Projecteur LED DIY

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Jusqu’à ce que les produits LED soient enfin entrés dans notre vie et que la production ne soit pas complètement sur les rails, le prix des équipements d’éclairage LED continuera à mordre. Mais pourquoi attendre ou, pire encore, payer trop cher si vous pouvez assembler un projecteur de la puissance requise de vos propres mains selon nos instructions.

Projecteur LED DIY

Caractéristiques électriques du travail avec des LED

Si vous avez l’intention d’utiliser la technologie LED, cela ne vous ferait pas de mal de connaître certaines des subtilités de son utilisation, que l’on peut en partie appeler des inconvénients. D’une part, les LED sont des sources lumineuses compactes, économiques et durables, et d’autre part?

Les éléments semi-conducteurs à l’état solide sont extrêmement sensibles aux températures élevées du cœur. Le phénomène, appelé dégradation, est la perte de dopants par le semi-conducteur, qui se traduit par une diminution du flux lumineux ou une défaillance finale.

Conception LED a) construction d’une LED classique: 1 – anode; 2 – cathode; 3 – conducteur; 4 – cristal; 5 – lentille en plastique
b) construction d’une LED puissante: 1 – corps; 2 – conducteur; 3 – dissipateur thermique; 4 – cristal; 5 – lentille; 6 – cathode

À des températures supérieures à 60 ° C, la LED se dégrade très rapidement et les 50 mille heures déclarées par le fabricant finissent par se transformer en 3-5 mille. Et plus une seule LED est puissante, plus la probabilité de son vieillissement rapide dû à une surchauffe est élevée. Par conséquent, lors du développement de dispositifs d’éclairage, un système d’évacuation de la chaleur de haute qualité est à l’avant-garde, ainsi que la division de l’émetteur en plusieurs points et leur disposition correcte..

Une autre caractéristique des LED est qu’elles ne peuvent transmettre qu’un nombre limité d’électrons par unité de temps. Le réseau alimentant la LED doit être stabilisé en courant, sinon une surchauffe sévère et les conséquences négatives associées se produisent. Le courant d’alimentation est régulé par la tension appliquée et limité par une résistance dans chacune des LED. Lors de l’élaboration d’un schéma de connexion, un calcul minutieux est nécessaire: surestimez la tension et les LED tomberont rapidement en panne, et si vous le réduisez trop bas, elles brilleront sans enthousiasme.

Montage d'une LED puissante sur un radiateur

Les projecteurs les plus simples n’ont qu’un seul élément émetteur de lumière, tandis que dans les appareils haute puissance, il est recommandé de répartir la charge pour une dissipation thermique plus efficace. Dans de tels cas, la connexion peut être série, parallèle ou mixte. Le premier n’est pas entièrement sûr: si l’une des LED s’éteint, elle peut soit interrompre le circuit, soit le contourner. Avec une connexion parallèle (et surtout mixte), il existe un grand risque qu’après la déconnexion d’un consommateur du circuit, le courant dans le réseau d’alimentation augmente à des valeurs inacceptables..

Sources ponctuelles et matrices: sélection, approvisionnement

Il existe trois types de LED à utiliser dans les projecteurs. Veuillez noter que lors de l’assemblage d’un appareil d’éclairage à partir de plusieurs LED, celles-ci doivent être identiques en termes de type et de caractéristiques en volt-ampère. Il est également recommandé d’acheter jusqu’à une douzaine de diodes de rechange comme kit de réparation et en cas de dommage lors de l’installation..

Les LED sous forme de capsule en plastique avec broches conviennent à la fabrication de petits projecteurs et lampes de poche. C’est le type de produit le moins cher et le produit final sera finalement relativement facile à réparer..

LED de faible puissance

Le deuxième type est constitué de LED blanches ultra-brillantes sur un substrat métallique. Ils doivent être utilisés dans des appareils d’éclairage à haute puissance, il est assez facile d’en retirer la chaleur..

LED blanche super brillante pour projecteur

Un autre type de LED est les matrices LED haute puissance. Il n’est pas recommandé de fabriquer indépendamment des projecteurs avec une puissance de matrice de 20 W et plus: il ne sera pas possible d’éliminer efficacement la chaleur par de simples mesures.

Matrice LED pour projecteur

Parties du corps et du réflecteur

Il existe un certain nombre de solutions pour un boîtier de projecteur maison. Si un niveau élevé de protection contre la poussière et l’humidité est nécessaire pour un réverbère, un phare de voiture fera l’affaire. Le bord de la base de la lampe devra être coupé et fixé sur le panneau de la matrice LED. L’inconvénient de cette méthode est la puissance limitée du projecteur, malgré le fait qu’une seule matrice y rentre.

Projecteur de phare à LED

Si vous placez plusieurs LED ou matrices sur une seule carte PCB ou plaque de montage, le boîtier peut être en tôle ou en tôle d’acier. Sur la pièce, marquez le déroulement de la pyramide tronquée: un carré au centre et des trapèzes isocèles identiques sur les côtés. N’oubliez pas de laisser une « langue » sur l’un des côtés de chaque trapèze pour joindre les pétales ensemble. De plus, dans la plus petite base du trapèze, laissez une bande rectangulaire d’environ 15 à 20 mm et au centre du carré, coupez-en une autre avec un côté de 20 à 25 mm plus petit.

