Lâmpada LED DIY: diagrama, nuances de design, automontagem

As lâmpadas LED são amplamente utilizadas em iluminação doméstica, pública e industrial.Suas vantagens importantes são eficiência, respeito ao meio ambiente e baixa manutenção.

Uma lâmpada LED DIY certamente encontrará sua aplicação em sua casa. Você encontrará instruções detalhadas de fabricação, bem como diagramas de montagem, no artigo apresentado.

Princípio de funcionamento do dispositivo LED

A base da lâmpada LED é um semicondutor unilateral, cujo tamanho é de vários milímetros. Nele há um movimento unidirecional de elétrons, o que permite converter corrente alternada em corrente contínua.

Um cristal LED composto por várias camadas é caracterizado por dois tipos de condutividade elétrica: partículas carregadas positiva e negativamente.

O lado que contém o número mínimo de elétrons é denominado buraco (tipo p), enquanto o outro com grande número dessas partículas é denominado elétron (tipo n).

Entre os dois lados do elemento LED existe um limite convencional - uma junção elétron-buraco (p-n). Aqui as partículas colidem umas com as outras, resultando em um brilho.

Quando os elementos em uma junção pn colidem, eles colidem, gerando partículas de luz chamadas fótons.Se você mantiver o sistema em tensão constante durante esse período, o LED emitirá um fluxo de luz estável. Este efeito é usado em todos os designs de lâmpadas LED.

Quatro tipos de dispositivos LED

Dependendo da localização dos LEDs, esses modelos podem ser divididos nas seguintes categorias:

1. MERGULHAR. O cristal é disposto com dois condutores, acima dos quais existe um ampliador. A modificação se difundiu na fabricação de letreiros e guirlandas.
2. "Piranha". Os dispositivos são montados de forma semelhante à versão anterior, mas possuem quatro saídas. Estruturas confiáveis ​​​​e duráveis ​​​​são usadas com mais frequência para equipar carros.
3. SMD. O cristal é colocado na parte superior, o que melhora significativamente a dissipação de calor e também ajuda a reduzir o tamanho dos dispositivos.
4. CORUJA. Neste caso, o LED é soldado diretamente na placa, o que aumenta a intensidade do brilho e protege contra superaquecimento.

Uma desvantagem significativa dos dispositivos COB é a impossibilidade de substituição de elementos individuais, razão pela qual é necessário adquirir um novo mecanismo devido a um único chip com falha.

Lustres e outros produtos de iluminação doméstica normalmente usam design SMD.

Dispositivo de lâmpada LED

A lâmpada LED consiste nas seguintes seis partes:

• Diodo emissor de luz;
• base;
• motorista;
• difusor;
• radiador.

O elemento operacional de tal dispositivo é um LED, que gera um fluxo de ondas de luz.

Dispositivos LED podem ser projetados para diferentes tensões. Os mais procurados são produtos pequenos de 12 a 15 W e lâmpadas maiores de 50 watts.

A base, que pode ter diversos formatos e tamanhos, também é utilizada para outros tipos de lâmpadas - fluorescentes, halógenas, incandescentes. Ao mesmo tempo, alguns dispositivos LED, por exemplo, tiras de LED, podem funcionar sem esta peça.

Um importante elemento de design é o driver, que converte a tensão da rede elétrica na corrente na qual o cristal opera.

A operação eficiente da lâmpada depende em grande parte desta unidade; além disso, alta qualidade motorista, tendo bom isolamento galvânico, fornece um fluxo luminoso constante e brilhante sem piscar.

Um LED convencional produz um feixe de luz direcional. Para alterar o ângulo de sua distribuição e fornecer iluminação de alta qualidade, é utilizado um difusor. Outra função deste componente é proteger o circuito de influências mecânicas e naturais.

O radiador foi projetado para remover calor, cujo excesso pode danificar o dispositivo. A operação confiável do radiador permite otimizar o funcionamento da lâmpada e prolongar sua vida útil.

Quanto menor for esta parte, maior será a carga térmica que o LED deverá suportar, o que afetará a velocidade de sua queima.

Vantagens e desvantagens de uma lâmpada caseira

Lojas especializadas oferecem uma grande variedade de dispositivos LED. Porém, às vezes é impossível encontrar no sortimento um dispositivo que atenda aos parâmetros necessários. Além disso, os dispositivos LED são tradicionalmente caros.

As desvantagens dos produtos incluem a falta de garantia do fabricante. Além disso, se montados de forma descuidada, tais dispositivos podem ter uma aparência pouco atraente.

