Sostituire gli alogeni bi-pin a bassa tensione con i LED: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Questo Instructable descrive in dettaglio come adattare facilmente un apparecchio alogena bi-pin a bassa tensione (12 V) con una "lampadina" LED ad alta potenza che utilizzerà meno energia (<10 W), durerà più a lungo (50.000 ore) e darà approssimativamente lo stesso emissione luminosa (~300 lumen). Questo tipo di apparecchio viene spesso utilizzato come luce d'accento o attività focalizzata o luce verso il basso come vetrine, luci di lettura, lampade da scrivania e pendenti sull'isola. Questo Instructable è simile ad alcuni dei miei altri (vedi link sotto), ma rappresenta gli ultimi sforzi per aumentare la facilità di integrazione, il basso costo e l'uso pratico di LED ad alta potenza sempre più economici. Con ogni iterazione, vengono ridotti i blocchi stradali all'utilizzo dei LED in applicazioni residenziali reali.

Passaggio 1: strumenti e materiali

I materiali che entrano in una lampada a LED sono la chiave per le sue prestazioni, lunga durata e sostituzione di successo di una tradizionale lampadina a incandescenza o alogena. L'elemento più importante è il dissipatore di calore e si è rivelato essere la parte più difficile da trovare in un formato compatibile con la lampada candidata. Esistono molti dissipatori di calore, ma pochi sono stati progettati pensando a un paralume circolare in vetro artistico. Di recente mi sono imbattuto in una parte su Digikey che è stata progettata per i powerLED, aveva le dimensioni e la flessibilità per integrarsi in un apparecchio di illuminazione convenzionale ed era abbastanza economica da considerare. Gli altri componenti chiave sono ovviamente il LED stesso e il circuito di pilotaggio. Ci sono molti LED ad alto rendimento sul mercato, ma per l'illuminazione residenziale, l'uscita pura non è il fattore più importante. I LED con la massima efficienza e il massimo rendimento sono "freddi" in quanto la loro emissione è molto blu e non è attraente per l'illuminazione generale della tua casa. Questo è spesso indicato dalla loro classificazione del colore, espressa in gradi Kelvin. Il bianco freddo è nella gamma 6500K, con il bianco neutro nella gamma 4500K e il bianco caldo nella gamma 3700K. Il problema per i LED è che il mix di fosfori utilizzato per ottenere un'emissione luminosa più calda e quindi più attraente diventa sempre meno efficiente. Quindi un LED cool top di gamma potrebbe emettere 100 lumen per Watt mentre i migliori LED bianco caldo sarebbero nella gamma di 60 lumen per Watt. Peccato. Dopo infinite ore di ricerca e acquisto di vari componenti LED, ho utilizzato le seguenti parti per costruire un sostituto alogeno pratico e relativamente economico per il mio ciondolo da cucina sopra il lavandino. Ho usato una stella Philips Rebel 3-LED. Molte persone preferiscono la linea di LED Cree XR-E e alcuni dei LED Cree hanno specifiche più elevate. Tuttavia, le dimensioni del Rebel consentono di posizionarne 3 nelle immediate vicinanze, il che è fondamentale per sostituire un piccolo alogeno bi-pin. Ho usato un circuito driver di DealExtreme, che viene spedito direttamente dalla Cina. Strumenti e materiali: dissipatore di calore, circuito di azionamento Bi-Pin da $ 3, stella LED 3x Rebel da $ 2, composto termico da $ 15, pezzo di legno da $ 7 Colla a caldo3 viti piccole (ad es. 40) Trapanare e toccare per andare con le viti Saldatura e filo e la volontà di usarli Il costo totale è di circa $ 20 dollari se hai il composto termico e le viti a portata di mano. Questo è molto più economico rispetto al passato. Wow!

Passaggio 2: forare il dissipatore di calore

Il primo passo è praticare tre fori nel dissipatore di calore che corrispondano a tre dei sei slot sulla scheda a stella LED. La scheda a stella è costituita da uno speciale sandwich termico che consente il passaggio del calore dal die LED alla scheda e quindi il dissipatore di calore con una resistenza minima (e quindi delta T). La parte posteriore della stella è metallica ma non collegata elettricamente ai LED e deve stabilire un solido contatto termico con il dissipatore di calore. Quindi prendi la tua stella e posizionala sul dissipatore di calore e osserva la sua posizione, quindi fai tre segni nelle tacche intorno alla stella per segnare dove trapanerai i fori. Quindi rimuovere la stella e praticare i fori, quindi picchiettarli in modo da poter avvitare le viti direttamente nel dissipatore di calore. Se non hai gli strumenti o i mezzi per tappare i fori, fai un trapano abbastanza grande da permettere alle viti di scorrere attraverso il dissipatore di calore e usa i dadi sul retro per tenere giù la stella. Guarda le foto per chiarimenti.

Passaggio 3: montare il driver nel blocco di legno

La chiave per far sì che questa "lampadina" LED si adatti all'apparecchiatura alogena è montare in modo compatto il driver all'interno del dissipatore di calore. Ciò si ottiene tagliando un pezzo di legno che si inserisce tra le gambe del dissipatore di calore e che ha un centro forato in cui possiamo incollare a caldo il circuito di azionamento in modo sicuro. Puoi anche praticare dei fori nelle gambe del dissipatore di calore per aggiungere viti se non ti fidi della colla a caldo. Questo giunto prenderà tutte le forze di inserimento durante l'installazione o la rimozione della lampadina e manterrà anche l'intero gruppo contro la gravità spietata. Ho usato una punta da trapano da 3/8 di pollice per praticare due fori fianco a fianco e li ho uniti muovendo la punta mentre ero sotto tensione. Grezzo ma efficace. Il risultato è stato uno slot in cui il circuito di azionamento si adattava bene. Con il driver nel legno di scarto, ho riempito i buchi con la colla a caldo per tenere tutto a posto. Prestare attenzione a come i fili escono dal legno in modo da non ostacolare i perni che si interfacciano con il corpo illuminante.

Passaggio 4: saldare l'unità al LED e montarla sul dissipatore di calore

Prima di collegare il LED al dissipatore di calore è una buona idea saldare i fili dal circuito di azionamento alla stella. Una volta che il LED è montato sul dissipatore di calore, il dissipatore di calore farà il suo lavoro e aspirerà il calore lontano dalla stella, rendendo difficile la saldatura. Quindi dai un'occhiata al circuito di azionamento e identifica i fili positivo e negativo. Potresti voler sostituire quelli forniti con il driver con un filo più lungo e più chiaramente identificabile poiché i driver cinesi vengono spesso con fili di colore strano e cavi corti e mal saldati. Ottieni ciò per cui paghi. Salda i fili alla stella, assicurandoti che i cavi + e - del driver e del LED corrispondano. Ora dovresti testare brevemente il LED con un alimentatore o una batteria. Avrai bisogno di 12VDC o superiore, meno di 30VDC o giù di lì. Controlla le specifiche in caso di dubbio. Non lasciare il LED acceso troppo a lungo senza che sia montato sul dissipatore di calore, altrimenti potresti danneggiarlo o distruggerlo. Fa caldo velocemente e sai cosa dicono di una macchina da corsa in rosso. Il driver bi-pin è in grado di funzionare indipendentemente dalla polarità di ingresso, quindi non perdere tempo a cercare quale pin è quale. Quando tutto funziona, applica del composto termico al dissipatore di calore sotto il LED e quindi applica il LED. Inserire e serrare le 3 viti, facendo attenzione che non vadano in cortocircuito su nessuno dei fili o delle pastiglie sulla stella. Una volta completamente seduto, usa il multimetro per testare i pantaloncini.

Passaggio 5: montare il circuito del driver

Il prossimo passo è incastrare i rottami di legno con il circuito del driver nelle gambe posteriori del dissipatore di calore. Potrebbe essere necessario limare, levigare o intagliare parte del legno per adattarlo. Sii paziente e non tagliare nessuno dei fili. Prova a spingerlo fino a quando i rebbi del driver bi-pin non si estendono appena oltre le gambe posteriori del dissipatore di calore. Potresti anche voler prendere alcune misure o testare l'adattamento dell'assieme nel tuo lampadario previsto per assicurarti che si adatti e regoli la tua altezza di conseguenza. Con questo tutto squadrato, estrai la pistola per colla e incolla il blocco in posizione. Una volta che questo si raffredda, puoi praticare alcuni fori sul lato per aggiungere viti se lo desideri o semplicemente utilizzarlo così com'è. Il dissipatore di calore potrebbe riscaldarsi abbastanza in caso di uso prolungato che la colla si ammorbidisce, a seconda dei LED, della corrente utilizzata e della formulazione della colla. Questo dissipatore di calore è valutato per una dissipazione di 10 W e un aumento della temperatura di 5 gradi C per Watt in aria ferma. Quindi, dal momento che stiamo eseguendo i LED a 600 mA, questo è di circa 9 W e possiamo aspettarci che il dissipatore di calore diventi più caldo di 45 gradi rispetto all'ambiente a stato stazionario senza raffreddamento attivo. È piuttosto caldo, quindi alcune viti potrebbero non essere una cattiva idea. Oppure puoi ripristinare la corrente sostituendo la resistenza impostata sulla scheda driver. Credo che sia R1 sulla scheda e sia 1,5 o 3,0 Ohm a seconda della versione acquistata.

Passaggio 6: test

Con il driver montato, sei pronto per il test. Puoi farlo al tuo banco o installato nell'apparecchio o scelta. Se vedi molto sfarfallio, il tuo dispositivo potrebbe non essere CC a bassa tensione ma piuttosto CA a bassa tensione. È necessario modificare il circuito per gestire l'AC utilizzando un raddrizzatore a onda intera e alcuni condensatori, non male ma non ideali. Divertiti e stai al sicuro!