Boîtier de projecteur de bricolage

Lorsque le motif est prêt, poncez les bords, pliez le corps et fixez les coutures avec des rivets. Amorcez la surface intérieure, ouvrez-la avec de la peinture en aérosol blanche sans brillance et laissez sécher pendant 2-3 jours. Depuis la face avant du boîtier, enroulez un morceau de verre carré de dimensions appropriées en diagonale et appuyez-le contre les étagères pliées de l’intérieur. Marchez abondamment le long du contour du verre avec du silicone blanc, appliquez-le sur les coutures du boîtier.

Boîtier de projecteur de bricolage

Fixez la plaque de montage ou la carte avec huit boulons de 4 mm, pré-percez des trous le long des bords de chaque étagère sur le côté étroit du boîtier. Utilisez un joint de porte en mousse PVC pour maintenir la plaque étanche. Il sera difficile de serrer les boulons, leurs têtes ne sont pas accessibles, utilisez donc quelques contre-écrous à la fin.

Installation de radioéléments

Si vous choisissez des LED avec des broches, vous aurez besoin d’une plaque PCB pour les monter. Réfléchissez à la disposition et tracez les pistes conductrices avec un marqueur permanent. Il est permis d’assembler les anodes de toutes les LED (longues queues) sur un bus «de masse». Les cathodes sont également collectées en un point, mais une résistance de limitation de courant doit être connectée séquentiellement au circuit d’alimentation de chaque LED..

Marqueur permanent et textolite

Son calcul est simple: soustrayez la tension de la LED de la tension d’alimentation et divisez-la par le courant maximum autorisé. Pour jouer la carte de la sécurité en cas de fluctuations de la tension de la source, le courant LED autorisé peut être délibérément sous-estimé à 90–95% de la valeur du passeport.

Circuit matriciel LEDUn exemple de schéma d’une matrice LED de diodes avec une tension de fonctionnement de 3 volts et un courant de fonctionnement de 20 mA

La tension d’alimentation approximative pour une LED est de 4 V. Si la source produit plus, il est conseillé d’inclure des diodes dans un circuit mixte, où les chaînes sont connectées en parallèle, chacune d’elles ayant une LED pour chaque tension 4–5 V. Le courant admissible pour un tel montage en série est déterminé comme la somme des courants admissibles de chacun, et la tension directe reste la même, à condition que ce paramètre soit le même pour chaque LED..

Matrice LED DIY

Après avoir placé les éléments et dessiné les pistes, graver la plaque de PCB dans une solution d’acide citrique (30-50 g), 3% de peroxyde d’hydrogène (100 ml) et de chlorure de sodium (2 cuillères à café), en vérifiant périodiquement le degré de dissolution des zones non protégées. Percez des trous pour les broches avec une perceuse de 1,5 à 2 mm, percez huit trous pour fixer la carte au boîtier, puis plongez soigneusement les pièces sous tension avec une soudure à la colophane.

Un circuit imprimé peut également être utilisé pour la matrice LED

Si vous assemblez des diodes ou des matrices sur un substrat de refroidissement, elles sont montées de manière articulée. Choisissez un radiateur de type peigne en aluminium comme panneau de montage. Chaque LED est fixée à l’aide de deux ou trois trous, marquez-les tous à la fois et percez à l’arrière du radiateur avec une perceuse de 2,5 mm.

Dissipateur pour LED

Pour la fixation, utilisez des vis autotaraudeuses courtes de 3,5×11 mm pour les profilés métalliques, mais sans perceuse à l’extrémité. Avant de fixer la diode, appliquez une petite quantité de pâte thermique KPT-8 sur le substrat.

Faire atterrir la LED sur la pâte thermique

La cathode (-) et l’anode (+) des LED avec un substrat sont marquées, le schéma de connexion et le calcul des résistances de protection sont les mêmes pour tous les types. Les éléments doivent être connectés les uns aux autres au moyen d’un morceau de fil téléphonique. Afin de ne pas effectuer de travaux inutiles, les anodes peuvent être immédiatement soudées avec des cavaliers courts au boîtier d’un radiateur en aluminium.

Question sur la source d’alimentation

Après avoir assemblé les LED, vous aurez deux fils auxquels il serait bien d’appliquer une tension, mais où l’obtenez-vous? Les alimentations électriques domestiques sont ici peu utiles; pour alimenter les LED, un pilote de LED est nécessaire qui produit un courant constant pulsé d’une valeur stable.

Pilote LED

Pour la plupart des produits, un pilote pour les systèmes d’éclairage intérieur ou pour les bandes LED convient. Il est préférable d’acheter une source d’alimentation à l’avance afin de calculer le nombre et le schéma de connexion des diodes en fonction de la tension de sortie et du courant de stabilisation total.

Pour les petits bateaux, vous pouvez utiliser des blocs d’alimentation à usage général avec un courant d’ondulation de sortie de 0,5 à 1,5 A et une tension de 3 à 5 V supérieure à la tension directe des diodes. L’alimentation peut être stabilisée avec le microcircuit LM317, pour des projecteurs plus puissants, utilisez respectivement LM350 et LM338, augmentant la puissance de la source.

Stabilisateur de courant LED Stabilisateur de courant LED

La limitation de courant IC peut être ajustée en modifiant la résistance de la résistance. Sa valeur nominale est définie comme 1,25 / I, où I est le courant de la LED ou de l’assemblage.

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