Enquanto isso, é bem possível economizar dinheiro e conseguir a lâmpada perfeita montando você mesmo.Isto não é difícil de fazer e conhecimentos técnicos básicos e habilidades práticas serão suficientes.

Um dispositivo DIY LED tem uma série de vantagens significativas em relação a um análogo comprado em loja. São econômicos: com montagem cuidadosa e utilização de peças de alta qualidade, a vida útil chega a 100 mil horas.

Tais dispositivos apresentam um alto grau de eficiência energética, que é determinado pela relação entre o consumo de energia e o brilho da luz produzida. Finalmente, seu custo é uma ordem de grandeza inferior ao de seus equivalentes de fábrica.

Problemas de bricolage

As principais questões que devem ser resolvidas na fabricação de lâmpadas LED são a conversão da corrente elétrica alternada em pulsante e sua equalização em constante. Além disso, é necessário limitar o fluxo de energia a 12 volts, necessário para alimentar o diodo.

Para criar você mesmo uma lâmpada LED, você pode usar peças compradas em lojas especializadas ou elementos de aparelhos queimados

Ao pensar no dispositivo, você também deve resolver uma série de problemas de design, a saber:

• como organizar o circuito e os LEDs;
• como isolar o sistema;
• como garantir a troca de calor no dispositivo.

Antes da montagem, é aconselhável pensar em todos estes problemas, tendo em conta os requisitos de uma fonte de luz caseira.

Circuitos de lâmpadas LED

Primeiro de tudo, você deve desenvolver uma opção de montagem. Existem dois métodos principais, cada um com seus prós e contras. Abaixo iremos examiná-los com mais detalhes.

Opção com ponte de diodos

O circuito inclui quatro diodos conectados em direções diferentes.Graças a isso, a ponte adquire a capacidade de transformar a corrente da rede de 220 V em pulsante.

O circuito da ponte de LED é simples e lógico. Até mesmo um mestre novato que domina os fundamentos do trabalho independente pode realizá-lo.

Isso acontece da seguinte forma: quando meias ondas senoidais passam por dois diodos, elas mudam, o que causa perda de polaridade.

Durante a montagem, um capacitor é conectado à saída positiva na frente da ponte; na frente do terminal negativo - uma resistência de 100 Ohms. Outro capacitor está instalado atrás da ponte: será necessário para suavizar as quedas de tensão.

Fazendo um elemento LED

A maneira mais fácil de criar uma lâmpada LED é fazer uma fonte de luz baseada em uma lâmpada quebrada. É necessário verificar o funcionamento das peças detectadas, o que pode ser feito com bateria de 12 V.

Os elementos defeituosos devem ser substituídos. Para isso, deve-se dessoldar os contatos, retirar os elementos queimados e colocar novos em seus lugares. Neste caso, é importante observar a alternância de ânodos e cátodos, que são ligados em série.

Se você precisar alterar apenas 2 a 3 peças do chip, basta soldá-las nas áreas onde os componentes com falha estavam localizados anteriormente.

Para a automontagem completa, é necessário conectar 10 diodos seguidos, observando as regras de polaridade. Vários circuitos concluídos são soldados aos fios.

Na hora de fazer uma lâmpada, você pode usar placas com LEDs, que podem ser encontradas em aparelhos queimados. É importante apenas verificar sua funcionalidade

Na montagem dos circuitos, é importante garantir que as pontas soldadas não se toquem, pois isso pode causar curto-circuito no dispositivo e falha do sistema.

Dispositivos para luz mais suave

Para evitar a característica de cintilação das lâmpadas LED, o circuito descrito acima pode ser complementado com vários detalhes. Assim, deverá ser composto por uma ponte de diodos, resistores de 100 e 230 Ohm, capacitores de 400 nF e 10 μF.

Para proteger o dispositivo contra picos de tensão, um resistor de 100 Ohm é colocado no início do circuito, seguido por um capacitor de 400 nF, após o qual são instaladas uma ponte de diodos e outro resistor de 230 Ohm, seguido por uma cadeia montada de LEDs.

Dispositivos resistores

Um esquema semelhante também é bastante acessível para um mestre novato. Para isso, são necessários dois resistores de 12k e duas cadeias com o mesmo número de LEDs, que são soldadas em série, levando em consideração a polaridade. Neste caso, uma tira do lado R1 é conectada ao cátodo e a outra ao R2, o ânodo.

