LED lampa vlastitim rukama: shema, nijanse konstrukcije, samostalna montaža

LED svjetiljke nalaze široku primjenu u organizaciji kućne, vanjske, industrijske rasvjete. Njihove važne prednosti su ekonomičnost, ekološka prihvatljivost, nezahtjevnost u održavanju.

Izrađena LED lampa vlastitim rukama sigurno će pronaći svoju primjenu u vašem domu. Detaljnu uputu za izradu, kao i sheme montaže, pronaći ćete u predstavljenom članku.

Princip rada LED uređaja

Osnova LED lampe je jednostrani poluvodič, veličine nekoliko milimetara. U njemu se odvija jednosmjerno kretanje elektrona, što omogućuje pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu.

Kristalu LED-a koji se sastoji od nekoliko slojeva svojstvena su dva tipa električne vodljivosti: pozitivno i negativno nabijenih čestica.

Strana koja sadrži minimalnu količinu elektrona naziva se rupičastom (p-tip), dok se druga s većom količinom tih čestica naziva elektronskom (n-tip).

Između dvije strane LED elementa nalazi se uvjetna granica – elektronsko-rupasti spoj (p-n). Ovdje se čestice sudaraju jedna s drugom, zbog čega dolazi do svjetljenja.

Pri sudaru elemenata na p-n-spoju sudaraju se, generirajući čestice svjetlosti fotone. Ako se u to vrijeme sustav održava na konstantnom naponu, LED će emitirati stabilan tok svjetlosti. Taj se efekt koristi u svim konstrukcijama LED lampi.

Četiri vrste LED uređaja

Ovisno o smještaju LED dioda, slične modele možemo podijeliti u sljedeće kategorije:

1. DIP. Kristal je sastavljen s dva vodiča, iznad kojih se nalazi povećalo. Ova je modifikacija postala široko rasprostranjena u izradi natpisa i girlandi.
2. „Piranha“. Uređaji se sastavljaju slično prethodnoj inačici, ali predviđaju četiri izvoda. Pouzdane i čvrste konstrukcije najčešće se koriste za opremanje automobila.
3. SMD. Kristal se postavlja na vrh, što značajno poboljšava odvođenje topline, a također pomaže smanjiti dimenzije uređaja.
4. COB. U ovom slučaju LED je zalemljen direktno na ploču, što doprinosi povećanju intenziteta svjetlosti i zaštiti od pregrijavanja.

Značajan nedostatak COB uređaja je nemogućnost zamjene pojedinačnih elemenata, zbog čega se mora kupiti novi mehanizam zbog samo jednog neispravnog čipa.

U lusterima i drugim kućanskim rasvjetnim uređajima obično se koristi SMD konstrukcija.

Uređaj LED lampi

LED žarulja sastoji se od sljedećih šest dijelova:

• LED;
• grlo;
• drajver;
• raspršivač;
• radijator.

Aktivni element takvog uređaja je LED koji generira tok svjetlosnih valova.

LED uređaji mogu biti predviđeni za različite napone. Najtraženiji su mali uređaji od 12-15 W i veća rasvjetna tijela od 50 W.

Grlo, koje može imati različite oblike i veličine, koristi se i za druge vrste žarulja – fluorescentne, halogene, žarulje sa žarnom niti. Istodobno, neki LED uređaji, poput LED traka, mogu funkcionirati bez ovog dijela.

Važan element konstrukcije je driver koji pretvara mrežni napon u struju na kojoj radi kristal.

O ovom čvoru uvelike ovisi učinkovit rad žarulje, osim toga, kvalitetni driver s dobrom galvanskom izolacijom osigurava svijetli stalni svjetlosni tok bez ikakvog treperenja.

Obična LED dioda proizvodi usmjereni snop svjetlosti. Da bi se promijenio kut njegove distribucije i osigurala kvalitetna rasvjeta, koristi se raspršivač. Druga funkcija ove komponente je zaštita sklopa od mehaničkih i prirodnih utjecaja.

Radijator je namijenjen odvođenju topline, čiji višak može oštetiti uređaj. Pouzdan rad radijatora omogućuje optimizaciju rada žarulje i produljenje njezina vijeka trajanja.

Što je ovaj dio manji, to će veće toplinsko opterećenje morati izdržati LED dioda, što će utjecati na brzinu njezina izgaranja.

Prednosti i nedostaci samostalne lampe

Specijalizirane trgovine nude veliki izbor LED uređaja. Međutim, ponekad u ponudi nije moguće pronaći uređaj koji odgovara potrebnim parametrima. Osim toga, LED uređaji tradicionalno imaju visoku cijenu.

Nedostaci takvih proizvoda uključuju nepostojanje jamstva proizvođača. Osim toga, pri nepažljivoj montaži takvi uređaji mogu imati neprivlačan izgled.

U međuvremenu, sasvim je moguće uštedjeti novac i dobiti idealnu žarulju samostalnim sastavljanjem. To nije teško i bit će dovoljno osnovnog tehničkog znanja i praktičnih vještina.

Ručno izrađen LED uređaj ima niz značajnih prednosti u odnosu na kupljeni analog. Odlikuje ih ekonomičnost: uz pažljivu montažu i korištenje kvalitetnih dijelova radni vijek doseže 100 tisuća sati.

Takvi uređaji pokazuju visok stupanj energetske učinkovitosti, koji se određuje omjerom potrošene snage i svjetline proizvedene svjetlosti. Konačno, njihova je cijena za red veličine niža od tvorničkih analoga.

Problemi samostalne izrade

Glavni problemi koje treba riješiti pri izradi LED svjetiljki su pretvaranje izmjenične električne struje u pulsirajuću i njezino izravnavanje u istosmjernu. Osim toga, potrebno je ograničiti snagu električne struje na 12 volti, što je potrebno za napajanje diode.

Za samostalnu izradu svjetiljke s LED diodama možete koristiti dijelove kupljene u specijaliziranim trgovinama ili elemente iz pregorenih uređaja.

Prilikom osmišljavanja uređaja, također treba riješiti niz konstrukcijskih zadataka, a to su:

• kako rasporediti shemu i LED diode;
• kako izolirati sustav;
• kako osigurati izmjenu topline u uređaju.

Prije sastavljanja poželjno je promisliti sve ove probleme uzimajući u obzir zahtjeve koji se postavljaju pred samostalno izrađeni izvor svjetlosti.

Sheme LED lampi

Prije svega, treba odabrati varijantu sastavljanja. Postoje dva osnovna načina, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke. U nastavku ćemo ih detaljnije razmotriti.

Inačica s diodnim mostom

Shema uključuje četiri diode koje su spojene u različitim smjerovima. Zahvaljujući tome, most dobiva mogućnost transformacije mrežne struje od 220 V u pulsirajuću.

Shema LED mosta odlikuje se jednostavnošću i logičnošću. Može je izvesti čak i početnik koji svladava osnove samostalnog rada.

To se događa na sljedeći način: pri prolasku kroz dvije diode sinusoidnih poluvalova, oni se mijenjaju, što uzrokuje gubitak polariteta.

Prilikom sastavljanja, na pozitivni izlaz ispred mosta spaja se kondenzator; ispred negativne stezaljke – otpornik od 100 ohma. Još jedan kondenzator postavlja se iza mosta: bit će potreban za izglađivanje naponskih oscilacija.

Izrada LED elementa

Najjednostavniji način izrade LED svjetiljke je izrada izvora svjetlosti na temelju pokvarene svjetiljke. Potrebno je provjeriti ispravnost pronađenih dijelova, što se može učiniti pomoću akumulatora od 12 V.

Neispravne elemente treba zamijeniti. Za to je potrebno rastaviti kontakte, ukloniti pregorene elemente i postaviti nove na njihovo mjesto. Pritom je važno poštivati izmjenu anoda i katoda, koji se pričvršćuju u nizu.

Ako je potrebno zamijeniti samo 2-3 čipa, dovoljno ih je jednostavno zalemiti na mjesta gdje su se prethodno nalazili neispravni dijelovi.

Kod potpune samostalne montaže potrebno je povezati u niz po 10 dioda, poštujući pravila polariteta. Nekoliko izrađenih krugova prilemi se na žice.

Pri izradi lampe možete koristiti ploče sa svjetlećim diodama koje se mogu pronaći u pregorjelim uređajima. Važno je samo provjeriti njihovu ispravnost.

Pri sastavljanju sklopova važno je paziti da se zalemljeni krajevi ne dodiruju, jer to može dovesti do kratkog spoja uređaja i kvara sustava.

Pribor za mekše svjetlo

Kako bi se izbjeglo treperenje svojstveno LED svjetiljkama, gore opisani krug može se nadopuniti s nekoliko dijelova. Dakle, trebao bi se sastojati od diodnog mosta, otpornika od 100 i 230 ohma, kondenzatora od 400 nF i 10 μF.

Kako bi se uređaj zaštitio od naponskih skokova, na početku kruga postavlja se otpornik od 100 ohma, iza kojeg se lemi kondenzator od 400 nF, zatim se postavlja diodni most i još jedan otpornik od 230 ohma, iza kojeg slijedi sastavljeni lanac svjetlećih dioda.

Uređaji s otpornikom

Sličan sklop također je sasvim dostupan početniku. Za njegovu izvedbu potrebna su dva otpornika od 12k i dva lanca s jednakim brojem svjetlećih dioda, koji se leme serijski vodeći računa o polaritetu. Pritom se jedna traka sa strane R1 spaja katodom, a druga – s R2 – anodom.

Svjetiljke izrađene prema ovom sklopu imaju mekše svjetlo jer se aktivni elementi pale naizmjenično, zbog čega je pulsacija bljeskova gotovo neprimjetna golim okom.

Za izračun snage lampe potrebno je znati vrijednost struje koja prolazi kroz svjetleće diode. Ova se vrijednost može izračunati prema navedenoj formuli. Pritom treba uzeti u obzir da indikator pada napona u serijski spojenih 12 svjetlećih dioda iznosi približno 36V.

Uređaji se uspješno primjenjuju kao stolna lampa i u druge svrhe. Za stvaranje optimalne rasvjete stručnjaci preporučuju korištenje traka od 20-40 dioda. Manji broj daje mali svjetlosni tok, a spajanje većeg broja elemenata tehnički je prilično teško izvesti.

Važan element: LED driver

Za ispravan rad LED uređaja izrađenog vlastitim rukama, potrebno je riješiti pitanje drajvera. Shema ovog sklopa prilično je jednostavna. Algoritam funkcioniranja sastoji se u prolasku izmjenične struje od 220V na diodni most kroz kondenzator C1.

Ispravljena struja prelazi na serijski spojene svjetleće diode HL1-HL27, čiji broj može doseći 80 komada.

Driver za samostalno izrađen LED uređaj sastavlja se prema prikazanoj shemi. Možete također koristiti gotove elemente bp 3122, bp 2832a ili bp 2831a

Kako bi izbjegli treperenje i postigli stabilno ravnomjernu boju, preporučljivo je koristiti kondenzator C2, koji treba imati što veći kapacitet.

Kućišta za LED uređaje

Prije sastavljanja važno je odlučiti gdje će se smjestiti sastavljena shema.

Postoji nekoliko mogućnosti rješavanja ovog problema – za smještaj uređaja moguće je koristiti:

• grla žarulja sa žarnom niti;
• kućišta od pregorenih štednih ili halogenih žarulja;
• vlastoručno izrađeni pribori.

Prva mogućnost ima važnu prednost. Kod njezine upotrebe lako je zavrnuti sastavljeni LED uređaj u grlo, čime se osigurava izmjena topline.

Treba uzeti u obzir da uz očitu prednost, ova metoda ima i očite nedostatke. Sastavljena konstrukcija nije previše estetskog izgleda, osim toga, u ovom je slučaju teško izvesti pouzdanu izolaciju.

Kako biste iskoristili pregorenu žarulju sa žarnom niti za izradu LED žarulje, potrebno je prethodno pažljivo odvojiti stakleni balon od grla, nakon čega izvaditi nit. U nastali prostor pažljivo se smješta sastavljena shema, a iznad ploče se učvršćuje žaruljica.

Pogodna i praktična mogućnost – smjestiti vlastoručno izrađen uređaj u kućište štedne žarulje. Za to je najprije potrebno rastaviti pregoreni uređaj, izvadivši iz njega pretvaračku ploču.

Sastavljena shema može se umetnuti primjenom različitih načina:

• Diode se smještaju u rupe koje se izbuše u poklopcu ispod staklenog balona.
• Shemu je moguće smjestiti unutar grla, što jamči izmjenu topline. U ovom slučaju LED elementi se umeću i učvršćuju u već postojeće rupe.
• Ploču je moguće sakriti u grlo. Za izvođenje postupka zgodno je koristiti obični plastični čep od boce za vodu.

Za smještaj LED dioda majstori često koriste vlastoručno izrađen krug od plastike ili kartona, u kojem se buše rupe za diode. Uz pažljivo obavljen rad takvi uređaji izgledaju prilično estetski.

Još jedna mogućnost je korištenje kućišta halogene žarulje. Ono nije dobilo široko rasprostranjenje jer u ovom slučaju nije moguće zavrnuti svjetiljku u grlo. Ipak, takva se modifikacija koristi za izradu vlastoručnih indikatora i drugih uređaja.

Ako ste odlučili za rad koristiti kućište žarulje, preporučujemo pročitati naš drugi članak u kojem smo detaljno opisali načine rastavljanja različitih vrsta žarulja. Više detalja – prijeđite na poveznicu.

Materijali za izradu vlastoručnog uređaja

Osim kućišta, za izradu lampe bit će potrebni i drugi elementi. To su prije svega LED diode, koje se mogu nabaviti u obliku LED traka ili pojedinačnih elemenata NK6. Jačina struje svakog dijela iznosi 100-120 mA; napon 3-3,3 V.

Sastavljanje nekih shema podrazumijeva korištenje dodatnih dijelova, primjerice drivera, stoga se set komponenti za svaki pojedini slučaj razmatra zasebno

Potrebne su također ispravljačke diode 1N4007 ili diodni most, te osigurači, koje se mogu pronaći u grlu starog uređaja.

Trebat će i kondenzator, čiji kapacitet i napon moraju odgovarati korištenoj električnoj shemi i broju korištenih LED elemenata u njoj.

Ako se ne koristi gotova pločica, treba razmisliti o okviru na koji se pričvršćuju LED diode. Za njegovu izradu prikladan je toplinski otporan materijal koji nije metal i ne provodi električnu struju.

U pravilu se takav dio izrađuje od čvrstih plastičnih masa ili debelog kartona. Za pričvršćivanje LED elemenata na okvir bit će potrebni tekući čavli ili superljepilo.

Sastavljamo jednostavnu LED lampu

Razmotrimo izradu svjetiljke u standardnom grlu od fluorescentne lampe. Za to ćemo morati malo izmijeniti gore navedeni popis materijala.

U ovom slučaju koristimo:

• staro grlo E27;
• LED diode NK6;
• driver RLD2-1;
• komad plastike ili debelog kartona;
• superljepilo;
• električne žice;
• lemilica, kliješta, škare.

U početku je potrebno rastaviti svjetiljku. Kod fluorescentnih uređaja spajanje grla na pločicu s cijevima ostvaruje se pomoću zasuna. Važno je pronaći mjesto pričvršćivanja i odvojiti elemente odvijačem, što će omogućiti lako odvajanje grla.

Proces sastavljanja domaće LED lampe jednostavan je. U kućište starog uređaja umeće se driver, na koji se postavlja pločica s LED diodama

Prilikom rastavljanja uređaja potrebno je biti iznimno oprezan kako ne bi oštetili cijevi unutar kojih se nalazi otrovna tvar. Istodobno je potrebno paziti na cjelovitost električnih žica spojenih na grlo, te sačuvati dijelove koji se u njemu nalaze.

Gornji dio sa spojenim plinskim cijevima koristimo za izradu pločice potrebne za spajanje LED dioda. Dovoljno je ukloniti cjevaste elemente, a u preostale okrugle otvore pričvrstiti LED dijelove.

Za njihovo pouzdano pričvršćivanje bolje je napraviti dodatni plastični ili kartonski poklopac koji će poslužiti za izolaciju čipova.

U lampi će se koristiti LED diode NK6, od kojih se svaka sastoji od 6 kristala s paralelnim spajanjem. One omogućuju stvaranje prilično svijetle rasvjetne naprave uz minimum potrošene električne energije.

Za spajanje svake LED diode na poklopac potrebno je napraviti po dvije rupe. Treba ih pažljivo probušiti strogo prema shemi.

Plastični dio omogućuje čvrsto fiksiranje LED elemenata, dok uporaba kartona zahtijeva dodatno pričvršćivanje dioda na podlogu pomoću tekućih čavala ili superljepila.

Budući da je uređaj predviđen za uporabu šest LED dioda snage 0,5 vata svaka, u shemi je potrebno predvidjeti tri paralelno spojena elementa.

Efektnu svjetiljku možete izraditi koristeći LED traku. Taj se element umeće u cijev koja se koristi za fluorescentno osvjetljenje.

U konstrukciji koja će raditi iz električne mreže napona 220 V potrebno je predvidjeti driver RLD2-1 koji treba kupiti u trgovini ili izraditi samostalno.

Kako bi se izbjegao kratki spoj, prije početka sastavljanja važno je izolirati driver i ploču jedan od drugog koristeći plastiku ili karton. Budući da se lampa gotovo ne zagrijava, nema potrebe za brigom oko pregrijavanja.

Odabravši sve komponente možete sastaviti konstrukciju prema shemi, a zatim je spojiti na električnu mrežu kako biste provjerili svjetljenje.

Uređaj koji radi iz standardnog grla s napajanjem od 220 V ima nisku potrošnju energije i snagu jednaku 3 vata. Taj je pokazatelj 2-3 puta manji nego kod fluorescentnih uređaja i 10 puta manji nego kod žarulja sa žarnom niti.

Iako je svjetlosni tok jednak samo 100-120 lumena, zahvaljujući zasljepljujuće bijeloj boji lampa se čini znatno svjetlijom. Sastavljenu svjetiljku možete koristiti kao stolnu ili za osvjetljenje kompaktne prostorije, primjerice hodnika ili ostave.

Zaključci i koristan video na temu

U videozapisu ispod možete vidjeti detaljno izlaganje stručnjaka o samostalnom sastavljanju LED svjetiljke:

Lampe sa LED diodama, izrađene samostalno, imaju visoke tehničke karakteristike. One gotovo ne zaostaju za tvorničkim modelima u kvalitetama poput čvrstoće, pouzdanosti i trajnosti.

Sastavljanje takvih uređaja dostupno je gotovo svakome: za uspješno izvođenje potrebno je samo strogo slijediti sheme i pažljivo izvoditi sve propisane manipulacije.

Možda ste već sami sastavljali LED lampu i možete dati vrijedan savjet posjetiteljima naše web stranice? Ili su se nakon čitanja članka pojavila pitanja? Molimo ostavite svoje komentare u bloku ispod.