פנס עשה זאת בעצמך: עיצוב ועיקרון הפעולה, בחירת לדים

תאורה חיצונית בחושך היא לא רק מרכיב חשוב בנוחות של משקי בית שונים, אלא גם מרכיב הכרחי במערכת האבטחה. לארגון תאורת חוץ משתמשים לרוב בפנסים, המאירים שטחים גדולים ומשתתפים בהארת מבנים. פלטפורמות מסחר מציעות מגוון רחב של מוצרים כאלה, אבל זה לא יהיה קשה לעשות פנס LED במו ידיך.

היקף ומכשיר

המילה "זרקור" הושאלה מהשפה הלטינית. מילולית פרוג'וס פירושו נזרק קדימה. מושג זה מובן כמכשיר שפולט אור על ידי חלוקה מחדש ומיקוד האנרגיה הנראית של מקור קרינה הנמצא בתוכו. אב הטיפוס הראשון של מכשיר כזה פותח על ידי הממציא האיטלקי לאונרדו דה וינצ'י, ולראשונה הוא נוצר על ידי המכונאי-ממציא הרוסי איבן פטרוביץ' קוליבין.

המכשירים המדוברים שימשו במקור להתקנה על מגדלורים., אזורים מוגנים ובתעשיית הסרטים. הם השתמשו במנורת ליבון בעוצמה גבוהה כמקור אור. העיצובים היו מובחנים על ידי: ממדים גדולים, יעילות נמוכה, חימום מוגבר.

עם התפתחותם של התקני מוליכים למחצה והופעתם של נוריות LED בעלות הספק גבוה, החל עידן חדש של תאורת הצפה. בשל העיצוב הלא יומרני והשימוש החסכוני באנרגיה, הם החלו לשמש לא רק במתקנים תעשייתיים ועירוניים, אלא גם במשקי בית פרטיים.

כיום ניתן למצוא אותם על חזיתות של מבני מגורים ומנהלה שונים., מנהרות, גשרים. הם מאירים אנדרטאות, כרזות, שבילים, כניסות ויציאות.

עיצוב מכשיר

לפי העיצוב שלו, פנס LED אינו מכשיר מורכב. הוא יכול להשתמש בדיודה פולטת אור חזקה אחת (LED), או בקבוצה מהן. לקיבוע המכשיר על משטחים שונים, נעשה שימוש בסוגר אשר ברוב המקרים מהווה חלק בלתי נפרד מהמכשיר.

ניתן להבחין בין האלמנטים העיקריים הבאים המרכיבים את העיצוב של פנס LED:

• מִסגֶרֶת;
• מערכת פליטת אור;
• נהג.

במהלך פעולת המכשיר, בנוסף לפליטת קוונטות האור, משתחררת גם אנרגיה תרמית. לכן, כדי להגן על אלמנטי הפולט והבקרה של הפנס, גוף המוצר עשוי מחומר קל משקל מוליך חום. בעיקרון, המארזים עשויים מאלומיניום ודוראלומין, אך למכשירים בעלי הספק נמוך זה יכול להיות גם מפלסטיק.

מודול האור מיוצר על בסיס COB (שבב-on-board) או מטריצה ​​של נוריות SMD. הסוג הראשון הוא הנפוץ ביותר, שכן הוא תוכנן במיוחד ליצירה אור כיווני, בעוד שלשני, על פי היצרנים, יש משך זמן ארוך יותר עֲבוֹדָה.

המהות של טכנולוגיית COB היא שימוש במצע קרמי שעליו מונחים גבישים פולטים ללא מסגרת. מעליהם מונחת שכבת זרחן. גישה זו במהלך הייצור מאפשרת לך להפחית את עלות המוצר ולקבל זוהר אחיד, שבו נקודות בודדות של הגבישים כמעט בלתי נראות.

הספק של מטריצת COB יכול להגיע למאה וואט, וגוף קירור מבוצע היטב מאפשר השגת תפוקת אור מעשית של 100-150 לומן לוואט. חיי השירות של מטריצה ​​כזו, על פי היצרנים, הוא כ-30 אלף שעות פעולה. טכנולוגיית COB מטריקס היא צעירה, היא הופיעה רק בשנת 2010 וממשיכה להתפתח בקצב מהיר.

מטריצות SMD הן קבוצה של נוריות LED המוצבות על מצע אלומיניום. בדרך כלל, ההספק של אלמנט אחד כזה אינו עולה על שני וואט. המספר הרב של נוריות הלד הממוקמות קרוב זו לזו מאפשר תאורה ממוצעת של 110 לומן לוואט. חיי השירות המוצהרים שלהם מגיעים ל-50 אלף שעות. תכונה של זרקורים עם מטריצת SMD בהשוואה למטריצה ​​בודדת היא שטף אור גבוה יותר. זה נובע מהעובדה ששבבי LED עם יחס של יותר מ-1 W ל-0.9 lm אינם משמשים בפנסים חד-מטריקסים.

עקרון הפעולה

עבודת הזרקור מבוססת על התכונה של צומת p-n לפלוט אור בספקטרום הנראה לעין האנושית. כאשר מופעל מתח על אלמנט רדיו בתוכו, נושאי המטען עוברים דרך אזור המגע של שני חומרים בעלי מוליכות שונה. כתוצאה מכך, המטענים מתנגשים, ומתעורר תהליך, המלווה בפליטת קוונטות אור.

הפרמטר העיקרי של הפולט הוא זרם הפעולה שלו. כלומר, זהו הכוח שלו שבו מתרחש תהליך הרקומבינציה. מצב הטמפרטורה של המכשיר תלוי בערכו. חימום גבוה של אלמנט הרדיו מוביל לפירוקו וכישלונו. לכן, חשוב להגביל את כמות הזרם המסופק למכשיר האור, במילים אחרות, את מתח האספקה. לשם כך, לוח אלקטרוני משמש - נהג.

כאשר המקרן מופעל לרשת מתחלפת של 220 וולט, המתח דרך מסופי המגעים מסופק למנהל ההתקן, בו הוא מתוקן ומופחת לערך הרצוי. ואז, ממנו, האות מגיע למקור האור. מיקוד שטף הקרינה מתבצע על ידי עדשת Fresnel או רפלקטור. כדי למנוע לחות ואבק להיכנס לתוך המודול, המארז מטופל בחומרי איטום סיליקון. קירור של אלמנטים רדיו מתרחש באופן טבעי עקב החורים ועיצוב גוף הקירור.

מאפיינים של זרקורים

היתרונות של פנסי LED הם קלות ההתקנה שלהם, היעדר חומרים מזיקים, מידות קטנות ומשקל. שטף האור מאופיין באחידות ואחידות הזוהר. לסוג זה של תאורה אין פעימות או הבהוב. המכשירים עמידים בפני רעידות ויכולים לפעול בטמפרטורות הנעות בין מינוס 70 ועד פלוס 45 מעלות.

זה לא משנה אם אתה קונה זרקור בחנות או בונה אותו בעצמך, המאפיינים העיקריים שלו כוללים:

1. כוח שטף זוהר. פרמטר זה מגדיר את האור המקסימלי שהמכשיר יכול לתת.
2. מיקוד הזוהר. מציין את זווית הפיזור של האור. אם זווית ההתפצלות של האור גדולה, אז יותר שטח מואר, אבל כמות האור תהיה פחותה.
3. בִּטָחוֹן. מכיוון שהמכשיר מופעל בחוץ, הוא חשוף כל הזמן לסביבה. לכן, חשוב מאוד להגן על הפנס מפני אבק, לחות או חומרים וחפצים אחרים שנכנסים לתוכו.
4. עיבוד צבע. פרמטר זה תלוי בסוג הפולטים המשמשים. מתאר כיצד נראים חפצים טבעיים תחת אור המכשיר.
5. טמפרטורת צבע. תלוי בסוג הנוריות בשימוש. הוא האמין כי הצבע הנוח ביותר עבור העין האנושית נמצא בטווח של 2200-3000 K.
6. תְזוּנָה. המאור דורש אנרגיה חשמלית כדי לפעול. לכן, הנפוצים ביותר הם מכשירים הפועלים על רשת מתח חילופין של 220 וולט. אבל לאחרונה, מכשירים שמשתמשים באנרגיה שנצברת על ידי פאנלים סולאריים לעבודתם הפכו פופולריים.
7. פונקציות נוספות. לעתים קרובות יצרנים מציידים את הפנסים שלהם בחיישנים שונים המגיבים לשינויים שונים. לדוגמה, זה יכול להיות חיישני אור או תנועה.

ייצור עצמי

אין בעיה לקנות זרקור לד בחנות, אבל זה יהיה הרבה יותר זול ונעים להרכיב אותו במו ידיכם. למעשה, עם הגישה הנכונה, הכנת סוג זה של תאורה בעצמך אינה קשה במיוחד, בהתחשב בכך שאתה יכול לקנות כל מה שאתה צריך בשביל זה בחנויות. הנה רשימה של מה שאתה צריך כדי לבנות זרקור:

• מַחֲזִירוֹר;
• גוף ואלמנטים לחיבורו;
• מטריצת פליטת אור;
• נהג;
• חוטים;
• איטום או דבק.