As lâmpadas feitas de acordo com este esquema possuem uma luz mais suave, pois os elementos de operação acendem por sua vez, tornando a pulsação dos flashes quase invisível a olho nu.

Para calcular a potência da lâmpada, é necessário saber a quantidade de corrente que passa pelos LEDs. Este valor pode ser calculado usando a fórmula fornecida. Deve-se levar em consideração que a queda de tensão em 12 LEDs conectados em série é de aproximadamente 36V

Os dispositivos são usados ​​​​com sucesso como abajur e para outros fins. Para criar uma iluminação ideal, os especialistas recomendam o uso de tiras de 20 a 40 diodos. Um número menor fornece um fluxo luminoso pequeno; conectar um número maior de elementos é tecnicamente bastante difícil.

Elemento importante: driver de LED

Para o correto funcionamento de um dispositivo DIY LED, é necessário resolver o problema com o driver. O layout desta unidade é bastante simples. O algoritmo de funcionamento consiste em passar uma corrente alternada de 220V para a ponte de diodos através do capacitor C1.

A corrente retificada vai para os LEDs conectados em série HL1-HL27, cujo número pode chegar a 80 peças.

O driver para um dispositivo LED caseiro é montado conforme diagrama abaixo. Você também pode usar elementos prontos bp 3122, bp 2832a ou bp 2831a

Para evite cintilação e para obter uma cor consistentemente uniforme, é aconselhável utilizar o capacitor C2, que deve ter a maior capacidade possível.

Caixas para dispositivos LED

Antes da montagem, é importante decidir onde será colocado o circuito montado.

Existem várias opções para resolver este problema - você pode usar para posicionar o dispositivo:

• bases de lâmpadas incandescente;
• invólucros de lâmpadas economizadoras ou halógenas queimadas;
• dispositivos feitos à mão.

A primeira opção tem uma vantagem importante. Ao utilizá-lo, é fácil aparafusar o dispositivo LED montado na tomada, garantindo assim a troca de calor.

Deve-se notar que além das vantagens óbvias, este método também apresenta desvantagens óbvias. A estrutura montada não tem um aspecto muito estético, além disso, neste caso é difícil fornecer um isolamento confiável.

Para usar uma lâmpada incandescente queimada para criar uma lâmpada LED, primeiro você deve separar cuidadosamente o bulbo de vidro da base e depois remover a espiral. O circuito montado é cuidadosamente colocado no espaço resultante e uma lâmpada é fixada acima da placa.

Uma opção cómoda e prática é colocar um aparelho caseiro no corpo de uma lâmpada economizadora. Para fazer isso, primeiro você precisa desmontar o dispositivo queimado removendo a placa conversora dele.

O diagrama montado pode ser inserido usando diferentes métodos:

• Os diodos são colocados em orifícios feitos na tampa sob o bulbo de vidro.
• O circuito pode ser colocado dentro da base, o que garante a troca de calor. Neste caso, os elementos LED são inseridos e fixados nos furos existentes.
• O tabuleiro pode ficar escondido na base. Para realizar o processo, é conveniente usar uma tampa plástica comum de garrafa de água.

Para colocar os LEDs, os artesãos costumam usar um círculo feito à mão de plástico ou papelão, no qual são feitos furos para os diodos. Quando feitos com cuidado, esses dispositivos parecem esteticamente agradáveis.

Outra opção é usar um invólucro de lâmpada halógena. Não é muito utilizado, pois neste caso não é possível aparafusar a lâmpada no soquete. No entanto, uma modificação semelhante é usada para fazer indicadores caseiros e outros dispositivos.

Se você decidir usar um corpo de lâmpada para o seu trabalho, recomendamos a leitura de nosso outro artigo, onde descrevemos detalhadamente como desmontar vários tipos de lâmpadas. Mais detalhes - acesse link.

Materiais para fazer produtos caseiros

Além do corpo, outros elementos serão necessários para criar a lâmpada. Trata-se, em primeiro lugar, de LEDs, que podem ser adquiridos na forma de tiras de LED ou de elementos NK6 ​​individuais. A intensidade da corrente de cada parte é de 100-120 mA; tensão 3-3,3 V.

A montagem de alguns circuitos envolve a utilização de links adicionais, por exemplo, um driver, portanto o conjunto de componentes para cada caso específico é considerado separadamente

Você também precisará de diodos retificadores 1N4007 ou de uma ponte de diodos, além de fusíveis, que podem ser encontrados na base de um dispositivo antigo.

Você também precisará de um capacitor, cuja capacitância e tensão devem corresponder ao circuito elétrico utilizado e à quantidade de elementos LED nele utilizados.

Se você não estiver usando uma placa pronta, é preciso pensar na moldura na qual os LEDs serão fixados. Para sua fabricação é adequado um material resistente ao calor que não seja metálico e não condutor de corrente elétrica.

Via de regra, essa peça é feita de plástico durável ou papelão grosso. Para fixar os elementos LED à moldura você precisará de pregos líquidos ou supercola.

Montando uma lâmpada LED simples

Consideremos a implementação de uma lâmpada em uma base padrão a partir de uma lâmpada fluorescente. Para fazer isso, teremos que alterar ligeiramente a lista de materiais acima.

Neste caso usamos:

• base antiga E27;
• LED NK6;
• driver RLD2-1;
• um pedaço de plástico ou papelão grosso;
• Super cola;
• Fiação elétrica;
• ferro de soldar, alicates, tesouras.

Inicialmente você precisa desmontar a lâmpada. Para dispositivos luminescentes, a conexão da base à placa com tubos é feita por meio de travas. É importante localizar o local de fixação e retirar os elementos com uma chave de fenda, o que permitirá desconectar facilmente o cartucho.

O processo de montagem de uma lâmpada LED caseira é simples. Um driver do dispositivo antigo é inserido no gabinete, em cima do qual uma placa com LEDs está instalada

Ao desmontar o aparelho, deve-se ter extremo cuidado para não danificar os tubos que contêm substância tóxica em seu interior. Ao mesmo tempo, é necessário monitorar a integridade da fiação elétrica conectada à base, bem como preservar as peças nela contidas.

Utilizamos a parte superior com tubos de descarga de gás conectados para fazer a placa necessária para a conexão dos LEDs. Basta retirar os elementos tubulares e fixar as peças de LED nos restantes orifícios redondos.

Para fixá-los com segurança, é melhor fazer uma tampa adicional de plástico ou papelão, que servirá para isolar os cavacos.

A lâmpada utilizará LEDs NK6, cada um composto por 6 cristais com conexão paralela. Eles permitem que você crie um dispositivo de iluminação bastante brilhante com um consumo mínimo de eletricidade.

Para conectar cada LED à tampa, são necessários dois furos. Eles devem ser perfurados com cuidado, estritamente de acordo com o diagrama.

A parte plástica permite fixar firmemente os elementos LED, enquanto o uso de papelão requer fixação adicional dos LEDs à base com pregos líquidos ou supercola.

Como o dispositivo foi projetado para utilizar seis LEDs com potência de 0,5 watts cada, o circuito deve incluir três elementos conectados em paralelo.

Uma lâmpada espetacular pode ser criada usando fita LED. Este elemento é inserido em um tubo utilizado para iluminação fluorescente

Em um projeto que funcionará com uma fonte de alimentação de 220 V, é necessário fornecer um driver RLD2-1, que você deve adquirir em uma loja ou fazer você mesmo.

Para evitar curto-circuitos, é importante isolar o driver e a placa um do outro com plástico ou papelão antes de iniciar a montagem. Como a lâmpada quase não aquece, não há necessidade de se preocupar com superaquecimento.

Depois de selecionar todos os componentes, você pode montar a estrutura conforme o diagrama e depois conectá-la à rede elétrica para verificar o brilho.

O aparelho, operando com fonte padrão de 220 V, tem baixo consumo de energia e potência de 3 Watts. Este último valor é 2 a 3 vezes menor que o dos dispositivos fluorescentes e 10 vezes menor que o das lâmpadas incandescentes.

Embora a saída de luz seja de apenas 100-120 lúmens, a cor branca deslumbrante faz com que a lâmpada pareça muito mais brilhante. O candeeiro montado pode ser utilizado como candeeiro de mesa ou para iluminar uma divisão compacta, por exemplo, um corredor ou armário.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo abaixo você confere uma descrição detalhada de um especialista sobre a automontagem de uma lâmpada LED:

As lâmpadas LED, fabricadas de forma independente, possuem elevadas características técnicas. Eles são quase tão bons quanto os modelos de fábrica em termos de qualidades como resistência, confiabilidade e durabilidade.

A montagem de tais dispositivos é acessível a quase todos: para concluí-la com sucesso, basta seguir rigorosamente os diagramas e realizar cuidadosamente todas as manipulações prescritas.

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