Poco a poco, los dispositivos de iluminación están cambiando a lámparas LED. Esto no sucedió de inmediato, hubo un largo período de transición con el uso de las llamadas "amas de llaves": bombillas compactas de descarga de gas con una fuente de alimentación incorporada (controlador) y un casquillo estándar E27 o E14.
Estas lámparas todavía se utilizan ampliamente hoy en día, ya que su costo en comparación con las fuentes de luz LED no es tan "mordiente".
Si bien existe un buen equilibrio entre precio y eficiencia (la diferencia de precio con las lámparas incandescentes convencionales se amortiza con el tiempo debido al ahorro de energía), las fuentes de luz de descarga de gas tienen una serie de desventajas:
- La vida útil es menor que la de las lámparas incandescentes.
- Ruido de alta frecuencia procedente de la fuente de alimentación.
- A las lámparas no les gusta el encendido y apagado frecuente.
- Disminución gradual del brillo.
- Impacto en superficies cercanas: con el tiempo aparece una mancha oscura en la superficie del techo (encima de la lámpara).
- Y, en general, no quiero tener un matraz con cierta cantidad de mercurio en mi casa.
Una excelente alternativa son las lámparas LED. La lista de ventajas es significativa:
- Eficiencia asombrosa (hasta 10 veces en comparación con las lámparas incandescentes).
- Gran vida útil.
- Fuentes de alimentación (drivers) perfectas y seguras.
- Absolutamente independiente del número de inclusiones.
- Con enfriamiento normal, no pierden brillo durante casi todo el período de funcionamiento.
- Total seguridad mecánica (aunque se rompa el difusor decorativo, no entrarán sustancias nocivas en la estancia).
Dos desventajas:
- La dirección del flujo luminoso impone grandes exigencias al diseño del difusor.
- Aún así, son caros (estamos hablando de marcas de alta calidad, los productos anónimos de nivel medio son bastante asequibles).
Si la cuestión del precio está regulada por la elección del fabricante, las características de diseño no siempre permiten simplemente reemplazar la lámpara de su lámpara de araña favorita. Por supuesto, existe una amplia selección de lámparas LED clásicas con forma de pera que se adaptan a cualquier tamaño.
Pero es precisamente en este diseño donde reside la “emboscada”.
Tenemos ante nosotros una lámpara de alta calidad (y al mismo tiempo relativamente económica) con una luminosidad de 1000 Lm (equivalente a una lámpara incandescente de 100 vatios) y un consumo de energía de 13 W. Estas fuentes de luz LED me funcionan desde hace muchos años, brillan con una luz cálida y agradable (temperatura 2700 K) y no se observa degradación del brillo con el tiempo.
Pero para obtener una luz potente, se requiere una refrigeración importante. Por tanto, 2/3 del cuerpo de esta lámpara están formados por un radiador. Es de plástico, no estropea la apariencia y es bastante eficaz. El principal inconveniente se deriva del diseño: la verdadera fuente de luz es el hemisferio en la parte superior de la lámpara. Esto dificulta la selección de una lámpara: no todas las lámparas de araña de cuerno tendrán un aspecto armonioso.
Solo hay una salida: comprar lámparas LED confeccionadas, cuya configuración se diseñó inicialmente para fuentes de luz específicas.
La palabra clave es comprar. ¿Qué deberías hacer con tus lámparas de pie, candelabros y otras lámparas favoritas en tu apartamento?
Por eso, decidimos diseñar las lámparas LED nosotros mismos.
El criterio principal es la minimización de costes.
Hay dos direcciones principales en el desarrollo de fuentes de luz LED:
1. Uso de bajo consumo (hasta 0,5 W) LED. Necesitas muchos de ellos, puedes configurar cualquier forma. No hace falta un radiador potente (calientan poco). Un inconveniente importante es un montaje más laborioso.
2. Uso de elementos LED potentes (1 W - 5 W). La eficiencia es alta, los costos laborales son varias veces menores. Pero la radiación puntual requiere la selección de un difusor y para implementar el proyecto se necesitan buenos radiadores.
Para diseños experimentales, elegí la primera opción. La “materia prima” más económica: 5 mm LED con dispersión de 120° en estuche transparente. Se les llama "sombreros de paja".
- corriente directa = 20 mA (0,02 A)
- caída de voltaje en 1 diodo = 3,2-3,4 voltios
- color – blanco cálido
Estas bondades se venden por 3 rublos cada una en cualquier mercado de radio.
compré varios paquetes 100 uds. en aliexpress (enlace para comprar). Cuesta un poco menos de 1 frotar. una pieza.
Como fuentes de alimentación (más precisamente, fuentes de corriente), decidí utilizar un circuito probado con un condensador de extinción (balasto). Las ventajas de un controlador de este tipo son un coste extremadamente bajo y un consumo de energía mínimo. Como no hay controlador PWM ni estabilizador de corriente lineal, el exceso de energía no sale a la atmósfera: en este circuito no hay elementos con radiador disipador de calor.
Desventaja: falta de estabilización actual. Es decir, si el voltaje de la red es inestable, el brillo del resplandor cambiará.Mi tomacorriente tiene exactamente 220 (+/- 2 voltios), por lo que este circuito es perfecto.
La base del elemento tampoco es cara.
- puentes de diodos de la serie KTs405A (se puede utilizar cualquier diodo, incluso los Schottky)
- Condensadores de película con un voltaje de 630 voltios (con reserva)
- Resistencias de 1-2 vatios
- Condensadores electrolíticos de 47 mF a 400 voltios (se puede tomar una capacidad mayor, pero esto va más allá del alcance de la economía)
- Pequeñas cosas como una placa de pruebas y fusibles suelen estar en el arsenal de cualquier radioaficionado.
Para no inventar una carcasa con un cartucho E27, utilizamos amas de llaves quemadas (otra razón para abandonarlas).
Después de retirar con cuidado (¡en la calle!) el matraz con vapor de mercurio, queda un excelente espacio en blanco para la creatividad.
La base de lo básico es el cálculo y el principio de funcionamiento de un controlador de corriente con un condensador de extinción.
En la ilustración se muestra un diagrama típico:
Cómo funciona el esquema:
La resistencia R1 limita el aumento de corriente cuando se aplica energía hasta que el circuito se estabiliza (aproximadamente 1 segundo). Valor de 50 a 150 Ohm. Potencia 2W.
La resistencia R2 asegura el funcionamiento del condensador de lastre. En primer lugar, lo descarga cuando se corta la alimentación. Como mínimo, para evitar que recibas una descarga eléctrica al desenroscar la bombilla. La segunda tarea es evitar un aumento de corriente en el caso de que la polaridad del condensador cargado y la primera media onda de 220 voltios no coincidan.
En realidad, el condensador de amortiguación C1 es la base del circuito. Es una especie de filtro actual. Al seleccionar la capacitancia, puede configurar cualquier corriente en el circuito. Para nuestros diodos no debe exceder los 20 mA en el pico de tensión de la red.
Entonces el puente de diodos funciona (después de todo LED - estos son elementos con polaridad).
Se necesita un condensador electrolítico C2 para evitar que la lámpara parpadee. LED No tener inercia al encender y apagar. Por tanto, el ojo verá un parpadeo con una frecuencia de 50 Hz. Por cierto, las lámparas chinas baratas son las culpables de esto. La calidad del condensador se comprueba con cualquier cámara digital, incluso un teléfono inteligente. Al observar los diodos encendidos a través de una matriz digital, se puede ver un parpadeo, indistinguible para el ojo humano.
Además, este electrolito aporta una ventaja inesperada: las lámparas no se apagan inmediatamente, sino con una noble y lenta atenuación hasta que se agota la capacidad.
El condensador de extinción se calcula mediante la fórmula:I = 200*C*(1.41*U red - U led)
I – corriente del circuito resultante en amperios
200 es una constante (frecuencia de red 50 Hz * 4)
1,41 – constante
C – capacitancia del condensador C1 (apagado) en faradios
Red U: voltaje de red estimado (idealmente 220 voltios)
LED U: caída total de voltaje LED (en nuestro caso – 3,3 voltios, multiplicado por el número de elementos LED)
Seleccionando la cantidad LED (con una caída de voltaje conocida) y la capacidad del capacitor de extinción, es necesario lograr la corriente requerida. No debe ser superior a lo especificado en las especificaciones. LED. Es la fuerza de la corriente la que regula el brillo del resplandor, e inversamente proporcional a la vida útil de los LED.
Para mayor comodidad, puede crear una fórmula en Excel.
El circuito ha sido probado varias veces, la primera copia se montó hace casi 3 años, funciona en una lámpara de cocina, no ha habido fallos.
Pasemos a la implementación práctica de proyectos. No tiene sentido discutir la cantidad de elementos LED y la capacidad de los condensadores en circuitos individuales: los proyectos son individuales para cada lámpara. Calculado estrictamente según la fórmula.El circuito anterior para 60 LED con un condensador de 68 microfaradios no es sólo un ejemplo, sino un cálculo real para una corriente en el circuito de 15 mA (para prolongar la vida útil de las luces).
Lámpara LED en una lámpara de araña.
Utilizamos el cartucho eviscerado del ama de llaves como alojamiento para el circuito y estructura de soporte. En este proyecto no utilicé una placa de pruebas; monté el controlador en un círculo de PVC de 1 mm de espesor. Resultó ser del tamaño justo. Dos condensadores, debido a la selección de capacitancia: no se encontró la cantidad requerida de microfaradios en un elemento.
Se utilizó un tarro de yogur como carcasa para alojar los elementos LED. En el diseño también utilicé trozos de láminas de PVC espumado de 3 mm.
Después del montaje quedó limpio e incluso hermoso. Esta disposición del casquillo está asociada con la forma de la lámpara de araña: los cuernos están dirigidos hacia arriba, hacia el techo.
A continuación colocamos los LED: según esquema, 150 uds. Perforamos el plástico con un punzón, coste de mano de obra: una tarde completa.
De cara al futuro diré: el material de la carcasa no se justifica, es demasiado fino. La siguiente lámpara se fabricó con una lámina de PVC de 1 mm. Para darle forma, calculé el escaneo del cono para los mismos 150 diodos.
Resultó no tan elegante, pero sí confiable y mantiene su forma perfectamente. La lámpara está completamente oculta en el brazo de la lámpara, por lo que la apariencia no es tan importante.
En realidad, instalación.
Brilla uniformemente y no daña los ojos.
No medí los lúmenes, pero parecía más brillante que una lámpara incandescente de 40 W, un poco más débil que 60 W.
Lámpara LED en lámpara de techo plana para la cocina.
Un donante ideal para tal proyecto. Todos los LED estarán ubicados en el mismo plano.
Dibujamos una plantilla y recortamos una matriz para acomodar los elementos LED. Con este diámetro una lámina plana de PVC se deformará. Entonces usé el fondo de un balde de plástico con mezclas de construcción.A lo largo del contorno exterior hay una nervadura de refuerzo.
Los diodos se instalan mediante el punzón habitual: 2 orificios según las marcas.
La lámpara está diseñada para 120 elementos LED, divididos en 2 grupos de 60 piezas, para la fiabilidad del circuito. Hacemos 2 controladores idénticos.
Los montamos sobre espaciadores dieléctricos en el reverso.
Para fijar el disco instalamos un podio de PVC en el centro.
Colgamos la lámpara en el techo, la encendemos y todo funciona.
Para valorar la luminosidad: en las esquinas hay 4 lámparas LED de la marca IKEA, con una potencia lumínica de 400 Lm cada una.
Lámpara LED para el baño.
También es un proyecto fácil de implementar. Extraemos el contenido de la lámpara, instalamos una matriz de 30 LEDs y el driver correspondiente.
La luz es suave, uniforme, más que suficiente para esta “habitación”.
Lámpara de escritorio
Se utiliza un gorro desodorante como cuerpo.
El cartucho E27 proviene tradicionalmente de un ama de llaves quemada.
El maletín tiene capacidad para 55 LED.
Resultó compacto y ordenado.
En la lámpara de mesa, la “instalación” parece propia.
Y brilla con bastante confianza.
El niño, inspirado por el éxito de su padre, pidió una luz de fondo para el escritorio de su computadora. Se encontró una especie de caja elegante en la que cabía el conductor.
Usé una caja de cable como carcasa. Tamaño del perfil: 10*10 mm.
Para que la luz no incida en los ojos, sino que se dirija de arriba hacia abajo, la estructura se coloca sobre una esquina de 25 mm de lado, fabricada en PVC de color blanco.
Resultado:
Todo el trabajo se realiza a partir de componentes que prácticamente no cuestan nada. Además, esta es una gran oportunidad para practicar tus habilidades radiofónicas.
