Cum să faci o lampă LED cu propriile mâini, lucru, sfaturi, calcule

Anterior

Conţinut:

  • Cum funcționează un LED
  • Cum se face o sursă de lumină din LED-uri
  • Calcule lampa
  • Putere
  • Cartușe, lămpi și profit
  • Fezabilitate economica
  • Calcul ingineresc

Te-ai întrebat vreodată cum se verifică facturile? Există multe niveluri de protecție. Acestea sunt perforații și filigrane, dar totul ar fi în zadar dacă nu ar fi o vopsea specială care este vizibilă doar atunci când este expusă la o anumită lungime de undă. Pe acest principiu funcționează toate casele de marcat. Se crede că dacă facturile sunt iradiate cu lumină infraroșie sau ultravioletă, va apărea o imagine. Toate țările lumii folosesc tehnologii similare. Acum să vorbim despre cum să faci o lampă LED cu propriile mâini și despre ce are de-a face cu bancnotele.

Lampa cu LED

Cum funcționează un LED

Diferența de LED-uri într-o gamă restrânsă de radiații. Încercați un experiment simplu. Luați lampa de masă și aprindeți-o în timp ce țineți abajurul cu mâna. Radiația va încălzi rapid oțelul. Poți chiar simți radiația cu mâna dacă o așezi direct în fața unui bec cu incandescență. Nu vei putea ține paharul după câteva zeci de secunde de lucru. Dar ce înseamnă asta?

Cea mai mare parte a căldurii este transferată în domeniul infraroșu. Acest lucru este valabil și pentru Soare, dar bulbul, a cărui temperatură este mult mai scăzută, arată aceste proprietăți mult mai elocvent. Nimeni nu va argumenta că lumina zilei este mult mai strălucitoare. În același timp, nu toată lumea înțelege care este raza infraroșu. Acestea sunt lungimi de undă care se află sub partea vizibilă a spectrului, și anume roșu. Aceste frecvențe sunt destul de ridicate. (Vezi și: Cum să faci o lampă cu propriile mâini)

Zona infraroșu este mult mai marelat ca un bec. Iată un calcul aproximativ: conform Wikipedia, lățimea acestui câmp este de aproximativ 429 THz. Lumina vizibilă ocupă aproximativ 400 THz. Pentru Soare, cu temperatura sa ridicată conform legii lui Wien, densitatea radiației merge mult în spectrul ultraviolet (frecvențe foarte înalte care se extind aproape până la raze X). Cu toate acestea, două corecții joacă un rol pentru becul:

  • Temperatura spiralei este relativ scăzută. De obicei, acestea sunt tonuri calde de ordinul 2700-2800 K. Temperatura de suprafață a Soarelui ajunge la 6000 K.
  • Graficul prezentat în figură arată clar că o bună parte a spectrului (delimitată de o curbă în formă de clopot) cade pe radiația infraroșie.

    • faci

    Graficul spectrului lămpii incandescente

    Așadar, ajungem la concluzia că becul este o asemănare vagă a Soarelui. Acesta este motivul pentru care se irosește atât de multă energie. Adică, eficiența unui bec incandescent prin definiție nu poate fi mare. În schimb, banda de emisie a LED-ului este relativ îngustă. Chiar și fasciculele de aceeași frecvență sunt realizate pe baza lor. În acest din urmă caz, toată puterea radiației este concentrată pe o bandă foarte îngustă a spectrului. Drept urmare, ochiul nostru percepe o luminozitate destul de mare, dar în realitate puterea de radiație este mult mai mică.

    Din acest motiv, becurile cu LED asemănătoare cu becurile cu incandescență rămân reci după ore de funcționare. Aceasta înseamnă economii mari. Dacă faci singur o lampă dintr-o bandă LED, poți plăti mult mai puțin pentru lumină. Dar asta nu este tot! Majoritatea LED-urilor au o tensiune de operare relativ scăzută. Uitați-vă la fotografie: am lipit picioarele LED-ului UV la bateria 3 și e suficient.

    Fixarea LED-ului la baterie

    La fel defaceți o sursă de lumină din LED-uri

    Este foarte important să faceți conexiunea corect! LED-ul este ușor de spart de tensiunea inversă, care poate să nu ajungă nici măcar la lucrătorul direct. Nu puteți greși niciodată dacă aplicați piciorul mai lung la polaritatea pozitivă a bateriei (partea plată cu cruce pe ea și marcarea făcută). Majoritatea LED-urilor nu permit funcționarea la o tensiune mai mare de 3 V. Rezistoarele de limitare sunt folosite pentru a face o lampă dintr-o matrice LED pentru o interfață USB. În acest caz, o parte din puterea rezistorului activ se pierde imediat. Selecția se bazează pe două contradicții:

    • Dacă gradul de rezistență este prea mic, LED-ul se poate arde. Conform legilor fizicii, tensiunea va fi împărțită proporțional. Cel mai simplu mod este să utilizați un rezistor variabil și o baterie de 5 pentru a alege ratingul potrivit pentru magistrala USB. Pentru cei care iubesc calculele, putem da proporția în funcție de care este distribuită tensiunea: U1/U2 = R1/R Unde R1, de exemplu, poate fi rezistența rezistenței, iar R2 - rezistența la curentul continuu a dioda. Și U1 + U2 = 5 Art. Ultima valoare este variabilă și poate fi găsită din caracteristica curent-tensiune. Pentru a face acest lucru, trebuie să împărțiți tensiunea în curent la punctul de funcționare. Caracteristica în sine este aproximativ o ramură a unei parabole.
    • Un rezistor prea mare provoacă pierderi active considerabile. Sunt direct proporționale cu rezistența. De aceea, cel mai adesea, doar câteva LED-uri sunt aprinse în serie, iar un rezistor le urmează. Ideea aici este că puteți folosi o denumire mai mică. Rezistențele LED-urilor se adună și, în loc de U2, asupra lor va acționa suma tensiunilor. În același timp, un scurtcircuit este de obicei exclus în fiecare element separat. Prin urmare, nu există pericolul ca undeva să cadă mai multă tensiune decât la începutexploatare Dacă un LED este aprins, întreaga ramură este stinsă. Pe benzi, de obicei sunt doar trei bucăți.

    LED-uri de diferite culori

    De ce LED-urile se închid rar? Faptul este că arderea are loc la joncțiunea p-n. Dar dacă se află în grosimea semiconductorului, atunci nu are sens în asta, pentru că nimeni nu va vedea strălucirea. Din acest motiv, doar perimetrul este util. În acest sens, fiecare LED este următorul:

  • În interiorul becului transparent, care este de obicei realizat în întregime din plastic sau sticlă, este o punte cu un gol.
  • Jumătățile sunt inegale. Cel mare este situat aproximativ în centrul „bilei” și este catodul. În timp ce anodul este mai mic și situat la periferie.
  • Un fir subțire este aruncat peste abis. În vârful său, care este atașat de catod, se va forma o joncțiune p-n de la sine, care poate fi văzută din toate direcțiile. În același timp, o venă subțire nu interferează cu trecerea liberă a luminii.

    • Tocmai din cauza acestei structuri LED-urile nu țin bine tensiunea inversă. Joncțiunea p-n este atât de mică încât se sparge cu ușurință. De ce să nu-l faci mai gros? Nu este vorba atât de creșterea prețului, cât este de faptul că nu are sens. Condițiile proaste de răcire pur și simplu nu permit trecerea unui curent continuu mare aici. Dacă creșteți lungimea semiconductorului, aceasta va provoca o creștere a rezistenței active, ceea ce va crește în mod natural puterea de ieșire în poziția de funcționare. În același timp, diametrul joncțiunii p-n nu poate fi mărit deoarece eficiența scade brusc. Ei bine, firul nu poate fi gros pentru a nu bloca o parte din lume. (Vezi și: Cum să faci un prelungitor cu propriile mâini)

    În general, se obține un cerc închis. Aici se alege mijlocul de aur dintre eficiență și raționalitate. Dacă utilizați LED-ul la o tensiune crescută, atunci treptatse va stinge și va arde. Materialul de joncțiune p-n se va topi din cauza condițiilor proaste de răcire.

    Vă rugăm să rețineți că, din acest motiv, ei încearcă să facă stratul semiconductor mai subțire. Vrei ca LED-ul tău să dureze mai mult? Faceți electrozi din platină! Scump și irațional, dar cândva becurile cu incandescență au început cu asta (contacte din metale prețioase).

    Calcule lampa

    În primul rând, trebuie să găsiți o sursă de alimentare. De exemplu, poate fi un conector USB sau chiar o priză specială chinezească cu un convertor. Dar, în opinia noastră, toate acestea sunt depășite și nu pot stârni un interes real. Este mult mai eficient să găsești un convertor de 12V și să-l pui într-o placă de distribuție pe șină DIN. De ce exact această tensiune?

    Putere

    În primul rând, în acest caz, este mai ușor să obțineți puterea necesară. Din experiență, vom spune că un apartament cu două camere cu amenajare standard poate consuma aproximativ 100 W pentru nevoi de iluminat. În plus, în același timp, lămpile nu se aprind. In realitate se vor obtine maxim 70 W. Dar chiar și cu un astfel de program, este imposibil să găsești un transformator de la 220 V la 5 V curent continuu. Totul este mai ușor pentru 12 U. Puteți lua un modul de 120 W pentru aproximativ 4.000 de ruble și suntem siguri că prețul va scădea. La prima vedere, este scump, dar dacă vă amintiți că va trebui să plătiți de aproximativ 10 ori mai puțin pentru lumină, atunci beneficiul este evident: modulul se va plăti singur în primul an de funcționare și garanția pentru el. va fi probabil mai lung.

    Cartușe, lămpi și profit

    O altă problemă este că, în loc să te încurci cu privire la cum să faci o lampă LED cu propriile mâini, este mai profitabil să cumperi cartușe și becuri gata făcute. Apropo, E27 este și el destul de potrivit, deoarece puteți găsi plinte pentru această dimensiune standard la vânzare. În acest caz, pentru fiecare bectrebuie să plătiți aproximativ 150 de ruble sau mai mult. Să ne gândim dacă este mult sau puțin. Dacă luați LED-ul din fotografie, atunci luminozitatea acestuia este practic zero la un preț de vânzare cu amănuntul de 5 ruble. Dispozitivele de iluminat nu sunt asamblate din astfel de dispozitive. Când cumpărați 200 de bucăți sau mai mult, magazinul Chip&Dip vinde LED-uri BL-L413UWC la 10 ruble per bucată. Sincer vorbind, nu este foarte scump. La o tensiune continuă de 2,7 V, fiecare astfel de LED oferă o putere luminoasă de 10 Kd. Mai jos vom calcula fezabilitatea economică.

    Lampă de casă

    Fezabilitate economica

    Un mare plus este că atunci când înlocuiți becurile obișnuite cu cele LED, nu este nevoie să schimbați cablajul. Mai mult decât atât, pierderile active din acesta vor scădea acum proporțional cu consumul. Adică de vreo 10 ori. O analiză simplă arată că este rentabil din punct de vedere economic să faci singur o lampă LED doar dacă nu vrei să cumperi un adaptor pentru 12 V. În acest caz, în interiorul fiecărui bec există o mică sursă de alimentare care este angajată în conversie. Pe de o parte, acest lucru crește probabilitatea de defecțiune, pe de altă parte, este mai ușor de înlocuit. Ideea de a face lumini cu LED-uri punctuale este că puteți utiliza LED-uri chiar și fără a limita rezistențe (sau cu un rating mic). Nu totul este atât de simplu aici. De exemplu, magazinul Chip&Dip nu permite căutarea după tensiunea de alimentare. Becurile LED scad imediat, pentru că nu are sens să le cumpărăm la același preț ca 220 V, când avem deja un adaptor pentru o cantitate solidă. Veți descoperi rapid că nu este rentabil să luați matrici pentru 550 de ruble (pe diverse site-uri), deoarece întregul sens al lucrării dispare. Deci, trebuie să luăm LED-uri obișnuite ieftine și să facem o lampă decentă din ele. Acum să vedem cum să o implementăm.

    Calcul ingineresc

    Se caracterizează printr-o eroare de până la 30%. Adică orice formule exacte nu permit obținerea unui rezultat clar. Astăzi am decis să testăm calculatorul online http://www.dled.ru/sections/ljumeny-v-kandely. De ce? Acest calculator online face cât se poate de simplă realizarea unui transfer între cd, în care sunt date caracteristicile tehnice ale LED-urilor, Lm. Dar asta nu explică diferența. Deci, o vom face!

  • Candelas, aproximativ vorbind, arată câtă energie radiantă emite sursa.
  • Și lumenii oferă o corecție a unghiului în steradiani.

    • Lampă LED OnLight

    Adică, de exemplu, este clar că becul strălucește în principal în jos, prin urmare proprietățile sale sunt caracterizate în Lm. De exemplu, 850 Lm este aproximativ echivalent cu un bec incandescent de 75 W. Deci aici este! Folosind acest calculator online, putem afla de cate elemente vom avea nevoie pentru a realiza o lampa dintr-o banda LED (marcajul include tipul de LED-uri, ceea ce inseamna ca putem gasi si caracteristicile tehnice) sau orice alta materie prima. Să presupunem, prezentat în fotografie, becul Onlight are o zonă foarte limitată. Desigur, nu există nicio șansă de a măsura cu precizie, dar conform sentimentelor, unghiul de jumătate de putere (introdus în calculator pentru calcul) este undeva în jur de 120 de grade (la o luminozitate de 820 lm).

    Inlocuitor... s-a dovedit ca intensitatea luminii este de aproximativ 260 cd. Aceasta înseamnă că ar fi necesare aproximativ 25 de LED-uri BL-L413UWC pentru a oferi aceeași performanță. Mai mult, va fi necesar să cheltuiți mai mulți bani pe substrat și crearea diagramei direcționale necesare. Cele de mai sus înseamnă că crearea de lămpi la scară industrială cu propriile mâini este în prezent neprofitabilă. Din motivul că LED-urile sunt prea scumpe. Ca urmare, ajungem la faptul căeste profitabil sa iei becuri de 220 V cu priza obisnuita E27.

    Este o altă problemă dacă trebuie să faci o lampă LED pentru un acvariu. Întreaga frumusețe este că nu este nevoie să-l pui înăuntru. Doar luați o tăietură a benzii LED și lipiți-o cu reversul (diode pe sticlă) pe peretele din spate. Sursa aproape că nu se încălzește, deci nu există risc de incendiu. Și ne luăm la revedere despre asta. Credem că fiecare cititor poate acum să-și facă singur un aplice.

    Următorul

    Citește și: