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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Lâmpada LED para geladeira. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / iluminação Hoje, surgiram à venda muitos LEDs brilhantes de vários tipos, que permitem fazer lâmpadas de iluminação a partir deles. Por exemplo, nos artigos [1] e [2], seus autores compartilham sua experiência na fabricação das lâmpadas mais simples para um patamar, compostas por dois LEDs. As vantagens indiscutíveis dessas lâmpadas são eficiência, durabilidade, baixo custo e capacidade de fabricação em apenas algumas horas. Caso seja necessária uma lâmpada mais avançada, sua fabricação está descrita no artigo [3]. Gostaria de compartilhar minha experiência na área de fabricação de lâmpadas LED. Uma lâmpada muito boa para a geladeira pode ser feita à noite. Aliás, sua vida útil será maior que a do próprio refrigerador, pois os LEDs não têm medo de acendimentos frequentes em baixas temperaturas. Essas lâmpadas podem ser usadas não apenas em geladeiras, mas também em máquinas de costura, fornos de micro-ondas e lâmpadas diversas. Para evitar problemas na instalação da lâmpada LED fabricada na geladeira, suas dimensões não devem ultrapassar as dimensões da lâmpada incandescente 230 V 15 W, que ela substituirá. Optou-se por utilizar LEDs ASS28-WW120B21 tamanho 3528 (3,5x2,8 mm) para montagem em superfície. As dimensões de uma lâmpada incandescente podem acomodar 60 desses LEDs. Sua tensão operacional é de 3,2...3,4 V a uma corrente de 20 mA. Isso significa que um circuito de LEDs conectados em série precisará ser alimentado com uma tensão de cerca de 180 V. Apenas cerca de 40...50 V terão que ser extintos pelo resistor, e a potência dissipada nele não excederá 1 C. Naturalmente, em vez dos LEDs acima, você pode usar qualquer um disponível para montagem em superfície, não sendo necessário saber exatamente sua corrente nominal e tensão de operação. Para calcular a resistência e a potência do resistor de extinção, basta determinar aproximadamente a tensão na qual uma corrente de 8...10 mA flui através do LED e ele brilha com brilho suficiente usando uma fonte de alimentação ajustável. Se você usar LEDs comuns com pinos para soldar em um orifício, apenas algumas peças caberão nas dimensões permitidas. Quase toda a tensão da rede deverá ser extinta com um resistor. Isso aumentará significativamente a potência dissipada pelo resistor, portanto, será necessário aumentar o tamanho deste resistor e da própria lâmpada. Neste caso, a lâmpada pode não caber no local que lhe é atribuído e o “fogão” da geladeira não é totalmente adequado. O circuito da lâmpada é mostrado na fig. 1. A corrente medida através dos LEDs quando ligados foi de 6,5 mA, aumentando para 8 mA após alguns minutos de operação, o que é mais da metade da corrente operacional máxima permitida. Mas mesmo com esta corrente, o brilho da lâmpada resultante é visualmente muito maior do que o das lâmpadas incandescentes de 15 W. A cor do brilho da lâmpada LED com os LEDs indicados é azulada. Na minha percepção subjetiva, é muito mais adequado para uma geladeira do que a luz amarelada e opaca de uma lâmpada incandescente comum.
Agora descreverei em detalhes a tecnologia pela qual a lâmpada LED foi feita. Pegamos uma lâmpada incandescente de 230 V 15 W com defeito, embrulhamos em papel e quebramos o bulbo de vidro. Limpamos a superfície lateral interna da base dos restos de vidro e cola com que o frasco foi colado. Ao mesmo tempo, tentamos não alterar o formato da base - ela deve permanecer redonda. É necessário trabalhar com muito cuidado para não se cortar com cacos de vidro e de preferência com óculos de segurança para não ferir os olhos com cacos. Em seguida, colamos o acessório mais simples. De qualquer folha sólida de 2 ... 3 mm de espessura (getinax, textolite ou outro plástico), recortamos três partes: um quadrado de 50x50 mm de tamanho e dois retângulos de 5 ... 10 mm de largura e 50 mm de comprimento. A placa quadrada servirá de base. Colamos placas retangulares paralelamente com um espaço de cerca de 2,8 mm entre elas. Estas são as guias entre as quais colocaremos os LEDs. A folga deve ser mantida para que os LEDs nela colocados possam ser movidos com pouco esforço. É mais conveniente utilizar adesivo hot melt para montar o acessório, pois enquanto ele esfria a posição das guias pode ser ajustada. Colocamos dez LEDs entre as guias com a saída do ânodo do próximo firmemente à saída do cátodo anterior. Para LEDs no pacote 3528, o terminal catódico está localizado no canto chanfrado do pacote. Em seguida, aplicamos uma gota de fluxo neutro em cada par de terminais de contato e soldamos com um ferro de solda de baixa potência. Você precisa soldar rapidamente para não superaquecer os LEDs. É aconselhável verificar a tira acabada aplicando-lhe uma tensão constante de 30 ... 