Как да направите LED лампа със собствените си ръце, работа, съвети, изчисления

Предишна

Съдържание:

  • Как работи светодиодът
  • Как да направите източник на светлина от светодиоди
  • Изчисления на лампи
  • Мощност
  • Патрони, лампи и печалба
  • Икономическа целесъобразност
  • Инженерно изчисление

Чудили ли сте се някога как се проверяват сметките? Има много нива на защита. Това са перфорации и водни знаци, но всичко би било напразно, ако не беше специална боя, която се вижда само при излагане на определена дължина на вълната. На този принцип работят всички касови апарати. Смята се, че ако банкнотите се облъчят с инфрачервена или ултравиолетова светлина, ще се появи картина. Всички страни по света използват подобни технологии. Сега нека да поговорим за това как да направите LED лампа със собствените си ръце и какво общо има с банкнотите.

LED лампа

Как работи светодиодът

Разликата на светодиодите в тесен диапазон на излъчване. Опитайте прост експеримент. Вземете настолната лампа и я запалете, като държите абажура с ръка. Радиацията бързо ще загрее стоманата. Можете дори да почувствате излъчването с ръката си, ако я поставите директно пред крушка с нажежаема жичка. Няма да можете да задържите чашата след няколко десетки секунди работа. Но какво означава това?

Лъвският дял от топлината се пренася в инфрачервения диапазон. Това важи и за Слънцето, но крушката, чиято температура е много по-ниска, показва тези свойства много по-красноречиво. Никой няма да спори, че дневната светлина е много по-ярка. В същото време не всеки разбира какво представлява инфрачервеният диапазон. Това са дължини на вълните, които се намират под видимата част на спектъра, а именно червеното. Тези честоти са доста високи. (Вижте също: Как да направите лампа със собствените си ръце)

Площта на инфрачервения диапазон е много по-голямаширок колкото електрическа крушка. Ето едно грубо изчисление: според Wikipedia ширината на това поле е около 429 THz. Видимата светлина заема около 400 THz. За Слънцето с неговата висока температура според закона на Виен, плътността на радиацията отива далеч в ултравиолетовия спектър (много високи честоти, които се простират почти до рентгенови лъчи). Две корекции обаче играят роля за електрическата крушка:

  • Температурата на спиралата е относително ниска. Обикновено това са топли тонове от порядъка на 2700-2800 K. Температурата на повърхността на Слънцето достига 6000 K.
  • Графиката, представена на фигурата, показва ясно, че голяма част от спектъра (ограничен от камбанообразна крива) пада върху инфрачервеното лъчение.

    • направите

    Графика на спектъра на лампата с нажежаема жичка

    И така, стигаме до извода, че електрическата крушка е неясно подобие на Слънцето. Ето защо се губи толкова много енергия. Тоест ефективността на крушка с нажежаема жичка по дефиниция не може да бъде висока. Обратно, емисионната лента на светодиода е сравнително тясна. На тяхна основа се правят дори лъчи със същата честота. В последния случай цялата мощност на излъчване е концентрирана в много тясна ивица от спектъра. В резултат на това окото ни възприема доста голяма яркост, но в действителност мощността на излъчване е много по-малка.

    Поради това LED крушките, подобни на крушките с нажежаема жичка, остават студени след часове работа. Това означава големи спестявания. Ако сами направите лампа от LED лента, можете да платите много по-малко за светлината. Но това не е всичко! Повечето светодиоди имат относително ниско работно напрежение. Вижте снимката: залепихме краката на UV LED към батерията 3 и това е достатъчно.

    Закрепване на светодиода към батерията

    Катонаправете източник на светлина от светодиоди

    Много е важно да направите връзката правилно! Светодиодът лесно се счупва от обратното напрежение, което може дори да не достигне до директния работник. Никога не можете да сбъркате, ако приложите по-дългия крак към положителния поляритет на батерията (плоската страна с кръста върху нея и направената маркировка). Повечето светодиоди не позволяват работа при напрежение, по-високо от 3 V. Ограничителните резистори се използват за направата на лампа от LED матрица за USB интерфейс. В този случай част от мощността на активния резистор незабавно се губи. Изборът се основава на две противоречия:

