Вот уже почти год, как я начал заменять все лампы в доме на светодиодные. Результаты радовали иногда больше иногда меньше, но один случай привел меня к интересному решению.
Причина почему я взялся за светодиодную лампу
Часто ли вы или кого-то из вашей семьи невзначай опрокидывал настольный светильник? Если говорить обо мне, то довольно много раз… Поэтому, когда мой ребенок очередной раз обронил мой настольный светильник с невинным «Ой!», я сказал: «Довольно!»
Предупреждение! В люминесцентных лампах применяется ртуть, которая весьма токсична.
Если вы случайно или преднамеренно разбили такую лампу, то рекомендовано хорошо проветрить помещение, чтобы избавить его от токсичных испарений.
Я решил заменить люминесцентную лампу моего настольного светильника, на что-то более ударостойкое…
Мой светильник должен выдерживать обращение с ним 10-летнего ребенка, и вместе с тем излучать достаточно света для удобной работы за письменным столом, стабильно работать и недорого стоить. Еще пару лет назад эта проблема не имела простого решения, но теперь ответ очевиден – это светодиодная лампа.
Материалы
Я решил использовать светодиоды Cree MX6 Q5 с максимальным световым потоком 278 лм, которые остались у меня с прошлого проекта. Светодиод будет размещаться на радиаторе охлаждения размером 5 х 5 см, который был снят со старого ПК.
Для простоты я решил использовать импульсное зарядное устройство для телефона, которое обеспечит напряжением и силой тока, достаточными для работы светодиодной лампы. Для этой цели я использовал зарядное устройство нерабочего Siemens A52, с заявленным выходом напряжения 5 В и силой тока 420 мА.
Патрон старой люминесцентной лампы будет служить для защиты электроники.
Измерения
Согласно заводским характеристикам Cree MX6 Q5 может питаться от источника с максимальной силой ток 1 А и напряжением 4,1 В. Я полагал, что мне понадобится резистор с сопротивлением 1 Ом, чтобы снизить напряжение на 1 В (с 5 В, которые выдавал источник питания) до 4,1 В, потребляемые светодиодом, если только блок питания выдержит силу тока 1 А.
Чтобы проверить максимально допустимую силу тока, которую выдержит блок питания, я подсоединял к его клеммам различные резисторы, в каждом случае измеряя напряжение и подсчитывая силу тока.
Я с удивлением обнаружил, что блок питания устроен таким образом, чтобы ограничивать силу тока на уровне 0,6 А, с которой он нормально справляется. Проводя подобным образом исследования с другими телефонными зарядными устройствами, я узнал, что все они имеют ограничение на силу тока от 20% до 50% выше, чем заявлено производителем. Это имеет смысл, так как каждый производитель проектирует блок питания таким образом, чтобы он не сильно грелся, даже если питаемое устройство будет сломано, включая от короткого замыкания. И самый простой способ обеспечить это – ограничить силу тока.
Таким образом у меня был генератор постоянного тока с ограничением силы тока до 0,6 А, очень эффективный (блок питания мобильного телефона во время использования не сильно греется), с питанием непосредственно от источника переменного тока 220 В, изготовленный на заводе и очень маленьких размеров. И это просто прекрасно.
Изготовление лампы
Для начала я разобрал блок питания, чтобы извлечь внутренности и вставить их в новую лампу. Так как большинство блоков питания при сборке склеиваются, для его вскрытия я воспользовался полотном ножовки.
Чтобы плата поместилась в цоколь лампы, нужно было сделать некоторую подгонку.
Для крепления платы внутри патрона я использовал силиконовый герметик, у которого остается большое сопротивление при высоких температурах. Прежде, чем закрывать цоколь, к его крышке я прикрепил теплоотвод (при помощи шурупа), на котором фиксировался светодиод.
Результат: настольный светильник
Вот лампа в сборе. Потребление энергии не превышает 2,5 Вт, а освещение составляет 190 лм, идеально подходит для экономного и надежного настольного светильника. И все это за час работы, за исключением застывания силиконового герметика и высыхания термоклея, который использовался для фиксации светодиода на радиаторе охлаждения.
Я был так воодушевлен успехом и простотой проекта, что несколько часов спустя, у меня уже была еще одна лампа.
Результат: прихожая
Находясь под впечатлением от полученных результатов, таким же образом я продолжил замену нескольких люминесцентных ламп в моей квартире. Я представлю их, останавливаясь лишь на некоторых деталях.
Для светильника в прихожей я применил два элемента Cree MX6 Q5 с потреблением энергии 3 Вт и максимальным световым потоком 278 лм. Каждый питается от старого зарядного устройства для мобильного телефона Samsung. Несмотря на то, что производителем заявлена сила тока 0,7 А, я путем измерений обнаружил, что ограничение установлено на 0,75 А.
Закреплено все при помощи текстильной застежки (липучки), клея и пластиковых креплений для материнской платы.
Общее потребление энергии конструкцией составляет 6 Вт со световым потоком в 460 лм.
Результат: ванная комната
Для ванной комнаты я сделал светильник из Cree XM-L T6, который питался от двух зарядных устройств для мобильного телефона LG. Согласно заводским характеристикам он может производить силу тока 0,9 А, но на практике я установил, что она ограничена 1 А. Два блока соединены параллельно для общей силы тока 2 А.
Такая лампа будет потреблять 6 Вт энергии и обеспечит освещение 700 лм.
Результат: кухня
Если в случае с прихожей и ванной комнатой обеспечение минимального освещения не было слишком значимым, то с кухней другая история. Я не хотел, чтобы моя жена или кто-либо другой порезал себе палец во время приготовления пищи и обвинил в этом меня, или, что хуже, мои ненаглядные светодиодные лампы…
Для обеспечения хорошего освещения кухни я решил использовать не один, а два элемента Cree XM-L T6, с энергопотреблением каждого 9 Вт и световым потоком 910 лм. В качестве теплоотводящего элемента я использовал радиатор охлаждения от микропроцессора Pentium III, на который при помощи термоклея я прикрепил два светодиода.
Хотя Cree XM-L T6 может работать при максимальной силе тока в 3 А, производитель для стабильной работы рекомендует использовать 2 А, при которой светодиод будет излучать около 700 лм. Тестирование нескольких блоков питания показало, что в них сила тока либо не ограничена, либо ограничение превышает необходимые 2 А. Мне удалось найти источник питания, который, исходя из технических характеристик, выдает 12 В при силе тока 1,5 А. После проверок с помощью резисторов, оказалось, что сила тока ограничена 1,8 А, что весьма близко к желаемым 2 А. Отлично!
Чтобы обеспечить изоляцию радиатора и двух светодиодов, я использовал два неодимовых магнита из нерабочего DVD-привода и пластиковые крепления для материнской платы. Все зафиксировано при помощи клея и липучки.
Хотя я ожидал, что такая лампа будет производить световой поток в 1300 лм, подобно люминесцентной лампе с энергопотреблением 23 Вт, которую она заменила, я был приятно удивлен, обнаружив, что свет производимый новой лампой ощутимо ярче, и потребление энергии составляет 12 Вт – почти вдвое меньше.
Заключение
Самая классная часть данного проекта в том, что его можно осуществить, используя предметы, которые, за исключением светодиодов, почти у каждого есть под рукой.
Таким образом можно получить светодиодную лампу по цене вдвое, а то и вчетверо ниже, чем стоимость светодиодной лампы в магазине.
Надеюсь, что теперь старые зарядные устройства для мобильных телефонов будут снова полезными, а не попадут в мусорное ведро.
Спасибо за внимание!
Original article in English
