Светодиодный прожектор своими руками

Электротехнические особенности работы со светодиодами

Если вы хотят использовать светодиодную технику, для вас не помешает выяснить о неких тонкостях работы с ней, которые частично можно именовать недочетами. С одной стороны, светодиоды — малогабаритные, экономичные и долговременные источники света, а с другой?

Твердотельные полупроводниковые элементы критически чувствительны к высочайшим температурам в активной зоне. Явление, называемое деградацией, заключается в потере полупроводником легирующих добавок, что выражается в понижении светового потока либо окончательном выходе из строя.

а) конструкция обыденного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластмассовая линза
б) конструкция массивного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катод

При температуре от 60 °С светодиод деградирует очень стремительно и заявленные производителем 50 тыщ часов в конечном итоге оборачиваются в 3–5 тыщ. И чем сильнее одиночный светодиод, тем выше возможность его резвого старения из-за перегрева. Потому при разработке осветительных устройств во главу угла ставится высококачественная система отвода тепла, также разбиение излучателя на несколько точек и их верная сборка.

Другая особенность светодиодов — они могут пропускать только ограниченное число электронов в единицу времени. Сеть, питающая светодиод, должна быть стабилизирована по току, по другому появляется сильный перегрев и связанные с ним нехорошие последствия. Ток в цепи питания регулируется приложенным напряжением и ограничивается резистором на каждом из светодиодов. При разработке схемы соединения нужен кропотливый расчёт: завысите напряжение и светодиоды стремительно выйдут из строя, а сделаете очень низким — будут светить вполсилы.

Более обыкновенные прожекторы имеют только один светоизлучающий элемент, в устройствах же высочайшей мощности рекомендуется распределять нагрузку для более действенного отвода тепла. В таких случаях соединение может быть поочередным, параллельным либо смешанным. 1-ое не совершенно неопасно: если один из светодиодов перегорит, он может или порвать цепь, или шунтировать её. При параллельном (и в особенности смешанном) соединении велик риск, что после выключения из цепи 1-го потребителя ток в питающей сети возрастёт до неприемлемых величин.

Точечные источники и матрицы: выбор, закупка

Есть три типа светодиодов, которые уместно использовать в изготовлении прожекторов. Учтите, что при сборке светового устройства из нескольких светодиодов, они должны быть схожи как по типу, так и по вольт-амперным чертам. Также рекомендуется приобрести до 10-ка запасных диодов в качестве ремкомплекта и на случай повреждения при монтаже.

Светодиоды в виде пластмассовой капсулы со штыревыми выводами применимы для производства маленьких прожекторов и фонариков. Это более дешёвый тип продукции, а конечное изделие в конечном итоге будет относительно просто отремонтировать.

2-ой тип — сверхяркие белоснежные светодиоды на железной подложке. Их стоит использовать в высокомощных осветительных устройствах, отводить тепло от их довольно легко.

Ещё одной разновидностью LED служат светодиодные матрицы высочайшей мощности. Не рекомендуется без помощи других изготавливать прожекторы с мощностью матриц 20 Вт и выше: отлично отвести тепло ординарными мерами не получится.

Детали корпуса и рефлектора

Есть ряд решений для корпуса самодельного прожектора. Если требуется высочайшая степень пыле-влагозащиты для уличного фонаря, то подойдёт авто фара. Ободок цоколя лампы необходимо будет вырезать и закрепить поверх панели со светодиодной матрицей. Недочет способа — ограниченная мощность прожектора при том, что матрица в нём поместится только одна.

Если вы располагаете несколько светодиодов либо матриц на одной печатной плате либо монтажной панели, корпус можно сделать из жести либо тонколистовой стали. На заготовке разметьте развёртку усечённой пирамиды: квадрат в центре и однообразные равнобедренные трапеции по сторонам. Не забудьте бросить по «язычку» на одной из боковых сторон каждой трапеции для стыкования лепестков меж собой. Также в наименьшем основании трапеции следует бросить прямоугольную полоску около 15–20 мм, а в центре квадрата вырезать ещё один со стороной на 20–25 мм меньше.

Когда выкройка будет готова, отшлифуйте края, согните корпус и соедините швы заклёпками. Внутреннюю поверхность прогрунтуйте, вскройте белоснежной аэрозольной краской без глянца и оставьте высыхать на 2–3 суток. С фронтальной стороны корпуса заведите на искосок квадратный отрезок стекла подходящих размеров и прислоните его к загнутым полочкам изнутри. По контуру стекла обильно прогуляйтесь белоснежным силиконом, им промажьте швы корпуса.