חלק מהחומרים יהיה צורך לקנות, בעוד שאחרים יכולים להיעשות מאמצעים מאולתרים או אפילו להסיר ממכשירים מיותרים ישנים.

מערך פולטים ודרייבר

ישנם שלושה סוגים של נוריות. נורות LED לבנים בהירים במיוחד על מצע מתכת או LED משמשים עבור הזרקור. פולטים המיוצרים במארזים גליליים מפלסטיק עם סוגי סיכות אינם מתאימים לייצור של זרקורים חזקים.

ברגע שנרכש המספר הדרוש של נוריות או מכלולי דיודה להשגת הכוח הנדרש, התקנתם על המצע מתחילה. מכיוון שהפולטים מתחממים מאוד במהלך הפעולה, תצטרך להרכיב אותם על הרדיאטור. אתה יכול לקחת כל צלחת אלומיניום או נחושת כמו זה. וגזור ממנו את הגודל הנדרש, או שאתה יכול להשתמש ברדיאטור מוכן ממחשב או ציוד אחר.

עבור נוריות SMD, חורי הרכבה בדרך כלל אינם מסופקים, ולכן הם מודבקים לרדיאטור באמצעות דבק מוליך חום. לאחר שכל האלמנטים מודבקים, יהיה צורך ליצור מגע חשמלי ביניהם. לשם כך, באמצעות פיסות חוט, כל הפולטות מחוברות במקביל או בסדרה זה לזה על ידי הלחמה.

אם משתמשים במספר גדול של נוריות, אז זה הגיוני להשתמש בחיבור מקביל לסדרה. לשם כך נוצרים ענפים המורכבים ממספר שווה של נוריות עם נגד מגביל מותקן בסדרה. החישוב שלו פשוט: מתח ה-LED מופחת ממתח האספקה ​​ומחולק בזרם המרבי המותר.

הערך האחרון מוגדר כסכום הזרמים של כל אלמנט בענף. ברגע שמתבצע חיבור אלמנטי הרדיו, קודחים חור במקום נוח על הרדיאטור שדרכו מועברים זוג חוטים. חוט אחד מולחם לפלוס המשותף של הנוריות והשני למינוס. בצד האחורי נוצר שוליים של כארבעה סנטימטרים המאפשרים הלחמה חופשית של הדרייבר.

בהתאם למספר הנוריות, תצטרך לייצר או לרכוש יחידת אספקת חשמל עם המתח הנדרש כדי להצית אותן. כדי לעשות זאת, אתה צריך לדעת את המאפיינים של נוריות בשימוש.

עבור פנס הספק בינוני, אתה יכול להשתמש בספקי כוח למטרות כלליות עם זרם אדוות פלט של עד שני אמפר ומתח גבוה ב-3-5 וולט מהמתח הקדמי של הדיודות. כדי למנוע עליות מתח שעלולות להוביל לשריפת LED, יש לייצב את הנהג. ניתן לעשות זאת באמצעות מעגלים משולבים: LM317, LM350 ו-LM338.

הרכבת האלמנטים יחד

ברגע שהנהג עם המטריצה ​​יהיה מוכן, תצטרך להחליט על המקרה שבו כל האלמנטים יכולים להתאים באופן חופשי. כמו כן, אתה יכול להשתמש בכל מכשיר מיותר מתאים בגודל. למשל, ספק כוח למחשב, זרקור ישן עם נורה. ואתה יכול לעשות את זה בעצמך, אבל זה ידרוש כישורי מנעולן.

במקרה זה, עליך לספק מיד את האפשרות של הצמדת המקרה לקירות או לתקרה. רדיד מזון רגיל מתאים כמשקף, ובמקום זכוכית מגן אפשר להשתמש בפלסטיק שקוף, למשל, מקופסת תקליטורים.

כל האלמנטים ממוקמים בצורה מסודרת באמצע. כדי לאבטח אותם, הכי קל להשתמש לא מחברים מושחלים, אלא, למשל, מגהצים או דבק. אבל במקרה של תיקונים כאשר האלמנטים מודבקים לגוף, פירוק המכשיר יהיה מסובך באופן משמעותי. הפלוס מהנוריות מולחם לפלוס של הדרייבר, והמינוס לחוט המשותף. מחבר לחיבור לרשת 220 וולט או סתם זוג חוטים מוצג על המארז.

נעשה מתג בדיקה. אם הזרקור עבד כשעה, וטמפרטורת החימום שלו לא עלתה על 50-60 מעלות, אז אתה יכול בביטחון לאטום את התיק ולהתחיל לשמוח על היצירה העצמית התקן.