Progressivement, les appareils d'éclairage passent aux lampes LED. Cela ne s'est pas produit immédiatement : il y a eu une longue période de transition avec l'utilisation de ce que l'on appelle des ampoules à décharge compactes avec une alimentation intégrée (pilote) et une douille standard E27 ou E14.
De telles lampes sont encore largement utilisées aujourd'hui, car leur coût par rapport aux sources lumineuses à LED n'est pas si « mordant ».
Bien qu'il existe un bon équilibre entre prix et efficacité (la différence de prix avec les lampes à incandescence conventionnelles s'amortit avec le temps grâce aux économies d'énergie), les sources lumineuses à décharge présentent un certain nombre d'inconvénients :
- La durée de vie est inférieure à celle des lampes à incandescence.
- Bruit haute fréquence provenant de l'alimentation électrique.
- Les lampes n'aiment pas les allumages et extinctions fréquents.
- Diminution progressive de la luminosité.
- Impact sur les surfaces proches : une tache sombre apparaît au fil du temps à la surface du plafond (au-dessus de la lampe).
- Et en général, je n’ai pas vraiment envie d’avoir un flacon contenant une certaine quantité de mercure chez moi.
Les lampes LED sont une excellente alternative. La liste des avantages est significative :
- Efficacité étonnante (jusqu'à 10 fois par rapport aux lampes à incandescence).
- Durée de vie énorme.
- Alimentations (drivers) parfaites et sûres.
- Absolument indépendant du nombre d'inclusions.
- Avec un refroidissement normal, ils ne perdent pas de luminosité pendant presque toute la durée de fonctionnement.
- Sécurité mécanique totale (même si le diffuseur décoratif est cassé, aucune substance nocive ne pénétrera dans la pièce).
Deux inconvénients :
- La direction du flux lumineux impose des exigences élevées à la conception du diffuseur.
- Pourtant, ils sont chers (nous parlons de marques de haute qualité, les produits anonymes de niveau intermédiaire sont tout à fait abordables).
Si la question du prix est réglée par le choix du fabricant, les caractéristiques de conception ne vous permettent pas toujours de remplacer simplement la lampe de votre lustre préféré. Bien entendu, il existe un large choix de lampes LED classiques en forme de poire qui s'adaptent à toutes les tailles.
Mais c’est précisément dans cette conception que réside « l’embuscade ».
Nous avons devant nous une lampe de haute qualité (en même temps relativement peu coûteuse) avec une luminosité de 1000 Lm (équivalent à une lampe à incandescence de 100 watts) et une consommation électrique de 13 W. Ces sources lumineuses LED fonctionnent pour moi depuis de nombreuses années, elles brillent avec une lumière chaude et agréable (température 2700 K), et aucune dégradation de luminosité n'est observée dans le temps.
Mais pour une lumière puissante, un refroidissement important est nécessaire. Ainsi, les 2/3 du corps de cette lampe sont constitués d'un radiateur. Il est en plastique, ne gâche pas l'apparence et est assez efficace. Le principal inconvénient découle de la conception : la véritable source de lumière est l’hémisphère situé au sommet de la lampe. Cela rend difficile le choix d'une lampe - tous les lustres en corne n'auront pas une telle lampe harmonieuse.
Il n'y a qu'une seule issue : acheter des lampes LED prêtes à l'emploi, dont la configuration a été initialement conçue pour des sources lumineuses spécifiques.
Le mot clé est acheter. Que faire de vos lampadaires, lustres et autres lampes préférés dans votre appartement ?
Il a donc été décidé de concevoir nous-mêmes des lampes LED.
Le critère principal est la minimisation des coûts.
Il existe deux directions principales dans le développement des sources lumineuses LED :
1. Utilisation de faible puissance (jusqu'à 0,5 W) LED. Vous en avez besoin de beaucoup, vous pouvez configurer n'importe quelle forme. Pas besoin de radiateur puissant (ils chauffent peu). Un inconvénient majeur est un assemblage plus minutieux.
2. Utilisation d'éléments LED puissants (1 W - 5 W). L'efficacité est élevée, les coûts de main-d'œuvre sont plusieurs fois inférieurs. Mais le rayonnement ponctuel nécessite le choix d'un diffuseur, et de bons radiateurs sont nécessaires pour mettre en œuvre le projet.
Pour les conceptions expérimentales, j'ai choisi la première option. La « matière première » la moins chère : 5 mm LED avec dispersion à 120° dans un boîtier transparent. On les appelle « chapeaux de paille ».
- courant direct = 20 mA (0,02 A)
- chute de tension aux bornes d'une diode = 3,2-3,4 volts
- couleur – blanc chaud
Une telle bonté est vendue 3 roubles pièce sur n'importe quel marché radio.
J'ai acheté plusieurs packs 100 pièces. sur Aliexpress (lien pour acheter). Cela coûte un peu moins de 1 rub. un morceau.
Comme alimentation (plus précisément, sources de courant), j'ai décidé d'utiliser un circuit éprouvé avec un condensateur d'extinction (ballast). Les avantages d'un tel pilote sont un coût extrêmement faible et une consommation d'énergie minimale. Puisqu'il n'y a pas de contrôleur PWM ni de stabilisateur de courant linéaire, l'excès d'énergie ne va pas dans l'atmosphère : dans ce circuit, il n'y a pas d'éléments avec radiateur dissipateur de chaleur.
Inconvénient : manque de stabilisation actuelle. Autrement dit, si la tension secteur est instable, la luminosité de la lueur changera.Ma prise a exactement 220 (+/- 2 volts), donc ce circuit est parfait.
La base des éléments n'est pas non plus chère.
- ponts de diodes de la série KTs405A (toutes les diodes peuvent être utilisées, même celles Schottky)
- condensateurs à film d'une tension de 630 volts (avec réserve)
- Résistances de 1 à 2 watts
- condensateurs électrolytiques 47 mF à 400 volts (vous pouvez prendre une plus grande capacité, mais cela dépasse le cadre de l'économie)
- de petites choses comme une planche à pain et des fusibles sont généralement dans l'arsenal de tout radioamateur
Afin de ne pas inventer un boîtier avec une cartouche E27, nous utilisons des femmes de ménage grillées (une autre raison de les abandonner).
Après avoir soigneusement (dans la rue !) retiré le flacon contenant de la vapeur de mercure, vous vous retrouvez avec une excellente pièce pour la créativité.
La base des bases est le calcul et le principe de fonctionnement d'un pilote de courant avec un condensateur d'extinction
Un schéma typique est présenté dans l'illustration :
Comment fonctionne le système :
La résistance R1 limite la surtension lors de la mise sous tension jusqu'à ce que le circuit se stabilise (environ 1 seconde). Valeur de 50 à 150 Ohm. Puissance 2 W.
La résistance R2 assure le fonctionnement du condensateur de ballast. Premièrement, il le décharge lorsque l’alimentation est coupée. Au minimum, pour éviter d'être choqué en dévissant l'ampoule. La deuxième tâche est d'éviter une surtension dans le cas où la polarité du condensateur chargé et la première alternance de 220 volts ne coïncident pas.
En fait, le condensateur d'amortissement C1 constitue la base du circuit. C'est une sorte de filtre actuel. En sélectionnant la capacité, vous pouvez définir n'importe quel courant dans le circuit. Pour nos diodes, elle ne doit pas dépasser 20 mA à la tension secteur maximale.
Ensuite, le pont de diodes fonctionne (après tout LED - ce sont des éléments avec polarité).
Le condensateur électrolytique C2 est nécessaire pour empêcher la lampe de scintiller. LED n'ont aucune inertie lors de l'allumage et de l'extinction. Par conséquent, l’œil verra un scintillement d’une fréquence de 50 Hz. Soit dit en passant, les lampes chinoises bon marché en sont coupables. La qualité du condensateur est vérifiée à l'aide de n'importe quel appareil photo numérique, même un smartphone. En regardant les diodes allumées à travers une matrice numérique, vous pouvez voir des clignotements, impossibles à distinguer à l'œil humain.
De plus, cet électrolyte offre un bonus inattendu : les lampes ne s'éteignent pas immédiatement, mais avec une noble atténuation lente jusqu'à ce que la capacité soit déchargée.
Le condensateur d'extinction est calculé à l'aide de la formule :I = 200*C*(réseau 1,41*U - U led)
I – courant de circuit résultant en ampères
200 est une constante (fréquence du réseau 50 Hz * 4)
1,41 – constante
C – capacité du condensateur C1 (extinction) en farads
Réseau U - tension réseau estimée (idéalement 220 volts)
LED U – chute de tension totale aux bornes LED (dans notre cas – 3,3 volts, multiplié par le nombre d'éléments LED)
Sélection de la quantité LED (avec une chute de tension connue) et la capacité du condensateur d'extinction, il est nécessaire d'atteindre le courant requis. Il ne doit pas être supérieur à celui spécifié dans les spécifications LED. C'est la force du courant qui permet de réguler la luminosité de la lueur, et inversement proportionnelle à la durée de vie des LED.
Pour plus de commodité, vous pouvez créer une formule dans Excel.
Le circuit a été testé plusieurs fois, le premier exemplaire a été assemblé il y a presque 3 ans, il fonctionne dans une lampe de cuisine, il n'y a eu aucun dysfonctionnement.
Passons à la mise en œuvre pratique des projets. Cela n'a aucun sens de discuter du nombre d'éléments LED et de la capacité des condensateurs dans les circuits individuels : les projets sont individuels pour chaque lampe. Calculé strictement selon la formule.Le circuit ci-dessus pour 60 LED avec un condensateur de 68 microfarads n'est pas seulement un exemple, mais un véritable calcul pour un courant dans le circuit de 15 mA (pour prolonger la durée de vie des lumières).
Lampe LED dans un lustre
Nous utilisons la cartouche éviscérée de la femme de ménage comme logement pour le circuit et la structure de support. Dans ce projet je n'ai pas utilisé de breadboard, j'ai assemblé le driver sur une cocarde en PVC de 1 mm d'épaisseur. Il s'est avéré que c'était juste la bonne taille. Deux condensateurs - en raison du choix de la capacité : le nombre requis de microfarads n'a pas été trouvé dans un élément.
Un pot de yaourt a été utilisé comme boîtier pour loger les éléments LED. Dans la conception, j'ai également utilisé des chutes de feuilles de PVC expansé de 3 mm.
Après assemblage, il s'est avéré soigné et même beau. Cette disposition de la douille est associée à la forme du lustre : les cornes sont dirigées vers le haut, vers le plafond.
Ensuite, nous plaçons les LED : selon le schéma, 150 pcs. On perce le plastique avec un poinçon, frais de main d'oeuvre : une soirée complète.
Pour l'avenir, je dirai : la matière du boîtier ne s'est pas justifiée, elle est trop fine. La lampe suivante était fabriquée à partir d’une feuille de PVC de 1 mm. Pour lui donner une forme, j'ai calculé le balayage du cône pour les mêmes 150 diodes.
Il s'est avéré moins élégant, mais fiable et conserve parfaitement sa forme. La lampe est complètement cachée dans le bras du lustre, donc l’apparence n’est pas si importante.
En fait, l'installation.
Il brille uniformément et ne fait pas mal aux yeux.
Je n'ai pas mesuré les lumens, mais c'était plus lumineux qu'une lampe à incandescence de 40 W, un peu plus faible qu'une lampe à incandescence de 60 W.
Lampe LED dans un plafonnier plat pour la cuisine
Un donateur idéal pour un tel projet. Toutes les LED seront situées dans le même plan.
Nous dessinons un modèle et découpons une matrice pour accueillir les éléments LED. Avec ce diamètre, une feuille plate de PVC sera déformée. J'ai donc utilisé le fond d'un seau en plastique contenant des mélanges de construction.Il y a une nervure de raidissement le long du contour extérieur.
Les diodes sont installées à l'aide du poinçon habituel : 2 trous selon le marquage.
La lampe est conçue pour 120 éléments LED, répartis en 2 groupes de 60 pièces, pour la fiabilité du circuit. Nous fabriquons 2 drivers identiques.
Nous les montons sur des entretoises diélectriques au verso.
Pour fixer le disque, nous installons un podium PVC au centre.
Nous accrochons la lampe au plafond, l'allumons - tout fonctionne.
Pour évaluer la luminosité : dans les coins se trouvent 4 lampes LED de marque IKEA, d'une puissance lumineuse de 400 Lm chacune.
Lampe LED pour la salle de bain
C'est aussi un projet facile à mettre en œuvre. Nous extrayons le contenu de la lampe, installons une matrice de 30 LED et le driver correspondant.
La lumière est douce, uniforme, largement suffisante pour cette « pièce ».
Lampe de bureau
Un capuchon déodorant s'utilise comme un corps.
La cartouche E27 provient traditionnellement d'une femme de ménage brûlée.
La mallette peut accueillir 55 personnes LED.
Il s'est avéré compact et soigné.
Dans la lampe de table, « l’installation » ressemble à la sienne.
Et il brille en toute confiance.
L'enfant, inspiré par le succès de son père, a demandé un rétroéclairage pour son bureau d'ordinateur. Une sorte de boîte élégante a été trouvée dans laquelle tenait le conducteur.
J'ai utilisé un décodeur câble comme boîtier. Taille du profil : 10*10 mm.
Pour que la lumière ne frappe pas les yeux, mais soit dirigée de haut en bas, la structure est placée sur un coin de 25 mm de côté, en PVC blanc.
Résultat:
Tous les travaux sont réalisés à partir de composants qui ne coûtent pratiquement rien. De plus, c'est une excellente occasion de mettre en pratique vos compétences en radio.
