Pratica illuminazione a LED per divertimento e profitto: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

I LED hanno finalmente iniziato a superare le fluorescenti compatte (CFL) in termini di efficienza (lumen per watt) segnalando il momento perfetto per andare oltre i progetti di lancio a LED schifosi per l'illuminazione domestica a LED reale e pratica. Questa istruzione presenta un metodo per sostituire il LED per il ciondolo della lampadina alogena a bassa tensione che hai attualmente sul piano di lavoro o sull'isola della tua cucina, proprio come tutti gli altri che hanno visto spazi commerciali o un'edizione casalinga di rifacimento estremo negli ultimi 10 anni.

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

I LED hanno fatto passi da gigante in termini di efficienza luminosa e costi di recente. L'attuale campione in termini di efficienza è la linea di LED di potenza Philips Luxeon Rebel. Il Rebel non è solo minuscolo a circa 3 mm per 5 mm, è disponibile in modelli con > 100 lumen per watt. Per fare un confronto, le tipiche lampadine a incandescenza raggiungono i 15 lumen per watt e le fluorescenti i 75 lumen per watt. La migliore fonte di LED di potenza è www.ledsupply.com che vende una varietà di prodotti LED per tutte le esigenze dei LED. L'articolo che ci interessa qui è il loro "Endor Star" che è un pacchetto termicamente conduttivo ma isolato elettricamente con un massimo di 3 LED Rebel montati su di esso. Ho usato la stella 3x90 lumen/watt con 480 lumen di uscita a 700mA drive. Questo è praticamente equivalente a una tipica lampadina alogena da 50 W che emette 600 lumen che potresti avere nel tuo sistema di illuminazione a bassa tensione. Questo array di LED avrà un costo di circa $ 30, ma durerà fino a $ 25 di lampadine alogene utilizzando 7 W contro 50 W per un costo operativo a vita di $ 50 rispetto a $ 375 del costo operativo per l'alogeno. Oltre al LED avrai anche bisogno di un circuito di pilotaggio. Poiché il piano è quello di costruire una sostituzione LED per una lampadina a bassa tensione, abbiamo bisogno di un driver in grado di gestire un ingresso CA. L'illuminazione a bassa tensione utilizza un trasformatore per ridurre la potenza tipica di 120 V CA a un livello "basso" di 12 V CA. www.ledsupply.com vende convenientemente un "buckpuck" con capacità CA che accetterà un ingresso a 12 V CA e emetterà una corrente di uscita regolata 0-700 mA per pilotare stringhe di LED. Quindi vai avanti e fai acquisti su LEDsupply o equivalente per ottenere le parti elettroniche. Se vuoi essere in grado di regolare la luminosità della tua lampadina a LED, avrai bisogno anche di un potenziometro. Endor Star dovrà essere montato su un dissipatore di calore, come una sezione di un angolo di alluminio o un canale di estrusione. Ciò richiederà fori da praticare e filettare, nonché viti, composto del dissipatore di calore e alcuni fili. Materiali: 1. Led di potenza come un Endor Star 3-up con 3 LED Luxeon Rebel da 90 lumen2. Driver LED a corrente costante con capacità di ingresso CA come BuckPuck 03021-A-E-7003. Sezione di alluminio estruso da 1,25" per dissipatore di calore4. 4-6 viti per il montaggio del LED sull'estrusione, 6-32 funziona alla grande5. Rubinetto per fori filettati per viti, rubinetto 6-32 funziona alla grande6. Composto dissipatore di calore per il montaggio del LED sul dissipatore di calore. Poiché il LED è isolato, puoi usare una pasta dissipante a base metallica come l'anti-sieze al molibdeno7. Qualche filo per agganciare il tutto8. Strumenti di saldatura e un indizio

Passaggio 2: costruisci il dissipatore di calore

Il pezzo 3 Endor Star scelto si dissiperà in prossimità di 7W di potenza elettrica. Poiché il LED Rebel ha un'efficienza di circa il 15%, 6 W di quella potenza in ingresso verranno dissipati sotto forma di calore. Inoltre, l'uscita dei LED diminuirà all'aumentare della temperatura e la loro durata diminuirà all'aumentare della temperatura di esercizio. Quindi è nel nostro interesse mantenerli il più freschi possibile. Per fare ciò, montiamo i LED su un dissipatore di calore in alluminio. Le immagini sottostanti mostrano come dovresti praticare una serie di fori nel dissipatore di calore scelto per abbinare il layout dei dettagli dell'array di LED nella scheda tecnica. Quindi sarà necessario toccarli per accettare le viti di montaggio e testare le viti di adattamento. Nel mio caso ho usato 6-32 viti che avevo a portata di mano e un rubinetto per. Il tuo chilometraggio può variare. Prima di montare il LED potresti anche voler levigare e lucidare la superficie in alluminio per migliorare il trasferimento di calore. Per fare ciò, inizia con una grana 400 e passa a una carta vetrata a grana 600 prima di passare a un composto lucidante come il lucido per alluminio di Mother. Dal momento che questi LED non generano così tanto calore, questo potrebbe essere eccessivo, ma è facilmente eccessivo.

Passaggio 3: montare il LED e cablare il driver

Il prossimo passo è montare il LED sul dissipatore di calore. Come puoi vedere dalla foto, ho usato solo 4 dei sei fori per il montaggio e ho usato gli altri due per far passare i cavi di alimentazione dal circuito del driver. Questo ha funzionato bene poiché tutte e 6 le viti non sono necessarie per mantenere un buon contatto termico con il dissipatore di calore. Prima di avvitare il LED, metti una cucchiaiata di composto per dissipatore di calore sotto la stella LED. Poiché Endor Star è isolato, è possibile utilizzare un composto per dissipatori di calore a base di metallo o dielettrico. Ho usato un grasso antigrippaggio a base di nichel-molibdeno che avevo a portata di mano poiché non riuscivo a trovare la mia siringa di grasso per dissipatori di calore. Non ho avuto problemi. Inoltre, vorrai saldare i fili al driver LED e all'array LED. Nel mio caso non volevo un'opzione di oscuramento, quindi ho lasciato quei pin aperti come indicato nel foglio dati. Poiché questo progetto farà parte di un sistema di illuminazione a bassa tensione con un proprio interruttore della luce, ho tralasciato anche qualsiasi capacità di commutazione. Con il LED avvitato e tutto cablato secondo necessità, puoi incollare anche il circuito del driver al dissipatore di calore poiché è così piccolo. Non è richiesto il raffreddamento per il driver, ma questo faciliterà il montaggio del sistema. Vedi foto.

Passaggio 4: sostituire quella lampadina alogena

Con il LED e il driver cablati e montati sul dissipatore di calore, ti consigliamo di testare la lampadina. Poiché il driver BuckPuck compatibile con CA può gestire ingressi CA e CC, applicare una tensione di ingresso adeguata e osservare la luminosità. Poiché hai 3 LED in serie, avrai bisogno di almeno 12 V di ingresso per ottenere la piena luminosità a 700 mA di uscita poiché i LED diminuiranno di 10,2 V e il driver ha bisogno di 2 V di margine. Se hai un ingresso più basso, l'uscita sarà solo più debole. Se il tuo LED non si accende, leggi le schede tecniche e ricontrolla il cablaggio.

A questo punto sarebbe una buona idea ricontrollare che la tua lampada sia davvero a bassa tensione. Prendi il tuo multimetro e impostalo per AC e misura la tensione attraverso i terminali della lampada con l'alimentazione accesa. Dovresti vedere nell'intervallo 12-15 VAC. Se vedi 120 VAC, allora avrai bisogno di un trasformatore step-down supplementare per portare la tensione alla tensione di ingresso massima nominale del BuckPuck di 36 VAC. Puoi ottenerne uno presso Home Depot o Radio Shack. Poiché il tuo sistema di illuminazione a LED utilizzerà solo circa 10 W, puoi cavartela con un trasformatore piuttosto piccolo. Ora che il LED funziona, il passaggio successivo e finale è sostituirlo al posto della lampadina alogena a bassa tensione. Ho semplicemente rimosso la lampadina alogena e ho fissato il gruppo LED in posizione con uno spago nel mio apparecchio alogena. La potenza del LED è abbastanza bassa da non far sciogliere la corda. Ho anche usato un morsetto per tenere temporaneamente su e fuori il paralume di vetro mentre lavoravo. Vedi foto. Inserisci i cavi di alimentazione nell'apparecchiatura secondo necessità e attiva l'interruttore per un test drive. Le foto sotto mostrano la lampada a LED che illumina la mia cucina. Le foto sono state scattate senza treppiede, mostrando la potenza luminosa della lampada a LED. Ai miei occhi la luce generata era circa il 75% di quella generata dall'alogeno da 60 W che ha sostituito. Dopo circa 10 minuti di accensione, il gruppo LED era piuttosto caldo (~40 °C) ma non caldo al tatto.