LED lámpa házilag: kapcsolási rajz, szerkezeti finomságok, önálló összeszerelés

A LED-világítótestek széles körben alkalmazhatók háztartási, kültéri és ipari világítás megszervezésében. Fontos előnyeik a gazdaságosság, a környezetbarát jelleg és az igénytelen karbantartás.

A saját kezűleg elkészített LED-lámpa biztosan megtalálja a helyét az Ön otthonában. A gyártási útmutatót és a kapcsolási rajzokat a jelen cikkben találja meg.

A LED-eszköz működési elve

A LED-lámpa alapja egy néhány milliméter nagyságú egyirányú félvezető. Ebben az elektronok egyirányú mozgása zajlik, ami lehetővé teszi a váltakozó áram egyenárammá alakítását.

A több rétegből álló LED-kristály kétféle elektromos vezetőképességgel rendelkezik: pozitív és negatív töltésű részecskéké.

Az az oldal, ahol minimális számú elektron található, lyukas (p-típus) elnevezést kapott, míg a másik, nagyobb számú részecskével rendelkező oldalt elektronikusnak (n-típus) nevezik.

A LED-elem két oldala között egy képzeletbeli határvonal – az elektron-lyuk átmenet (p-n) – található. Itt a részecskék ütköznek egymással, ami fénykibocsátást eredményez.

Amikor a részecskék a p-n átmenetnél ütköznek, fényrészecskéket (fotonokat) generálnak. Ha ezt a rendszert állandó feszültség alatt tartják, a LED stabil fényáramot bocsát ki. Ezt a hatást minden LED-lámpa konstrukcióban alkalmazzák.

A LED-eszközök négy fajtája

A LED-ek elhelyezkedésétől függően az ilyen modellek a következő kategóriákba sorolhatók:

1. DIP. A kristály két vezetővel van összekapcsolva, amelyek fölött egy nagyító található. Ezt a módosítást széles körben alkalmazzák táblák és füzérek készítésénél.
2. Piranha. Az eszközöket az előző változathoz hasonlóan szerelik össze, de négy kivezetéssel rendelkeznek. A megbízható és tartós konstrukciókat leggyakrabban autók felszerelésére használják.
3. SMD. A kristály felül helyezkedik el, ami jelentősen javítja a hőelvezetést, és segít csökkenteni az eszközök méretét.
4. COB. Ebben az esetben a LED közvetlenül a nyomtatott áramkörbe van beforrasztva, ami hozzájárul a fényerősség növeléséhez és a túlmelegedés elleni védelemhez.

A COB-eszközök jelentős hátránya, hogy az egyes elemek nem cserélhetők, ezért egyetlen meghibásodott chip miatt új készüléket kell vásárolni.

Csillárokban és más háztartási világítótestekben általában SMD kialakítást alkalmaznak.

A LED-lámpák felépítése

A LED-lámpa a következő hat részből áll:

• LED;
• foglalat;
• meghajtó;
• szóró;
• hűtőborda.

Az ilyen készülék működő eleme a LED, amely fényhullámokat generál.

A LED-eszközök különböző feszültségre méretezhetők. A legkeresettebbek a 12-15 W-os kisméretű termékek és az 50 wattos nagyobb lámpatestek.

A foglalat, amely különböző formájú és méretű lehet, más típusú lámpákban – fénycsöves, halogén, izzólámpás – is használatos. Ugyanakkor egyes LED-eszközök, például a LED-szalagok, elboldogulnak e nélkül az alkatrész nélkül.

A konstrukció fontos eleme a meghajtó, amely a hálózati feszültséget a kristály működéséhez szükséges árammá alakítja.

A lámpa hatékony működése nagymértékben függ ettől az egységtől, továbbá a jó galvanikus leválasztással rendelkező, kiváló minőségű meghajtó erős, egyenletes fényáramot biztosít, felvillanás nélkül.

A hagyományos LED irányított fénynyalábot bocsát ki. A fény eloszlási szögének megváltoztatásához és a minőségi megvilágítás biztosításához szórót használnak. Ennek az alkatrésznek további funkciója az áramkör védelme mechanikai és környezeti hatásoktól.

A hűtőborda a hő elvezetésére szolgál, amelynek többlete károsíthatja a készüléket. A hűtőborda megbízható működése lehetővé teszi a lámpa működésének optimalizálását és élettartamának meghosszabbítását.

Minél kisebb ez az alkatrész, annál nagyobb hőterhelést kell elviselnie a LED-nek, ami befolyásolja a kiégésének sebességét.

A házilag készített lámpa előnyei és hátrányai

A szaküzletek széles választékot kínálnak LED-es készülékekből. Azonban néha a kínálatban nem található a szükséges paramétereknek megfelelő készülék. Ráadásul a LED-es készülékek hagyományosan magas árukkal tűnnek ki.

A termékek hátrányai közé sorolható a gyártói garancia hiánya. Továbbá, hanyag összeszerelés esetén az ilyen készülékek külső megjelenése nem vonzó lehet.

Eközben teljes mértékben lehetséges pénzt megtakarítani és tökéletes lámpát kapni, ha saját magunk végezzük el az összeszerelést. Ezt nem nehéz megtenni, elég hozzá néhány alapvető műszaki ismeret és gyakorlati készség.

A saját kezűleg elkészített LED-eszköz számos jelentős előnnyel rendelkezik a boltban vásárolt változattal szemben. Ezek gazdaságosságukban különböznek: gondos összeszerelés és minőségi alkatrészek használata esetén az üzemidő eléri a 100 000 órát.

Az ilyen készülékek magas fokú energiahatékonyságot mutatnak, amelyet a fogyasztott teljesítmény és a kibocsátott fény fényerejének aránya határoz meg. Végül pedig az áruk nagyságrendileg alacsonyabb, mint a gyári változatoké.

Az önálló gyártás problémái

A LED-lámpák készítésekor megoldandó fő kérdések a váltakozó elektromos áram pulzáló árammá alakítása, valamint annak egyenárammá simítása. Ezenkívül korlátozni kell az áramerősséget 12 voltra, ami a dióda táplálásához szükséges.

A LED-es világítótest önálló elkészítéséhez felhasználhatók a szaküzletekben vásárolt alkatrészek, vagy a kiégett készülékekből származó elemek is.

Az eszköz megtervezésekor számos szerkezeti feladatot is meg kell oldani, mégpedig:

• hogyan helyezzük el az áramkört és a LED-eket;
• hogyan szigeteljük a rendszert;
• hogyan biztosítsuk a hőcserét a készülékben.

Az összeszerelés előtt célszerű átgondolni ezeket a problémákat, figyelembe véve a házilag készült fényforrással szemben támasztott követelményeket.

A LED-lámpák kapcsolási rajzai

Először is ki kell dolgozni az összeszerelés változatát. Két alapvető módszer létezik, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Az alábbiakban ezeket részletesebben megvizsgáljuk.

Diódahidas változat

A kapcsolás négy diódát tartalmaz, amelyeket ellentétes irányban kapcsolnak be. Ennek köszönhetően a híd képessé válik a 220 V-os hálózati áramot pulzáló árammá alakítani.

A LED-híd kapcsolása egyszerűségével és logikusságával tűnik ki. Még a kezdő mesterember is el tudja végezni, aki az önálló munka alapjait sajátítja el.

Ez a következőképpen történik: amikor a szinuszos félhullámok áthaladnak két diódán, megváltoznak, ami polaritásvesztést okoz.

Az összeszerelés során a híd előtti pozitív kimenetre egy kondenzátort csatlakoztatnak; a negatív kapocs elé egy 100 ohmos ellenállást. Még egy kondenzátort helyeznek el a híd mögött: a feszültségingadozások simításához lesz szükség.

A LED-elem elkészítése

A LED-lámpatest készítésének legegyszerűbb módja, ha egy törött lámpatest alapján készítünk fényforrást. Ellenőrizni kell a talált alkatrészek működőképességét, ami egy 12 V-os akkumulátor segítségével megtehető.

A hibás elemeket ki kell cserélni. Ehhez ki kell forrasztani az érintkezőket, eltávolítani a kiégett elemeket, és a helyükre újat kell tenni. Fontos, hogy ügyeljünk az anódok és katódok sorrendjére, amelyeket sorba kapcsolva rögzítenek.

Ha csak 2-3 chipet kell cserélni, akkor egyszerűen forrassza be őket azokra a helyekre, ahol korábban a meghibásodott alkatrészek voltak.

Teljes önálló összeszerelés esetén sorba kell kötni 10 diódát, ügyelve a polaritási szabályokra. Több elkészült áramkört a vezetékekhez kell forrasztani.

A lámpa készítésekor használhatók a LED-es panelek, amelyek kiégett készülékekben találhatók. Csupán a működőképességüket kell ellenőrizni.

Az áramkörök összeszerelésekor fontos ügyelni arra, hogy a forrasztott végek ne érjenek egymáshoz, mert ez a készülék rövidzárlatához és a rendszer meghibásodásához vezethet.

Eszközök a lágyabb fényhez

A LED-lámpákra jellemző villódzás elkerülése érdekében a fent leírt áramkört néhány alkatrésszel ki lehet egészíteni. Így az áramkör egy diódahídból, 100 és 230 ohmos ellenállásokból, valamint 400 nF és 10 μF kapacitású kondenzátorokból álljon.

A készülék feszültségingadozásoktól való védelme érdekében az áramkör elején egy 100 ohmos ellenállás található, amely után egy 400 nF-os kondenzátort forrasztanak be, majd egy diódahidat és egy újabb 230 ohmos ellenállást helyeznek el, amely után az összeszerelt LED-sor következik.

Ellenállásos eszközök

Hasonló áramkör a kezdő szakember számára is könnyen elérhető. Elkészítéséhez két 12k-s ellenállás és két azonos számú LED-ből álló sor szükséges, amelyeket sorba kell forrasztani a polaritás figyelembevételével. Ekkor az egyik szalag az R1 felőli oldalon katódként, a másik (R2-vel) pedig anódként csatlakozik.

Az e séma szerint készült lámpák lágyabb fényt adnak, mivel a működő elemek egymás után gyulladnak fel, aminek köszönhetően a villanások pulzálása szabad szemmel szinte észrevehetetlen.

A lámpa teljesítményének kiszámításához ismerni kell a LED-eken áthaladó áram nagyságát. Ez az érték a megadott képlet segítségével számítható ki. Figyelembe kell venni, hogy a sorba kapcsolt 12 LED-en a feszültségesés körülbelül 36 V.

Az eszközök sikeresen használhatók asztali lámpaként és más célokra is. Az optimális megvilágítás érdekében a szakemberek 20-40 diódából álló szalagok használatát javasolják. A kisebb mennyiség kis fényáramot eredményez, a nagyobb számú elem bekötése technikailag meglehetősen nehéz.

Fontos elem: a LED-meghajtó

A házilag készített LED-készülék helyes működéséhez meg kell oldani a meghajtó kérdését. Ennek a modulnak az áramköre meglehetősen egyszerű. A működési elv abból áll, hogy a 220 V-os váltakozó áram a C1 kondenzátoron keresztül a diódahídhoz jut.

Az egyenirányított áram a sorba kapcsolt HL1-HL27 LED-ekre jut, amelyek száma akár 80 darab is lehet.

A házi készítésű LED-eszköz meghajtója a megadott kapcsolási rajz szerint építhető meg. Használhatók kész elemek is, mint a bp 3122, bp 2832a vagy bp 2831a.

A villódzás elkerülése és egyenletes szín elérése érdekében ajánlott a C2 kondenzátor használata, amelynek a lehető legnagyobb kapacitással kell rendelkeznie.

A LED-eszközök házai

Az összeszerelés előtt fontos eldönteni, hová kerül az összeállított áramkör.

A probléma megoldására több lehetőség van – az eszköz elhelyezéséhez használhatók:

• izzólámpák fejei;
• kiégett energiatakarékos vagy halogén izzók házai;
• házilag készített eszközök.

Az első változatnak fontos előnye van. Használatával könnyen becsavarható az összeállított LED-eszköz a foglalatba, ezáltal biztosítva a hőcserét.

Figyelembe kell venni, hogy a nyilvánvaló előny mellett ennek a módszernek vannak hátrányai is. Az összeállított szerkezet nem túl esztétikus, emellett ebben az esetben nehéz megbízható szigetelést kialakítani.

Ahhoz, hogy egy kiégett izzólámpát felhasználjunk egy LED-es lámpa készítéséhez, először óvatosan le kell választani az üvegbúrát a fejről, majd ki kell venni a spirált. A keletkezett térbe óvatosan bele kell helyezni az összeállított áramkört, és a panel fölé rögzíteni egy izzót.

Kényelmes és praktikus megoldás a házi készítésű eszköz elhelyezése egy energiatakarékos izzó házában. Ehhez először szét kell szedni a kiégett eszközt, és ki kell venni belőle az átalakító áramkört.

Az összeállított áramkört többféle módon lehet behelyezni:

• A diódákat az üvegbúra alatti fedélen kialakított lyukakba kell helyezni.
• Az áramkör elhelyezhető a fej belsejében, ami biztosítja a hőcserét. Ebben az esetben a LED-elemeket a meglévő lyukakba kell behelyezni és rögzíteni.
• A panelt el lehet rejteni a fejben. A folyamat elvégzéséhez kényelmes egy közönséges műanyag vizespalack kupakot használni.

A LED-ek elhelyezéséhez a mesterek gyakran használnak házilag készített műanyag vagy karton korongot, amelybe lyukakat fúrnak a diódák számára. Gondos munka esetén ezek az eszközök meglehetősen esztétikusak.

Egy másik lehetőség a halogén izzó házának használata. Ez nem terjedt el széles körben, mivel ebben az esetben nem lehet a lámpatestet a foglalatba csavarni. Ennek ellenére az ilyen módosítást házi készítésű jelzők és más eszközök készítésére használják.

Ha úgy döntött, hogy egy izzó házát használja a munkához, javasoljuk, hogy olvasson el egy másik cikkünket, amelyben részletesen leírtuk a különböző típusú izzók szétszerelési módjait. Részletekért látogasson el a linkre.

Anyagok a házilag készített lámpához

A házon kívül a lámpa elkészítéséhez más elemekre is szükség lesz. Ezek elsősorban a LED-ek, amelyeket LED-szalagok vagy különálló NK6 elemek formájában lehet beszerezni. Az egyes alkatrészek áramerőssége 100-120 mA; feszültségük 3-3,3 V.

Egyes sémák összeszerelése további elemek, például meghajtó használatát igényli, ezért az alkatrészkészletet minden egyes esetben külön kell megvizsgálni.

Szükség van egyenirányító diódákra (1N4007) vagy diódahídra, valamint biztosítékokra, amelyeket egy régi készülék foglalatában találhatunk.

Szükség lesz egy kondenzátorra is, amelynek kapacitásának és feszültségének meg kell felelnie a használt elektromos sémának és a benne található LED-elemek számának.

Ha nem használunk kész lapot, gondoskodni kell egy keretről, amelyre a LED-eket rögzítik. Elkészítéséhez hőálló anyag alkalmas, amely nem fém és nem vezeti az elektromos áramot.

Általában az ilyen alkatrészt erős műanyagból vagy vastag kartonból készítik. A LED-elemek kerethez való rögzítéséhez folyékony szögekre vagy szuperragasztóra lesz szükség.

Egyszerű LED-lámpa összeszerelése

Tekintsük át a világítótest elkészítését egy fénycső szabványos foglalatában. Ehhez kissé módosítanunk kell a fenti anyaglistát.

Ebben az esetben a következőket használjuk:

• régi E27 foglalat;
• NK6 LED-ek;
• RLD2-1 meghajtó;
• egy darab műanyag vagy vastag karton;
• szuperragasztó;
• elektromos vezetékek;
• forrasztópáka, fogó, olló.

Először szét kell szerelni a világítótestet. A fénycsöves eszközökön a foglalat csatlakoztatása a csövekkel ellátott lemezhez reteszekkel történik. Fontos megtalálni a rögzítési pontot, és csavarhúzóval felpattintani az elemeket, ami lehetővé teszi a foglalat egyszerű leválasztását.

A házi készítésű LED-lámpa összeszerelési folyamata egyszerű. A régi készülék házába belehelyezzük a meghajtót, amelyre ráhelyezzük a LED-ekkel ellátott lapot.

A készülék szétszerelésekor rendkívül óvatosnak kell lenni, hogy ne sérüljenek meg a csövek, amelyekben mérgező anyag található. Ezzel egyidejűleg ügyelni kell a foglalathoz csatlakoztatott elektromos vezetékek épségére, valamint meg kell őrizni a benne található alkatrészeket.

A csatlakoztatott gázkisüléses csövekkel ellátott felső részt használjuk a LED-ek csatlakoztatásához szükséges lemez elkészítéséhez. Elég eltávolítani a cső alakú elemeket, és a megmaradt kör alakú lyukakba rögzíteni a LED-alkatrészeket.

A biztonságos rögzítéshez érdemes egy további műanyag vagy karton fedőt készíteni, amely a chipek szigetelésére szolgál.

A lámpában NK6 LED-eket fognak használni, amelyek mindegyike 6 darab párhuzamosan kapcsolt kristályból áll. Ezek segítségével meglehetősen fényes világítóeszközt lehet létrehozni minimális energiafogyasztás mellett.

Minden LED-nek a fedélhez történő csatlakoztatásához két lyukat kell készíteni. Ezeket óvatosan, a séma szigorú betartásával kell kilyukasztani.

A műanyag alkatrész lehetővé teszi a LED-ek szilárd rögzítését, míg a karton használata esetén a LED-eket az alaphoz további rögzítésre van szükség folyékony szögekkel vagy szuperragasztóval.

Mivel a készülék hat darab, egyenként 0,5 wattos LED használatára van méretezve, a sémában három párhuzamosan kapcsolt elemet kell előirányozni.

Hatásos lámpát készíthető LED-szalag felhasználásával. Ezt az elemet a fluoreszkáló világításhoz használt csőbe kell behelyezni.

A 220 V-os hálózatról működő konstrukcióban elő kell irányozni egy RLD2-1 meghajtót, amelyet boltban kell megvásárolni vagy saját kezűleg elkészíteni.

A rövidzárlat elkerülése érdekében az összeszerelés megkezdése előtt fontos a meghajtót és a panelt egymástól elkülöníteni műanyag vagy karton segítségével. Mivel a lámpa szinte nem melegszik fel, nem kell aggódni a túlmelegedés miatt.

Az összes alkatrész kiválasztása után a sémának megfelelően összeszerelhető a szerkezet, majd csatlakoztatható a hálózathoz a világítás ellenőrzéséhez.

A szabványos, 220 V-os foglalatról működő készülék alacsony energiafogyasztással rendelkezik, és 3 wattos teljesítményű. Ez az érték 2-3-szor kisebb, mint a fluoreszkáló eszközöké, és 10-szer kisebb, mint az izzólámpáké.

Bár a fényáram mindössze 100-120 lumen, a vakítóan fehér színnek köszönhetően a lámpa sokkal világosabbnak tűnik. Az összeszerelt lámpa használható asztali lámpaként vagy kompakt helyiség, például folyosó vagy kamra megvilágítására.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az alábbi videóban részletesen megnézheti egy szakember beszámolóját a LED-lámpa saját kezű összeszereléséről:

A saját kezűleg készített LED-lámpák kiváló műszaki jellemzőkkel rendelkeznek. Szilárdság, megbízhatóság és tartósság tekintetében szinte nem maradnak el a gyári modellektől.

Az ilyen eszközök összeszerelése gyakorlatilag bárki számára elérhető: a sikeres elvégzéséhez csak szigorúan követni kell a sémákat, és gondosan el kell végezni az összes előírt műveletet.

Lehet, hogy Ön már összeszerelt saját kezűleg egy LED-lámpát, és értékes tanácsot tud adni weboldalunk látogatóinak? Vagy a cikk elolvasása után kérdései merültek fel? Kérjük, hagyja meg észrevételeit az alábbi blokkban.