Lampada LED fai-da-te: schema, sfumature di design, autoassemblaggio

Le lampade a LED sono ampiamente utilizzate nell'illuminazione domestica, stradale e industriale.I loro vantaggi importanti sono l’efficienza, il rispetto dell’ambiente e la bassa manutenzione.

Una lampada LED fai da te troverà sicuramente la sua applicazione nella tua casa. Troverai istruzioni dettagliate per la produzione, nonché schemi di assemblaggio, nell'articolo presentato.

Principio di funzionamento del dispositivo LED

La base della lampada a LED è un semiconduttore unilaterale, la cui dimensione è di diversi millimetri. C'è un movimento unidirezionale di elettroni in esso, che consente di convertire la corrente alternata in corrente continua.

Un cristallo LED costituito da più strati è caratterizzato da due tipi di conduttività elettrica: particelle caricate positivamente e negativamente.

Il lato contenente il numero minimo di elettroni è chiamato lacuna (tipo p), mentre l'altro con un numero elevato di queste particelle è chiamato elettrone (tipo n).

Tra i due lati dell'elemento LED c'è un confine convenzionale: una giunzione elettrone-lacuna (p-n). Qui le particelle si scontrano tra loro, provocando un bagliore.

Quando gli elementi in una giunzione pn si scontrano, si scontrano generando particelle di luce chiamate fotoni.Se durante questo periodo mantieni il sistema a tensione costante, il LED emetterà un flusso di luce stabile. Questo effetto è utilizzato in tutti i modelli di lampade a LED.

Quattro tipi di dispositivi LED

A seconda del posizionamento dei LED, tali modelli possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:

1. IMMERSIONE. Il cristallo è dotato di due conduttori, sopra i quali si trova un ingranditore. La modifica si è diffusa nella produzione di insegne e ghirlande.
2. "Piranha". I dispositivi sono assemblati in modo simile alla versione precedente, ma hanno quattro uscite. Strutture affidabili e durevoli vengono spesso utilizzate per equipaggiare le auto.
3. SMD. Il cristallo è posizionato sulla parte superiore, il che migliora notevolmente la dissipazione del calore e aiuta anche a ridurre le dimensioni dei dispositivi.
4. GUFO. In questo caso il LED è saldato direttamente sulla scheda, il che aumenta l'intensità della luminosità e protegge dal surriscaldamento.

Uno svantaggio significativo dei dispositivi COB è l'impossibilità di sostituire i singoli elementi, motivo per cui è necessario acquistare un nuovo meccanismo a causa di un singolo chip guasto.

Lampadari e altri prodotti di illuminazione domestica utilizzano in genere il design SMD.

Dispositivo lampada LED

La lampada a LED è composta dalle seguenti sei parti:

• Diodo ad emissione luminosa;
• base;
• autista;
• diffusore;
• termosifone.

L'elemento operativo di tale dispositivo è un LED, che genera un flusso di onde luminose.

I dispositivi LED possono essere progettati per diverse tensioni. I più richiesti sono i piccoli prodotti da 12-15 W e le lampade più grandi da 50 watt.

La base, che può avere forme e dimensioni diverse, viene utilizzata anche per altri tipi di lampade: fluorescenti, alogene, ad incandescenza. Allo stesso tempo, alcuni dispositivi LED, ad esempio le strisce LED, possono fare a meno di questa parte.

Un importante elemento di progettazione è il driver, che converte la tensione di rete nella corrente su cui funziona il cristallo.

Da questa unità dipende in gran parte il funzionamento efficiente della lampada, inoltre l'alta qualità autista, avendo un buon isolamento galvanico, fornisce un flusso luminoso brillante e costante senza alcun accenno di battito di ciglia.

Un LED convenzionale produce un fascio di luce direzionale. Per modificare l'angolo della sua distribuzione e fornire un'illuminazione di alta qualità, viene utilizzato un diffusore. Un'altra funzione di questo componente è quella di proteggere il circuito dagli influssi meccanici e naturali.

Il radiatore è progettato per rimuovere il calore, il cui eccesso può danneggiare il dispositivo. Il funzionamento affidabile del radiatore consente di ottimizzare il funzionamento della lampada e prolungarne la durata.

Quanto più piccola è questa parte, tanto maggiore sarà il carico termico che il LED dovrà sopportare, il che influenzerà la velocità della sua combustione.

Vantaggi e svantaggi di una lampada fatta in casa

I negozi specializzati offrono un'ampia scelta di dispositivi LED. Tuttavia, a volte è impossibile trovare un dispositivo nell'assortimento che soddisfi i parametri necessari. Inoltre, i dispositivi LED hanno tradizionalmente costi elevati.

Gli svantaggi dei prodotti includono la mancanza di una garanzia da parte del produttore. Inoltre, se assemblati con noncuranza, tali dispositivi potrebbero avere un aspetto poco attraente.