Крепление монтажной панели либо платы сделайте на восьми болтах по 4 мм, за ранее просверлив отверстия по бокам каждой полочки на узенькой стороне корпуса. Чтоб пластинка прилегала плотно, используйте уплотнитель для дверей из вспененного ПВХ. Обтянуть болты будет тяжело, их головки недосягаемы, потому используйте пару законтренных гаек на конце.

Монтаж радиоэлементов

Если вы избрали светодиоды со штыревыми выводами, для их монтажа будет нужно пластинка текстолита. Прокрутите в голове схему размещения и нарисуйте перманентным маркером токоведущие дорожки. Аноды всех светодиодов (длинноватые хвосты) допустимо собрать на одну шину «массы». Катоды также собираются в одну точку, но в цепь питания каждого светодиода следует поочередно включить токоограничивающий резистор.

Его расчёт прост: из напряжения питающей сети вычитаем напряжение светодиода и делим на максимально допустимый ток. Чтоб перестраховаться на случай колебаний напряжения источника, допустимый ток светодиода можно заранее занизить до 90–95% паспортного значения.

Пример схемы светодиодной матрицы из диодов с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА

Приблизительное напряжение питания для 1-го светодиода составляет 4 В. Если источник выдаёт больше, целенаправлено включать диоды по смешанной схеме, где параллельно соединены гирлянды, в каждой из которых по одному светодиоду на каждые 4–5 В напряжения. Допустимый ток для таковой поочередной сборки определяется как сумма допустимых токов каждого, а прямое напряжение остаётся этим же, при условии что у каждого светодиода этот параметр схож.

Разместив элементы и нарисовав дорожки, протравите пластинку текстолита в растворе лимоновой кислоты (30–50 г), 3-х процентной перекиси водорода (100 мл) и поваренной соли (2 чайные ложки), временами проверяя степень растворения незащищённых участков. Просверлите отверстия под штыревые выводы сверлом на 1,5–2 мм, просверлите восемь отверстий для крепления платы к корпусу, а потом кропотливо пролудите токоведущие части припоем с канифолью.

Для светодиодной матрицы можно также использовать монтажную плату

Если вы собираете диоды либо матрицы на охлаждающей подложке, их установка производится навесным методом. В качестве монтажной панели следует избрать дюралевый радиатор типа «расчёска». Каждый светодиод крепится средством 2-ух либо трёх отверстий, разметьте их все сходу и просверлите с тыльной стороны радиатора сверлом на 2,5 мм.

Для крепления используйте недлинные шурупы 3,5х11 мм для железных профилей, но без бура на конце. Перед закреплением диодика нанесите на подложку маленькое количество термопасты КПТ-8.

Катод (-) и анод (+) у светодиодов с подложкой маркированы, схема подключения и расчёт защитных резисторов схожи для всех типов. Соединять элементы меж собой следует средством отрезка телефонного провода. Чтоб не делать лишнюю работу, аноды можно сходу припаивать маленькими перемычками к корпусу дюралевого радиатора.

Вопрос об источнике питания

После сборки светодиодов у вас остается два вывода, на которые было бы хорошо подать напряжение, но откуда его взять? Бытовые источники питания тут не много применимы, для питания светодиодов нужен LED-драйвер, выдающий пульсирующий неизменный ток размеренного значения.

Для большинства изделий подойдёт драйвер систем интерьерного освещения либо для LED-лент. Лучше приобрести источник питания заблаговременно, чтоб по нему высчитать количество и схему соединения диодов согласно напряжению на выходе и общему току стабилизации.

Для маленьких поделок можно использовать блоки питания общебытового предназначения с выходным пульсирующим током в 0,5–1,5 А и напряжением на 3–5 В выше прямого напряжения диодов. Стабилизировать источник питания можно микросхемой LM317, для более массивных прожекторов используйте LM350 и LM338, соответственно, увеличивая мощность источника.

Стабилизатор тока для светодиодов

Ограничение тока микросхемой можно регулировать, меняя сопротивление резистора. Его номинал определяется как 1,25/I, где I — ток светодиода либо сборки.

Тонконосы Fit Мини 125 мм

Тонконосы Fit Mini — плоскогубцы с узенькими губами и насечками на внутренней стороне рабочей плоскости.

Используются для захвата деталей и перекусывания проволоки, кабеля, тросиков при помощи режущей кромки. Полезны в ремонте домашней техники, при работе с электрическим оборудованием, в том числе и с автоэлектрикой.

В отличие от стандартных плоскогубцев с широкими губами, тонконосы могут просачиваться в недоступные места и захватывать более маленькие детали.

Инструмент длиной 125 мм произведён из крепкой инструментальной стали, на ручках — ПВХ-накладки для изоляции. Меж ручками имеется механизм саморазжима (полезен для недоступных мест, где разжимать ручки неловко либо вообщем нереально).

Copyright © 2020 - 2025