Até que os produtos LED tenham finalmente entrado em nossa vida e a produção não tenha se tornado totalmente viável, o preço dos equipamentos de iluminação LED continuará a cair. Mas por que esperar ou, pior ainda, pagar a mais, se você pode montar um holofote com a potência necessária com suas próprias mãos de acordo com nossas instruções.
Características elétricas de trabalhar com LEDs
Se você pretende usar a tecnologia LED, não faria mal aprender sobre algumas das complexidades de trabalhar com ela, o que pode ser parcialmente chamado de desvantagens. Por um lado, os LEDs são fontes de luz compactas, econômicas e duráveis e, por outro lado?
Os elementos semicondutores de estado sólido são extremamente sensíveis às altas temperaturas do núcleo. O fenômeno, denominado degradação, consiste na perda de dopantes pelo semicondutor, que se expressa na diminuição do fluxo luminoso ou falha final..
a) construção de um LED convencional: 1 – ânodo; 2 – cátodo; 3 – condutor; 4 – cristal; 5 – lente de plástico
b) construção de um potente LED: 1 – corpo; 2 – condutor; 3 – dissipador de calor; 4 – cristal; 5 – lente; 6 – cátodoA uma temperatura de 60 ° C, o LED degrada muito rapidamente e as 50 mil horas declaradas pelo fabricante acabam por se transformar em 3 a 5 mil. E quanto mais poderoso um único LED, maior a probabilidade de seu rápido envelhecimento devido ao superaquecimento. Portanto, no desenvolvimento de dispositivos de iluminação, um sistema de remoção de calor de alta qualidade está na vanguarda, além de dividir o emissor em vários pontos e seu layout correto..
Outra característica dos LEDs é que eles podem transmitir apenas um número limitado de elétrons por unidade de tempo. A rede que fornece o LED deve ter corrente estabilizada, caso contrário, ocorrerão graves superaquecimentos e consequências negativas associadas. A corrente de alimentação é regulada pela tensão aplicada e é limitada por um resistor em cada um dos LEDs. Ao desenvolver um diagrama de conexão, um cálculo cuidadoso é necessário: superestime a voltagem e os LEDs irão falhar rapidamente, e se você torná-lo muito baixo, eles brilharão pela metade.
Os holofotes mais simples possuem apenas um elemento emissor de luz, enquanto em dispositivos de alta potência é recomendado distribuir a carga para uma dissipação de calor mais eficiente. Nesses casos, a conexão pode ser serial, paralela ou mista. O primeiro não é totalmente seguro: se um dos LEDs queimar, ele pode interromper o circuito ou contorná-lo. Com uma conexão paralela (e especialmente mista), existe um grande risco de que após desconectar um consumidor do circuito, a corrente na rede de alimentação aumente para valores inaceitáveis.
Fontes pontuais e matrizes: seleção, aquisição
Existem três tipos de LEDs que devem ser usados em holofotes. Observe que, ao montar um dispositivo de iluminação de vários LEDs, eles devem ser idênticos em ambas as características de tipo e volt-ampere. Também é recomendável comprar até uma dúzia de diodos sobressalentes como kit de reparo e em caso de danos durante a instalação..
Os LEDs em forma de cápsula de plástico com pinos são adequados para a fabricação de pequenos focos e lanternas. Este é o tipo de produto mais barato e o produto final será relativamente fácil de consertar..
O segundo tipo são LEDs brancos ultrabrilhantes em um substrato de metal. Eles devem ser usados em dispositivos de iluminação de alta potência, é muito fácil remover o calor deles..
Outro tipo de LED são as matrizes de LED de alta potência. Não é recomendado fazer projetores de forma independente com uma potência de matriz de 20 W e superior: não será possível remover efetivamente o calor por meio de medidas simples.
Corpo e peças refletoras
Existem várias soluções para o corpo de um holofote caseiro. Se um alto grau de proteção contra poeira e umidade for necessário para um poste de luz, um farol de carro servirá. A moldura da base da lâmpada precisará ser cortada e protegida sobre o painel de matriz de LED. A desvantagem deste método é o poder limitado do holofote, apesar do fato de que apenas uma matriz caberá nele.
Se você estiver colocando vários LEDs ou matrizes em um único PCB ou placa de montagem, o gabinete pode ser feito de folha de metal ou aço. Na peça de trabalho, marque o desdobramento da pirâmide truncada: um quadrado no centro e trapézios isósceles idênticos nas laterais. Não se esqueça de deixar uma “língua” em um dos lados de cada trapézio para unir as pétalas. Além disso, na base menor do trapézio, deixe uma tira retangular de cerca de 15–20 mm e, no centro do quadrado, corte outra com um lado 20–25 mm menor.
Quando o padrão estiver pronto, lixe as bordas, dobre o corpo e rebite as costuras. Aplicar primer a superfície interna, abrir com uma tinta spray branca sem brilho e deixar secar por 2-3 dias. Da parte da frente da caixa, enrole um pedaço quadrado de vidro de dimensões adequadas diagonalmente e encoste-o nas prateleiras dobradas por dentro. Caminhe abundantemente ao longo do contorno do vidro com silicone branco, aplique nas costuras da caixa.
Prenda a placa ou placa de montagem com oito parafusos de 4 mm, pré-perfurando orifícios ao longo das bordas de cada prateleira no lado estreito da caixa. Use vedação de porta de espuma de PVC para manter a placa firme. Será difícil apertar os parafusos, suas cabeças não são acessíveis, então use um par de porcas de segurança no final.
Instalação de radioelementos
Se você escolheu LEDs com pinos, precisará de uma placa de PCB para montá-los. Pense sobre o layout e desenhe as trilhas condutoras com um marcador permanente. Os ânodos de todos os LEDs (cauda longa) podem ser montados em um barramento “terra”. Os cátodos também são coletados em um ponto, mas um resistor limitador de corrente deve ser conectado sequencialmente ao circuito de alimentação de cada LED..
Seu cálculo é simples: subtraia a tensão do LED da tensão de alimentação e divida pela corrente máxima permitida. Para jogar com segurança contra flutuações na tensão da fonte, a corrente permitida do LED pode ser deliberadamente subestimada para 90-95% do valor do passaporte.
Um exemplo de um diagrama de uma matriz de LED de diodos com uma tensão operacional de 3 volts e uma corrente operacional de 20 mA
A tensão de alimentação aproximada para um LED é 4 V. Se a fonte produzir mais, é aconselhável incluir diodos em um circuito misto, onde os strings são conectados em paralelo, cada um dos quais tem um LED para cada tensão de 4–5 V. A corrente permissível para tal montagem em série é determinada como a soma das correntes permissíveis de cada um, e a tensão direta permanece a mesma, desde que este parâmetro seja o mesmo para cada LED..
Após colocar os elementos e traçar os rastros, ataque a placa de textolita em solução de ácido cítrico (30-50 g), peróxido de hidrogênio a 3% (100 ml) e cloreto de sódio (2 colheres de chá), verificando periodicamente o grau de dissolução das áreas desprotegidas. Faça orifícios para os pinos com uma broca de 1,5-2 mm, faça oito orifícios para fixar a placa à caixa e, em seguida, mergulhe cuidadosamente as partes vivas com solda de resina.
Uma placa de circuito também pode ser usada para a matriz de LED
Se você montar diodos ou matrizes em um substrato de resfriamento, eles serão montados de forma articulada. Escolha um radiador tipo pente de alumínio como painel de montagem. Cada LED é conectado usando dois ou três orifícios, marque-os todos de uma vez e fure na parte de trás do radiador com uma broca de 2,5 mm.
Para a fixação, utilize parafusos auto-roscantes curtos 3,5×11 mm para perfis metálicos, mas sem broca na extremidade. Antes de fixar o diodo, aplique uma pequena quantidade de pasta térmica KPT-8 no substrato.
O cátodo (-) e o ânodo (+) dos LEDs com substrato são marcados, o diagrama de conexão e o cálculo dos resistores de proteção são iguais para todos os tipos. Os elementos devem ser conectados uns aos outros por meio de um pedaço de fio telefônico. Para não fazer trabalhos desnecessários, os ânodos podem ser soldados imediatamente com jumpers curtos à caixa de um radiador de alumínio.
Pergunta sobre a fonte de energia
Depois de montar os LEDs, você terá dois pinos nos quais seria bom aplicar tensão, mas onde você pode conseguir? Fontes de alimentação domésticas são de pouca utilidade aqui; para alimentar os LEDs, é necessário um driver de LED que produz uma corrente constante pulsante de valor estável.
Para a maioria dos produtos, um driver para sistemas de iluminação interior ou para faixas de LED é adequado. É melhor comprar uma fonte de alimentação com antecedência para calcular o número e o diagrama de conexão dos diodos de acordo com a tensão de saída e a corrente de estabilização total.
Para embarcações pequenas, você pode usar fontes de alimentação de uso geral com uma corrente de ondulação de saída de 0,5-1,5 A e uma tensão de 3 a 5 V mais alta do que a tensão direta dos diodos. Você pode estabilizar a fonte de alimentação com o microcircuito LM317, para holofotes mais potentes use LM350 e LM338, respectivamente, aumentando a potência da fonte.
Estabilizador de corrente LED
A limitação de corrente do microcircuito pode ser ajustada alterando a resistência do resistor. Sua classificação é definida como 1,25 / I, onde I é a corrente do LED ou conjunto.
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Como faço para montar um holofote LED DIY? Quais materiais e ferramentas serão necessários? Existe algum tutorial ou guia que possa seguir? Qual é a dificuldade desse projeto? Agradeço desde já pela ajuda!
Como funciona o processo de montagem de um Holofote LED DIY? Quais são os passos necessários para criar um projeto de iluminação LED personalizado? Existe algum material específico necessário? Preciso de conhecimentos técnicos avançados ou é possível realizar essa montagem mesmo sem experiência prévia? Obrigado!