32 V, observando a polaridade. Todos os LEDs devem estar acesos. No total, fazemos seis tiras, cada uma com dez LEDs conectados em série. Em seguida, colocamos as tiras em paralelo para que próximo ao terminal positivo da primeira delas haja um terminal negativo da segunda, e ao lado do positivo da segunda - o menos da terceira, e assim por diante e conecte-as por de solda. Obtemos um módulo com dimensões de 35x18 mm a partir de 60 LEDs conectados em série. Soldamos segmentos de terminais dos antigos transistores MP25, MP26, MP38-MP42 aos terminais livres do primeiro e do último (sexagésimo) LED. Os terminais desses transistores são feitos de uma liga que é um bom condutor de eletricidade, mas um mau condutor de calor. Claro, você pode usar um fio de montagem de núcleo único comum, mas existe a possibilidade de que no momento de soldar a saída na placa ele seja soldado do LED. A seguir, do textolite laminado de um lado, recortamos uma placa de 20 mm de largura e 45 mm de comprimento. Ao mesmo tempo, estreitamos uma das bordas estreitas da placa com uma largura de cerca de 17 mm por um comprimento de 5 mm - com esta borda a placa será inserida na base da lâmpada incandescente. Ajustamos esse tamanho, lixando gradativamente a tábua com uma lima de agulha e experimentando constantemente na base. É necessário garantir que a placa seja inserida na base com esforço perceptível e firmemente fixada nela. Não deve ser colado, pois após aparafusar a lâmpada na tomada do refrigerador, a posição da placa deverá ser corrigida girando-a em relação à base para direcionar a luz para o compartimento do refrigerador. Após o encaixe da placa na base, colocamos nela o módulo de LED fabricado pelo lado onde não há folha, marcamos os furos para suas saídas e perfuramos. Em seguida, recortamos os condutores impressos na folha que conectam o módulo LED, a ponte de diodos e os resistores de extinção de acordo com o diagrama de circuito da lâmpada. Os furos para as conclusões da ponte VD1 e dos resistores R1, R2 não são perfurados, mas soldados à "sobreposição" de folha. Você pode instalar um capacitor de óxido de suavização com capacidade de 10 ... 20 μF a 400 V em paralelo com o módulo LED, mas isso não dá um aumento perceptível no brilho dos LEDs (verifiquei), e sua cintilação em uma frequência de 100 Hz na ausência de um capacitor é imperceptível aos olhos. Em vez da ponte KTs407A, são adequados quaisquer quatro diodos com uma tensão reversa permitida de pelo menos 300 ... 400 V e uma corrente retificada de pelo menos 50 mA. Com um fio trançado isolado, conectamos o terminal livre da ponte de diodos à parte aparafusada da base, e os terminais livres dos resistores R1 e R2 ao seu contato central. Os fios que vão até a base devem ter uma pequena margem de comprimento para que seja possível girar a placa em relação à base para ajustar a lâmpada após a instalação no refrigerador. A lâmpada montada é mostrada na fig. 2.
Antes de aparafusar o cartucho na geladeira, verificamos a lâmpada sobre a mesa. Com uma instalação sem erros, acende imediatamente após conectar-se à rede. Se a lâmpada não acender, estamos procurando um erro. Geralmente esta é a polaridade errada de ligar um ou mais LEDs ou conectar uma ponte de diodos a um módulo de LED. Concluindo, aparafusando a lâmpada no cartucho do refrigerador, corrigimos a direção do fluxo luminoso girando a placa na base. Neste caso, deve-se ter cuidado, pois não é seguro tocar nas partes condutoras de corrente da lâmpada, que estão sob tensão da rede elétrica. Para proteger contra choques elétricos acidentais durante o funcionamento da lâmpada, é necessário fazer um invólucro para sua placa a partir de uma folha de poliéster, amplamente utilizada para embalagens blister de diversos produtos, ou outro plástico transparente semelhante. Tomemos um pedaço uniforme de folha de material selecionado para o invólucro com espessura de 0,3 ... 1 mm e dimensões de pelo menos 80x60 mm. Vamos desenhar nele um paralelepípedo de 21 de largura, 14 de espessura e 40 mm de altura com um marcador para escrever em CDs. Não se esqueça de providenciar válvulas para colagem nos lugares certos. Para uniformizar as dobras, empurramos suas linhas com as costas da faca. Se o material for grosso (cerca de um milímetro), é melhor cortar os pontos de dobra com uma profundidade de cerca de um terço da espessura. Depois de recortar o desenvolvimento, dobraremos o paralelepípedo e colaremos. É melhor usar uma pistola térmica para isso, então o processo de colagem demorará um mínimo de tempo, a colagem ficará transparente e terá um aspecto limpo. Colocando o invólucro resultante na placa, fixe-o com duas gotas de cola quente. O tempo de fabricação do invólucro por este método é de 15...20 min. A segunda versão do invólucro, mostrada na fotografia da Fig. 3, feito a partir de uma caixa de bombons “tic-tac”, muito populares e vendidos em todas as lojas, pavilhões e barracas. Suas dimensões são ideais para fazer um invólucro. A caixa precisa ser cortada no comprimento de 40 mm, depois fazer apenas dois cortes, uma dobra e uma colagem - e o invólucro está pronto. O tempo de fabricação desta versão da caixa é ainda menor - 5...10 min.
Os resistores de extinção são escolhidos de forma que a corrente através dos LEDs seja quase metade da permitida, para que os LEDs não tenham medo de flutuações na tensão da rede no sentido de aumentar. E uma ligeira diminuição do brilho com uma diminuição da tensão da rede não desempenha nenhum papel na iluminação da câmara do refrigerador. Porém, com uma lâmpada incandescente, quando a tensão de alimentação é reduzida, o brilho também diminui. O brilho da lâmpada fabricada pode facilmente ser quase duplicado reduzindo a resistência dos resistores de extinção (é melhor selecioná-los empiricamente). Mas não vale a pena aumentar a corrente através dos LEDs para mais de 15 mA, caso contrário, com o aumento da tensão da rede, pode ultrapassar 20 mA. A lâmpada, claro, não vai queimar, já que a porta da geladeira não fica aberta por muito tempo, mas cada sobrecarga vai reduzindo gradativamente a vida útil dos LEDs. Literatura
Autor: A. Karpachev
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