Часть 2
Часть 1
3. Подбор материалов и реализация
Так как с самого начала я принципиально перед собой ставил задачу построить светильник из самых дешёвых комплектующих, то изначально использование драйверов не предполагалось. Вместо них – «копеечная» схема последовательного соединения светодиодов до достижения суммарных 220 вольт, с элементарным выпрямлением тока при помощи диодного моста, стабилизацией тока одним резистором, и компенсацией 100-герцового мерцания одним электролитическим конденсатором. Такая схема используется в драйверах китайских новогодних гирлянд. В итоге – стоимость светильника можно фактически свести до цены светодиодов и теплопроводящего клея. Но не каждый сможет, и захочет возиться со всеми этими схемами. В конце концов, я тоже пришёл к выводу, что проще, надёжнее и незначительно дороже всё же использовать готовые драйвера, в которых уже на порядок успешнее решены все задачи стабильной работы светодиодов.
Но это было позже, а вначале были куплены резисторы-диоды-конденсаторы и по сотне самых дешёвых обычных одноваттных светодиодов тёплого и холодного белого свечения (1 грн./шт.). Их светоотдача 100…110 люмен на ватт. Это в полтора-два раза выше, чем у люминесцентных ламп. Обычно каждый отдельный светодиод монтируется на отдельный штампованный радиатор-звезду с шестью токопроводящими изолированными площадками. Его контакты припаиваются в одно из трёх пространственных положений. В таком виде светодиод и используется.
Светодиоды и радиаторы-звёзды
Светодиод, смонтированный на радиаторе-звезде
Стоимость такого радиатора-звезды соизмерима со стоимостью самого светодиода, а теплорассеивающая способность этого радиатора весьма ограничена. Значительно выгоднее и эффективнее, в плане рассеивания излишнего тепла, использовать в качестве радиатора сразу алюминиевую пластину толщиной 2 мм.
Алюминиевая пластина в качестве радиатора
Не смотря на возможность максимально разместить на моём светильнике 220 одноваттных светодиодов, мною было принято решение размещать на нём только 140 штук. Причина этому проста: изначально я предполагал использовать не драйверы заводского изготовления, а схемы последовательного соединения светодиодов до достижения суммарных 220…230 вольт. Один светодиод, независимо от его мощности, потребляет 3,2 вольта, последовательно соединённые 70 светодиодов – 224 вольта. Используя две такие цепочки, получаем светильник мощностью 140 Ватт. Можно было бы использовать схему 70 светодиодов × 3 цепочки = 210 Ватт, но учитывая светоотдачу светодиодов, новый светильник должен был и так с лихвой перекрыть плотность светового потока старого светильника, а излишне увеличивать потребление электричества не хотелось. Ещё одним аргументом в пользу уменьшения мощности светильника послужила особенность теплички – герметичность, как следствие – пониженная циркуляция воздуха, следовательно – пониженная эффективность рассеивания тепла радиатором светильника, и в дополнение к этому – расположение самого светильника буквально всего в 2 см от потолка, что ещё сильнее уменьшает эффективность теплоотдачи радиатора. Соответственно – снижение мощности светильника снижало риск перегрева и последующей деградации светодиодов.
Поэтому прямо на пластину были приклеены теплопроводящим клеем (20 грн.) две параллельные цепочки светодиодов. Перед этим у светодиодов предварительно были отогнуты и выпрямлены контакты – во избежание замыкания их с пластиной-радиатором. Расстояния между светодиодами по длине светильника – 4,3 см, по ширине – 5 см. Далее контакты светодиодов последовательно спаялись кусочками тонких проводов. Работа несколько монотонная и кропотливая, но ничего сложного в ней нет.
Затем была спаяна простенькая схема подключения (или иначе – самодельного драйвера) в сеть каждой из двух цепочек по 70 светодиодов:
Продолжение следует