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正しいLED電球の作り方

公開日: 2021 年 5 月 2 日
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白熱電球に比べて10倍の節電ができるという理由から、職人はダイオード電球を作りたいと思うことがよくあります。これは金銭的にも非常に有利です。ただし、自分で組み立てるには、照明回路の作業経験が必要です。

まず、LED ランプの動作原理を理解し、その種類を理解する必要があります。その後、必要な材料とツールの選択を開始できます。電球を長持ちさせるには、高品質のデザイン要素のみを購入することをお勧めします。

LED電球のしくみ

LED ランプの動作は、サイズが 1 ~ 2 mm の半導体の動作に基づいています。その中には、電流を交流から直流に変換する荷電素粒子の動きがあります。ただし、チップ結晶には別のタイプの電気伝導性、つまり負の電子もあります。

LEDランプの作り方
図1 - LEDランプの動作原理。

電子の数が最も少ない側を「p型」、粒子の多い側を「n型」と呼びます。それらが衝突すると、光の粒子 - 光子 - が生成されます。システムに電力が供給されている場合、LED は光の流れを発し続けます。現代のすべての LED 電球は、この原則に基づいて動作します。

LEDデバイスの種類

特定のランプのタイプは、LED の配置によって決まります。

  • 穂軸。LEDは基板にはんだ付けされています。これにより、発光強度が増し、過熱から保護されます。
  • 浸漬ここでは、水晶は 2 つの導体に接続されており、その上に拡大鏡が取り付けられています。変更は、ガーランドや広告バナーの作成に使用されます。
  • 表面実装。放熱を改善するために、ダイオードが上に取り付けられています。これにより、電球の寸法を小さくすることができます。
  • "ピラニア。 これらは、振動に対する保護が強化された超高輝度発光ダイオードです。ほとんどの場合、それらは信頼性が特徴であるため、車に搭載されています。
Straw Hat と呼ばれる LED DIP の変種
麦わら帽子または「麦わら帽子」と呼ばれる DIP LED の変形。

最も重大な欠点は、COB の設計です。少なくとも 1 つのチップが故障した場合、それを交換することはできません。メカニズムを完全に変更するか、新しいランプを購入する必要があります。

製造に必要な材料は何か

電球を組み立てるには、次の構成要素を購入する必要があります。

  • ハウジング;
  • LED(個別またはストリップに取り付け);
  • 整流ダイオードまたはダイオードブリッジ
  • ヒューズ(燃え尽きた不要な電球がある場合は、そこから取り外すことができます);
  • コンデンサ。静電容量と電圧は、チップの数と配線図と一致する必要があります。
  • チップを取り付けるためのフレームを作成する必要がある場合は、電流を通さない耐熱材料を購入する必要があります。金属は適していないので、厚い段ボールまたは耐久性のあるプラスチックを購入することをお勧めします。

ペンチ、はんだごて、はさみ、ホルダー、ピンセットが必要です。ボール紙を使用する場合は、LED を取り付けるために液体の釘または接着剤も必要です。

LEDライトの図

LEDランプの組み立てを開始する前に、可能なスキームの1つを選択する必要があります。いくつかのオプションがあり、それらにはすべて長所と短所があります。また、ランプを作る目的にもよります。最も一般的な回路の 1 つには、ダイオード ブリッジと 4 つの LED が含まれます。

LED素子

家の中に壊れた LED ライトがある場合は、不足している部品を取り出せます。ただし、要素を移動する前に、12 ボルトのバッテリーを使用して、それらが適切に動作することを確認する必要があります。故障した部品は取り除く必要があります。これを行うには、はんだごてを取り、接点のはんだを外して、焼けたダイオードを取り外します。

LEDランプの正しい作り方
図 3 - LED 要素を備えた完成したプラットフォーム。

直列に接続されたカソードとダイオードの交番を観察することを忘れないでください。 2 ~ 3 個のチップを交換すると、焼けたチップがあった場所と同じ場所にはんだ付けできます。次に、極性を観察しながら、約10個のダイオードを一列に取り付けます。また、はんだ付けされた端が互いに接触していないことを確認する必要があります。そうしないと、電源を入れたときに短絡が発生します。

ダイオード ブリッジ コンバータの回路図

上記のように、回路には異なる方向に接続された4つのLEDが含まれています。これが、ブリッジが 220V の電流を脈動電流に変換できる理由です。同様のことが、正弦波の 2 チップ間の遷移中に発生します。

LEDランプの作り方
図4はダイオードブリッジ回路です。

逆にすると極性がなくなります。組み立て中に、コンデンサをブリッジの前のプラス出力に接続する必要があります。もう1つは橋の後ろにあるはずです。電圧変動時の平滑化機能があります。

より柔らかい輝きのための回路

マスターのタスクが、ほとんどすべての LED 電球に固有のちらつきを取り除くことである場合、スキームにはいくつかの追加要素を含める必要があります。一般に、コンデンサ、抵抗、ダイオード ブリッジを含める必要があります。

回路の開始時にネットワーク内の電圧スパイクからランプを保護するために、100オームの抵抗が設定され、400 nFのコンデンサの後にブリッジが取り付けられ、その後に抵抗が続きます。回路の最後に LED を含めます。

