgatavošanai

Papildus korpusam, lai izveidotu lampu, būs nepieciešami arī citi elementi. Tie galvenokārt ir gaismas diodes, kuras var iegādāties LED lentes veidā vai atsevišķi NK6 elementi. Katras detaļas strāvas stiprums ir 100-120 mA; spriegums 3-3,3 V.

Dažu shēmu salikšana paredz papildu posmu izmantošanu, piemēram, draivera, tāpēc komponentu komplekts katram konkrētajam gadījumam tiek apskatīts atsevišķi.

Nepieciešami arī taisngriežu diodes 1N4007 vai diodes tilts, kā arī drošinātāji, kurus var atrast vecās ierīces cokolā.

Būs nepieciešams arī kondensators, kura kapacitātei un spriegumam jāatbilst izmantotajai elektriskajai shēmai un tajā izmantoto LED elementu skaitam.

Ja netiek izmantota gatava plate, jāpadomā par karkasu, pie kura piestiprināt gaismas diodes. Tā izgatavošanai derēs siltumizturīgs materiāls, kas nav metāls un nevada elektrisko strāvu.

Parasti šādu detaļu veido no izturīgām plastmasām vai bieza kartona. Lai piestiprinātu gaismas diodes elementus pie karkasa, būs nepieciešami šķidrie naglas vai superlīme.

Saliekam vienkāršu LED lampu

Apskatīsim gaismekļa izgatavošanu standarta cokolā no luminiscences lampas. Lai to izdarītu, mums būs nedaudz jāmaina iepriekš minētais materiālu saraksts.

Šajā gadījumā mēs izmantojam:

• vecs cokols E27;
• gaismas diodes NK6;
• draiveris RLD2-1;
• plastmasas vai bieza kartona gabals;
• superlīme;
• elektroinstalācija;
• lodāmurs, knaibles, šķēres.

Sākotnēji nepieciešams izjaukt gaismekli. Luminiscences ierīcēm cokola savienojums ar plāksni, uz kuras ir caurules, tiek veikts ar fiksatoru palīdzību. Ir svarīgi atrast stiprinājuma vietu un ar skrūvgriezi atdabūt elementus, kas ļaus viegli atvienot patronu.

Paštaisītas LED lampas salikšanas process ir vienkāršs. Vecās ierīces korpusā tiek ievietots draiveris, uz kura tiek uzstādīta plate ar gaismas diodēm.

Izjaucot ierīci, jāievēro ārkārtīga piesardzība, lai nesabojātu caurules, kuru iekšpusē atrodas indīga viela. Vienlaikus jāuzrauga elektroinstalācijas, kas savienota ar cokolu, integritāte, kā arī jāsaglabā tajā esošās detaļas.

Augšējo daļu ar pievienotajām gāzizlādes caurulēm mēs izmantojam, lai izveidotu plāksni, kas nepieciešama gaismas diožu pievienošanai. Pietiek noņemt cauruļveida elementus, bet atlikušajos apaļajos caurumos nostiprināt LED detaļas.

Lai tās droši nostiprinātu, labāk izgatavot papildu plastmasas vai kartona vāku, kas kalpos mikroshēmu izolēšanai.

Lampā tiks izmantotas NK6 gaismas diodes, no kurām katra sastāv no 6 kristāliem ar paralēlu savienojumu. Tās ļauj izveidot diezgan spilgtu apgaismes ierīci ar minimālu elektroenerģijas patēriņu.

Lai pievienotu katru gaismas diodi vākam, ir jāizveido divi caurumi. Tos caurdurt uzmanīgi, stingri ievērojot shēmu.

Plastmasas detaļa ļauj stingri nostiprināt LED elementus, savukārt kartona izmantošana prasa papildu gaismas diožu nostiprināšanu pie pamatnes ar šķidro naglu vai superlīmes palīdzību.

Tā kā ierīce ir paredzēta sešu gaismas diožu lietošanai ar jaudu 0,5 vati katra, shēmā jāparedz trīs paralēli pievienoti elementi.

Efektīvu gaismekli var izgatavot, izmantojot gaismas diožu lenti. Šis elements tiek ievietots caurulē, ko izmanto luminiscences apgaismojumam.

Konstrukcijā, kas darbosies no elektrotīkla ar spriegumu 220 V, jāparedz draiveris RLD2-1, kas jāiegādājas veikalā vai jāizgatavo pašrocīgi.

Lai izvairītos no īssavienojuma, pirms montāžas sākšanas ir svarīgi izolēt draiveri un plati viens no otra, izmantojot plastmasu vai kartonu. Tā kā lampa gandrīz nesasilst, nav jāuztraucas par pārkaršanu.

Izvēloties visas sastāvdaļas, var salikt konstrukciju atbilstoši shēmai un pēc tam pievienot to elektrotīklam, lai pārbaudītu mirdzumu.

Ierīce, kas darbojas no standarta patronas ar 220 V barošanu, ir zems enerģijas patēriņš un jauda 3 vati. Pēdējais rādītājs ir 2–3 reizes mazāks nekā luminiscences ierīcēm un 10 reizes mazāks nekā kvēlspuldzēm.

Lai gan gaismas plūsma ir tikai 100–120 lūmenu, pateicoties apžilbinoši baltajai krāsai, lampa šķiet ievērojami spožāka. Samontēto gaismekli var izmantot kā galda lampu vai kompaktas telpas apgaismošanai, piemēram, gaitenī vai pieliekamajā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Zemāk redzamajā videoierakstā varat redzēt speciālista detalizētu stāstu par LED gaismekļa pašrocīgu montāžu:

Pašrocīgi izgatavotās gaismas diožu lampas ir augstas tehniskās īpašības. Tās gandrīz neatpaliek no rūpnīcas modeļiem tādās īpašībās kā izturība, uzticamība, ilgmūžība.

Šādu ierīču montāža ir pieejama praktiski ikvienam: veiksmīgai tās veikšanai nepieciešams tikai stingri ievērot shēmas un rūpīgi veikt visas noteiktās manipulācijas.

Varbūt jums jau ir nācies pašrocīgi salikt gaismas diožu lampu un jūs varat sniegt vērtīgu padomu mūsu vietnes apmeklētājiem? Vai pēc raksta izlasīšanas radušies jautājumi? Lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā blokā.