Nel frattempo, è del tutto possibile risparmiare denaro e ottenere la lampada perfetta assemblandola da soli.Questo non è difficile da fare e saranno sufficienti conoscenze tecniche di base e abilità pratiche.

Un dispositivo LED fai-da-te presenta una serie di vantaggi significativi rispetto a un analogo acquistato in negozio. Sono economici: con un attento assemblaggio e l'utilizzo di parti di alta qualità, la durata raggiunge le 100mila ore.

Tali dispositivi mostrano un elevato grado di efficienza energetica, che è determinata dal rapporto tra consumo energetico e luminosità della luce prodotta. Infine, il loro costo è di un ordine di grandezza inferiore rispetto ai loro omologhi di fabbrica.

Problemi fai da te

I principali problemi da risolvere nella produzione di lampade a LED sono la conversione della corrente elettrica alternata in quella pulsante e la sua equalizzazione in costante. Inoltre, è necessario limitare il flusso di corrente a 12 volt, necessario per alimentare il diodo.

Per creare tu stesso una lampada a LED, puoi utilizzare parti acquistate in negozi specializzati o elementi di apparecchi bruciati

Quando pensi al dispositivo, dovresti anche risolvere una serie di problemi di progettazione, vale a dire:

• come disporre il circuito e i LED;
• come isolare il sistema;
• come garantire lo scambio di calore nel dispositivo.

Prima del montaggio, è consigliabile riflettere su tutti questi problemi, tenendo conto dei requisiti per una sorgente luminosa fatta in casa.

Circuiti di lampade a LED

Prima di tutto, dovresti sviluppare un'opzione di assemblaggio. Esistono due metodi principali, ognuno dei quali ha i suoi pro e i suoi contro. Di seguito li esamineremo più in dettaglio.

Opzione con ponte a diodi

Il circuito comprende quattro diodi collegati in direzioni diverse.Grazie a ciò, il ponte acquisisce la capacità di trasformare la corrente di rete da 220 V in una corrente pulsante.

Il circuito del ponte LED è semplice e logico. Anche un maestro dei novizi che ha padroneggiato le basi del lavoro indipendente può eseguirlo.

Ciò avviene come segue: quando le semionde sinusoidali attraversano due diodi, cambiano, provocando una perdita di polarità.

Durante il montaggio viene collegato un condensatore all'uscita positiva davanti al ponte; davanti al terminale negativo c'è una resistenza di 100 Ohm. Dietro il ponte è installato un altro condensatore: sarà necessario per attenuare le cadute di tensione.

Realizzare un elemento LED

Il modo più semplice per creare una lampada a LED è creare una sorgente luminosa basata su una lampada rotta. È necessario verificare la funzionalità delle parti rilevate, operazione che può essere effettuata utilizzando una batteria da 12 V.

Gli elementi difettosi devono essere sostituiti. Per fare ciò, dovresti dissaldare i contatti, rimuovere gli elementi bruciati e inserirne di nuovi al loro posto. In questo caso è importante osservare l'alternanza di anodi e catodi collegati in serie.

Se è necessario modificare solo 2-3 pezzi del chip, è possibile semplicemente saldarli nelle aree in cui si trovavano in precedenza i componenti guasti.

Per un completo autoassemblaggio, è necessario collegare 10 diodi di fila, osservando le regole della polarità. Diversi circuiti completati sono saldati ai fili.

Quando realizzi una lampada, puoi utilizzare schede con LED, che possono essere trovate nei dispositivi bruciati. È importante solo verificarne la funzionalità

Quando si assemblano i circuiti, è importante assicurarsi che le estremità saldate non si tocchino, poiché ciò potrebbe causare un cortocircuito nel dispositivo e un guasto del sistema.

Dispositivi per una luce più morbida

Per evitare lo sfarfallio caratteristico delle lampade a LED, il circuito sopra descritto può essere integrato con diversi dettagli. Pertanto, dovrebbe essere costituito da un ponte a diodi, resistori da 100 e 230 Ohm, condensatori da 400 nF e 10 μF.

Per proteggere il dispositivo dalle sovratensioni, all'inizio del circuito viene posizionato un resistore da 100 Ohm, seguito da un condensatore da 400 nF, dopo di che vengono installati un ponte a diodi e un altro resistore da 230 Ohm, seguito da una catena di LED assemblata.

Dispositivi resistori

Uno schema simile è abbastanza accessibile anche a un maestro dei novizi. Per fare ciò, sono necessarie due resistenze da 12k e due catene dello stesso numero di LED, che vengono saldate in serie, tenendo conto della polarità. In questo caso, una striscia sul lato R1 è collegata al catodo e l'altra a R2, l'anodo.

Le lampade realizzate secondo questo schema hanno una luce più morbida, poiché gli elementi operativi si accendono a turno, rendendo la pulsazione dei lampi quasi invisibile ad occhio nudo.

Per calcolare la potenza della lampada è necessario conoscere la quantità di corrente che passa attraverso i LED. Questo valore può essere calcolato utilizzando la formula fornita. Va tenuto presente che la caduta di tensione su 12 LED collegati in serie è di circa 36 V

I dispositivi vengono utilizzati con successo come lampada da tavolo e per altri scopi. Per creare un'illuminazione ottimale, gli esperti consigliano di utilizzare strisce da 20-40 diodi. Un numero più piccolo dà un flusso luminoso piccolo; collegare un numero maggiore di elementi è tecnicamente piuttosto difficile.

Elemento importante: driver LED

Per il corretto funzionamento di un dispositivo LED fai da te è necessario risolvere il problema con il driver. Il layout di questa unità è abbastanza semplice. L'algoritmo operativo consiste nel far passare una corrente alternata di 220 V al ponte di diodi attraverso il condensatore C1.

La corrente raddrizzata va ai LED collegati in serie HL1-HL27, il cui numero può raggiungere 80 pezzi.

Il driver per un dispositivo LED fatto in casa è assemblato secondo lo schema seguente. Puoi anche utilizzare elementi già pronti bp 3122, bp 2832a o bp 2831a

A evitare lo sfarfallio e per ottenere un colore uniforme è consigliabile utilizzare il condensatore C2, che dovrebbe avere la massima capacità possibile.

Custodie per dispositivi LED

Prima del montaggio è importante decidere dove verrà posizionato il circuito assemblato.

Esistono diverse opzioni per risolvere questo problema: per posizionare il dispositivo che puoi utilizzare:

• basi per lampade incandescente;
• alloggiamenti di lampade a risparmio energetico o alogene bruciate;
• dispositivi fatti a mano.

La prima opzione presenta un vantaggio importante. Durante l'utilizzo è facile avvitare il dispositivo LED assemblato nella presa, garantendo così lo scambio termico.

Va notato che oltre agli ovvi vantaggi, questo metodo presenta anche evidenti svantaggi. La struttura assemblata non ha un aspetto molto estetico, inoltre in questo caso è difficile fornire un isolamento affidabile.

Per poter utilizzare una lampada a incandescenza bruciata per crearne una a LED, è necessario prima separare con attenzione il bulbo di vetro dalla base e poi rimuovere la spirale. Il circuito assemblato viene posizionato con cura nello spazio risultante e una lampadina è fissata sopra la scheda.

Un'opzione comoda e pratica è posizionare un dispositivo fatto in casa nel corpo di una lampada a risparmio energetico. Per fare ciò, devi prima smontare il dispositivo bruciato rimuovendo la scheda del convertitore da esso.

Lo schema assemblato può essere inserito utilizzando diverse modalità:

• I diodi sono posizionati nei fori praticati nel coperchio sotto il bulbo di vetro.
• Il circuito può essere posizionato all'interno della base, che garantisce lo scambio termico. In questo caso gli elementi LED vengono inseriti e fissati nei fori esistenti.
• La tavola può essere nascosta nella base. Per eseguire il processo, è conveniente utilizzare un normale tappo di plastica di una bottiglia d'acqua.

Per posizionare i LED, gli artigiani utilizzano spesso un cerchio fatto a mano di plastica o cartone, nel quale vengono praticati dei fori per i diodi. Se eseguiti con attenzione, tali dispositivi sembrano esteticamente gradevoli.

Un'altra opzione è utilizzare un alloggiamento per lampada alogena. Non è molto utilizzato, poiché in questo caso non è possibile avvitare la lampada alla presa. Tuttavia, una modifica simile viene utilizzata per realizzare indicatori e altri dispositivi fatti in casa.

Se decidi di utilizzare un corpo lampadina per il tuo lavoro, ti consigliamo di leggere l'altro nostro articolo, dove abbiamo descritto in dettaglio come smontare vari tipi di lampadine. Maggiori dettagli - vai a collegamento.

Materiali per realizzare prodotti fatti in casa

Oltre al corpo, per creare la lampada saranno necessari altri elementi. Si tratta innanzitutto di LED, che possono essere acquistati sotto forma di strisce LED o singoli elementi NK6. La forza attuale di ciascuna parte è 100-120 mA; tensione 3-3,3 V.

L'assemblaggio di alcuni circuiti prevede l'uso di collegamenti aggiuntivi, ad esempio un driver, quindi l'insieme di componenti per ciascun caso specifico viene considerato separatamente

Sono inoltre necessari diodi raddrizzatori 1N4007 o un ponte di diodi, nonché fusibili, che possono essere trovati nella base di un vecchio dispositivo.

Avrai anche bisogno di un condensatore, la cui capacità e tensione devono corrispondere al circuito elettrico utilizzato e al numero di elementi LED utilizzati al suo interno.

Se non utilizzi una scheda già pronta, devi pensare al telaio su cui sono fissati i LED. Per la sua fabbricazione è adatto un materiale resistente al calore che non sia metallo e corrente elettrica non conduttiva.

Di norma, tale parte è realizzata in plastica resistente o cartone spesso. Per fissare gli elementi LED al telaio avrai bisogno di chiodi liquidi o supercolla.

Assemblare una semplice lampada a LED

Consideriamo l'implementazione di una lampada in una base standard da una lampada fluorescente. Per fare ciò, dovremo modificare leggermente l'elenco dei materiali sopra.

In questo caso utilizziamo:

• vecchia base E27;
• LED NK6;
• driver RLD2-1;
• un pezzo di plastica o cartone spesso;
• Super colla;
• cavi elettrici;
• saldatore, pinze, forbici.

Inizialmente, è necessario smontare la lampada. Per i dispositivi luminescenti, il collegamento della base alla piastra con tubi viene effettuato mediante fermi. È importante individuare la posizione di fissaggio e fare leva sugli elementi con un cacciavite, che consentirà di scollegare facilmente la cartuccia.

Il processo di assemblaggio di una lampada a LED fatta in casa è semplice. Un driver viene inserito nella custodia del vecchio dispositivo, sopra il quale è installata una scheda con LED

Nello smontare il dispositivo è necessario prestare la massima attenzione per non danneggiare i tubi che contengono al loro interno una sostanza tossica. Allo stesso tempo è necessario monitorare l'integrità del cablaggio elettrico collegato alla base, nonché preservare le parti in essa contenute.

Utilizziamo la parte superiore con collegati i tubi scarica gas per realizzare la piastra necessaria al collegamento dei led. È sufficiente rimuovere gli elementi tubolari e agganciare le parti LED ai restanti fori tondi.

Per fissarli in modo sicuro, è meglio realizzare un'ulteriore copertura in plastica o cartone, che servirà a isolare i trucioli.

La lampada utilizzerà LED NK6, ognuno dei quali è composto da 6 cristalli con collegamento in parallelo. Ti consentono di creare un dispositivo di illuminazione abbastanza luminoso con un consumo minimo di elettricità.

Per collegare ciascun LED alla copertura è necessario realizzare due fori. Dovrebbero essere forati con attenzione seguendo rigorosamente lo schema.

La parte in plastica consente di fissare saldamente gli elementi LED, mentre l'utilizzo del cartone richiede un ulteriore fissaggio dei LED alla base mediante chiodi liquidi o supercolla.

Poiché il dispositivo è progettato per utilizzare sei LED con una potenza di 0,5 watt ciascuno, il circuito deve comprendere tre elementi collegati in parallelo.

Una lampada spettacolare può essere creata utilizzando la striscia LED. Questo elemento è inserito in un tubo utilizzato per l'illuminazione fluorescente

In un progetto che funzionerà con un'alimentazione a 220 V, è necessario fornire un driver RLD2-1, che dovresti acquistare in un negozio o farlo da solo.

Per evitare cortocircuiti, è importante isolare tra loro il driver e la scheda utilizzando plastica o cartone prima di iniziare il montaggio. Poiché la lampada si riscalda a malapena, non è necessario preoccuparsi del surriscaldamento.

Dopo aver selezionato tutti i componenti è possibile assemblare la struttura secondo lo schema, quindi collegarla alla rete elettrica per verificarne la luminosità.

Il dispositivo, funzionante con un'alimentazione standard da 220 V, ha un basso consumo energetico e una potenza di 3 Watt. Quest'ultimo valore è 2-3 volte inferiore a quello dei dispositivi fluorescenti e 10 volte inferiore a quello delle lampade ad incandescenza.

Sebbene l'emissione luminosa sia di soli 100-120 lumen, il colore bianco abbagliante fa sembrare la lampada molto più luminosa. La lampada assemblata può essere utilizzata come lampada da tavolo o per illuminare una stanza compatta, ad esempio un corridoio o un armadio.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Nel video qui sotto puoi vedere una descrizione dettagliata di uno specialista sull'autoassemblaggio di una lampada a LED:

Le lampade a LED, realizzate in modo indipendente, hanno elevate caratteristiche tecniche. Sono buoni quasi quanto i modelli di fabbrica in termini di qualità come resistenza, affidabilità e durata.

L'assemblaggio di tali dispositivi è accessibile a quasi tutti: per completarlo con successo è sufficiente seguire rigorosamente gli schemi ed eseguire attentamente tutte le manipolazioni prescritte.

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