抵抗を使った回路

この回路は、初心者でも十分に実行できます。それに基づいてデバイスを組み立てるには、極性を考慮して、2つの12k抵抗器と、同じ数のチップが直列にはんだ付けされた回路のペアを購入する必要があります。側面のダイオードの 1 つのストリップ (R2) はアノードとして接続され、もう 1 つのストリップ (R1) はカソードとして接続されます。この回路に従って組み立てられたデバイスは、スイッチを入れた瞬間にLEDが交互に点灯するため、柔らかな光が特徴です。

LEDランプの正しい作り方
図 5 は LED ランプ用の抵抗器です。

この効果により、肉眼ではほとんど脈動が見えません。このような電球は、テーブルランプに最適です。最適な照明を得るには、20 ~ 40 個のダイオードを備えたストリップを購入することをお勧めします。それらの数が少ない場合、わずかな光束が得られます。しかし、要素が多ければ多いほど、技術的な作業は難しくなります。

製造工程

組み立ては、蛍光灯の標準ベースを基準に考えます。最初のステップは、照明器具を分解することです。すべての蛍光デバイスは、チューブ付きのプレートを介してラッチによってベースに接続されています。ここでマスターの仕事は、留め具の場所を見つけて、ナイフまたはマイナスドライバーで台座を取り外すことです。

LEDランプの正しい作り方
図 6 - 蛍光灯のベースを取り外します。

分解の際、有毒物質を含むチューブを誤って損傷しないように注意する必要があります。また、ベースに接続されている配線を損傷しないようにする必要があります。チューブの付いた上部は、LEDを取り付けるためのプレートを作るために使用されます。この目的のために、管状要素を除去する必要があります。

LEDランプの正しい作り方
図7 - 分解したランプ。

次のステップでは、プラスチックまたは段ボールのカバーが必要になります。これは、LED を絶縁するのに役立ちます。たとえば、HK6 ダイオードがランプに取り付けられている場合、それぞれに 6 つのクリスタルが並列に接続されています。最小限の消費電力で、可能な限り明るい光を提供します。

各チップを接続するには、選択したスキームに従ってプレートに2つの穴を開けます。この材料では、ダイオードをできるだけしっかりと固定できるため、重い段ボールは極端な場合にのみ使用してください。しかし、他に選択肢がない場合は、瞬間接着剤または液体ネイルで LED をベースに取り付けることができます。

例によると、デバイスは 0.5 W の 6 チップ用に設計されているため、回路には並列接続された要素を含める必要があります。 220 ボルトの電球では、ドライバーをインストールする必要があります。この段階で、短絡を避けるために段ボールまたはプラスチックで基板から絶縁することが重要です。このランプは実質的に加熱されていないため、過熱を心配する必要はありません。

LEDランプの正しい作り方
図8 - LEDランプのドライバー。

次のステップでは、アセンブリに進むことができます。標準ソケットと 220V ネットワークで動作する電球は、消費電力が低く、最大 3 ワットの電力を供給します。組み立てられたランプは、100 ~ 120 Lm の光束特性を備えています。でも白い光のおかげで明るく見えます。この製品は、パントリー、廊下の照明、またはテーブル ランプへの設置に適しています。

ランプハウジングの選択

回路を選択する前に、ランプ ハウジングを決定する必要があります。この場合、いくつかのオプションを使用できます。

  • 白熱灯のベース。
  • 自作器具;
  • ハロゲンまたは省エネランプのハウジングを使用。

マスターは後者のオプションを好みます。後者が最も簡単だからです。

省エネランプ用筐体

自分の手で作ったLEDランプのハウジングを作るには、マスターが十分な経験を持っている場合にのみお勧めします。ほとんどの場合、デザインの一部は省エネまたは白熱灯から取られています。切れた電球を分解し、変換基板を取り出します。回路は、次のいずれかの方法でインストールされます。

  1. 基地に隠されています。ペットボトルのカバーが機能します。
  2. カバーの電球の下にある穴にダイオードを配置します。
  3. ベース内に回路を配置します。この変種は、熱伝達特性の向上が特徴です。ここで、チップは既存の穴を通して接続されます。

チップを配置するには、厚紙またはプラスチックから円を切り取るだけで十分です。慎重に作業を行うと、デバイスは美的な外観になります。

白熱電球のベース

一部の職人は、白熱灯のベースである回路を取り付けることを選択します。これには重要な利点があります。マスターの組み立て後、熱交換を提供するソケットに電球をねじ込むのに問題はありません。

LEDランプの正しい作り方
図9 - 白熱灯ソケット。

白熱電球のベースには独自の欠点があります。完成したデザインは美しい外観を持たず、高品質の断熱材を作ることもできません.

ビデオを見ることをお勧めします:自分の手でLEDランプを組み立てる方法。

結論

LED ランプの自己組み立ては、ハウジングの選択から開始する必要があります。次に、ランプの種類とその目的に応じて回路を選択します。経験を積むために、初心者のマスターは、燃え尽きたLEDの交換から始めることをお勧めします。これにより、電球の設計と原理に慣れる機会が得られます。

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