Зміст:
- Звідки беруться в будинку світлодіодні світильники, і як їх ремонтувати
- Пряме напруга світлодіода не повинне перевищувати 4,5
- Максимальна межа струму 30 мА
- Зворотне напруга становить 5 В
- Максимальна потужність розсіювання — 120 мВт
- Світність діода – 10000 мКд
- Світлодіодні стрічки
Не так часто потрібен ремонт світлодіодних світильників і люстр своїми руками. Припустимо, купили по дурості в FixPrice цю однооку змію, а потім мучся з нею. Спочатку виявляється, що сам світлодіодний світильник порівняно мало в порівнянні з гнучкою штангою. Коли встромляти це господарство ноутбук, створюється враження, що зараз виверне USB порт, від якого живиться це диво. Нарешті, вдається влаштуватися зручніше, і виявляється, що вся клавіатура ніяк не може бути охоплена світлодіодним світильником. А для чого він тоді потрібен? У підсумку виходить, що вигідніше не паритися, а просто взяти собі світлодіодні лампочки і без всякого сорому витрачати 20 ватт на освітлення всієї кімнати. А тепер про все детальніше.
Звідки беруться в будинку світлодіодні світильники, і як їх ремонтувати
Світлодіодні світильники хороші тим, що при відносно низькому вольтажі і малому струмі яскраво горять. Але тільки не китайські «змії», призначені для порту USB. Суть там у наступному:
Світлодіодний світильник для USB-порту
При найближчому огляді виявилося, що світлодіод білого кольору всередині з’єднаний послідовно з обмежувальним опором 20 Ом. Обидва вони виглядали злегка обгорілими, то чи забрудненим якоюсь смолою. Резистор, як це вже має бути зрозуміло, прозвонился нормально, а світлодіод запалюватися відмовився. При перевірці на харчуванні USB, а також від батарейки ефект залишився нульовим. Більш близьке знайомство з світлодіодом показало, що конструкція його дуже проста: (Див. також: Ремонт люмінесцентних світильників і люстр своїми руками)
- Металевий міст розірваний посередині з утворенням провалу. Від країв під основу світлодіода виведені дві ніжки.
- Повітря з колби відкачано.
- Через прірву перекинутий тонкий пруток за кольором, що нагадує мідний.
- Катод світлодіода фактично більше анода, саме на ньому продукується світіння по центру лінзи (у формі кулі).
У результаті можна зробити висновок про те, що герметичність світлодіода в силу якихось причин була порушена, що і стало справжньою причиною виходу з ладу пристрою. Ми б сказали, що це типова реакція окислення. Простіше кажучи – горіння. Зараз можна з упевненістю сказати, що інтенсивність світіння падала, поки світильник USB не згасло зовсім. При вивченні технічної документації аналогів (BL-L102UWC) виявилося наступне…
Пряме напруга світлодіода не повинне перевищувати 4,5
Але реальним робочим є 2,7 В. Тепер зрозуміло, що резистор грає не тільки обмежуючу роль по струму, але і одночасно утворює з світлодіодом дільник. В результаті витримуються робочі параметри. Безпосередньо опір p-n переходу світлодіода, зрозуміло, ніхто не дає, але його можна вважати непрямим шляхом з вольт-амперної характеристики. У нашому випадку, наприклад, це буде R = 2,7 / 30 мА = 2700 / 30 = 90 Ом. При харчуванні шини USB в межах 5 – 5,25 падіння напруга на нашому світлодіоді складе: U = 5 х 90 / (90 + 20) = 4,1 Ст. Це ледь-ледь укладається в допустимий діапазон. Таким чином, в нашому випадку резистор потрібно буде замінити хоча б на 90 Ом, щоб не перевантажувати елемент.
Ви, звичайно, помітили, що опір p-n переходу світлодіода вираховувалось для напруги 2,7 В. Але з якоїсь причини не можна вважати для 4,5? А тому, що нижче йде таблиця, де струм 30 мА називають максимальним. А посеред ночі ми не можемо дістати для дослідів світлодіод з магазину Chip&Dip, щоб перевірити правильність своїх припущень. Вважайте ці цифри є приблизними.
Максимальна межа струму 30 мА
Давайте тепер подивимося на струм. В Data Sheet написано, що максимальна межа становить близько 30 мА (по таблиці W – white). В імпульсі пік може перевищувати це значення в 5 разів, при коефіцієнті навантаженості циклу 0,1 (10% від періоду) на частоті 1 кГц. Це імпульсні характеристики, які в нашому випадку не мають великого значення. Але ми можемо зробити висновок, що несправності світлодіодних світильників цього роду викликані використанням занадто малого додаткового опору. Недарма там все почорніло.
Зворотне напруга становить 5 В
У таблиці зазначено, що максимальне зворотне напруга становить 5 Ст. Та деякі сайти вже виклали інформацію, що навіть тестером світлодіод можна пробити. Насправді це не зовсім так. Кожен може виміряти різницю потенціалів в режимі прозвонки, виставивши цей тестер мають чином, а для оцінки напруги застосовуючи ще один. Вольтаж зазвичай набагато нижче. Як би те ні було, установка послідовно з нашим світлодіодом резистора на 90 Ом убезпечує наш чутливий елемент від більшості гіпотетичних бід.
Максимальна потужність розсіювання — 120 мВт
Це дає нам зрозуміти, в якому режимі може працювати світлодіод. Це не означає, що можна взяти і помножити робочий струм на напругу та отримати відповідь Вт. По-перше, частина енергії перетворюється в світло, по-друге, складно порахувати, скільки саме потужності відводиться через кожух приладу в атмосферу кімнати. Зрозуміло лише одне – чим інтенсивніше буде працювати світлодіод, тим краще його потрібно охолоджувати. А як це зробити – питання десяте. (Див. також: Ремонт своїми руками світильників і люстр)
Потужність розсіювання світлового потоку
Світність діода – 10000 мКд
Світність обраного світлодіода становить 10000 мКд. Як це перевести в звичні вати лампочки розжарення або менш знайомі Лм, вказані на упаковці світлодіодних джерел світла? Перерахунок ведеться за формулою: Ф = I 2 П (1 – cos (а)), де Ф – світловий потік в Лм, I – сила світла, Кд, П = 3,14 – число Пі; а – кут половинної потужності (зрозуміло, що він буде менше 180 градусів, тому що форма площині катода обмежить тілесний кут). Ми підставили значення а = 70 градусів і отримали для нашої світності 1000 мКд значення в 11,3 Лм. Це означає, що сім десятків таких світлодіодів загальною потужністю споживання 8 Вт цілком можуть замінити собою верхнє освітлення. Насправді всередині звичайної лампочки і стоїть ціла матриця аналогічного роду елементів. Плюс такого технічного рішення в його повної безпеки. Світильники з напругою живлення 5 В можна використовувати без обмежень навіть у санвузлах, там, де змінний струм промислових параметрів зовсім заборонений.
Не рекомендується, таким чином, пробувати світлодіод відразу на порт USB, де за нормативами напруга може досягати 5,25 Ст. Найкраще використовувати звичайні батарейки на 3 або 1,5 Ст. Зверніть увагу, що на катод (знаходиться посередині, трохи крупніший, ніж анод) подається негативний полюс (сторона таблетки, протилежна гладкою). В цьому випадку струм не обов’язково обмежувати резистором, що багато в чому спрощує сам процес. Враховуючи, що за стандартом USB 3 допустимий вихідний струм складає 900 мА, на один порт можна повісити цілу гірлянду (близько 20 – 30) світлодіодів (наприклад, стрічку). Це створює широкі можливості для освітлення робочого місця або будь-якої частини приміщення.
Але межі звичайного порту можна істотно розширити, застосовуючи блоки живлення. На зразок того, що зображений на фото. Як можна бачити, на корпусі варто значення вихідного струму в 1,35 А. Це розсовує межі. Але навіщо нам все це? Якщо помножити 1,35 А на 12 В, то виходить значення близько 15 Вт потужності. Цього вистачить, щоб живити одну світлодіодну лампочку еквівалентної світності 75 Вт (точніше кажучи, для цього потрібно 10 Вт потужності живлення). А це вже готовий і безпечний світильник.
Блок живлення
Що в підсумку? Виходить, що потрібно купити новий світлодіод за ціною від третини до половини від вартості всього світильника. Це Хороший варіант? Ми вважаємо, що це огидний розклад, оскільки провід USB можна запозичити від будь старої мишки, а розмістити світлодіод так, щоб він висвітлював саме клавіатуру ноутбука. Наприклад, зміцнити його в потрібній точці за допомогою кліпси. У підсумку: не стільки ремонт світлодіодного світильника нерентабельний, скільки простіше відтворити всю конструкцію своїми руками і не купувати в FixPrice цю річ зовсім.
Ми зовсім нічого не сказали про лампочки. Це тому, що ремонт світлодіодним люстри недоцільний. Всередині цоколя стоїть цілий драйвер, трохи більш простий, ніж звичайний імпульсний блок живлення. Можете такої відремонтувати? Тоді і несправності світлодіодних світильників пощелкаете, як горішки. Лампи ламаються не так часто, щоб забивати собі голову їх відремонтувати.
Світлодіодні стрічки
Сьогодні в моді світлодіодні стрічки, і краще взагалі не доводити до їх поломки. Ми вже сказали, що p-n перехід з настільки тонкою ниткою боїться перевантаження як в прямому, так і в зворотному напрямку. Для живлення світлодіодних стрічок застосовуються спеціальні підсилювачі і адаптери. Причому для RGB різновидів система трьохканальна. Це ціла наука. Але, керуючись зазначеними вище міркуваннями, цілком можна знайти спосіб живити світлодіодну стрічку від пристрою, який ми показали на фото. Весь сенс у тому, щоб правильно розрахувати струм споживання і не перевищити напруга живлення.
Промисловий стандарт передбачає наступні значення для забезпечення енергією світлодіодних стрічок: 5, 12, 24, 36, 48 Ст. Виходячи з цього, потрібно розуміти, що у продажу можна знайти як відповідний до нашого джерела товар, так і несумісний. У зв’язку з цим наводимо розшифровку системи позначень імпортних світлодіодних стрічок. Маркування складається з таких основних груп:
Світлодіодні стрічки
- Назва: LED Strip, Light strip.
- Літерне позначення типу конструкції. Іноді замість нього ставиться клас захисту за міжнародним стандартом (ip). Це дозволяє зрозуміти, чи можна застосовувати таку світлодіодну стрічку, наприклад, у ванній кімнаті. IP65: SE – покрита тонким шаром силікону, P, PW – стрічка в силіконовій трубці; IP67: PGS – стрічка в силіконовій трубці, заповненій герметиком.
- Код виробника. Наприклад, номер серії, партії.
- Тип світлодіодів. Наприклад, SMD 3528.
- Оскільки світлодіоди бувають різні, то неодмінно вказується колір. Зазвичай у вигляді 1 – 3 латинських літер. Наприклад, PW – чистий білий (pure white); Y – жовтий (yellow); NW – натуральний білий (natural); WW – теплий білий (warm white). Фактично немає чітких нормативів, кожен виробник розшифровку робить по-своєму.
- Робоча напруга вказується у вольтах: 12 V; 24 V і т. д.
- Іноді у вигляді 2Х вказується подвійна щільність установки світлодіодів.
- Колір світіння в кельвінах: до 3000 К – теплий; 4000 До – холодні тони; понад 5000 До – лампи денного світла.
- Світність Лм на один світлодіод.
Також можуть зазначатися споживані струми світлодіодів, колір підстави стрічки, розміри матриць (мікросхем з набором світлодіодів) і деякі інші параметри. Зрозуміло, що у ванну кімнату потрібно брати захищену від води конструкцію, тоді як для вітальні зійде будь-яка. Клас IP67 легко витримає натиск дощу, стрічку, виконану згідно IP20 страшно навіть бризнути водою. Є і в ГОСТ вказівки на ступінь захисту приладів: для кожного приміщення вони свої. Клас IP не повинен бути нижче, ніж це зазначено в стандарті для даного типу розміщення.
Аналогічним чином маркується обладнання. У продажу можна знайти звичайні підсилювачі і для кольорових стрічок, пульти дистанційного управління, контролери і багато іншого. Комбінуючи, можна скласти набір з обладнання під задані параметри. Це все, що ми хотіли сьогодні розповісти про ремонт світлодіодних світильників і люстр своїми руками.