Taller de iluminación LED en Dnepr. Taller de iluminación LED en Dnepr Cómo conectar un LED de 10 W
En el título del artículo no escribí específicamente que la linterna es LED, ya que ahora se ha vuelto imposible encontrar linternas que no sean LED a la venta. Quizás algunas personas todavía lo tengan en sus cobertizos y mesitas de noche. Como ves, la disputa entre lámparas incandescentes y LED finalmente se resolvió a favor de estas últimas. Ahora las bombillas de cristal ordinarias para bajo voltaje se han vuelto, en palabras de A. Raikin, “diffisit”. Intente comprarlos en una tienda; se sorprenderá :) Entonces, para crear nuestra nueva linterna con una potencia de 10 vatios, usaremos un LED Cree asequible y económico con una potencia similar.
También necesitamos un controlador LED de 3V 1,5A, una batería de iones de litio de gran capacidad de 3,7V del teléfono, un cargador de teléfono móvil (casi cualquiera), un botón de encendido, una toma de corriente (para el cargador) y un estuche. Veamos el último punto con un poco más de detalle.
Para la base de una linterna de diez vatios, debes elegir algo grande y preferiblemente de metal. No lo olvides: un LED de tal potencia se calienta bastante y el disipador de calor debe coincidir. Y la batería tendrá que entregar una corriente de más de un amperio, por lo que tiene sentido utilizar baterías de litio de los portátiles.
En mi versión usé la tercera pantalla de una lámpara de araña niquelada, que usé recientemente en un tubo ULF. Le hacemos un agujero para la toma de corriente para cargar la batería, y el resto queda en la pantalla tal cual.
No existe un circuito de linterna como tal, todos los componentes se entregan listos para usar. Sólo tienes que soldar todos estos módulos según la figura dada.
Se atornilló un LED de 10 vatios a una pieza redonda de aluminio de 1 cm de espesor. Será a la vez radiador y reflector (puliéndolo hasta que brille). No olvide utilizar pasta térmica: mejora significativamente la refrigeración del elemento LED. Su precio es de sólo 0,5 por tubo y la pasta dura mucho tiempo.
Habiendo colocado todos los elementos de la linterna dentro del cuerpo, los soldamos con cables flexibles con buen aislamiento (¡no te olvides del voltaje 220V!). Por último, atornillar el disco reflector de aluminio con el LED.
Aunque hay cientos de modelos y potencias diferentes de linternas de diodo a la venta, comprar una linterna de 10 vatios o más es muy problemático. Y en las tiendas online cuestan menos de cien dólares. Aquí, este dispositivo se ensambla a partir de materiales de desecho literalmente por la noche, con gastos solo para el LED. Por tanto, su automontaje está 100% justificado.
Contenido:Los LED se utilizan desde hace mucho tiempo en diversos ámbitos de la vida y las actividades de las personas. Por sus cualidades y características técnicas, han ganado una gran popularidad. A partir de estas fuentes de luz se crean originales diseños de iluminación. Por lo tanto, muchos consumidores a menudo se preguntan cómo conectar allí un LED a 12 voltios. Este tema es muy relevante, ya que esta conexión tiene diferencias fundamentales con otros tipos de lámparas. Tenga en cuenta que solo se utiliza corriente continua para operar los LED. Es de gran importancia observar la polaridad al realizar la conexión; de lo contrario, los LED simplemente no funcionarán.
Características de la conexión de LED.
En la mayoría de los casos, los LED enchufables requieren limitación de corriente mediante resistencias. Pero a veces es muy posible prescindir de ellos. Por ejemplo, las linternas, llaveros y otros souvenirs con bombillas LED funcionan con baterías conectadas directamente. En estos casos, la limitación de corriente se produce por la resistencia interna de la batería. Su potencia es tan baja que simplemente no basta para quemar los elementos de iluminación.
Sin embargo, si se conectan incorrectamente, estas fuentes de luz se queman muy rápidamente. Se observa una caída rápida cuando la corriente normal comienza a actuar sobre ellos. El LED sigue brillando, pero ya no puede realizar plenamente sus funciones. Estas situaciones ocurren cuando no existe una resistencia limitadora. Cuando se aplica energía, la lámpara falla en tan solo unos minutos.
Una de las opciones para una conexión incorrecta a una red de 12 voltios es aumentar la cantidad de LED en los circuitos de dispositivos más potentes y complejos. En este caso, se conectan en serie, en función de la resistencia de la batería. Sin embargo, si una o más bombillas se queman, todo el dispositivo falla.
Hay varias formas de conectar LED de 12 voltios, cuyo circuito evita averías. Puede conectar una resistencia, aunque esto no garantiza el funcionamiento estable del dispositivo. Esto se debe a diferencias significativas entre los dispositivos semiconductores, a pesar de que pueden pertenecer al mismo lote. Tienen sus propias características técnicas, diferenciándose en corriente y voltaje. Si la corriente excede el valor nominal, uno de los LED puede quemarse, después de lo cual las bombillas restantes también fallarán muy rápidamente.
En otro caso, se propone conectar cada LED con una resistencia independiente. Resulta ser una especie de diodo zener que asegura un correcto funcionamiento, ya que las corrientes se independizan. Sin embargo, este esquema resulta demasiado engorroso y demasiado cargado de elementos adicionales. En la mayoría de los casos, no queda nada por hacer más que conectar los LED a 12 voltios en serie. Con esta conexión, el circuito se vuelve lo más compacto posible y muy eficiente. Para su funcionamiento estable, se debe tener cuidado de aumentar la tensión de alimentación con antelación.
Determinación de la polaridad del LED
Para resolver la cuestión de cómo conectar los LED a un circuito de 12 voltios, es necesario determinar la polaridad de cada uno de ellos. Hay varias formas de determinar la polaridad de los LED. Una bombilla estándar tiene una pata larga, que se considera el ánodo, es decir, el plus. El tramo corto es el cátodo, un contacto negativo con un signo menos. La base o cabezal de plástico tiene un corte que indica la ubicación del cátodo: menos.
En otro método, debes mirar cuidadosamente el interior de la bombilla de vidrio del LED. Puede ver fácilmente el contacto delgado, que es una ventaja, y el contacto en forma de bandera, que, en consecuencia, será una desventaja. Si tienes un multímetro, podrás determinar fácilmente la polaridad. Debe configurar el interruptor central en el modo de marcación y tocar los contactos con las sondas. Si la sonda roja toca el positivo, el LED debería encenderse. Esto significa que la sonda negra se presionará hacia el signo menos.
Sin embargo, si las bombillas se conectan incorrectamente durante un breve periodo de tiempo con la polaridad incorrecta, no les pasará nada malo. Cada LED solo puede funcionar en una dirección y la falla solo puede ocurrir si el voltaje aumenta. El valor de tensión nominal para un solo LED es de 2,2 a 3 voltios, según el color. Al conectar tiras de LED y módulos que funcionan a 12 voltios o más, se deben agregar resistencias al circuito.
Cálculo de conexiones LED en circuitos de 12 y 220 voltios.
No se puede conectar un LED separado directamente a una fuente de alimentación de 12 V porque se quemará inmediatamente. Es necesario utilizar una resistencia limitadora, cuyos parámetros se calculan mediante la fórmula: R= (Upit-Upad)/0,75I, en la que R es la resistencia de la resistencia, Upit y Upad son las tensiones de alimentación y caída, I es la corriente que pasa por el circuito, 0,75 es el coeficiente de confiabilidad del LED, que es un valor constante.
Como ejemplo, podemos tomar el circuito utilizado para conectar LED de 12 voltios de un automóvil a una batería. Los datos iniciales se verán así:
- Upit = 12V - voltaje en la batería del automóvil;
- Upad = 2,2 V - tensión de alimentación del LED;
- I = 10 mA o 0,01 A - corriente de un LED independiente.
Según la fórmula anterior, el valor de resistencia será: R = (12 - 2,2)/0,75 x 0,01 = 1306 ohmios o 1,306 kohmios. Por lo tanto, lo más cercano sería un valor de resistencia estándar de 1,3 kOhm. Además, deberá calcular la potencia mínima de la resistencia. Estos cálculos también se utilizan a la hora de decidir cómo conectar allí un LED potente a 12 voltios. Se determina preliminarmente el valor actual real, que puede no coincidir con el valor indicado anteriormente. Para ello se utiliza otra fórmula: I = U / (Rres. + Rlight), en la que Rlight es la resistencia del LED y se define como Up.nom. / Inom. = 2,2 / 0,01 = 220 ohmios. Por tanto, la corriente en el circuito será: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 A.
Como resultado, la caída de voltaje real del LED será igual a: Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0,007 = 1,54 V. El valor de potencia final se verá así: P = (Usupply - Udrop)² / R = (12 - 1,54)²/ 1300 = 0,0841 W). Para una conexión práctica, se recomienda aumentar ligeramente el valor de potencia, por ejemplo a 0,125 W. Gracias a estos cálculos, es posible conectar fácilmente un LED a una batería de 12 V. Por lo tanto, para conectar correctamente un LED a una batería de automóvil de 12 V, necesitará adicionalmente una resistencia de 1,3 kOhm en el circuito, cuya potencia es 0,125 W, conectando a cualquier contacto del LED.
El cálculo se realiza según el mismo esquema que para 12V. Como ejemplo, tomamos el mismo LED con una corriente de 10 mA y un voltaje de 2,2 V. Dado que la red utiliza corriente alterna con un voltaje de 220 V, el cálculo de la resistencia se verá así: R = (Arriba.-Arriba.) / (I x 0,75). Insertando todos los datos necesarios en la fórmula, obtenemos el valor de resistencia real: R = (220 - 2,2) / (0,01 x 0,75) = 29040 Ohm o 29,040 kOhm. El valor de resistencia estándar más cercano es 30 kOhm.
A continuación se realiza el cálculo de potencia. Primero se determina el valor de la corriente de consumo real: I = U / (Rres. + Rlight). La resistencia del LED se calcula mediante la fórmula: Rlight = Up.nom. / Inom. = 2,2 / 0,01 = 220 ohmios. Por tanto, la corriente en el circuito eléctrico será: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007A. Como resultado, la caída de voltaje real en el LED será la siguiente: Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0,007 = 1,54 V.
Para la determinación se utiliza la fórmula: P = (Upit. - Upad.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59 W. El valor de potencia debe aumentarse a los 2W estándar. Por lo tanto, para conectar un LED a una red con un voltaje de 220 V, necesitará una resistencia de 30 kOhm con una potencia de 2 W.
Sin embargo, en la red fluye corriente alterna y la bombilla se encenderá solo en una media fase. La luz parpadeará rápidamente a 25 destellos por segundo. Para el ojo humano esto es completamente invisible y se percibe como un brillo constante. En tal situación, es posible que se produzcan averías inversas, que pueden provocar un fallo prematuro de la fuente de luz. Para evitar esto, se instala un diodo direccional inverso para asegurar el equilibrio en toda la red.
Errores de conexión
La transición a sistemas de iluminación más económicos y sin pérdida de potencia ha hecho que los llamados LED superbrillantes a partir de 10W sean muy populares. Los LED tienen varios usos, pero hay algunas cosas a considerar al diseñar un circuito que los utilice.
Características de los LED de 10 W
Los dispositivos con la misma potencia pueden diferir significativamente entre sí. Los fabricantes producen dispositivos para diversos fines, por lo que vale la pena examinar más de cerca los parámetros principales:
- Temperatura ligera. Un LED de 10 vatios puede cubrir todo el rango de 2300-10000 K o funcionar solo en una determinada parte del mismo. Este parámetro es responsable del tono del brillo (blanco amarillento, blanco cálido, blanco brillante y blanco frío). Al mismo tiempo, los LED marcados con t10 (automotriz) suelen estar diseñados para los 2 últimos segmentos.
- Índice de reproducción cromática.
- Horas Laborales. Los LED con una potencia de 10 vatios pueden funcionar durante 50-150 mil horas.
- Ángulo de luminiscencia (dispersión). Depende de la aplicación; Para los reflectores, 100-150 grados son suficientes, la iluminación del automóvil marcada con t10 está diseñada para 360 grados. De hecho, ahora no se necesitan todo tipo de lentes y reflectores, ya que con una potencia de 10w los LED tienen un ángulo luminoso bastante grande.
- Rango de temperatura de funcionamiento. Este parámetro determina no solo dónde se puede instalar el LED de 10w. El límite superior de temperatura es muy importante a la hora de seleccionar radiadores que protejan el dispositivo de sobrecalentamiento prematuro y averías. En los dispositivos modernos alcanza hasta los 100 grados.
- La temperatura de almacenamiento de los LED de 10 W está entre 40 ~ +100 ° C.
- El tamaño de los dispositivos se suele medir en mm.
- Diseño. Dependiendo del propósito, los LED de 10w se pueden fabricar en varias variaciones. Las lámparas de coche T10 también pueden variar en tamaño (los tipos de base también se miden en mm). Se pueden montar LED normales de 10 vatios en una estrella de aluminio. Esta plataforma tiene puntos para cables y recortes para conectarse al radiador.
LEDs para coche (base t10)
Las lámparas LED con una potencia de 10w pueden encontrar varias aplicaciones (iluminación interior, iluminación de matrículas, iluminación del maletero), pero la mayoría de las veces se instalan como luces de posición. A pesar de que los LED se consideran, con razón, más fiables que las lámparas incandescentes, al instalarlos en una base t10 pueden surgir algunas dificultades.
Vale la pena considerar los siguientes factores:
- la estructura debe estar protegida de la influencia de vibraciones;
- las fuentes de calor afectan significativamente el rendimiento de las lámparas de automóvil de 10 vatios;
- El LED puede perder brillo significativamente si se usa incorrectamente.
Circuitos basados en lámparas LED de 10 vatios.
El ámbito de aplicación de los dispositivos también depende de su potencia, que en este caso es igual a 10 vatios Diodo emisor de luz Este tipo puede denominarse superbrillante y se utiliza en el desarrollo de linternas o focos brillantes. La dificultad de la aplicación es garantizar una refrigeración adecuada del dispositivo. Para ello, conviene calcular correctamente el área del reflector (al menos 100 mm²) y su espesor mínimo de sección (unos 4-6 mm), lo que también se aplica a las matrices LED con una potencia de 10 W o más.
En general, un LED de 10w tiene sus propias características, y su instalación no siempre es aconsejable, pero al mismo tiempo no se puede dejar de notar una importante ganancia de luminosidad, especialmente en comparación con las bombillas de 60-100 w y un ahorro de espacio de cientos. de mm (que a veces es bastante significativo).
Naturalmente, comprende que el diseño de este LED no está destinado a disipar una potencia tan grande. Durante los experimentos, ya medio vatio provocó un ligero calentamiento de la carcasa.
Los parámetros técnicos del LED Cree XM-L-H se indican en el sitio web.
XMLAWT-0-1A0-T60-00-0001
- Salida de luz blanca ultrabrillante de 1000 lúmenes.
- Voltaje de funcionamiento: 3,0 ~ 3,5 V
- Corriente de trabajo: 3000mA
- Placa de aluminio: 20mm
En primer lugar, tomemos la característica corriente-voltaje del dispositivo LED especificado e ingresemos los resultados en la tabla.
| voltaje del LED | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,57 | 2,63 | 2,72 | 2,81 | 2,95 3,1 |
| Corriente LED, mA | 1 | 10 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 3000
|
Como puede ver, la pendiente de la característica corriente-voltaje es bastante alta y una pequeña desviación de voltaje dentro de 0,1 V conduce inmediatamente a un cambio brusco en el consumo de corriente. Y dado que la corriente de funcionamiento alcanza los 3 amperios, ya no es necesario utilizar una resistencia de extinción para estabilizar la corriente. Después de todo, para una fuente de alimentación normal de 10 vatios, digamos de una batería de automóvil de 12 V, ¡tendría que instalar una resistencia de 3 ohmios con una potencia de 35 vatios!
Entonces, en este caso, no hay otra alternativa que usar un controlador convertidor especial. Además, su precio está entre 2 y 4e.
Ahora probemos el LED en un duelo con una bombilla incandescente de 220 V y 60 W. Las fotografías a continuación muestran opciones de iluminación con ambas fuentes de luz.
Solo LED de 10 vatios
Sólo lámpara incandescente de 60 vatios
Saca tus propias conclusiones. Por supuesto, el LED es inferior en temperatura de color (después de todo, 6000K), pero en términos de brillo por vatio de consumo de energía es varias veces superior a su rival.
Otra buena característica es el gran ángulo de luz, casi 170 grados. Atrás quedó la era de los LED con lentes; ahora ni siquiera necesitas un reflector para obtener una iluminación normal. El diseño del emisor de luz del dispositivo LED es tal que la luz se emite de manera uniforme en todo el hemisferio.
Parece interesante utilizar este de 10 vatios en una potente linterna LED (lo cual se hizo) o junto con un controlador LED en el cuerpo de una lámpara fluorescente de bajo consumo quemada. Pero no se olvide de una disipación de calor suficiente: las dimensiones del radiador deben ser de al menos 10 metros cuadrados. cm.
No hablaré del precio de un LED, ya que el coste de los dispositivos LED disminuye constantemente. Consulta en tiendas online. ¡En los siguientes artículos realizaremos interesantes experimentos con un potente LED de varias decenas de vatios!
Discutir el artículo LED de 10 W
Los LED baratos y conocidos (ver más abajo) se declaran con una potencia de 10 W. La calidad es la misma débil en todas partes, la potencia real es de 4 W, si se les aplica una corriente de más de 0,4 A, se degradan en 2-3 meses. Los cálidos dan una luz francamente amarillo verdosa, los fríos dan una luz azul.
La tienda Hagood Technology fue encontrada por casualidad. El sitio web del vendedor ofrece solo LED de 10 vatios para un voltaje de 9-10 V. Se llaman los más baratos, los más baratos.
A la izquierda de la foto están los “fríos” del nuevo tamaño estándar, a la derecha están los “cálidos”, comprados allí hace un año.
La iluminación en miliamperios es uniforme.
A continuación acordamos llamar:
Led 1 – “frío” El más barato, tamaño 20x20 mm, respaldo de aluminio 1 mm.
Led 2 – “cálido” El más barato, 24x24 mm, respaldo de aluminio de 1 mm.
Led 3 es un perdedor barato de 20x29 mm, el sustrato es magnético de 1,5 mm.
Característica corriente-tensión en amperios:
Suma. Pidieron medir la iluminación comparativa con una corriente. Luxómetro en un teléfono inteligente a una distancia de 0,8 m. A modo de comparación, se muestra una lámpara de mesa con reflector.
Para prolongar la vida útil de los diodos, es necesario que funcionen a potencia parcial.
Para comprender la vida de los LED, me ayudó el video de A. Guryanov:
El cuerpo de la lámpara se utiliza a partir de una lámpara fluorescente de techo de 2x36W, tamaño 126x16x7 cm, comprada sin lámparas por 600 rublos.
La fuente de alimentación PS-65-R12 se utilizó desde un sintonizador de satélite innecesario. Tiene un ajuste de voltaje de salida dentro de un pequeño rango de 9-14 V y una corriente máxima de 5,2 A. Seleccioné 9,75 V. Al mismo tiempo, la corriente de cada diodo, teniendo en cuenta las resistencias ecualizadoras de 1 Ohm conectadas en serie , resultó ser un promedio de 0,6 A y el voltaje es de 9,22 V. La corriente total de la fuente de alimentación es de 4 A, una más grande se calienta mucho. La potencia total consumida por los LED fue de 36,88 W.
Elegí 7 LED, sujetos con tornillos M2. Radiadores de placas base y procesadores antiguos.
Para que la fuente de alimentación y los radiadores no se sobrecalienten, pero calientan bien, instalé un ventilador de 80 mm e hice orificios de ventilación. Con una tensión de 9,75 V hace poco ruido.
Como resultado, hay suficiente luz, pero no hay nada para medir la iluminación, sin embargo, el teléfono inteligente muestra 3050 "loros".
