Светодиодная панель своими руками

Идея замены обычных ламп на альтернативные источники света не является совершенно новой. Ранее энергоэффективные лампы уже успешно использовались в качестве альтернативы. Они обеспечивали освещение, предлагали выбор цвета и оттенка, и были экономичнее накаливания. Однако, сейчас существует еще более эффективный вид освещения, который превосходит энергоэффективные лампы.

Светодиодное освещение: за и против

Светодиоды появились в продаже и получили широкое распространение не вчера. По мере совершенствования технологий они все прочнее укрепляются в быту, как полноценные осветительные приборы. Если несколько лет назад они играли роль не более, чем светящихся индикаторов, то сегодня уже можно говорить о них, как о полноценном заменителе обычных ламп освещения. В чем их преимущества? Если бегло ответить на этот вопрос, то сразу видно, что:

• светодиодное освещение экономнее в 20 раз по показателю
• освещаемая площадь/мощность;
• компактность;
• долговечность работы – производители диодов говорят о 110 000 часов работы;
• устойчивость к смене температур и механическим повреждениям;
• экологичность;
• отсутствие ультрафиолетового излучения.
  

При всей своей заманчивости, светодиоды до сих пор так и полностью не заменили стандартного освещения. Вероятно, у них есть и недостатки:

• высокая стоимость и длительность полной окупаемости;
• своеобразный спектр излучения;
• узконаправленный свет от одного светодиода;
• необходимость в дорогих источниках питания и системах охлаждения.

Но главным недостатком является полное игнорирование государством и поставщиками энергии светодиодного освещения. Вполне естественно, это очень ударит по их карману. Нет никаких льгот, никаких поощрительных мер для перехода на новый вид освещения. Потому все расходы на эксперименты в этой области ложатся на наши плечи. Раз так, нам не привыкать. Светодиодная панель своими руками изготовленная и протестированная, помогут нам на личном опыте оценить работу этого прибора как для обычной подсветки, так и для потолковой типа Армстронг.

Устройство светодиодной панели

Перед тем, как собрать LED-панель, ознакомимся с ее устройством и попутно узнаем о технических характеристиках деталей и комплектующих. Устройство светодиодной панели сходно по конструкции с LED-телевизором или монитором. Заводские панели бывают с торцевой подсветкой и прямой.

Отличие их в том, что при торцевой подсветке светодиоды расположены по периметру панели и направлены внутрь ее, а матовая поверхность пластика рассеивает свет. Панели с прямой подсветкой устроены так, что светодиоды расположены на задней стенке панели и направлены вперед, а свет рассеивает все та же матовая поверхность. Но в любом случае, для того, чтобы изготовить панель, нам будут необходимы:

• яркие светодиоды;
• блок питания и управления (драйвер);
• радиатор охлаждения;
• корпус;
• рассеивающая панель.

Светодиоды

Мы сможем использовать светодиоды двух видов – мощные и маломощные. Они отличаются конструктивно и по цене. Мощные светодиоды гораздо проще в монтаже и один такой светодиод на 1 Вт, заменяется на 15 менее мощных 5 миллиметровых или smd-светодиодов.

Поскольку принцип изготовления один, а пайки и монтажных работ с маломощными светодиодами гораздо больше, то остановимся на мощных. По принципу монтажа они делятся на выводные и поверхностные, но в этом случае нам удобнее всего будет воспользоваться именно выводными светодиодами мощностью в 1 Вт. Разницу в этих приборах мы постарались отобразить на рисунках, из которых понятны их устройство и принцип монтажа.

Источник питания

Без источника питания нам не удастся запустить устройство. Поэтому для долгосрочного использования панели нам нужен хороший и правильно рассчитанный драйвер тока. Выбрать есть из чего – они бывают в корпусах и без них, с гальванической развязкой и без нее. Выглядят они следующим образом:

Мы выбираем исполнение без корпуса, так как он меньше по размерам и его легче будет вписать в любую конструкцию.

Поскольку мы будем использовать одноваттный светодиод, то драйвер нам понадобится на 300-350 мА. На маркировке блока питания указано количество диодов, которое можно к нему подсоединить. Если маркировки нет – не проблема посчитать. Напряжение каждого диода около 3 вольт, поэтому если драйвер на 10 В, то диодов к нему можно подключить целых три.

Радиатор

Радиатор, правильно подобранный, также важен, как и драйвер. Если наши светодиоды станут перегреваться, то срок их службы медленно, но уверенно будет подходить к критической точке. Поэтому, чтобы потом не разбирать всю панель, лучше поставить правильный радиатор сразу.

Расчет радиатора очень прост – на каждый одноваттный диод нужен радиатор из алюминия, представляющий собой квадрат 50х50х1 мм. При увеличении толщины охлаждающие качества радиатора не улучшатся, так как охлаждает не объем, а площадь. Не стоит использовать алюминий от компьютерных радиаторов, так как их теплоотводящие свойства очень низки – они рассчитаны на работу вентиляторов.

LED-модуль

Теперь соберем первый модуль, из которых будет состоять наша панель. Для его сборки нам будут нужны три светодиода на 1 Вт и драйвер для них, кусок алюминия толщиной 1 мм и длиной 6 см, двухсторонний скотч, но обязательно теплопроводящий.

Скотч должен быть обязательно теплопроводящий, иначе алюминиевый радиатор не сможет забирать тепло от диодов. Отрезаем полоску и, протерев поверхность алюминия, наносим скотч. Обезжириваем нижнюю поверхность светодиодов и садим их на место – на полоску скотча, который уже прочно сидит на полоске алюминия, строго соблюдая полярность – плюс одного диода должен быть напротив минуса другого.

Залудим контакты для упрощения процесса пайки, но проследим, чтобы скотч не прогорел. Для этого слегка отогнем контакты светодиода. Теперь спаиваем светодиоды последовательно при помощи любой жилки от любого провода. Когда сам модуль готов, можем подключать его к драйверу – соблюдая полярность, припаиваем выводы от драйвера к нашему модулю. В результате должна получиться подобная конструкция:

Теперь подключаем наш модуль к сети питания и оставляем его в рабочем состоянии на несколько часов для проверки. Если тест показал, что модуль не сильно нагревается, можно монтировать его в любой корпус и использовать по прямому назначению.

Светодиодная панель собирается из таких модулей, как изготовили только что мы. Поэтому вариантов конфигурации панели может быть бесконечное множество – от банального четырехугольника, до самых замысловатых футуристических форм. Главное – фантазия и терпение. А результат не заставит себя ждать.