Domov, design, rekonstrukce, výzdoba. Dvůr a zahrada. Svýma rukama

V názvu článku jsem konkrétně nenapsal, že svítilna je LED, protože nyní je nemožné najít v prodeji neLED svítilny. Možná se to některým lidem stále povaluje v kůlnách a na nočních stolcích. Jak vidíte, spor mezi žárovkami a LED byl nakonec vyřešen ve prospěch druhé jmenované. Nyní se z obyčejných skleněných žárovek pro nízké napětí staly slovy A. Raikina „diffisit“. Zkuste si je koupit v obchodě - budete překvapeni :) Takže k vytvoření naší nové svítilny s výkonem 10 wattů použijeme cenově dostupnou a levnou LED Cree s podobným výkonem.

Dále potřebujeme 3V 1,5A LED driver, prostornou 3,7V lithium-iontovou baterii z telefonu, nabíječku na mobil (téměř jakoukoliv), zapínací tlačítko, napájecí zásuvku (pro nabíječku) a pouzdro. Podívejme se na poslední bod trochu podrobněji.

Pro základ desetiwattové baterky je potřeba zvolit něco velkého a nejlépe kovového. Nezapomeňte - LED s takovým výkonem se poměrně hodně zahřívá a chladič musí odpovídat. A baterie bude muset dodávat proud větší než ampér, takže má smysl používat lithiové baterie z notebooků.

Ve své verzi jsem použil třetí stínidlo niklovaného lustru, které jsem nedávno použil na trubici ULF. Uděláme v něm otvor pro zásuvku pro nabíjení baterie a zbytek je ve stínu tak, jak je.

Neexistuje žádný obvod baterky jako takový, všechny komponenty jsou brány hotové. Stačí všechny tyto moduly připájet dohromady podle daného obrázku.

10wattová LED dioda byla přišroubována na kulatý kus hliníku o tloušťce 1 cm. Bude to jak zářič, tak reflektor (leštěný, až bude svítit). Nezapomeňte použít teplovodivou pastu – výrazně zlepšuje chlazení LED prvku. Její cena je pouze 0,5 za tubu a pasta dlouho vydrží.

Po umístění všech prvků svítilny dovnitř těla je připájeme pružnými dráty v dobré izolaci (nezapomeňte na napětí 220V!). Nakonec našroubujte hliníkový reflektorový kotouč s LED.

Přestože jsou v prodeji stovky různých modelů a příkonů diodových svítilen, nákup svítilny 10 a více wattů je velmi problematický. A v internetových obchodech stojí pod sto dolarů. Zde je toto zařízení sestaveno ze šrotu doslova večer, s výdaji pouze na samotnou LED. Proto je jeho vlastní montáž 100% oprávněná.

LED diody se již dlouho používají v různých oblastech života a činností lidí. Díky svým vlastnostem a technickým vlastnostem si získaly širokou oblibu. Na základě těchto světelných zdrojů vznikají originální návrhy osvětlení. Mnoho spotřebitelů má proto často otázku, jak tam připojit LED k 12 voltům. Toto téma je velmi důležité, protože toto spojení má zásadní rozdíly od jiných typů lamp. Vezměte prosím na vědomí, že k provozu LED se používá pouze stejnosměrný proud. Při připojování je velmi důležité dodržovat polaritu, jinak LED prostě nebudou fungovat.

Vlastnosti připojení LED

Ve většině případů zásuvné LED diody vyžadují omezení proudu pomocí rezistorů. Ale někdy je to docela možné udělat bez nich. Například baterky, klíčenky a další suvenýry s LED žárovkami jsou napájeny přímo připojenými bateriemi. V těchto případech dochází k omezení proudu v důsledku vnitřního odporu baterie. Jeho výkon je tak nízký, že na spálení osvětlovacích prvků prostě nestačí.

Při nesprávném zapojení však tyto světelné zdroje velmi rychle vyhoří. Rychlý pokles je pozorován, když na ně začne působit normální proud. LED dioda nadále svítí, ale již nemůže plně plnit své funkce. Takové situace nastávají, když není žádný omezovací odpor. Po zapnutí napájení lampa vypadne během několika minut.

Jednou z možností nesprávného připojení k 12voltové síti je zvýšení počtu LED v obvodech výkonnějších a složitějších zařízení. V tomto případě jsou zapojeny do série na základě odporu baterie. Pokud však jedna nebo více žárovek shoří, celé zařízení selže.

Existuje několik způsobů, jak připojit 12voltové LED diody, jejichž obvod vám umožňuje vyhnout se poruchám. Můžete připojit jeden odpor, i když to nezaručuje stabilní provoz zařízení. To je způsobeno výraznými rozdíly v polovodičových součástkách, přestože mohou být ze stejné šarže. Mají své vlastní technické vlastnosti, liší se proudem a napětím. Pokud proud překročí jmenovitou hodnotu, může dojít k vyhoření jedné z LED, po čemž velmi rychle selžou i zbývající žárovky.

V jiném případě se navrhuje propojit každou LED se samostatným rezistorem. Ukázalo se, že jde o druh zenerovy diody, která zajišťuje správnou funkci, protože proudy se stávají nezávislými. Toto schéma se však ukazuje jako příliš těžkopádné a příliš zatížené dalšími prvky. Ve většině případů nezbývá nic jiného, ​​než tam zapojit LEDky do série na 12 voltů. Tímto zapojením se obvod stává co nejkompaktnějším a velmi efektivním. Pro jeho stabilní provoz je třeba předem dbát na zvýšení napájecího napětí.

Určení polarity LED

Chcete-li vyřešit otázku, jak připojit LED k 12voltovému obvodu, musíte určit polaritu každé z nich. Existuje několik způsobů, jak určit polaritu LED. Standardní žárovka má jednu dlouhou nohu, která je považována za anodu, tedy plus. Krátká noha je katoda - negativní kontakt se znaménkem mínus. Plastová základna nebo hlava má řez označující umístění katody - mínus.

V jiné metodě se musíte pečlivě podívat dovnitř skleněné baňky LED. Můžete snadno vidět tenký kontakt, což je plus, a kontakt ve tvaru vlajky, který bude tedy mínus. Pokud máte multimetr, můžete polaritu snadno určit. Musíte nastavit centrální spínač do režimu vytáčení a dotýkat se kontaktů sondami. Pokud se červená sonda dotkne kladného pólu, LED by se měla rozsvítit. To znamená, že černá sonda bude stlačena do mínusu.

Pokud jsou však žárovky na krátkou dobu špatně zapojeny se špatnou polaritou, nic špatného se jim nestane. Každá LED může pracovat pouze v jednom směru a porucha může nastat pouze při zvýšení napětí. Jmenovitá hodnota napětí pro jednu LED je od 2,2 do 3 voltů, v závislosti na barvě. Při připojování LED pásků a modulů pracujících na 12 voltů a vyšších je nutné do obvodu přidat odpory.

Výpočet zapojení LED v 12 a 220 voltových obvodech

Samostatnou LED nelze připojit přímo ke zdroji 12V, protože se okamžitě spálí. Je nutné použít omezovací rezistor, jehož parametry se vypočítají pomocí vzorce: R= (Upit-Upad)/0,75I, ve kterém R je odpor rezistoru, Upit a Upad jsou napájecí a úbytkové napětí, I je proud procházející obvodem, 0,75 - koeficient spolehlivosti LED, což je konstantní hodnota.

Jako příklad si můžeme vzít obvod používaný k připojení 12voltových LED diod v autě k baterii. Počáteční data budou vypadat takto:

• Upit = 12V - napětí v autobaterii;
• Upad = 2,2V - napájecí napětí LED;
• I = 10 mA nebo 0,01A - proud samostatné LED.

Podle výše uvedeného vzorce bude hodnota odporu: R = (12 - 2,2)/0,75 x 0,01 = 1306 ohmů nebo 1,306 kohmů. Nejblíže by tedy byla standardní hodnota odporu 1,3 kOhm. Kromě toho budete muset vypočítat minimální výkon odporu. Tyto výpočty se také používají při rozhodování, jak tam připojit výkonnou LED na 12 voltů. Předběžně je určena aktuální hodnota proudu, která se nemusí shodovat s hodnotou uvedenou výše. K tomu se používá jiný vzorec: I = U / (Rres. + Rlight), kde Rlight je odpor LED a je definován jako Up.nom. / Inom. = 2,2 / 0,01 = 220 Ohm. Proud v obvodu tedy bude: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 A.

V důsledku toho bude skutečný úbytek napětí LED roven: Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0,007 = 1,54 V. Konečná hodnota výkonu bude vypadat takto: P = (Usupply - Udrop)² / R = (12 - 1,54)²/ 1300 = 0,0841 W). Pro praktické zapojení se doporučuje mírně zvýšit hodnotu výkonu, například na 0,125 W. Díky těmto výpočtům je možné snadno připojit LED k baterii 12 V. Pro správné připojení jedné LED k autobaterii 12 V tedy budete v obvodu navíc potřebovat rezistor 1,3 kOhm, jehož výkon je 0,125 W, připojení k libovolnému kontaktu LED .

Výpočet se provádí podle stejného schématu jako pro 12V. Jako příklad vezmeme stejnou LED s proudem 10 mA a napětím 2,2V. Vzhledem k tomu, že síť využívá střídavý proud o napětí 220V, bude výpočet rezistoru vypadat takto: R = (Up.-Up.) / (I x 0,75). Dosazením všech potřebných údajů do vzorce získáme skutečnou hodnotu odporu: R = (220 - 2,2) / (0,01 x 0,75) = 29040 Ohm nebo 29,040 kOhm. Nejbližší standardní hodnota odporu je 30 kOhm.

Dále se provede výpočet výkonu. Nejprve se určí hodnota skutečného odběrového proudu: I = U / (Rres. + Rlight). Odpor LED se vypočítá pomocí vzorce: Rlight = Upd.nom. / Inom. = 2,2 / 0,01 = 220 Ohm. Proud v elektrickém obvodu tedy bude: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007A. Výsledkem je, že skutečný pokles napětí na LED bude následující: Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0,007 = 1,54 V.

Pro stanovení se používá vzorec: P = (Upit. - Uppad.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59 W. Hodnota výkonu by se měla zvýšit na standardní 2W. Pro připojení jedné LED do sítě s napětím 220V tedy budete potřebovat odpor 30 kOhm s výkonem 2W.

V síti však poteče střídavý proud a žárovka bude hořet pouze v jedné poloviční fázi. Světlo bude rychle blikat rychlostí 25 záblesků za sekundu. Pro lidské oko je to zcela neviditelné a je vnímáno jako neustálá záře. V takové situaci jsou možné zpětné poruchy, které mohou vést k předčasnému selhání světelného zdroje. Aby se tomu zabránilo, je instalována zpětná směrová dioda, která zajišťuje rovnováhu v celé síti.

Chyby připojení

V tomto tématu vám řeknu a ukážu výhody napájení LED při 10 wattech 12 voltů, ze známého DC-DC step-down měniče.

DC-DC - to znamená, že měnič převádí stejnosměrné napětí na stejnosměrné a vyšší nebo nižší je označeno UP - step-up Down-step-down.

Převodníky jsou poměrně univerzální a mohou sloužit jak jako zdroj s regulací napětí, tak jako nabíječka.

V tomto tématu budeme hovořit o LED diodách s převodníkem. Urychleně podotýkám, že použitím těchto měničů také snižujeme spotřebu LED z baterie nebo zdrojů energie. A také jsem nedávno viděl, že převodem zdroje směrem dolů a snížením výstupního napětí se výstupní proud zvyšuje. Opačný efekt lze pozorovat u boost konvertorů. Zde budeme pozorovat opačný obrázek, při zvyšování výstupního napětí se bude zvyšovat vstupní proud, až se bude měnič a výstupní proud snižovat.

Další informace o testování 10W 12V LED diod.

Při napájení LED s maximálním napětím i při sníženém proudu se také prodlužuje doba degradace. Pokud si zpočátku sestavíte a zvyknete si na jas, který LED produkuje, pak vás po dlouhou dobu potěší svým světlem, zatímco jas bude dlouho stejný jako při prvním zapnutí. Pokud z něj ale najednou potřebujete získat více lumenů, doporučuji zlepšit jeho chlazení a připravte se na to, že po nějaké době jas klesne!

Existuje přímá závislost na tom, jak dlouho bude LED pracovat, a bohužel výrobcem udávaný čas se vztahuje k minimálnímu napětí a proudu, při kterém LED pracuje. Minimální parametry pro práci s životností LED mohou být 50 000 hodin při napájecím napětí 9 Voltů a proudu 500 mA. Čím vyšší napětí a proud, tím nižší je životnost LED!

Je velmi mylná představa, že pokud nastavíte 900 mA a 12 voltů nebo dokonce 11 voltů, LED bude fungovat dobře a bude fungovat roky. Vzhledem k těmto parametrům se opotřebovává a jeho životnost bude bezprostředně záviset na jeho chladicím systému a okolní teplotě. Pokud se zeptáte výrobců, jak dlouho ta či ona LED vydrží, výrobce se okamžitě začne ošívat a vyhýbat se přímé odpovědi. Vše závisí na vaší síti, čistotě místnosti nebo teplotě. Ale ve skutečnosti výrobci testují téměř každou šarži LED na opotřebení selektivně a mohou na to přímo odpovědět. Že v takových podmínkách vydrží tak dlouho a v takových podmínkách tak dlouho.

Obecně platí, že když berete jakoukoli LED, čtěte mezi řádky. A pokud jste opravdu zvědaví, jak dlouho vydrží, sestavte dva stojany, jeden podle mého schématu a jeden podle vašeho, a podívejte se, co se stane s jasem LED po třiceti dnech provozu. Mimochodem, jako možnost si můžete udělat podobný test sami. Pokud budu mít čas, udělám tento experiment.

Jak připojit 10W LED diody, A jaké využití najdou?

10W LED matrice je vyrobena technologií MCOV a skládá se z 9 krystalů zapojených 3 do série a 3 řetězců paralelně. Každý krystal je navržen pro napětí 3,2-4,0 V, takže celkem tři sériově zapojené krystaly se otevírají při 9,6 V a normálně fungují do 12 V, což umožňuje jejich použití v autech a pro nouzové osvětlení připojením. přímo na baterii prostřednictvím omezení prouduodporvýkon 2W.
Hodnota odporu se vypočítá pomocí Ohmova zákona. Při takovém připojení k baterii mohou v důsledku zahřívání odporu dosáhnout ztráty 15-25% jmenovité hodnoty matice, což není u automobilů kritické, ale výrazně zkracuje dobu vybíjení baterie při nouzovém osvětlení, proto , pro nouzové osvětlení se často používají DC-DC měniče s účinností vyšší než 92 %.

Kvalitu LED matrice určují tři hlavní složky: krystal, fosfor a substrát. U krystalu mají kromě světelného výkonu Lm/W velký význam jeho geometrické rozměry, čím větší krystal, tím větší kontaktní plocha s podložkou, což umožňuje efektivnější odvod tepla, a to je jedna z hlavní úkoly. Provozní teplota je 60-65 stupňů C, ale to neznamená, že se radiátor může na takovou teplotu zahřát, protože... Teplota zářiče a matricového substrátu se výrazně liší. Přehřátí krystalu vede k jeho degradaci a snížení životnosti LED krát až desetinásobně a následně k selhání matrice. Minimální požadovaná plocha radiátoru je 200-300 cm2. v závislosti na parametrech a provozních podmínkách. Světlejší a kvalitnější matrice mají měděný substrát, zatímco méně lesklé matrice mají hliníkový substrát. Měď má vysokou tepelnou vodivost, takže je výhodnější, ale i na hliníku fungují LED normálně s dostatečným chladičem a pokud použijete matrici ne na plný jmenovitý výkon, ale na 80% jmenovitého výkonu, tak i na hliníku budou matrice schopny pracovat po dobu 50 000-100 000 hodin deklarovaných výrobcem.

Z technických charakteristik vyplývá, že 10W LED sestava je napájena konstantním napětím 12V s proudem 900-1000mA a může se zahřát až na +60°C..

Nejprve zkusme zapnout 10W LED.

Pro zkušební provoz používáme 12voltový stejnosměrný zdroj, v tomto případě baterii, a stabilizátor proudu. Abychom mohli otestovat zapnutí LED, budeme potřebovat chladič-chladič o ploše nejméně 600 cm 2.

Nejjednodušší stabilizátor proudu lze sestavit pomocí mikroobvodu LM317 a jednoho odporu.

Obvod stabilizátoru proudu na LM 317 (dále mu budeme říkat ovladač)

Pomocí vzorce ve spodní části obrázku je velmi snadné vypočítat hodnotu odporu rezistoru pro požadovaný proud. To znamená, že odpor rezistoru je roven 1,25 děleno požadovaným proudem. Pro stabilizátory do 0,1 A je vhodný odporový výkon 0,25 W. Pro proudy od 350 mA do 1 A se doporučuje 2 W. Níže je tabulka odporů pro proudy pro široce používané LED.

Pro připojení 10W LED budete potřebovat rezistor o hodnotě 1,3 Ohm výkon 2W.

LED je napájena napětím 10-12 voltů. Na stabilizátoru LM 317 - pokles napětí o 1,25 V při stabilizaci na 962 mA.

Přidáme diodu 12V + stabilizátor 1,25V = napájecí napětí 13,25V. A baterie má 13,4~13,8 voltů, což je docela dost!

Obvod sestavíme následovně:

LED upevňujeme na hliníkový radiátor samořeznými šrouby. Nezapomeňte namazat celou kontaktní plochu LED s radiátorem tenkou vrstvou teplovodivé pasty pro zlepšení přenosu tepla. Protože mezi paticí této LED a jejími kontaktními vývody není žádné galvanické spojení, připevňujeme na stejný radiátor pomocí tepelně vodivé pasty i čip LM 317 v balení TO 220 (taky se zahřívá, protože na něj spadne 1,25 voltu! ). Připájejte 3 díly podle schématu

.

Svorku „-“ baterie připojíme k bílému vodiči a svorku „+“ k oranžovému vodiči.

A ejhle! 10W LED svítí při 1080 lm, což odpovídá intenzitě světla 100W žárovky. Ale na rozdíl od žárovky s výkonem 100 W se LED spolu s ovladačem zahřeje pouze na 45 stupňů a hlavně spotřebuje pouze 10 W.

Tento design lze bezpečně použít ve světlometech automobilů, například pro potkávací světla. Jediná věc, kterou je třeba změnit, je izolovat chladič LM 317 od karoserie automobilu, protože mikroobvod má galvanické spojení s chladičem přes „+“ a ve voze na karoserii „-“.

10W LED je výkonné polovodičové zařízení. Rozsah jeho použití se často neomezuje na lampy a reflektory. Čip je také velmi oblíbený mezi těmi, kteří si rádi vyrábějí vlastní osvětlovací zařízení.

Oblast použití

10 W jsou široce používány v různých osvětlovacích zařízeních. Všechny oblasti lze rozdělit na obecné a speciální účely. Obecný účel zahrnuje použití LED v lampách, svítidlech, reflektorech a speciální použití zahrnuje použití pro osvětlení ve sklenících a. Druhou možností je tzv., a nejen. Trik je v tom, že emisní spektrum této LED je optimální pro růst rostlin, jak na souši, tak ve vodě. A kromě řas a ryb má na rozvoj korálů blahodárný vliv osvětlení 10wattovými LED, takže milovníci akvárií jsou častými konzumenty této rádiové komponenty. Všechny tyto nádherné vlastnosti se projevují v určité kombinaci barev krystalu. Pokud jde o použití popsaného polovodičového zařízení pro všeobecná osvětlovací zařízení, kromě svítidel pro domácnost se LED diody výborně používají pro výrobu světlometů automobilů, semaforů a osvětlení silnic.

LED design, možnosti designu

COB 10 W LED je kompaktní modul vyrobený technologií chip-on-board. Zásadní rozdíl oproti SMD spočívá v tom, že na desce je umístěno několik krystalů a pokryto společnou vrstvou fosforu. To výrazně snižuje náklady na matrici. Skládá se z 9 krystalů: tři paralelní řetězce tří sériově spojených krystalů v každém. Externě se LED 10 W může lišit tvarem vodivého substrátu. Například LED dioda společnosti vypadá tak, jak je znázorněno na obrázku. Jeho substrát má tvar hvězdy a je vyroben z hliníku.

Tělo modulu je vyrobeno z tepelně odolného plastu a čočka je vyrobena z epoxidové pryskyřice. Klasická LED 10 W vypadá jako na schématu, ale v praxi se celkové rozměry liší v závislosti na výrobci.

Nezapomeňte, že LED je polární prvek, takže při instalaci věnujte pozornost značení. Předpokladem pro adekvátní fungování 10W LED je přítomnost chladiče. Může být organizován pomocí hliníkového nebo měděného radiátoru. Pro lepší přenos tepla namažte LED substrát tepelně vodivou pastou nebo tavným lepidlem. Někdy je dodatečně instalován chladič, který zajišťuje cirkulaci vzduchu pro chlazení žeber chladiče.

Na videu můžete vidět test 10W LED a doporučení pro připojení takového prvku. Zde je návod, jak by mělo vypadat schéma zapojení 10W LED.

Zdrojem energie může být autobaterie, počítačový zdroj nebo speciálně zakoupený 12voltový zdroj. Aby nedošlo k přehřátí (navzdory chladiči) a ochraně LED, je bezpodmínečně nutné ji připojit nikoli přímo ke zdroji, ale přes jakýkoli stabilizátor napětí. Schéma ukazuje integrovaný stabilizátor napětí LM-317, ale lze použít i jiný s vhodnými parametry. Pomocí běžného kabelu a rezistoru si zajistíte garantovaný výstup 12 V a proud nepřesáhne 1 A, což je klíč k dlouhé životnosti vašeho zařízení.

Charakteristika

Parametry 10W LED umožňují, aby byla velmi žádaná v řadě supersvítivých LED. Napájecí napětí se pohybuje od 9 do 12 voltů. Úhel žhavení je 120° – graf je uveden níže.

Jmenovitý propustný proud je 1 A, pulzující propustný proud do 2 A. Světelný tok je v rozmezí 600-1080 lm. Pro srovnání, 75W žárovka produkuje záři 935 lm. Můžete tedy zhruba odhadnout, jak jasná bude záře daného polovodičového zařízení. Zpětné napětí je 50 V., v závislosti na výrobci, 30-100 tisíc hodin. Provozní teplota se pohybuje od -30°C do 80°C. Barevná teplota 10W LED pokrývá spektrum od 2300K (teplá bílá) do 10000K (studená bílá).

Výrobci

Ve třech částech světa jsou rozptýleni lídři ve výrobě vysoce výkonných LED, jako je LED 10 W. Patří mezi ně americká společnost Cree (kterou jsme již zmínili a předvedli ukázku jejích produktů), japonská Nichia (průkopník v oblasti LED technologie), a také německý Osram (známější tuzemským kupcům).

Značkové LED produkty jsou dražší než jejich noname protějšky, ale v druhém případě nikdo neručí za kvalitu.

Zvažme, s jakými funkcemi se setkáte, pokud se rozhodnete pořídit čínské levné 10wattové LED. Za prvé, pokud pečlivě porovnáte, samotných 9 matricových krystalů je menší než u vysoce kvalitních modulů. To přirozeně ovlivní světelný výkon při jejich provozu. Za druhé, silná nerovnoměrnost záře každého krystalu. To je patrné pouze při sníženém proudu, ale přesto tato vlastnost ovlivňuje rychlost degradace celého LED modulu.

10 wattové padělky z Číny

Na obrázku můžete pozorovat nerovnoměrnou záři jednotlivých krystalů modulu a jak se s rostoucím proudem vyrovnává. Za třetí, u nekvalitních LED jsou vodiče spojující krystaly velmi tenké a mohou se neopatrným pohybem zlomit, což přeruší fungování alespoň jedné trojice po sobě jdoucích krystalů.

Shrnu-li to, co bylo popsáno výše, rád bych zdůraznil důležité body článku pro zapamatování. LED diody 10 W jako světelné zdroje jsou v praxi široce používány pro výrobu automobilových svítilen, svítilen, reflektorů a dalších osvětlovacích zařízení. Chlazení chladiče je rozhodující pro správný výkon LED. Napájení je napájeno z 12V zdroje přes driver (stabilizátor napětí). Známá značka zaručuje nepřetržitý provoz po celou uvedenou dobu, ale problémy mohou nastat s čínskými levnými analogy.