    • Ако съпротивлението е твърде малко, светодиодът може да изгори. Според законите на физиката напрежението ще бъде разделено пропорционално. Най-лесният начин е да използвате променлив резистор и батерия 5, за да изберете правилния рейтинг за USB шината. За тези, които обичат изчисленията, можем да дадем пропорцията, според която се разпределя напрежението: U1/U2 = R1/R където R1 например може да бъде съпротивлението на резистора, а R2 - съпротивлението на постоянния ток на диода. И U1 + U2 = 5 чл. Последната стойност е променлива и може да се намери от характеристиката ток-напрежение. За да направите това, трябва да разделите напрежението на ток в работната точка. Самата характеристика е приблизително клон на парабола.
    • Твърде големият резистор предизвиква значителни активни загуби. Те са право пропорционални на съпротивлението. Ето защо най-често се включват само няколко светодиода последователно, а резисторът ги следва. Въпросът тук е, че можете да използвате по-малка деноминация. Съпротивленията на светодиодите се сумират и вместо U2 върху тях ще действа сумата от напреженията. В същото време късо съединение обикновено се изключва във всеки елемент поотделно. Затова няма опасност някъде да падне повече напрежение, отколкото в началотоексплоатация Ако един светодиод свети, целият клон изгасва. На лентите обикновено са само три парчета.

    Светодиоди с различни цветове

    Защо светодиодите рядко се затварят? Факт е, че горенето възниква на p-n прехода. Но ако е в дебелината на полупроводника, тогава няма смисъл в това, защото никой няма да види сиянието. Поради тази причина само периметърът е полезен. В тази връзка всеки светодиод е следният:

  • Вътре в прозрачната крушка, която обикновено е направена изцяло от пластмаса или стъкло, има мост с празнина.
  • Половинките са неравни. Големият е разположен приблизително в центъра на "топката" и е катод. Докато анодът е по-малък и разположен по периферията.
  • Тънка нишка е хвърлена над бездната. Именно на върха му, който е прикрепен към катода, ще се образува p-n преход, който се вижда от всички посоки. В същото време тънката вена не пречи на свободното преминаване на светлината.

    • Именно поради тази структура светодиодите не държат добре обратното напрежение. P-n преходът е толкова малък, че лесно се пробива. Защо не го направите по-дебел? Не става въпрос толкова за поскъпването, колкото за това, че няма смисъл. Лошите условия на охлаждане просто не позволяват тук да премине голям постоянен ток. Ако увеличите дължината на полупроводника, това ще доведе до увеличаване на активното съпротивление, което естествено ще увеличи изходната мощност в работно положение. В същото време диаметърът на p-n прехода не може да бъде увеличен, тъй като ефективността рязко пада. Е, нишката не може да е дебела, за да не блокира част от света. (Вижте също: Как да направите удължителен кабел със собствените си ръце)

    В общи линии се получава затворен кръг. Тук е избрана златната среда между ефективност и рационалност. Ако работите със светодиода при повишено напрежение, тогава постепенноще изгасне и ще изгори. Материалът на p-n прехода ще се стопи поради лоши условия на охлаждане.

    Моля, имайте предвид, че поради тази причина те се опитват да направят полупроводниковия слой по-тънък. Искате вашият светодиод да издържи по-дълго? Направете електроди от платина! Скъпо и нерационално, но едно време крушките с нажежаема жичка са започвали с това (контакти от благородни метали).

    Изчисления на лампи

    На първо място, трябва да намерите източник на енергия. Например, това може да бъде USB конектор или дори специален китайски изход с конвертор. Но според нас всичко това е остаряло и не може да предизвика истински интерес. Много по-ефективно е да намерите 12V преобразувател и да го поставите в разпределително табло на DIN шина. Защо точно това напрежение?

    Мощност

    Първо, в този случай е по-лесно да се спечели необходимата мощност. От опит ще кажем, че двустаен апартамент със стандартно разпределение може да консумира около 100 W за нуждите на осветлението. Освен това в същото време лампите не се включват. Реално ще се получат максимум 70 W. Но дори и при такъв график е невъзможно да се намери трансформатор от 220 V до 5 V постоянен ток. Всичко е по-лесно за 12 U. Можете да вземете модул от 120 W за около 4000 рубли и сме сигурни, че цената ще намалее. На пръв поглед е скъпо, но ако си спомните, че ще трябва да платите около 10 пъти по-малко за светлината, тогава ползата е очевидна: модулът ще се изплати през първата година на работа и гаранцията за него вероятно ще е по-дълго.

    Патрони, лампи и печалба

    Друг въпрос е, че вместо да се озадачавате как да направите LED лампа със собствените си ръце, е по-изгодно да купувате готови касети и крушки. Между другото, E27 също е доста подходящ, защото можете да намерите цокли за този стандартен размер в продажба. В този случай за всяка крушкатрябва да платите около 150 рубли или повече. Нека помислим дали това е много или малко. Ако вземете светодиода на снимката, тогава неговата осветеност е практически нула при цена на дребно от 5 рубли. Осветителните устройства не се сглобяват от такива устройства. При закупуване на 200 броя или повече, магазинът Chip&Dip продава светодиоди BL-L413UWC за 10 рубли на брой. Честно казано не е много скъпо. При директно напрежение от 2,7 V всеки такъв светодиод дава светлинна мощност от 10 Kd. По-долу ще изчислим икономическата осъществимост.

    Домашна лампа

    Икономическа целесъобразност

    Голям плюс е, че при смяна на обикновени крушки с LED не се налага смяна на окабеляването. Освен това активните загуби в него вече ще намаляват пропорционално на потреблението. Тоест около 10 пъти. Прост анализ показва, че е икономически изгодно да направите сами LED лампа само ако не искате да купувате адаптер за 12 V. В този случай във всяка крушка има малко захранване, което участва в преобразуването. От една страна, това увеличава вероятността от повреда, от друга страна е по-лесно да се замени. Смисълът на създаването на точкови LED светлини е, че можете да използвате светодиоди дори без ограничаващи резистори (или с малък рейтинг). Тук не всичко е толкова просто. Например магазинът Chip&Dip не позволява търсене по захранващо напрежение. LED крушките отпадат веднага, защото няма смисъл да ги купуваме на същата цена като 220 V, когато вече имаме адаптер за солидна сума. Бързо ще откриете, че е нерентабилно да вземете матрици за 550 рубли (на различни сайтове), защото целият смисъл на работата изчезва. Така че трябва да вземем обикновени евтини светодиоди и да направим прилична лампа от тях. Сега нека видим как да го приложим.

    Инженерно изчисление

    Характеризира се с грешка до 30%. Тоест никакви точни формули не позволяват да се получи недвусмислен резултат. Днес решихме да тестваме онлайн калкулатора http://www.dled.ru/sections/ljumeny-v-kandely. Защо? Този онлайн калкулатор улеснява максимално прехвърлянето между cd, в които са дадени техническите характеристики на светодиодите, Lm. Но това не обяснява разликата. Така че, ние ще го направим!

  • Канделите, грубо казано, показват колко лъчиста енергия излъчва източникът.
  • А лумените дават корекция на ъгъла в стерадиани.

    • OnLight LED лампа

    Тоест, например, ясно е, че електрическата крушка свети главно надолу, следователно нейните свойства се характеризират в Lm. Например, 850 Lm е приблизително еквивалентно на 75 W крушка с нажежаема жичка. Ето го! С помощта на този онлайн калкулатор можем да намерим колко елемента ще са ни необходими, за да направим лампа от LED лента (маркировката включва вида на светодиодите, което означава, че можем да намерим и техническите характеристики) или всяка друга суровина. Да предположим, че е показано на снимката, крушката Onlight има много ограничена площ. Разбира се, няма шанс да се измери точно, но според усещанията ъгълът на половин мощност (въведен в калкулатора за изчисление) е някъде около 120 градуса (при яркост 820 lm).

    Заместител... оказа се, че интензитета на светлината е около 260 cd. Това означава, че ще са необходими около 25 светодиода BL-L413UWC, за да се осигури същата производителност. Освен това ще е необходимо да се харчат повече пари за субстрата и създаването на необходимата диаграма на посоката. Горното означава, че създаването на лампи в индустриален мащаб със собствените си ръце в момента е нерентабилно. Поради причината, че светодиодите са твърде скъпи. В резултат на това стигаме до факта, чеизгодно е да вземете крушки от 220 V с обичайния гнездо E27.

    Друг е въпросът, ако трябва да направите LED лампа за аквариум. Цялата красота е, че няма нужда да го поставяте вътре. Просто вземете разрез от LED лентата и я залепете с обратната страна (диоди към стъклото) на задната стена. Източникът почти не се нагрява, така че няма риск от пожар. И ние се сбогуваме с това. Вярваме, че вече всеки читател може сам да си направи аплика.

    Следваща

    Прочетете също: