Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад

LED лампы своими руками. от простого к сложному (для тех кто умеет паять)

Я не любитель платить большие деньги за *марку* и всегда создавал светодиодные светильники сам. Многие разработки ушли в промышленный масштаб, согласно статистики процент отказа весьма мал и то по вине некачественных деталей. И готов поделиться некоторыми наработками в области освещения аквариума. Просто из соображения солидарности. Все далее- личное мнение основанное на личном опыте. Хотите переубедить – аргументируйте, желательно практическим опытом.
Итак. Надеюсь все знают что такое светодиод. Это токовый элемент, испускающий излучение определенной характеристики и определенного формфактора. Разновидностей много. Очень много. Цены тоже разнятся. Каждый может выбрать на свой вкус и кошелек. Но сам по себе светодиод светить не будет. Ему нужно подать питание. Качественное питание. Этим занимаются драйвера. Их тоже много разновидностей. Каждый производитель уверен что его драйвер наилучший. Некоторые драйвера могут управляться. Этим занимаются контроллеры или простейшие датчики.
Начнем с драйвера. Перепробовав множество решений и микросхем остановился на HV9961, или отечественный аналог AN9961. Даташит легко ищется в интернете. Чем она хороша? Можно построить универсальный драйвер ценой 100-200р для питания 7-60 ваттных сборок. С диммированием и шим регулировкой. Причем размер платы – 1*1*10см, не требует охлаждения (ну это в моей интерпритации, габаритку можно менять под нужды). Для желающих – в даташите дотошно рассказано как и чего расчитывать. Я человек ленивый и сделал универсалку – плату, которую настраиваю с помощью одного резистора под каждую задачу.
Схема банальна, но рабочая. Дефицита не содержит.
Возвращаемся к светодиодам. Наша задача – сделать излучение максимально приближенное к солнечному. Решается просто как утюг. Берем спектр солнечного света. И подбираем светодиоды белого, красного, синего и др необходимых излучений. Спектральные характеристики есть в даташитах. Одна важная мелочь - не все светодиоды выдают одинаковое количество люминов и не все питаются одинаковым током. Это все решается с помощью резистора подключенного последовательно. Для себя опредилился с матрицей вида холодно-белый +тепло-белый + красный + синий + уф. Расположение на плате – только линейное. Никаких окружностей. Ибо не имеет смысла. Так как все они светят в 120-160градусов. И на расстоянии 1 см уже начинают смешивать цвета, а на расстоянии до поверхности воды (5-10) смешение уже полное. Данная сборка при последовательном включении уже может работать от 12 вольт. При паралельно-последовательном включении сборок набираем необходимую мощность. Она расчитывается просто – суммируем мощность каждого светодиода.
Это все лирика. Переходим к практике. Задача – получить светильник порядка 20 ватт белого света. Решение.
где
R1 1206 102
R2 1206 103
R3 1206 3902
R4 1206 102
R5 1206 1R0
R6 1206 304
RT1 RT2 термистор 30 - 50
C1 1206 104
C2 Электролит 106*400v
C3 пленочный 104*400v
C4 пленочный 104*400v
C5 пленочный 104*400v
C6 1206 225
VD1 DO-27 SF56 DC
VD2 мост MB6S-E3 80
VD3 стабилитрон LL4148-GS08
VT1 DPAC P5NK60ZFP
AN9910 8-in DIP/SOIC
Форма платы была унифицирована с размером стандартного прожектора.

Необходимо соблюдать меры безопасности, так как схема гальванически не развязана с сетью.


Изменено 28.3.17 автор B_wolf
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 11:23:59#2360954
Нравится DNK, KoRvin

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Немаловажный вопрос - само нагрев светодиодов. Но почему то многие замалчивают любопытный факт. Допустим у нас есть 10 светодиодов по 0.5 ватта каждый. итоговая максимальная мощность 5 ватт. Да. Но это максимальная мощность. расчетная, теоритическая. И все производители осознанно стараются ее добиться. Но если делать *для себя* то пожертвовав одним полуватом а точнее понизив ток, (в данном случае) мы снизим теплоотдачу. Насколько и как жертвовать - решать каждому. Для себя (ихмо) я определи что важнее надежность. световой поток я могу набрать количеством. Для отдельных проэктов бывает нужно ставить радиатор, так, для вящего спокойствия. Возникает вопрос как будет работать радиатор внутри крышки аквы? никак! его нужно выводить за пределы тоесть на поверхность крышки.

Изменено 28.3.17 автор Louvetau

Изменено 28.3.17 автор Louvetau
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 11:35:14#2360963

Кандидат в Советники



5782 1976
Москва
1 мин. назад
развязывающий трансформатор под столом не стоит? Да и времена паровозов.....резисторов - ну если под нанокубик.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 11:51:21#2360972

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Да, в данной конструкции гальваническая развязка не предусмотренна. Так как вся плата заливается компаундом по уровень светодиодов. что дает герметичность и защиту определенного рода.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 12:03:48#2360983

Свой на Aqa.ru


4100 874
Russian Federation Moscow
1 час. назад
Louvetau

Спасибо. Понравилась схема. Самое главное она простая и безопасная для домашнего использования. Риск поражения электрическим током практически отсутствует.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 14:11:20#2361036
Нравится DNK

Кандидат в Советники



5782 1976
Москва
1 мин. назад
Louvetau
а как в данной конструкции с отводом тепла?
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 14:40:41#2361050

Советник



7468 907
Russian Federation Balakovo
16 мин. назад
Louvetau
Я не любитель платить большие деньги
...
Необходимо соблюдать меры безопасности, так как схема гальванически не развязана с сетью.

Спасибище вам агромадное. Так - задешево и запросто - вы устраните немалое количество кандидатов на Дарвиновскую премию.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 14:43:38#2361052
Нравится KoRvin

Советник



5807 1754
Москва
6 мин. назад
Справедливости ради следует заметить, что все решения для ЛЛ и МГ обычно не имеют гальванической рзавязки.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 15:15:14#2361058
Нравится Archibald

Свой на Aqa.ru


4100 874
Russian Federation Moscow
1 час. назад
Константин Кучеренко

А у вас как светильник устроен? Гальваническая развязка есть? Если уж переходить с МГ и ЛЛ ламп на светодиоды то наверно нужно делать безопасно если есть такая возможность. Вот вы себе как сделали?
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 15:37:45#2361064

Советник



5807 1754
Москва
6 мин. назад
KoRvin

У меня в питании светодиодов развязка есть. Вообще тупо стоит сетевой трансформатор. А вот ЭПРА МГ в старых светильниках, размеется, развязки не имеют. Корпуса, конечно, заземлены. Я к тому, что без гальванической развязки безопасно тоже можно сделать. Хотя, конечно, я тоже за развязку везде, где этого можно добиться.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 15:49:38#2361066

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Итак. Проверку на агрессивность, внимательность и предвзятость прошли. Если кто не поленился залезть в даташит то увидел что микросхемка работает от8 до 450вольт. Лично мне как то неприятно когда рядом с аквой напряжение 220в. Попробуем обезопаситься. Под рукой были кластера(или как любят говорить – светодиодные сборки) марки и номиналы не озвучиваю, заклюют и забросают тапочками. Берем туже схемотехнику, топологию. Только пересчитываем обвязку. (все описанно в даташите). Под рукой был блок питания 12в/5а из старого компьютерного, кусок алюминия и час времени.

итог. работоспособно, безопасно. Развязка присутствует в блоке питания, регулировка на плате,
напряжение на кластерах 25-35вольт в зависимости от диммирования
мощность излучения на максимуме 130-140 ватт


Изменено 28.3.17 автор Louvetau

Изменено 28.3.17 автор Louvetau

Изменено 28.3.17 автор Louvetau

Изменено 28.3.17 автор Louvetau
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 15:53:00#2361069
Нравится Савва, kapysta

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
lonelity
данный прожектор работает более 2х лет в постоянном режиме (в ванной комнате) герметичность обеспечивается корпусом теплоотвод им же. температура - специально не замерял но около 40 градусов. руке тепло но не обжигает. комфортное такое тепло.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:06:48#2361073

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Подведем предварительный итог. Создать светильник мощностью от 20 до 150 ватт в домашних условиях можно. В принципе не так уж и сложно. Осталось добавить немного мозгов ему. Самое простое – датчик света на фотодиоде, сложнее таймер. И то и то подключается к выводам линейного или шим диммирования. Схем полно в интернете, заострять внимание на них не вижу смысла.
Имея данные наработки, формируя из нескольких подобных блоков с разными светодиодами нужный нам спектр можно решить практическую любую задачу. А подключив к этому делу контроллер – реализовать все что угодно. От рассвета/заката в любых тонах до *грозы в начале мая*
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:22:26#2361077

Кандидат в Советники



5782 1976
Москва
1 мин. назад
Louvetau
теплоотвод через печатку из какого материала? Текстолит с радиорынка или что-то "специальное"?
Про переделку под низковольтное питание - если знаком со схемотехникой, но для массового повторения можно было бы потратить пол-часа и перерисовать схему и печатку
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:23:01#2361078

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
печатка из FR4 - классика. переделывать печатку основного блокас не нужно. топология та же. из схемы исключаются высоковольтная часть (входной конденсатор, выпрямительный мост) А номиналы обвязки пересчитываются под конкретные нагрузки. калькулятором то все умеют пользоваться) А вот схему подключения светодиодов редактировать нужно именно под имеющийся типоразмер, и ТТХ самих светодиодов.
а про массовое производство - если человек знаком с ЛУТ (лазерноутюжная технология) ему не составит труда пересчитать 5-10 элементов.

Изменено 28.3.17 автор Louvetau

Изменено 28.3.17 автор Louvetau
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:26:57#2361079

Советник



5807 1754
Москва
6 мин. назад
Louvetau

Наличие уменьшающего общий КПД резистора делает ваш вариант малоинтересным. Вообще, я не могу понять, что вы хотите сказать публикацией вашей схемы? Есть много готовых и дешевых способов хорошо запитать светодиоды. В чем преимущество вашего решения?

Изменено 28.3.17 автор Константин Кучеренко
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:39:22#2361084

Кандидат в Советники



5782 1976
Москва
1 мин. назад
Louvetau
не забывайте про "поправку на дурака" - когда делаешь для себя - хоть ксеноновую сверхвысокого...
Отводить 20Вт через Fr4?
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:47:25#2361086

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Повторюсь. Решений множество. Фломастеры как известно разные на вкус. Не претендую на идеальнось. Вкусности схемы - многовариантность и возможность управлять. А вот про какой резистор вы говорите так и не понял. Переменник в цепи управления меняет не КПД а управляет ШИМ регулятором.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:50:33#2361087

Советник



5807 1754
Москва
6 мин. назад
Louvetau
Одна важная мелочь - не все светодиоды выдают одинаковое количество люминов и не все питаются одинаковым током. Это все решается с помощью резистора подключенного последовательно.

Вот об этом резисторе.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 16:53:41#2361090

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
Ясно. Это применимо для случая когда на одной плате несколько различных резисторов работают с одним драйвером. В случае который описывал позднее на каждый тип светодиодов свой драйвер. И именно с помощью него можно все отрегулировать. Подводит меня косноязычность. Уж простите)
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 17:40:15#2361108

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
lonelity
теплота выводится через все стенки прожектора. Их площадь несоизмеримо больше площади платы. А драйвер работает в инжекционном режиме, который более щадящий.
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 17:48:25#2361110


Модератор
Модератор

2182 467
Москва
4 сек. назад
Louvetau

В сухом остатке вы просто предлагаете драйвер на микросхеме HV9961(AN9961) и не более того.
PS. На будущее: следующий раз про опасность конструкции писать за вас не буду, просто сразу удалю тему.

Изменено 28.3.17 автор B_wolf
2017-03-28 добавлено 28/03/2017 18:19:08#2361124

Посетитель


86 7
Серпухов
6 мес. назад
B_wolf
большое спасибо за исправление. Вероятно теперь везде буду писать подобное. Даже на рисунках вилки что то вроде *осторожно колется*. Просто всегда предполагал что если человек умеет паять и читать схему - знание электробезопасности должно быть по определению.а если снесете тему - я не обижусь)
2017-03-29 добавлено 29/03/2017 08:27:37#2361357


Модератор
Модератор

2182 467
Москва
4 сек. назад
Louvetau
Просто всегда предполагал что если человек умеет паять и читать схему - знание электробезопасности должно быть по определению
Вы инженер по ТБ? Если нет, спросите у него при случае сколько электриков (профессионалов, работающих не один год) гибнет в России. Так что не надо хохмить над безопасностью.
Louvetau
а если снесете тему - я не обижусь)
Зачем? Вдруг кого-то эта микросхема заинтересует.
2017-03-29 добавлено 29/03/2017 12:28:17#2361423


Модератор
Модератор

2182 467
Москва
4 сек. назад
Большая ко всем просьба: далее пишем только по теме
2017-03-29 добавлено 29/03/2017 12:32:09#2361425



Аквариум и аквариумные рыбки на АКВА.ру