Бесконтактное питание светодиодов при помощи кулера: оригинальное решение

О безконтактном питании светодиодов на лопастях кулера

Некоторые соображения относительно пассивных тепловых конструкций, т.е радиаторов для светодиодов, для обеспечения хорошего управления температурой при работе светодиодов высокой мощности включают в себя:

Клей обычно используется для склеивания светодиодов и платы, а также платы и радиаторов. Использование теплопроводящего клея может дополнительно оптимизировать тепловые характеристики.

Радиатор

Радиаторы обеспечивают путь для прохождения тепла от светодиодного источника к внешней среде. Радиаторы могут рассеивать энергию тремя способами: проводимость (передача тепла от одного тела к другому), конвекция (передача тепла от твердого тела к движущейся жидкости, которая для большинства применений СИД будет воздухом) или излучение (передача тепла от двух тел различных температур поверхности через тепловое излучение ).

  • Материал – Теплопроводность материала, из которого сделан радиатор, напрямую влияет на эффективность рассеивания за счет теплопроводности. Обычно это алюминий , хотя медь может использоваться с преимуществом для плоских радиаторов. Новые материалы включают термопласты, которые используются, когда требования к теплоотдаче ниже, чем нормальные, или сложная форма получит преимущество от литья под давлением, а также решения из натурального графита, которые обеспечивают лучшую теплопередачу, чем медь, с меньшим весом, чем алюминий, плюс возможность формования в комплекс. двумерные фигуры. Графит считается экзотическим решением для охлаждения и имеет более высокую стоимость производства.
  • Форма – Термический перенос происходит на поверхности радиатора. Поэтому радиаторы должны иметь большую площадь поверхности. Эта цель может быть достигнута путем использования большого количества мелких ребер или увеличения размера самого радиатора.

Зависимость теплопроводности радиатора для светодиодов от формы

Хотя большая площадь поверхности приводит к лучшей эффективности охлаждения, между ребрами должно быть достаточно места, чтобы создать значительную разницу температур между ребром и окружающим воздухом. Когда ребра стоят слишком близко друг к другу, воздух между ними может стать почти такой же температуры, как ребра, так что передача тепла не произойдет. Следовательно, большее количество ребер не обязательно приводит к лучшей производительности охлаждения.

  • Отделка поверхности – тепловое излучение радиаторов является функцией отделки поверхности, особенно при более высоких температурах. Окрашенная поверхность будет иметь большую излучательную способность, чем яркая, неокрашенная. Эффект наиболее заметен в плоских радиаторах, где около трети тепла рассеивается излучением. Кроме того, идеально плоская область контакта позволяет использовать более тонкий слой термопласта, что уменьшит тепловое сопротивление между радиатором и светодиодным источником. С другой стороны, анодирование или травление поверхности контакта также уменьшает тепловое сопротивление.
  • Способ монтажа – крепления радиатора с помощью винтов или пружин часто лучше, чем обычные зажимы, теплопроводящий клей или клейкая лента.

Для теплообмена между светодиодными источниками мощностью более 15 Вт и радиатором рекомендуется использовать материал теплопроводности интерфейса с высокой теплопроводностью (TIM), который создаст тепловое сопротивление на границе раздела ниже 0,2 К / Вт. В настоящее время наиболее распространенным решением является и материал с фазовым переходом , который наносится в виде твердой прокладки при комнатной температуре, но затем превращается в густую желатиновую жидкость, когда она поднимается выше 45 ° C.

Особенности охлаждения мощных светодиодов

Как указывалось ранее, обеспечить эффективный отвод тепла от светодиода можно при помощи организации пассивного или активного охлаждения. Светодиоды мощностью потребления до 10 вт целесообразно устанавливать на алюминиевые (медные) радиаторы, так как их массогабаритные показатели будут иметь приемлемые значения.

Применение пассивного охлаждения для светодиодных матриц мощностью 50 Вт и более становится затруднительным; размеры радиатора составят десятки сантиметров, а масса возрастёт до 200-500 грамм. В этом случае стоит задуматься о применении компактного радиатора вместе с небольшим вентилятором. Этот тандем позволит снизить массу и размеры системы охлаждения, но создаст дополнительные трудности. Вентилятор необходимо обеспечить соответствующим напряжением питания, а также позаботиться о защитном отключении светодиодного светильника в случае поломки кулера.

Каким бы ни был радиатор, он способен обеспечить хороший, но не самый лучший тепловой контакт с подложкой светодиода. Для снижения теплового сопротивления на контактируемую поверхность наносят теплопроводящую пасту. Эффективность её воздействия доказана повсеместным применением в системах охлаждения компьютерных процессоров. Качественная термопаста устойчива к затвердеванию и обладает низкой вязкостью. При нанесении на радиатор (подложку) достаточно одного тонкого ровного слоя на всей площади соприкосновения. После прижима и фиксации толщина слоя составит около 0,1 мм.

Читайте также:
Самоделка своими руками из стандартного тюбика от герметика

А зачем он нужен?

Наравне с другими полупроводниковыми приборами светодиод не является идеальным элементом со 100% коэффициентом полезного действия (КПД). Большая часть потребляемой им энергии рассеивается в тепло. Точное значение КПД зависит от типа излучающего диода и технологии его изготовления. Эффективность слаботочных светодиодов составляет 10-15%, а у современных белых мощностью более 1 Вт её значение достигает 30%, а значит, остальные 70% расходуются в тепло.

Каким бы ни был светодиод, для стабильной и продолжительной работы ему необходим постоянный отвод тепловой энергии от кристалла, то есть радиатор. В слаботочных led функцию радиатора выполняют выводы (анод и катод). Например, в SMD 2835 вывод анода занимает почти половину нижней части элемента. В мощных светодиодах абсолютная величина рассеиваемой мощности на несколько порядков больше. Поэтому нормально функционировать без дополнительного теплоотвода они не могут. Постоянный перегрев светоизлучающего кристалла в разы снижает срок службы полупроводникового прибора, способствует плавной потере яркости со смещением рабочей длины волны.

Как закрепить светодиод

Существует два основных способа крепления, рассмотрим оба из них.

Первый способ – это механический. Он заключается в том, чтобы прикрутить светодиод саморезами или другим крепежом к радиатору, для этого нужна специальная подложка типа «звезда» (см. star). К ней припаивается диод, предварительно смазанный термопастой.

На «пузе» у светодиода есть специальный контактный пятачок диаметром как сигарета типа slim. После чего к этой подложке припаиваются питающие провода, и она прикручивается к радиатору. Некоторые светодиоды поступают в продажу уже закреплённые на переходной пластине, как на фото.

Второй способ – это клеевой. Он пригоден как и для монтажа через пластину, так и без неё. Но метал к металлу крепить не всегда получается, чем приклеить светодиод к радиатору? Для этого нужно приобрести специальный термопроводящий клей. Он может встречаться как в хозяйственной, так и в магазине радиодеталей.

Выглядит результат такого крепления следующим образом.

Что влияет на яркость ленты

Насколько яркой будет светодиодная лента при подключении к источнику питания, влияет несколько факторов:

  1. Габариты лед-кристалла.
  2. Плотность расположения светодиодов.
  3. Честность производителя.

Существует несколько типоразмеров лэд-элементов, применяемых в самых ярких моделях светодиодных лент, и все они различаются по светимости:

  1. Уровень яркости – не более 5 Лм. Применяются, как правило, в качестве дополнительного освещения, например, для декора потолка, шкафа-купе или рабочей площади стола.
  2. 5050, 5055, 5060. Уровень светимости у таких лед-кристаллов достигает порядка 15 Лм, чего уже достаточно, чтобы использовать светодиодные полоски на их основе, как самостоятельные светильники. Мотка изделия достаточно на 7-9 кв. метров помещения.
  3. Показатель яркости достигает значения почти в 30 люмен. Кроме того, поток света, создаваемый лентой на их основе, отличается узконаправленностью и большей мощностью. 5-метровый рулон расходуется на 11-13 м2 комнаты.
  4. 5630 или 5730. Диоды этого типа отличаются самым ярким показателем светимости – до 75 Лм. Светодиодные ленты на их основе служат основным источником освещения в местах с просторным помещением – магазинах, выставках, залах.

Показатель плотности размещения диодов также влияет на уровень яркости светодиодной ленты. Например, изделия на базе лед-кристаллов 3528 степень светимости варьируется в следующих соответствующих пределах (количество лед – светимость в люменах):

  1. 60 – 300.
  2. 120 – 600.
  3. 240 – 1200.

Как уже отмечалось, далеко не все производители идут честным путем, но пытаются сэкономить на комплектующих путем уменьшения или замены основных компонентов. При одинаковых внешних характеристиках и цене подделка будет отличаться в худшую сторону от оригинала яркостью, сроком службы и общим эксплуатационным качеством.

Читайте также:
Интересная министойка/штатив для микрофона своими руками

Решаем проблему охлаждения

Маломощные светодиоды, например: 3528, 5050 и им подобные отдают тепло за счёт своих контактов, да и мощность у таких экземпляров гораздо меньше. Когда мощность прибора возрастает, появляется вопрос отвода лишнего тепла. Для этого применяют системы пассивного или активного охлаждения.

Пассивное охлаждение – это обычный радиатор, выполненный из меди или алюминия. О преимуществах материалов для охлаждения ходят споры. Достоинством такого типа охлаждение является – отсутствие шума и практически полное отсутствие необходимости его обслуживания.

Установка LED с пассивным охлаждением в точечный светильник

Активная система охлаждения – это способ охлаждения с применением внешней силы для улучшения отвода тепла. В качестве простейшей системы можно рассмотреть связку радиатор + кулер. Преимуществом является то, что такая система может быть значительно компактнее чем пассивная, до 10 раз. Недостатком — шум от кулера и необходимость его смазки.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

29 марта 2017

Приветствую, дорогой читатель!

В этой статье мы расскажем, как нам удалось из обычных китайских вентиляторов сделать крутые, оснащенные эффектной светодиодной RGB-подсветкой. Если быть точнее, то мы использовали не совсем обычные, а Jonsbo, о которых ты возможно уже читал в наших предыдущих статьях. Но чтобы повторить весь изложенный далее процесс, ты можешь взять любые, которые оборудованы прозрачными или полупрозрачными лопастями, а также имеют зазор для установки лопастей или щель вдоль корпуса (как в нашем случае).

Кроме самих вентиляторов для данного DIY-проекта нам потребовались:

  • специальная светодиодная RGB-лента WS2812B;
  • контроллер SP105E Magic Controller, с помощью которого будет осуществляться управление RGB подсветкой. Особенность данного контроллера заключается в наличии возможности управлять им с мобильного телефона по протоколу Bluetooth;
  • набор 3-pin и 4-pin парных разъемов (штекер+гнездо), которые будем использовать для организации питания вентиляторов и LED-подсветки. Мы взяли 3-pin, так как у нас не было в наличии 2-pin; для данных разъемов;
  • провод. Мы использовали специальный провод в силиконовой оплетке, предназначенный для питания светодиодов, но подойдет и обычный телефонный;
  • печатная плата для монтажа тестовых схем;
  • черная изолента, чтобы замаскировать светодиодную ленту;
  • из основных инструментов для работы нам понадобились только паяльник и кримпер.

Сборка

В первую очередь определяемся, как нужно подключать кабель к контроллеру. Ниже приведено изображение используемого нами контроллера.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Разъем “GND” предназначен для минусового контакта, “VCC”- плюсового, а “DAT” отвечает за передачу данных. То есть, в кабеле, идущем от светодиодной ленты нужно задействовать только три контакта. А четвертый при этом будет использоваться для передачи требуемой информации между несколькими RGB-лентами, чтобы их работа была синхронной.

Теперь паяем сплиттер. Его печатная плата должна иметь такое вид.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Что касается контактов, то к 1 и 2 мы припаяли два кабеля – плюс и минус, которые используются для питания самих вентиляторов, при этом контакт отслеживания скорости нам не нужен. К контактам 3-6 припаяно 4-pin коннекторы:

  • 3 – это плюс (VCC);
  • 4 – для передачи информации (DAT);
  • 5 – минус (GND);
  • 6 – для передачи данных с обратного конца ленты на контакты второго вентилятора. На фото видно, что 6 контакт нужно соединить с контактом 4 второй ленты. Если ты будешь паять сплиттер на три и больше вентиляторов, то схема соединения будет аналогичной.

После того, как сплиттер готов, обжимаем все провода клеммами. Для питания двух вентиляторов с подсветкой нам понадобилось всего 8 проводов. Теперь приступаем непосредственно к подсветке. Для этого отрезаем два одинаковых куска светодиодной ленты. Очень важно, чтобы количество светодиодов в обеих лентах было одинаковым. Исходя из размеров нашего вентилятора нам потребовались ленты на 26 светодиодов.

Далее припаиваем провода к контактам на ленте. К одному концу три провода (плюс, минус, передача данных), а к противоположному – один (к среднему контакту, для передачи данных с другого конца ленты). При этом не важно, с какой стороны паять провода.

Читайте также:
Мастерим устройство для сушки обуви самостоятельно: оригинальное решение

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

После этого монтируем кабеля с клеммами в штекеры согласно тому, как мы припаяли контакты на сплиттере, то есть [минус]-[данные]-[плюс]-[данные к следующему вентилятору].

Перед монтажом лент на вентиляторы желательно их протестировать. Собираем всю систему и проверяем функционирование через мобильное приложение.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Все работает. Можно приступать к завершающему этапу – монтировать ленты на вентиляторы. В нашем случае предварительно нужно было избавиться от имеющихся в кулерах светодиодов. Для этого мы сняли небольшую крышку и удалили светодиоды, закрепленные термоклеем.

После этого прикрепляем светодиодные ленты по периметру вентилятора и закрываем все черной изолентой. Для качественного моддинг проекта, конечно, изоленту не стоит использовать, а лучше применить акрил, но в нашем случае и этого было достаточно.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Теперь ты знаешь, как легко из обычных китайских вентиляторов сделать качественный и красивый RGB кулер.

Супер крутые RGB кулера своими руками c RGB ленты WS2812B

Надеемся, наше руководство поможет тебе самому это сделать. Детальнее весь процесс ты можешь посмотреть в приложенном к статье видео.

Правильное питание светодиодов для ленивых чайников! За 20р и 10 минут! Плавный розжиг в подарок! :-)

Недавно хвастался, что от китайских братьев пришла первая посылочка.

Упаковали вполне прилично, конверт с пупыристой пленкой, да и сам пакетик был замотан огрызком такой пленки — выглядел как из помойки, но свои функции выполнял исправно :)

К сожалению, китайские товарищи умеют работать руками и умеют торговать, но вот что они делают и продают знают не всегда, поэтому приходится сначала брать “кота в мешке” по догадкам, а потом разбираться с этим самостоятельно. В описании лота сами все прочтете, у продавца спрашивать конкретику бесполезно — он сам знает только то что в описании лота, т.е. не больше вашего :) Да и знал бы — не сказал, кроме “бест фо ю и чипест!”. Ну такие они вот, что с ними сделаешь? Я месяц прожил в Шанхае, работал, общался и торговался с ними — забавные ребята.

Чего это и зачем?

Это светодиодный драйвер для встраивания в лампочки MR16. Драйвера эти бывают разных конфигураций по мощности и числу светодиодов.

MR16 это тип цоколя лампы. Такие колокольчики которые вы можете встретить в подвесных потолках. Собственно вон те рожки и есть “папа” этого цоколя.
3x3W (а так же 1x3W, 3x1W, 5x2W и т.п.) это конфигурация драйвера. Например, под 3x1W подразумевается что драйвер предназначен для питания 3 светодиодов мощностью 1 ватт. Но к этому мы еще вернемся.

А при чем тут автомобили?

В автомобиле, устанавливая светодиодные лампы, подсветки и прочий модный лед-тюнинг нельзя цеплять светодиоды напрямую, так как бортовая сеть совсем не тот источник питания который вашему лед-тюнингу обеспечит спокойную и долгую жизнь в течении положенных 50 000 часов (около 6 лет), если машина не сгниет быстрее. К тому же хочется всяких фишек типа плавного розжига, регулировки яркости и т.д. К этому мы тоже вернемся. Конечно можно и нужно обойтись токоограничивающим резистором (извините что отошел от линии чайника), местами даже встроенными в ленты и цоколи, но они не дают достаточной защиты.

В общем не важно, для чего и кто придумал эту штучку, важно что она нам подходит для наших целей.

Две ножки-гвоздика — это вход питания. Один цепляется на плюс, другой на массу. Какой куда не важно, поэтому они не отмечены, так как в схеме предусмотрен диодный мост (четыре пластиковых кирпичика возле ножек) который защищает все от переполюсовки и переворачивает питание как надо. Хотя изначально он задумывался еще и для того чтобы можно было подключить лампу не только к источнику постоянного напряжения, но и переменного.

Два провода с другой стороны паяются к ленте или диодам. Белый паяется на минус, красный (в виду экономии китайцами красителей — розовый) паяется на плюс.

Вот собственно и все подключение.

Опять о конфигурации

Читайте также:
Фиксатор для полена: делаем своими руками

Диоды питаются током, а не напряжением. С напряжением у них все просто — они его “роняют”. Светодиоды обычно примерно на 3.6в. Т.е. если на первый светодиод подать 12в, то следующему достанется уже 12-3.6=8.4в, следующему 8.4-3.6=4.8в и т.д. до тех пор пока ничего не останется. Светодиоды до которых дошло напряжение меньше минимального просто не будут светиться.

Число 3 в “3x1W” просто означает что напряжения на выходе хватает примерно на 3 диода. 3.6в это округленно 4 в, а 3*4=12в — напряжение автомобильной бортсети. Поэтому если нам надо запитать 12в светодиодную ленту — это то что нам нужно. Конфига 1x это примерно 4-5в на выходе — если вам надо запитать один сверхмощный диод, например Cree Q5 или XL, то это то что нужно.

В принципе, светодиоды, как и любые диоды, выдерживают очень большие перегрузки по напряжению при наличии стабилизатора тока. Так как их убивает именно чрезмерный ток — они перегреваются. Поэтому можно ограничиться покупкой только конфиги 3х, тем более что реально она не ровно 12в, эти данные я приведу ниже. И к тому же в них более мощные компоненты, а это повышает надежность.

Разберемся теперь с мощностью. Как я говорил выше — диоды питаются током. Чрезмерный ток их убивает. Вот задача этого драйвера как раз и состоит в том, чтобы следить за тем, чтобы ток на выходе не ушел за заданные пределы. Закон Ома учили? Мощность это ток умножить на напряжение. 3W/3.6в=0.83А. Или 830мА. Китайская мощность :) На самом деле конфигу задет резистор в схеме, что приводит к выдаче нужного тока. По токам конфиги 650мА (3 ватта), 450мА (2 ватта) и 350мА (1 ватт). Так что зная каким током питаются ваши диоды — вы выбираете нужную конфигу в китайских ваттах. Но это еще не все! Имея острый глаз и тонкий паяльник — ток можно переконфигуить, заменив резистор на нужный. И не только так. Но об этом дальше.

Вы можете найти такой девайс на старшем брате алиэкспресса — алибабе. Так как там тусуются производители в основном — у них очень хорошо в табличках представлены возможные серийные конфиги которые они выпускают.

Ну что? Не пора ли чайникам закипеть?

Все что было сказано до этого вполне достаточно для того, чтобы использовать данный полезный девайс не вникая в тонкости. Это будет в 1000 раз лучше, чем совсем без него по любому. Далее я начну кипятить мозги (не зря же свои вскипятил?) тем, кто хочет стать продвинутым чайником, как я :)

Взлом кота
При написании поста ни один кот, включая моего Кузю, не пострадал!

Еще до получения посылки, разглядев скудные фотки китайских девайсов я порылся в гугле на предмет того, как сейчас модно делать промышленные драйвера, какие чипы используются и какая схема по набору деталей (диоды, резисторы, индуктивность, конденсатор и микросхемка) соответствует той, что видно на картинке.

Естественно, оказалось, что каждый уважающий себя производитель чипов выпускает такие дравера и схемы включения в общем-то похожи. NCL30105, NCP3065, DR3062, TPS92550, LM311… в общем дофига всего… и у всех свои тонкости и характеристики.

Поэтому как только получил посылку, первым делом попытался разглядеть название чипа и нарыть по нему инфу. Самое сложное было разглядеть название. Размер чипа пара миллиметров, размер символов на нем около полумиллиметра.

Воружившись лампой, фотокамерой телефона настроенной на 8-кратный зум и макрорежим…

CL6807! Хм… не попадалось… Гуглим и находим даташит: akizukidenshi.com/download/ds/chiplink/CL6807.pdf. Вот те и на… китаец :) И как они это любят, на официальном сайте вместо даташита черте что: www.chiplink-semi.com/productview.aspx?pid=64.

Но не суть. Железяка полностью соответствует типовой схеме из даташита. При чем железяки продавали с параметрами питания 12в и макс мощностью 3 ватта, т.е. 650мА. А что мы видим в даташите? CL6807 — 30V 1A LED driver with internal switch. Хм… с хорошим запасом! Может что другое слабовато? Из полупроводников только 5 кубиков SS14. Вот даташит на них: www.datasheetcatalog.org/…3otx125tzrrfsqo9xdk3y.pdf — это диоды Шотки 40V 1A. Так что выходит, что железяка может разгоняться до 1А тока и работать при напряжении на входе до 30 вольт. А если учесть, что стабилизаторы тока можно включать паралельно и при этом токи складываются, парочкой таких можно запросто запитать даже 10 ваттный Cree XL T6, а мощнее него пока ничего не придумали.

Читайте также:
Очень простой мощный усилитель своими руками без больших трат

С параметрами мощности разобрались.

Что же из прочих вкусностей там заготовлено?

— На выходе встроен полевой транзистор. Это хорошо.
— При напряжении менее 7в чип отключается. Зря…
— А вот защиты от перенапряжения, как у американских у него нет. Плохо.
— И отключения при перегреве нет. Опять наэкономили.
— Защиты от короткого замыкания в нагрузке нет. Плохо.
— Защита от обрыва нагрузки на выходе есть. Ну хоть это не порезали!
— Есть поддержка димминга и не только ШИМ-сигналом, но и аналоговым! Это хорошо.
— Зато есть поддержка плавного розжига. Да… дешевые эффекты это в китайском стиле :) Но пожалуй за это драйвовчане готовы простить слабости в защите :)

Чего это там про плавный розжег? Это где?

В даташите сказано, что для увеличения времени розжига (изначально оно почти нулевое) необходимо добавить конденсатор по вкусу между выводом ADJ (нижняя правая нога на чипе) и GND (нижняя средняя нога). Т.е. припаиваем сверху подходящий конденсатор и вуаля! Время розжига соответствует времени необходимому для полной зарядки конденсатора. Т.е. чем выше емкость — тем дольше разгорается.

Этим же выводом ADJ происходит гашение диодов — при подаче сигнала уровня ниже 0.4в чип выключится, сигнал 0.5в до 2.5в работает как аналоговый диммер от 0% до 100% яркости. Ну и ШИМ сигнал там тоже воспринимается по частоте 500Гц это 100% яркость. В общем управлять яркостью и включением можно как угодно, все зависит от фантазии. Можно от магнитолы в такт музыки сделать, можно от фотоэлемента яркость в зависимости от освещенности и т.д. Главное научиться держать паяльник :)

И опять к конфигурации. Сколько вешать в граммах?

Ток на выходе программируется резистором. Он на схеме один — Rs. Формула приведена в даташите: Ioutnom = 0.1/Rs. Т.е. Rs = 0.1/Ioutnom.

Кто внимательно разглядывал фотки — наверняка как и я заметили что на железке 2 резистора, а на схеме один. И номиналы не в кассу (330 и 300), не по формуле. А это еще один китайский прикол. На 3W конфигу 650мА поставили два паралельных резистора фактически заменив один двумя номиналами в 2 раза выше. Зачем? Да очень просто — один не припаял или выпаял и получил без проблем самую популярную конфигу в 350мА (1W). Удобно :) Здесь токи я написал так, как это любят делать китайцы — “как-то так”. Более точные значения оставляю вычислять вам, как упражнение :)

Доклад окончен :)

С 10 вечера до 3 часов ночи писал. Теоретическую часть изложил. Дальше будет уже по результатам работы с паяльником.

Светлый угол – светодиоды

Суть:
Приобрёл в магазине(интернет alled) модуль Rubicon-U 3 x 3HP2C , к нему драйвер HG-2234 220 В, 3х2 Вт, 460-500 мА. На страничке модуля написано, что При токе свыше 350 мА требует установки на металлическое основание , поэтому купил R32 Алюминиевый профиль 10см. Как раз по размеру модуля. Получается пассивное охлаждение, но хватит ли этого? Думаю поставить сверху на радиатор 70мм кулер(от компа) 12в 0,08А.
Теперь вопрос: могу ли я запитать этот кулер от светодиодного драйвера, подключив его паралельно с ЛЕД-модулем?
Будет ли всё нормально работать? И правильно ли я понимаю, что в этом случае с.диоды получат на 80 мА меньший ток? или я чего-то не понимаю?

Читайте также:
Ворота для мини футбола

Еще раз извините за такие вопросы, это наверно азы науки , но жизнь увела меня по совершенно другому пути, никак не связанному с законами Ома и пр.
Заранее спасибо.

karabas394 Светильник
Сообщений: 97 Зарегистрирован: 01 июл 2012, 22:10 Откуда: Москва Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 1 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kulibin » 02 июл 2012, 00:20

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

karabas394 » 02 июл 2012, 01:00

Это радует.
А всё же если с “пропелером”? Можно подключить как я писал выше и чем это чревато? Хочу понять что получится с распределением тока между диодами и вентилятором. Тускнее будут светить диоды или вентилятору не хватит тока, непонимаю. И потянет ли драйвер. Интересуюсь на будущее. Если не сложно, объясните пож-ста.
Сейчас взял этот”конструктор” так сказать на пробу. Посмотреть, пощупать и мне нравится. В мыслях наполеоновские планы
Сегодня часа 3 читал форум, пока элементарные(для вас) вещи, но кое какое представление вырисовывается. Теперь надо поспать, что бы переварить эту информацию

karabas394 Светильник
Сообщений: 97 Зарегистрирован: 01 июл 2012, 22:10 Откуда: Москва Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 1 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kayot » 02 июл 2012, 01:07

немного откусит
поэтому не стоит
пассивки хватит выше крыши
или снизить ток до 350
тогда и пассивку не надо
а зачем кулер то ? (или приятно слушать шум воздуха в тишине?)
если да то вешайте я думаю ничего не сгорит

все что сделал человек-можно починить
даже самого человека

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

karabas394 » 02 июл 2012, 02:06

немного это сколько? по идее вентилятор возьмет именно 0,08А, правильно? Или тут как то по другому считать? меня вот это интересует.

Вентиляторами заморачиваюсь по другому вопросу. За счет вентилятора можно уменьшить размер радиатора, логично? Отсюда габариты и масса готового “изделия” естественно выигрывает. Опять же радиатор надо покупать, чем больше тем дороже, а вентиляторов у меня в изобилии от 25 до 120мм
Плюс ко всему вент. можно пустить через термореле, будет включаться только в “аварийном” режиме(типа в комнате +40с). Одновременно активно охлаждая радиатор и уменьшая ток на диоды.
Извиняюсь если коряво объяснил, не знаю (надеюсь пока) всех терминов и умных слов

karabas394 Светильник
Сообщений: 97 Зарегистрирован: 01 июл 2012, 22:10 Откуда: Москва Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 1 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

ilkose » 02 июл 2012, 04:28

В одной конструкции у меня работает кулер, подключен парралельно двум светикам- те идет на него около 7 вольт, на глаз не заметно более тусклое свечение этих светодиодов, но не все кулеры запускаются от 7 в, возможно придется подключать к 3м светикам.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kulibin » 02 июл 2012, 07:12

Потребляемый вентилятором ток зависит от модели, поэтому навскидку не скажешь. Можете подключить и посмотреть, ничего страшного не произойдет. А вообще кулерная тема интересна, но только если стоит задача сделать малогабаритный, но мощный истояник света. В быту такая задача возникает редко.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kayot » 02 июл 2012, 11:31

karabas394 писал(а): Плюс ко всему вент. можно пустить через термореле, будет включаться только в “аварийном” режиме(типа в комнате +40с). Одновременно активно охлаждая радиатор и уменьшая ток на диоды.
Извиняюсь если коряво объяснил, не знаю (надеюсь пока) всех терминов и умных слов

когда я так же думал то сделал с вентилятором и терморегулятором
и здесь публиковал схему терморегулятора аквариумистам
Жена послушала неделю и сказала ты когда уберешь этот чайник с потолка
пришлось переделать на более эффективное
поставил кришные светодиоды XML на токе 700-1000 ма
и проблема отпала
4 маленьких радиатора по 27 рублей и 4 светодиода
светит ярче чем матрица 20ватт на номинале 1400ма с вентилятором

Читайте также:
Системы видеонаблюдения

все что сделал человек-можно починить
даже самого человека

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

ВикНик » 02 июл 2012, 13:24

kayot писал(а): Жена послушала неделю и сказала ты когда уберешь этот чайник с потолка
пришлось переделать на более эффективное

Честно, задолбали с шумом вентиляторов.
Почти анекдот, три дня назад. Родственник у которого светильник почти год, говорит “Жена сказала ты когда уберешь этот шумящий чайник с потолка”
Живут в 800-1000м от ЮЖД, 95% поездов (каждые 2-3минуты) гремят.
Приезжаю, включаю—ничего не слышу. Ладно слух у меня плохой , отключаю светики и “слепой тест”—Жена из 20раз, всего 7угадала, включен или нет, по теории вероятности должно быть 10.
Притом 5 РАЗ , она слышала ВЫКЛЮЧЕННЫЙ вентилятор.
Понятно, нужны такие с 13дб на 2500об/мин (на 1000об/мин их с 20см не слышно) http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=HA60251V4
а не с 57дб в 20 000 Раз более гормкие http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=PMD2409PMB1A , или такие http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=KD1206PHV1AF с одинаковым размером но шумом в 200раз громче .
Прошу заметить, самый тихий (первый) самый дешевый.

Зато месяц бьюсь, с разными радиаторами на закрытом светильнике в 16-20вт, пока светильник не закрыт (радиатор 600см с одной стороны) температура на кристалле 75(при 33 окружающей) как только закрою—улетает за 95С.
Как у людей при меньших радиаторах и больших мощностях 50С выходит. Физика другая?

Scio me nihil scire

ВикНик Scio me nihil scire
Сообщений: 1621 Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26 Откуда: Харьков Благодарил (а): 25 раз. Поблагодарили: 122 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kulibin » 02 июл 2012, 13:48

На днях 100 Вт матрицу испортили. Принес человек на переделку светильник для АЗС – этакая коробка из оцинковки, размером полметра на сантиметров 40 и высотой сантиметров 30. Вставили туда кусок профиля R123 во всю длину, думали, хватит, ведь площадь корпуса большая. Щазз. Температура профиля в корпусе под 100 градусов. Сам корпус горячий, вот только тепло не отдает. В итоге матрица “испеклась”.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

karabas394 » 02 июл 2012, 15:42

всем спасибо за ответы.
Шум от вентилятора меня не пугает. Есть вентили и на 15Дб, есть и которые крутят даже от 4-5В, короче не проблема.
Я не могу понять как считать какому участку цепи сколько достанется тока.
Берём конкретный пример(мой) со всеми известными:
Драйвер пусть 460 мА. 6-12В. 3х2Вт.
вентилятор 80мА. 12в
cветодиодный модуль 3Х3HP2C
Если включаю в паралель вентилятор, то светодиодам достанется 380мА, правильно или нет?
И какое напряжение пойдет на вентилятор?
Не могу я пока понять умом источник тока с “плавающим” напряжением. С блоком питания как-то легче
Извиняйте, прогуливал я физику в школе, думал не пригодится. ОШИБАЛСЯ

Если можно ссылочку, почитать в образовательных целях.

Уже сам нашел, читаю.

karabas394 Светильник
Сообщений: 97 Зарегистрирован: 01 июл 2012, 22:10 Откуда: Москва Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 1 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

papahen » 02 июл 2012, 16:57

kulibin писал(а): На днях 100 Вт матрицу испортили. Принес человек на переделку светильник для АЗС – этакая коробка из оцинковки, размером полметра на сантиметров 40 и высотой сантиметров 30. Вставили туда кусок профиля R123 во всю длину, думали, хватит, ведь площадь корпуса большая. Щазз. Температура профиля в корпусе под 100 градусов. Сам корпус горячий, вот только тепло не отдает. В итоге матрица “испеклась”.

А почему?
У меня подобная ситуация.
Матрица Эпистар 30 Вт.
Радиатор-пластина алюм. некрашеная ,толщина 5 мм. 30 см*2 на ватт.
Около матрицы перегрев жуткий.
В 5 см от матрицы радиатор чуть тёплый.
Тепло почему то плохо расходится по радиатору.
Что это? Плохой алюминий? Недостаточная толщина?

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

Вован11 » 02 июл 2012, 18:20

Тощины маловато. 10 мм минимум надо. А лучше радиаторы вот такого типа.

Читайте также:
Автоматическое включение компьютера и сопутствующих приборов своими руками: оригинальное решение

Щазз. Температура профиля в корпусе под 100 градусов. Сам корпус горячий, вот только тепло не отдает. В итоге матрица “испеклась”.

Я с подобным столкнулся, когда светильники НПО реределывал. Дыр в корпусе насверлил, думал охладит.. Не тут-то было. Пришлось радиатор наружний делать. Так работают нормально..

Вован11 Прожектор
Сообщений: 169 Зарегистрирован: 01 фев 2012, 12:38 Откуда: Вологда Благодарил (а): 4 раз. Поблагодарили: 2 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

karabas394 » 02 июл 2012, 18:47

karabas394 Светильник
Сообщений: 97 Зарегистрирован: 01 июл 2012, 22:10 Откуда: Москва Благодарил (а): 0 раз. Поблагодарили: 1 раз.

Re: Можно ли подключить кулер к драйверу?

kulibin » 02 июл 2012, 18:55

papahen писал(а): А почему?
У меня подобная ситуация.
Матрица Эпистар 30 Вт.
Радиатор-пластина алюм. некрашеная ,толщина 5 мм. 30 см*2 на ватт.
Около матрицы перегрев жуткий.
В 5 см от матрицы радиатор чуть тёплый.
Тепло почему то плохо расходится по радиатору.
Что это? Плохой алюминий? Недостаточная толщина?

Бесконтактное питание светодиодов при помощи кулера: оригинальное решение

Оказывается, можно получать электрический ток при помощи свойств взаимодействия катушки и проводника. Все мы знаем об этом свойстве из средней школы. Но кто из нас проверял экспериментально справедливость данного утверждения? Вы удивитесь, но данный факт даже можно использовать с выгодой для себя.

Бесконтактное питание светодиодов при помощи кулера: оригинальное решение

В данной статье мы расскажем, как обеспечить питанием светодиоды при помощи работающего кулера. На корпусе кулера необходимо смастерить обмотку из медной проволоки. Таким образом лопасти кулера будут вращаться внутри импровизированной катушки. На лопастях остается только поместить проводник. Вот и всё, источник энергии из наших знаний и умений готов!

Осталось только подсоединить контакты, чтобы выводить полученный электрический ток на нужный нам аккумулятор. В нашем случае потребителем электрического тока будет светодиод. Таким образом даже можно «запитать» светильник настольного типа.

Бесконтактное питание светодиодов при помощи кулера: оригинальное решение

Данный проект будет крайне интересен школьникам, которые интересуются физикой, ведь это прямой способ практического применения знаний об окружающем мире. Если ваш ребенок увлекается физикой, предложите ему заняться данным мероприятием. Уверены, он будет впечатлен!

7 комментариев к « Бесконтактное питание светодиодов при помощи кулера: оригинальное решение »

Прикольный опыт конечно, но выглядит как-то все равно страшновато…

Сложновато, ошибки в терминологии : проводник — катушка
Недавно на глаза попалась китайская вертушка, на базе которой была попытка создать подобное изделие (основание: скорость, встраивоемость в изделие ), даже частично реализуемая, идеально подошла магнитная система от советского видеомагнитофона, но потом это дело было отложено и забыто. Поэтому, если кому-то придет идея поэкспериментировать с магнитным полем в разных вариантах может предложить свои варианты изделия., утрет «нос» китайцам за их беспечность. Одну из китайских вертушек с диском можно использовать для демонстрации процессов в готовом виде: есть МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, КАТУШКА, ВРАЩЕНИЕ

А наоборот нельзя? Катушку намотать на раму, а магниты приклеить на лопасти. Чему только учат…

это уж слишком просто.

И все бы хорошо но только потреблять данное устройство будет гораздо больше чем выдавать следовательно зачем это нужно если можно напрямую подключить светодиод к источнику питания ну или если хотите запитать диодную лампу на 220 вольт то ее лучше подключить через инвертор у которого КПД будет однозначно выше чем у этой безделушки + каким образом подключить к обмотке нагрузку если катушка вращается (еще и щетки колхозить уж проще на корпус вентилятора мотать а магниты приклеить к лопастям)

Мих, дело не в эффективности, а в навыках. Самоделки не для практической пользы, а для выпрямления рук и мозгов. Да и просто получить удовольствие от процесса. 🙂

Что-то вообще не понятно из мира бестолковщины. Что будет вращаться, где будет и что будет вырабатываться и куда что подключать. Даже такая намотка просто абсурд, во первых механичеси вращаться не будет, провод не влезет в корпус, во — вторых никакого напряжения нигде не будет, катушка.. Самая безграмотная, бестолковая и не работоспособная причуда.-самоделка.

Читайте также:
Пластиковая лента: ценный ресурс своими руками

Добавить комментарий Отменить ответ

Популярные самоделки

notperfect.ru © 2018–2022 – Самоделки на все случаи жизни.
“Самоделки – сделай сам” – стройка, дача и сад, автосамоделки, инструменты, советы и обзоры, дизайн и рукоделие, ремонт, охота и рыбалка. Более 3500 статей с подробными описаниями, инструкциями, фото и видео самоделок, сделанных своими руками и в домашних условиях. Тысячи комментариев и советов от читателей.
По всем вопросам обращайтесь на почту k3s.13@mail.ru

Расчет и изготовление радиатора для светодиодов

Светодиоды считаются одним из наиболее эффективных источников света, их световой поток доходит до фантастических значений, порядка 100 Лм/Вт. Люминесцентные лампы выдают в два раза меньше, а именно 50-70 Лм/Вт. Однако для долгой работы светодиода нужно выдерживать их тепловые режимы. Для этого применяются фирменные или самодельные радиаторы для светодиодов.

Самодельный радиатор для светодиодов

Зачем диодам нужно охлаждение?

Несмотря на высокие показатели светоотдачи светодиоды излучают света примерно на треть потребляемой мощности, а остальное выделяется в тепло. Если диод перегревается структура его кристалла нарушается, начинает деградировать, световой поток снижается, а степень нагрева лавинообразно увеличивается.

Причины перегрева светодиодов:

  • Слишком большой ток;
  • плохая стабилизация питающего напряжения;
  • плохое охлаждение.

Первые две причины решаются применением качественного источника питания для светодиодов. Такие источники часто называют драйвер для светодиода. Их особенность заключается не в стабилизации напряжения, а именно в стабилизации выходного тока.

Дело в том, что при перегреве сопротивление светодиода снижается и ток, протекающий через него, возрастает. Если в качестве блока питания использовать стабилизатор напряжения – процесс получится лавинообразным: больше нагрев – больше ток, а больший ток – это больший нагрев и так по кругу.

Стабилизируя ток, вы отчасти стабилизируете и температуру кристалла. Третья причина – это плохое охлаждение для светодиодов. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Решаем проблему охлаждения

Маломощные светодиоды, например: 3528, 5050 и им подобные отдают тепло за счёт своих контактов, да и мощность у таких экземпляров гораздо меньше. Когда мощность прибора возрастает, появляется вопрос отвода лишнего тепла. Для этого применяют системы пассивного или активного охлаждения.

Пассивное охлаждение – это обычный радиатор, выполненный из меди или алюминия. О преимуществах материалов для охлаждения ходят споры. Достоинством такого типа охлаждение является – отсутствие шума и практически полное отсутствие необходимости его обслуживания.

Установка диода в точечный светильник

Установка LED с пассивным охлаждением в точечный светильник

Активная система охлаждения – это способ охлаждения с применением внешней силы для улучшения отвода тепла. В качестве простейшей системы можно рассмотреть связку радиатор + кулер. Преимуществом является то, что такая система может быть значительно компактнее чем пассивная, до 10 раз. Недостатком — шум от кулера и необходимость его смазки.

Как подобрать радиатор?

Расчет радиатора для светодиода процесс не совсем простой, тем более для начинающего. Для его выполнения нужно знать тепловое сопротивление кристалла, а также перехода кристалл-подложка, подложка-радиатор, радиатор-воздух. Чтобы упростить решение многие пользуются соотношением 20-30 см 2 /Вт.

Это значит, что на каждый ватт LED света нужно использовать радиатор площадью порядка 30 см 2 .

Естественно, такое решение не является уникальным. Если ваша осветительная конструкция будет использоваться в подвальном прохладном помещении можно взять меньшую площадь, но при этом убедитесь, что температура светодиода в пределах нормы.

Предыдущие поколения LED комфортно чувствовали себя при температуре кристалла 50-70 градусов, новые светодиоды могут переноситьтемпературу до 100 градусов. Проще всего определить – прикоснуться рукой, если рука едва терпит – всё в порядке, а если кристалл может вас обжечь – принимайте решение для улучшения условий его работы.

Виды радиаторов

Считаем площадь

Допустим мы имеем светильник мощностью 3Вт. Площадь радиатора для светодиода 3Вт, согласно описанному выше правилу будет равна 70-100см 2 . С первого взгляда может показаться большой.

Но рассмотрим расчет площади радиатора для светодиода. Для плоского пластинчатого радиатора площадь считается:

Читайте также:
Тренажер своими руками: экономим 35 тысяч рублей

a * b * 2 = S

Где a, b – длины сторон пластины, S – полная площадь радиатора.

Откуда взялся коэффициент 2? Дело в том, что у такого радиатора две стороны и они равносильно отдают тепло окружающей среде, поэтому полная полезная площадь радиатора равна площади каждой из его сторон. Т.е. в нашем случае нужна пластина с размерами сторон 5*10см.

Для ребристого радиатора полная площадь равна – площади основания и площадям каждого из рёбер.

Охлаждение своими руками

Простой радиатор из жести

Простейшим примером радиатора будет «солнышко», вырезанное из жести или листа алюминия. Такой радиатор может охладить 1-3Вт светодиодов. Скрутив два таких листа между собой через термопасту, можно увеличить площадь теплоотдачи.

Это банальный радиатор из подручных средств, он получается довольно тонким и использовать его для более серьёзных светильников нельзя.

Радиатор от ПК

Сделать своими руками радиатор для светодиода на 10W таким образом будет невозможно. Поэтому можно применить для таких мощных источников света радиатор от центрального процессора компьютера.

Если если оставить кулер, активное охлаждение светодиодов позволит использовать и более мощные LED. Такое решение создаст дополнительный шум от вентилятора и потребует дополнительного питания, плюс периодическое ТО кулера.

Алюминиевый профиль

Площадь радиатора для 10Вт светодиода будет довольно большой – порядка 300см 2 . Хорошим решением будет использование готовых алюминиевых изделий. В строительном или хозяйственном магазине вы можете приобрести алюминиевый профиль и использовать его для охлаждения мощных светодиодов.

Сделав сборку нужной площади из таких профилей, вы можете получить неплохое охлождение, не забудьте все стыки промазать хотя бы тонким слоем термопасты. Стоит сказать, что есть специальный профиль для охлаждения, который выпускается промышленно самых разнообразных видов.

Профиль охлаждеия

Если у вас нет возможности сделать радиатор охлаждения светодиодов своими руками вы можете поискать подходящие экземпляры в старой электронной аппаратуре, даже в компьютере. На материнской плате расположены несколько. Они нужны для охлаждения чипсетов и силовых ключей цепей питания. Отличный пример такого решения изображен на фото ниже. Их площадь обычно от 20 до 60см 2 . Что позволяет охлаждать светодиод мощностью 1-3 Вт.

Мини радиаторы

Еще один интересный вариант изготовления радиатора из листов алюминия. Такой метод позволит набрать практически любую необходимую площадь охлаждения. Смотрим видео:

Как закрепить светодиод

Существует два основных способа крепления, рассмотрим оба из них.

Первый способ – это механический. Он заключается в том, чтобы прикрутить светодиод саморезами или другим крепежом к радиатору, для этого нужна специальная подложка типа «звезда» (см. star). К ней припаивается диод, предварительно смазанный термопастой.

На «пузе» у светодиода есть специальный контактный пятачок диаметром как сигарета типа slim. После чего к этой подложке припаиваются питающие провода, и она прикручивается к радиатору. Некоторые светодиоды поступают в продажу уже закреплённые на переходной пластине, как на фото.

Led с готовой переходной пластиной

Второй способ – это клеевой. Он пригоден как и для монтажа через пластину, так и без неё. Но метал к металлу крепить не всегда получается, чем приклеить светодиод к радиатору? Для этого нужно приобрести специальный термопроводящий клей. Он может встречаться как в хозяйственной, так и в магазине радиодеталей.

Выглядит результат такого крепления следующим образом.

Крепление led к радиатору клеем

Выводы

Как вы могли убедится радиатор для светодиода можно найти как в магазине, так и порывшись в своих старых приборах, или просто в залежах всяких мелочей. Не обязательно использовать специальное охлаждение.

Площадь радиатора зависит от ряда условий, таких как влажность, температура окружающего воздуха и материал радиатора, но при бытовом решении ими пренебрегают.

Всегда уделяйте особое внимание проверке тепловых режимов ваших устройств. Таким образом вы обеспечите их надёжность и долговечность. Можно определять температуру рукой, но лучше приобретите мультиметр с возможностью её измерения.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: