С развитием технологий, приборы для освещения идут широкими шагами. Развитие старых технологий и появление новых заставляют постоянно адаптироваться и модернизировать своё оборудование для освещения. Вот и пришло время отложить в сторону устаревшие галогенные прожекторы, которые уже стали малоэффективными в сравнении с более новыми светодиодными устройствами.

Конструктивные особенности

Прожекторы на основе светодиодов обладают намного большей экономией электроэнергии, могут работать более девяноста тысяч часов, при этом абсолютно не нуждаются в обслуживании. Способны функционировать в любых погодных условиях, также качество излучаемого света стало намного лучше.

Конструкция у таких устройств невероятно простая, что позволяет без труда сделать светодиодный прожектор своими руками, в домашних условиях.

Простота конструкции позволяет избежать любых серьёзных поломок, а те, что могут возникать легко и быстро поддаются ремонту.


Состоит светодиодный прожектор из корпуса, скобы для фиксации, светодиодный матрицы и драйвера, который регулирует работу и подачу электричества. Матрица состоит из статических диодов, которые закреплены на плате и защищены специальными полимерами от внешнего воздействия.

Необходимые детали для сборки

Если вы решили сделать прожектор своими руками, то наверняка у вас возникает вопрос какие детали необходимо подготовить чтобы сделать себе качественное устройство для использования.

Что необходимо для сборки прожектораМы подготовили для вас небольшой список необходимых деталей, который необходимо собрать в своём гараже или купить те, которых не хватает:

  • Конечно же, нам необходима сама светодиодная матрица с установленным драйвером. Её можно купить в специализированном магазине электроники или сныть со старого фонаря. Если использовать светодиоды с фонаря, тогда убедитесь, что их мощности вам будет достаточно.
  • Подобрать необходимый корпус можно из любых материалов. Вы можете сделать его из фанеры или металла, или взять готовый от старого галогенного фонаря. Если же такой возможности нету, можно купить корпус для фонаря, он стоит очень дёшево. Подбирать его следует исходя из ваших предпочтений, оттого как он будет использоваться. Если для декора, тогда следует делать красивый и гармоничный дизайн корпуса. Для простого бытового использования достаточно применить любой невзрачный корпус прожектора.

  • Соединительные провода.
  • Материал для создания отражателя. Для таких целей отлично подойдёт плотная пищевая фольга. Её можно купить в любом супермаркете.
  • Герметик и клей.
  • Если вы хотите сделать мощный прожектор, на 100 и более Ватт, тогда необходимо добавить ещё и радиатор с кулером для охлаждения.

Собираем самодельный прожектор

Чтобы сделать себе качественный светодиодный прожектор, необходимо подходить к процессу сборки максимально серьёзно. Собрав все необходимые детали заранее вы проделали лишь малую часть работы.

Давайте подробно рассмотрим этапы сборки светодиодного прожектора на 220 вольт.

  1. Если вы используете старый корпус, необходимо удалить из него все сторонние детали. У вас должен получиться полностью пустой корпус без лишних патронов, внутренних крепёжных элементов и прочего. Если будете устанавливать радиатор и кулер, тогда необходимо проделать отверстия в боковых стенках для создания вентиляции.
  2. Следующим этапом будет сборка светодиодов на 220 вольт в единую конструкцию, и закрепление всего механизма на едином основании. Подключите к контактам провода необходимой длины, чтобы была возможность легко вывести их на наружную часть корпуса.
  3. Устанавливаем получившуюся конструкцию в корпусе и закрепляем с помощью клея. Таким образом, можно сделать качественное крепление не повреждая корпус и значительно экономя время.
  4. Выводим провода в соответствующее отверстие и закрепляем их в отверстии с помощью силиконового герметика. Герметик необходим чтобы сделать герметичную конструкцию, для предотвращения попадания влаги и возможности повредить механизм.

Если вы хотите сделать мощный светодиодный прожектор на 220 вольт, тогда необходимо добавить ещё и радиатор. Его устанавливаем вместе со всей светодиодной платой. Закрепить его можно также с помощь клея или примотать проволокой.

Подключаем светильник в сеть

Чтобы подключить наш прожектор к сети 220 вольт, необходимо произвести предварительную подготовку. Заранее продумайте место, куда будет устанавливаться прожектор и подведите туда провода передачи электричества.

Не жалейте и сделайте их с запасом, возможно, вы заходите немного передвинуть или подрегулировать высоту установки устройства, со временем.

Вам понадобится блок питания, который будет стабилизировать напряжение, и подавать не 220 вольт, а 12 или 24, в зависимости от используемых вами светодиодов.

Подключение светильникаПри соединении проводов подачи электричества и выходящих контактов из устройства, не перепутайте полярность. Светодиоды не будут работать при неправильном подключении. В худшем случае, они вообще могут выйти из строя, и вся работу будет произведена напрасно. Тщательно заизолируйте место соединения и желательно закройте весь провод специальной гофрой или пластиковым чехлом. Лучше всего когда есть возможность спрятать место соединения в корпус устройства.


Если устанавливаете прожектор на улице, побеспокойтесь о качестве его закрепления. Необходимо закреплять прибор максимально качественно и крепко, чтобы место крепления могло выдержать порывы ветра, смену погодных условий, налипший снег и прочие.

proosveschenie.ru

Приветы всем!
Недавно отец попросил меня сделать ему переносной прожектор в гараж, т.к. часто работает с металлом, электроинструментом и т.д.
Захотелось сделать, чтобы он был и яркий и экономичный, а отсюда вывод? Правильно светодиоды. 🙂
Готовый светодиодный прожектор не хотел покупать, ибо качество у них посредственное, как то брал ему в гараж 4шт по 10Вт, в течение года двух сдохли все. Матрицы там поганые, да еще при вскрытии последнего обнаружил, что матрицу 9х1 питает драйвер с напругой 34В и током 900мА, такой драйвер ставят на 30Вт светодиоды 😀
Ну в общем я давненько заказывал еще для авто светодиоды с Али, 10 штук по 3Вт и 10 шт по 1Вт, цвет свечения — нейтральный. Подложки алюминиевые к ним, драйвер один для 3Вт докупил на Али до 34В и 600мА во влагостойком исполнении. Для 1Вт докупил у себя в городе в "голом" исполнении, ибо во влагостойком сильно дорого и у меня была идейка как бюджетно (для меня) защитить его от влаги.
Ну в общем.
Светодиоды.


Паял как обычно паста паяльная и утюг. Контактные площадки решено было тоже припаять.

Паяем, получаем

Видно местами из под контактной площадки вылез припой, но ничего страшного в этом нет.
Радиатора подходящего у меня не было, зато компьютерных куча, я взял 2 от стоковых интеловских кулера с медными сердечниками, приложил их рядом длинной стороной и скрепил сверху алюминиевыми полосами шириной 5 см, между ними естественно намазал термопастой.
Насверлил дырок под шурупы и под провода, светодиоды рассредоточил и уложил в центре две полосы по 3Вт а по бокам по 1Вт, посадил их на термопроводный клей, припаял провода.

Прикрутил драйверы, тестовое включение.

Вроде неплохо.
Теперь осталось сделать влагоизоляцию второму драйверу.
Для этого у меня в кладовке хранился и ждал своего часа теплопроводный герметик Лепта 112 (Силагерм 2112).

Для основы влагоизоляционного корпуса (а также для передачи и отвода тепла) я использовал алюминиевый П-профиль, отрезал кусок, по бокам заклеил спленом, чтобы наша жижа не убежала, снизу сделал пятаки, чтобы контракты платы не касались металла.

Уложил плату, развел герметик с отвердителем и давай заливать


Долил до верху. На следующее утро имеем влагоизолированный драйвер

на ощупь как резина.
Корпус. Сначала я хотел его сделать сборным из алюминиевых профилей, но это было бы слишком геморно, задто теплоотвод был бы лучше.
Я решил не заморачиваться и купить корпус от 500Вт галогенового прожектора.
И мой блок светодиодов в него вошел идеально, за ним я расположил драйверы. Радиатор прикрутил к корпусу саморезами через шайбы.
Сделал временный отражатель из алюминиевого скотча

Включение

Тест, не обращайте внимания на бардак, это у меня на работе полусклад ))

Светит вполне достойно.
Изначально я хотел сделать его герметичным, чтобы можно было в случае чего вынести его и в дождь, но возник температурный вопрос, каково будет этим светикам в герметичном пространстве?
Я решил проверить.
При температуре в комнате +26 в этом закрытом корпусе светодиоды за 2 часа разогрелись аж до 74 градусов, что выше нормы для них.
Сейчас я его переделываю, корпус будет вентилируемым, с фильтрами воздуха.
Подложку под светодиоды сделал в 2 раза толще, наклеил еще 2 радиаторных-профиля с обратной стороны под подложкой.
Следующим этапом будет варка переносного каркаса из полипропиленовых труб, установка на него 2 влагозащитные розетки и прицепление кабеля КГ2х2,5кв. Т.е. в одну розетку будет воткнут этот прожектор, во вторую можно будет электроинструмент.

www.drive2.com

Необходимые детали и материалы

Все материалы, используемые в сборке, есть в хозяйственных магазинах и в отделах по продаже радиоэлектронных компонентов. В крайнем случае их можно заказать через онлайн-магазины. Главная деталь – это корпус от галогенного прожектора.


Если прожектор планируется использовать на открытом воздухе, то степень защиты корпуса должна быть не ниже IP67.

Далее понадобится двусторонний фольгированный стеклотекстолит прямоугольной формы. Его размер зависит от внутренних размеров корпуса галогенного прожектора. Для крепления текстолита потребуется алюминиевая пластина, которая также будет служить теплопроводом между светодиодами и корпусом прожектора.

Для более эффективного отвода тепла от светодиодов, рекомендуется использовать максимально тонкий стеклотекстолит.

Светодиоды будем устанавливать SMD 5050 в количестве 100 шт. Для их питания потребуется набор недорогих радиоэлементов, о выборе которых будет сказано чуть ниже. Для монтажа компонентов на печатную плату понадобится стандартный инструмент радиолюбителя. Кроме этого, пригодится умение изготавливать самодельные печатные платы, термопаста и провода.

Схема и печатная плата простого светодиодного прожектора

В качестве источника питания светодиодного прожектора применим схему с гасящим конденсатором, как наиболее простое и доступное каждому решение. Её принцип действия неоднократно рассматривался ранее. Поэтому укажем только основные нюансы, на которые следует обратить внимание.
схемаПо входу источника питания стоит неполярный конденсатор ёмкостью 1 мкФ на 400 или 630 вольт. Параллельно с ним включен резистор 1 МОм. Можно подключить любой другой резистор мощностью 0,25 Вт и более с сопротивлением 240–1000 кОм. Далее следует диодный мост, собранный на четырёх недорогих диодах 1N4007 (Iпр=1 А, Uобр=1000 В). Его можно заменить диодной сборкой с такими же параметрами. Выпрямленное напряжение сглаживается полярным конденсатором на 10 мкФ 400 В.

Светодиоды на печатной плате прожектора разделены на две последовательно соединённые группы по 50 шт. в каждой. В схеме для светодиодов не используются ограничительные резисторы.

При подключении источника питания к светодиодам между ними был установлен мультиметр в режиме измерения тока. Результат показал 38 мА в обеих ветвях или 19 мА в каждой, что соответствует предварительно проведенным расчетным данным. При сетевом напряжении 220 вольт ток через каждый светодиод не превысит номинальное значение в 20 мА.

ток на схемеПечатная плата изготавливается стандартным способом с помощью лазерного принтера и не требует особой точности. Обратная сторона платы остаётся нелуженой для лучшего отвода тепла. Монтажные отверстия необходимо разместить так, чтобы с их помощью обеспечить надёжный контакт с радиатором.
плата прожектора

Плата светодиодного прожектора в файле Sprint Layout 6.0: LED-plata.lay6

Процесс сборки

Начнем собирать прожектор с установки светодиодов на печатную плату. Для этого можно воспользоваться как паяльной станцией, так и простым маломощным паяльником. пайкаПо завершении следует проверить правильность монтажа и работоспособность каждого светодиода отдельно, используя для этого мультиметр в режиме прозвонки.

Следующим этапом по сборке LED-прожектора своими руками является пайка блока питания навесным способом. Расположение радиодеталей нужно продумать так, чтобы они поместились в отсеке, куда заводят провод питания. Чтобы избежать короткого замыкания, оголённые участки изолируем термоусадочной трубкой. Проверяем работоспособность источника питания сначала на холостом ходу, а затем с нагрузкой (светодиодами).
проверкаПосле успешного кратковременного запуска переходим к окончательной сборке светодиодного прожектора. Сначала из алюминиевой пластины делаем радиатор в виде уголка. радиаторТаким образом, чтобы одна его полка прилегала к внутренней стенке прожектора, а ко второй крепилась плата со светодиодами. сборка прожектораС целью повышения теплоотдачи в местах контакта наносим термопасту, после чего производим окончательную сборку.

Плюсы и минусы конструкции

Явным преимуществом конструкции является простота сборки и доступность используемых деталей. В результате проведенных операций получился самодельный светодиодный прожектор направленного действия на светодиодах SMD 5050 со светоотдачей 18 лм каждый. В сумме световой поток самодельного прожектора составит примерно 1600–2000 лм. Точное значение освещенности нужно измерять люксметром. Оно зависит от тока нагрузки и цветовой температуры используемых светодиодов.

Отсутствие ограничительного резистора – минус рассмотренной электрической схемы, благодаря чему её надёжность в регионах с нестабильным напряжением сети резко снижается. Значительный скачок напряжения станет причиной выгорания светодиодов. Поэтому рекомендуем немного усовершенствовать самодельный прожектор, дополнив его схему питания двумя резисторами сопротивлением 1–2 Ом. cob-matricaНе стоит забывать, что светодиодное освещение продолжает прогрессировать, предлагая новые модели твердотельных источников света. В частности, место SMD светодиодов может занять COB матрица, розничная цена которой уже доступна широкому кругу потребителей. COB матрица упрощает монтаж, уменьшает размеры платы, снижает общее время изготовления прожектора в домашних условиях.

Вот только отводить тепло от многокристального чипа придётся с помощью вентилятора, а значит, придётся доработать блок питания. Для этих целей подойдёт компьютерный кулер, для которого достаточно места внутри корпуса. Но в этом случае прожектор нельзя будет эксплуатировать под отрытым небом.

Ещё одним прогрессивным шагом станет замена омеднённого текстолита на фольгированный алюминий. На самом деле этот трёхслойным материал сделан из текстолита, с одной стороны которого нанесена медь для вытравливания печатных проводников, а с другой – алюминий для отвода тепла. Он идеально подходит для построения современных светодиодных фонарей и прожекторов большой мощности.

Подводя итоги, хочется отметить, что сконструировать самодельный прожектор на светодиодах под силу каждому человеку, который «дружит» с паяльником и электричеством. А ещё сборка подобного самодельного устройства не только украсит досуг, но и станет экономичным осветительным прибором в домашнем хозяйстве.

ledjournal.info

Электротехнические особенности работы со светодиодами

Если вы намерены использовать светодиодную технику, вам не помешает узнать о некоторых тонкостях работы с ней, которые отчасти можно назвать недостатками. С одной стороны, светодиоды — компактные, экономные и долговечные источники света, а с другой?

Твердотельные полупроводниковые элементы критически чувствительны к высоким температурам в активной зоне. Явление, называемое деградацией, заключается в потере полупроводником легирующих добавок, что выражается в снижении светового потока или окончательном выходе из строя.

Конструкция светодиода а) конструкция обычного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластиковая линза
б) конструкция мощного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катод

При температуре от 60 °С светодиод деградирует очень быстро и заявленные производителем 50 тысяч часов в итоге оборачиваются в 3–5 тысяч. И чем мощнее одиночный светодиод, тем выше вероятность его быстрого старения из-за перегрева. Поэтому при разработке осветительных приборов во главу угла ставится качественная система отвода тепла, а также разбиение излучателя на несколько точек и их правильная компоновка.

Другая особенность светодиодов — они могут пропускать только ограниченное число электронов в единицу времени. Сеть, питающая светодиод, должна быть стабилизирована по току, иначе возникает сильный перегрев и связанные с ним негативные последствия. Ток в цепи питания регулируется приложенным напряжением и ограничивается резистором на каждом из светодиодов. При разработке схемы соединения нужен тщательный расчёт: завысите напряжение и светодиоды быстро выйдут из строя, а сделаете слишком низким — будут светить вполсилы.

Монтаж мощного светодиода на радиатор

Наиболее простые прожекторы имеют только один светоизлучающий элемент, в приборах же высокой мощности рекомендуется распределять нагрузку для более эффективного отвода тепла. В таких случаях соединение может быть последовательным, параллельным или смешанным. Первое не совсем безопасно: если один из светодиодов перегорит, он может либо разорвать цепь, либо шунтировать её. При параллельном (и особенно смешанном) соединении велик риск, что после выключения из цепи одного потребителя ток в питающей сети возрастёт до неприемлемых величин.

Точечные источники и матрицы: выбор, закупка

Есть три типа светодиодов, которые разумно использовать в изготовлении прожекторов. Учтите, что при сборке светового прибора из нескольких светодиодов, они должны быть идентичны как по типу, так и по вольт-амперным характеристикам. Также рекомендуется приобрести до десятка запасных диодов в качестве ремкомплекта и на случай повреждения при монтаже.

Светодиоды в виде пластиковой капсулы со штыревыми выводами пригодны для изготовления небольших прожекторов и фонариков. Это наиболее дешёвый тип продукции, а конечное изделие в итоге будет относительно легко отремонтировать.

Маломощные светодиоды

Второй тип — сверхяркие белые светодиоды на металлической подложке. Их стоит использовать в высокомощных осветительных приборах, отводить тепло от них достаточно просто.

Cверхяркий белый светодиод для прожектора

Ещё одной разновидностью LED служат светодиодные матрицы высокой мощности. Не рекомендуется самостоятельно изготавливать прожекторы с мощностью матриц 20 Вт и выше: эффективно отвести тепло простыми мерами не удастся.

Светодиодная матрица для прожектора

Детали корпуса и рефлектора

Есть ряд решений для корпуса самодельного прожектора. Если требуется высокая степень пыле-влагозащиты для уличного фонаря, то подойдёт автомобильная фара. Ободок цоколя лампы нужно будет вырезать и закрепить поверх панели со светодиодной матрицей. Недостаток метода — ограниченная мощность прожектора при том, что матрица в нём поместится только одна.

Светодиодный прожектор из фары

Если вы размещаете несколько светодиодов или матриц на одной печатной плате или монтажной панели, корпус можно изготовить из жести или тонколистовой стали. На заготовке разметьте развёртку усечённой пирамиды: квадрат в центре и одинаковые равнобедренные трапеции по сторонам. Не забудьте оставить по «язычку» на одной из боковых сторон каждой трапеции для стыкования лепестков между собой. Также в меньшем основании трапеции следует оставить прямоугольную полоску около 15–20 мм, а в центре квадрата вырезать ещё один со стороной на 20–25 мм меньше.

Корпус для прожектора своими руками

Когда выкройка будет готова, отшлифуйте края, согните корпус и соедините швы заклёпками. Внутреннюю поверхность прогрунтуйте, вскройте белой аэрозольной краской без глянца и оставьте сохнуть на 2–3 суток. С передней стороны корпуса заведите по диагонали квадратный отрезок стекла подходящих размеров и прислоните его к загнутым полочкам изнутри. По контуру стекла обильно пройдитесь белым силиконом, им же промажьте швы корпуса.

Корпус для прожектора своими руками

Крепление монтажной панели или платы выполните на восьми болтах по 4 мм, предварительно просверлив отверстия по краям каждой полочки на узкой стороне корпуса. Чтобы пластина прилегала плотно, используйте уплотнитель для дверей из вспененного ПВХ. Обтянуть болты будет непросто, их головки недоступны, поэтому используйте пару законтренных гаек на конце.

Монтаж радиоэлементов

Если вы выбрали светодиоды со штыревыми выводами, для их монтажа потребуется пластина текстолита. Продумайте схему размещения и нарисуйте перманентным маркером токоведущие дорожки. Аноды всех светодиодов (длинные хвосты) допустимо собрать на одну шину «массы». Катоды также собираются в одну точку, но в цепь питания каждого светодиода следует последовательно включить токоограничивающий резистор.

Перманентный маркер и текстолит

Его расчёт прост: из напряжения питающей сети вычитаем напряжение светодиода и делим на предельно допустимый ток. Чтобы перестраховаться на случай колебаний напряжения источника, допустимый ток светодиода можно заведомо занизить до 90–95% паспортного значения.

Схема светодиодной матрицы Пример схемы светодиодной матрицы из диодов с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА

Ориентировочное напряжение питания для одного светодиода составляет 4 В. Если источник выдаёт больше, целесообразно включать диоды по смешанной схеме, где параллельно соединены гирлянды, в каждой из которых по одному светодиоду на каждые 4–5 В напряжения. Допустимый ток для такой последовательной сборки определяется как сумма допустимых токов каждого, а прямое напряжение остаётся тем же, при условии что у каждого светодиода этот параметр одинаков.

Светодиодная матрица своими руками

Разместив элементы и нарисовав дорожки, протравите пластину текстолита в растворе лимонной кислоты (30–50 г), 3-х процентной перекиси водорода (100 мл) и поваренной соли (2 чайные ложки), периодически проверяя степень растворения незащищённых участков. Просверлите отверстия под штыревые выводы сверлом на 1,5–2 мм, просверлите восемь отверстий для крепления платы к корпусу, а затем тщательно пролудите токоведущие части припоем с канифолью.

Светодиодный прожектор своими руками Для светодиодной матрицы можно также использовать монтажную плату

Если вы собираете диоды или матрицы на охлаждающей подложке, их монтаж выполняется навесным способом. В качестве монтажной панели следует выбрать алюминиевый радиатор типа «расчёска». Каждый светодиод крепится посредством двух или трёх отверстий, разметьте их все сразу и просверлите с тыльной стороны радиатора сверлом на 2,5 мм.

Радиатор для светодиодов

Для крепления используйте короткие саморезы 3,5х11 мм для металлических профилей, но без бура на конце. Перед закреплением диода нанесите на подложку небольшое количество термопасты КПТ-8.

Посадка светодиода на термопасту

Катод (-) и анод (+) у светодиодов с подложкой маркированы, схема подключения и расчёт защитных резисторов одинаковы для всех типов. Соединять элементы между собой следует посредством отрезка телефонного провода. Чтобы не выполнять лишнюю работу, аноды можно сразу припаивать короткими перемычками к корпусу алюминиевого радиатора.

Вопрос об источнике питания

После сборки светодиодов у вас останется два вывода, на которые было бы неплохо подать напряжение, но откуда его взять? Бытовые источники питания здесь мало применимы, для питания светодиодов нужен LED-драйвер, выдающий пульсирующий постоянный ток стабильного значения.

LED драйвер

Для большинства изделий подойдёт драйвер систем интерьерного освещения или для LED-лент. Лучше приобрести источник питания заранее, чтобы по нему рассчитать количество и схему соединения диодов согласно напряжению на выходе и общему току стабилизации.

Для небольших поделок можно использовать блоки питания общебытового назначения с выходным пульсирующим током в 0,5–1,5 А и напряжением на 3–5 В выше прямого напряжения диодов. Стабилизировать источник питания можно микросхемой LM317, для более мощных прожекторов используйте LM350 и LM338, соответственно, увеличивая мощность источника.

Стабилизатор тока для светодиодов Стабилизатор тока для светодиодов

Ограничение тока микросхемой можно регулировать, меняя сопротивление резистора. Его номинал определяется как 1,25/I, где I — ток светодиода или сборки.

рмнт.ру

19.11.16

www.rmnt.ru

Анализатор звукового спектра на контроллере Raspberry Pi и RGB светодиодах

Анализатор спектра показывает уровень громкости звука в различных частотных диапазонах (низкий, средний, высокий) в режиме реального времени, позволяя визуализировать музыку. Использование контроллера  Raspberry Pi, светодиодов  RGB и проводов, позволяет сделать вам динамическое отображение воспроизводимого звука от медиа-плеера или другого источника звука. Этот проект базируется на большой библиотеке светового кода Xmas Python из проекта Light Show Pi, и самые продвинутые пользователи могут даже настроить этот код  для голосования за определенную песню с помощью SMS!
Проект работает в среде программирования Python,  включая обработку аудио. Это позволяет просто проигрывать  и анализировать mp3 файлы в реальном времени, пока ваш контроллер Raspberry Pi не делает ничего другого.

Светодиодный эквалайзер Техническое обеспечение:
Контроллер Raspberry Pi – эта инструкция основана на одной из ранних версий  контроллера 3.10.19 Светодиодная полоса RGB – 1 метр (примерно 160 светодиодов), управляемая при помощи SPI (адресное управление), и ШИМ.  Этот проект использует одну изогнутую полосу, формирующую 5 столбцов. Сигнал подается на различные участки полосы, при подключении только трех проводов – земля, синхронизация и данные.     Блок питания 10A 5V USB Wi-Fi адаптер (RTL8188CUS драйвер чипсета встроен в ОС очень плохо!).  Он нужен, если вы не хотите использовать Ethernet.  Я использовал этот адаптер, чтобы заставите его работать. SD-карта 4GB или больше Колонки с подключением USB USB-концентратор для подключения клавиатуры, мыши, Wi-Fi Зарядное устройство сотового телефона, чтобы подключить к нему Raspberry Pi  через разъем USB  USB-клавиатура, мышь, монитор HDMI Провода, различные разъемы типа «мама», а также разъемы JST, если вы не хотите припаивать  RGB полосы навсегда. Светодиодный эквалайзер Программное обеспечение:
Этот проект базируется на основе большого кода «Pi-based xmas lights controller code». Полностью, этот огромный программный код вам не нужен. Вам необходимо скачать лишь его небольшую часть, а именно библиотеку под названием «synchronized_lights_LED_strip.py», доступную для скачивания по ссылке: http://www.instructables.com/files/orig/F8J/J4J8/HQCWG0FE/F8JJ4J8HQCWG0FE.py  Затем вам необходимо скачать библиотеку контроля светодиодной полосы по SPI (адресация светодиодов) под названием «Python control of LPD8806 RGB LED strip», доступную для скачивания по ссылке: https://github.com/adammhaile/RPi-LPD8806  Это немного не относится к проекту, но для программирования контроллера Raspberry Pi я использовал программу Geany IDE. Если вам будет интересно, то ознакомится с ее возможностями и функциями можно по ссылке: http://www.geany.org/    Общий набор оборудования на одной фотографии:     Краткий обзор, представляющий все основные компоненты. Подключите к USB концентратору, мышь, клавиатуру, колонки, Ethernet или Wi-Fi  соединение.   Светодиодный эквалайзер Подключение светодиодных лент RGB   Припаяйте четыре провода к входу светодиодной ленты согласно их схеме подключения. Обратите внимание, что на ленте есть вход и выход,  это важно для подключения. Вы можете также использовать разъемы JST, если вы не хотите припаивать светодиодные ленты навсегда. Затем присоедините провода от светодиодной ленты к контроллеру Raspberry Pi, так как указано на фотографии ниже.     Теперь подключите провода питания к контроллеру Raspberry Pi, как показано на фотографии выше и принципиальной схеме ниже. Не забудьте подключить землю от источника питания на землю контроллера Raspberry Pi!    Светодиодный эквалайзер Программирование светодиодной ленты RGB   Скачайте программное обеспечение для контроллера Raspberry Pi по этой ссылке, для возможности управления светодиодной лентой в режиме SPI (адресное управление): https://github.com/adammhaile/RPi-LPD8806   Напоминаю, что все дальнейшие команды набираются в командной строке операционной системы Linux! Если вы не знакомы с данной ОС, то на данное время, чтение дальнейшего раздела для вас бесполезно.   Наберите команду sudo raspi-config – Далее следуйте подсказкам системы, чтобы включить поддержку аппаратной функции SPI. Когда будете устанавливать аудиовыход, установите разъем jack 3,5mm, а не выход HDMI. Также, я добавил родительский каталог установки среды Python, переменным параметром PYTHONPATH для обработчика команд Bashrc, для того, чтобы я мог вызвать любую функцию из любого места. nano ~/.bashrc: export PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/pi/RPi-LPD8806 Вы также можете добавить строку:
PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/home/pi/RPi-LPD8806 to /etc/environments Но это потребует перезагрузки, для регистрации в новых терминальных окнах.
Проверьте, что полоса работает, запустив пример кода: python example.py Когда вы запускаете код «Xmas light» как root процесс, переменные среды, в частности, PYTHONPATH не передаются этому процессу.
Чтобы сохранить эти переменные окружения, нужно отредактировать файл /etc/sudoers by typing, набрав команду  sudo visudo и затем добавить снизу файла следующие строки:
Defaults env_keep=SYNCHRONIZED_LIGHTS_HOME Defaults env_keep+=PYTHONPATH В первой строке прописывается то, что нам нужно для работы световой библиотеки Xmas. Во второй строке прописывается переменная с постоянным нахождением среды Python, через переопределение переменных. Сама библиотека будет установлена позже. Чтобы убедиться, что у вас все работает из-под «root» процесса, закройте все терминальные окна, откройте новое и введите следующие команды:   sudo pythonfrom bootstrap import *led.fill(Color(50,50,50),0,10)led.update()   В результате выполнения этих команд, у вас должны загореться первые 10 светодиодов. Если, что-то пошло не так, перезагрузите терминал полностью.     Светодиодный эквалайзер Установка светодиодной ленты   Я лично провел одну общую ленту в виде змейки по деревянному решетчатому основанию, закрепив ее простыми пластиковыми хомутами. Если вы хотите сэкономить светодиодную ленту, то вы можете отрезать полоски, нужной вам длинны, и спаять их проводами. Все равно, адресация светодиодов задается программно, и нет никакой разницы, будет ли это цела полоса или отдельные полосы.   Ускорение программного обеспечения для управления светодиодными лентами   На момент написания этой инструкции, код управления на языке Python лентами RGB был немного медленный, но есть несколько способов ускорить его. Во-первых, отредактируйте файл ledstrip.py, и установите использование аппаратного управления SPI, аргумент должен быть такого вида use_py_spi = True. Лично у меня файл ledstrip.py был расположен по следующему пути:  /home/pi/RPi-LPD8806/raspledstrip/ledstrip.py И в нем содержалась строка следующего вида, но с параметром False: def __init__(self, leds, use_py_spi = True, dev=»/dev/spidev0.0″, driver=»LPD8806″): Теперь внутри файла LPD8806.py, меняем скорость SPI (скорость адресации) на 16 МГц. if self.use_py_spi:import spidevself.spi = spidev.SpiDev()self.spi.open(0,0)self.spi.max_speed_hz = 16000000print ‘py-spidev MHz: %d’ % (self.spi.max_speed_hz / 1000000.0 ) Последние изменения в файле LPD8806.py производятся в функции Update (). Каждый вызов функции self.spi.xfer2 (), производится с задержкой 160 мс, так что мы просто изменяем функцию обновления, так что она вызывает функцию spi.xfer2 () немного реже, что ускоряет процесс. def update(self, buffer):temp_buffer = []if self.use_py_spi:for x in range(self.leds):temp_buffer = temp_buffer + [i for i in buffer[x]]#self.spi.xfer2([i for i in buffer[x]])self.spi.xfer2(temp_buffer)self.spi.xfer2([0x00,0x00,0x00]) #zero fill the last to prevent stray colors at the endself.spi.xfer2([0x00]) #once more with feeling — this helps  time2 = time.time() Вот и все с ускорением. Если вы повторно запустите файл example.py, то вы увидите значительное ускорение работы. Подробное описание установки основной библиотеки LightShow Pi, вы можете прочитать в оригинальной инструкции на английском языке по ссылке: https://learn.adafruit.com/raspberry-pi-spectrum-analyzer-display-on-rgb-led-strip?view=all

lednews.lighting

Электротехнические особенности работы со светодиодами

Если вы намерены использовать светодиодную технику, вам не помешает узнать о некоторых тонкостях работы с ней, которые отчасти можно назвать недостатками. С одной стороны, светодиоды — компактные, экономные и долговечные источники света, а с другой?

Твердотельные полупроводниковые элементы критически чувствительны к высоким температурам в активной зоне. Явление, называемое деградацией, заключается в потере полупроводником легирующих добавок, что выражается в снижении светового потока или окончательном выходе из строя.

Светодиодный прожектор своими руками а) конструкция обычного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластиковая линза
б) конструкция мощного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катод

При температуре от 60 °С светодиод деградирует очень быстро и заявленные производителем 50 тысяч часов в итоге оборачиваются в 3–5 тысяч. И чем мощнее одиночный светодиод, тем выше вероятность его быстрого старения из-за перегрева. Поэтому при разработке осветительных приборов во главу угла ставится качественная система отвода тепла, а также разбиение излучателя на несколько точек и их правильная компоновка.

Другая особенность светодиодов — они могут пропускать только ограниченное число электронов в единицу времени. Сеть, питающая светодиод, должна быть стабилизирована по току, иначе возникает сильный перегрев и связанные с ним негативные последствия. Ток в цепи питания регулируется приложенным напряжением и ограничивается резистором на каждом из светодиодов. При разработке схемы соединения нужен тщательный расчёт: завысите напряжение и светодиоды быстро выйдут из строя, а сделаете слишком низким — будут светить вполсилы.

Светодиодный прожектор своими руками

Наиболее простые прожекторы имеют только один светоизлучающий элемент, в приборах же высокой мощности рекомендуется распределять нагрузку для более эффективного отвода тепла. В таких случаях соединение может быть последовательным, параллельным или смешанным. Первое не совсем безопасно: если один из светодиодов перегорит, он может либо разорвать цепь, либо шунтировать её. При параллельном (и особенно смешанном) соединении велик риск, что после выключения из цепи одного потребителя ток в питающей сети возрастёт до неприемлемых величин.

Точечные источники и матрицы: выбор, закупка

Есть три типа светодиодов, которые разумно использовать в изготовлении прожекторов. Учтите, что при сборке светового прибора из нескольких светодиодов, они должны быть идентичны как по типу, так и по вольт-амперным характеристикам. Также рекомендуется приобрести до десятка запасных диодов в качестве ремкомплекта и на случай повреждения при монтаже.

Светодиоды в виде пластиковой капсулы со штыревыми выводами пригодны для изготовления небольших прожекторов и фонариков. Это наиболее дешёвый тип продукции, а конечное изделие в итоге будет относительно легко отремонтировать.

Светодиодный прожектор своими руками

Второй тип — сверхяркие белые светодиоды на металлической подложке. Их стоит использовать в высокомощных осветительных приборах, отводить тепло от них достаточно просто.

Светодиодный прожектор своими руками

Ещё одной разновидностью LED служат светодиодные матрицы высокой мощности. Не рекомендуется самостоятельно изготавливать прожекторы с мощностью матриц 20 Вт и выше: эффективно отвести тепло простыми мерами не удастся.

Светодиодный прожектор своими руками

Детали корпуса и рефлектора

Есть ряд решений для корпуса самодельного прожектора. Если требуется высокая степень пыле-влагозащиты для уличного фонаря, то подойдёт автомобильная фара. Ободок цоколя лампы нужно будет вырезать и закрепить поверх панели со светодиодной матрицей. Недостаток метода — ограниченная мощность прожектора при том, что матрица в нём поместится только одна.

Светодиодный прожектор своими руками

Если вы размещаете несколько светодиодов или матриц на одной печатной плате или монтажной панели, корпус можно изготовить из жести или тонколистовой стали. На заготовке разметьте развёртку усечённой пирамиды: квадрат в центре и одинаковые равнобедренные трапеции по сторонам. Не забудьте оставить по «язычку» на одной из боковых сторон каждой трапеции для стыкования лепестков между собой. Также в меньшем основании трапеции следует оставить прямоугольную полоску около 15–20 мм, а в центре квадрата вырезать ещё один со стороной на 20–25 мм меньше.

Светодиодный прожектор своими руками

Когда выкройка будет готова, отшлифуйте края, согните корпус и соедините швы заклёпками. Внутреннюю поверхность прогрунтуйте, вскройте белой аэрозольной краской без глянца и оставьте сохнуть на 2–3 суток. С передней стороны корпуса заведите по диагонали квадратный отрезок стекла подходящих размеров и прислоните его к загнутым полочкам изнутри. По контуру стекла обильно пройдитесь белым силиконом, им же промажьте швы корпуса.

Светодиодный прожектор своими руками

Крепление монтажной панели или платы выполните на восьми болтах по 4 мм, предварительно просверлив отверстия по краям каждой полочки на узкой стороне корпуса. Чтобы пластина прилегала плотно, используйте уплотнитель для дверей из вспененного ПВХ. Обтянуть болты будет непросто, их головки недоступны, поэтому используйте пару законтренных гаек на конце.

Монтаж радиоэлементов

Если вы выбрали светодиоды со штыревыми выводами, для их монтажа потребуется пластина текстолита. Продумайте схему размещения и нарисуйте перманентным маркером токоведущие дорожки. Аноды всех светодиодов (длинные хвосты) допустимо собрать на одну шину «массы». Катоды также собираются в одну точку, но в цепь питания каждого светодиода следует последовательно включить токоограничивающий резистор.

Светодиодный прожектор своими руками

Его расчёт прост: из напряжения питающей сети вычитаем напряжение светодиода и делим на предельно допустимый ток. Чтобы перестраховаться на случай колебаний напряжения источника, допустимый ток светодиода можно заведомо занизить до 90–95% паспортного значения.

Светодиодный прожектор своими руками Пример схемы светодиодной матрицы из диодов с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА

Ориентировочное напряжение питания для одного светодиода составляет 4 В. Если источник выдаёт больше, целесообразно включать диоды по смешанной схеме, где параллельно соединены гирлянды, в каждой из которых по одному светодиоду на каждые 4–5 В напряжения. Допустимый ток для такой последовательной сборки определяется как сумма допустимых токов каждого, а прямое напряжение остаётся тем же, при условии что у каждого светодиода этот параметр одинаков.

Светодиодный прожектор своими руками

Разместив элементы и нарисовав дорожки, протравите пластину текстолита в растворе лимонной кислоты (30–50 г), 3-х процентной перекиси водорода (100 мл) и поваренной соли (2 чайные ложки), периодически проверяя степень растворения незащищённых участков. Просверлите отверстия под штыревые выводы сверлом на 1,5–2 мм, просверлите восемь отверстий для крепления платы к корпусу, а затем тщательно пролудите токоведущие части припоем с канифолью.

Светодиодный прожектор своими руками Для светодиодной матрицы можно также использовать монтажную плату

Если вы собираете диоды или матрицы на охлаждающей подложке, их монтаж выполняется навесным способом. В качестве монтажной панели следует выбрать алюминиевый радиатор типа «расчёска». Каждый светодиод крепится посредством двух или трёх отверстий, разметьте их все сразу и просверлите с тыльной стороны радиатора сверлом на 2,5 мм.

Светодиодный прожектор своими руками

Для крепления используйте короткие саморезы 3,5х11 мм для металлических профилей, но без бура на конце. Перед закреплением диода нанесите на подложку небольшое количество термопасты КПТ-8.

Светодиодный прожектор своими руками

Катод (-) и анод (+) у светодиодов с подложкой маркированы, схема подключения и расчёт защитных резисторов одинаковы для всех типов. Соединять элементы между собой следует посредством отрезка телефонного провода. Чтобы не выполнять лишнюю работу, аноды можно сразу припаивать короткими перемычками к корпусу алюминиевого радиатора.

Вопрос об источнике питания

После сборки светодиодов у вас останется два вывода, на которые было бы неплохо подать напряжение, но откуда его взять? Бытовые источники питания здесь мало применимы, для питания светодиодов нужен LED-драйвер, выдающий пульсирующий постоянный ток стабильного значения.

Светодиодный прожектор своими руками

Для большинства изделий подойдёт драйвер систем интерьерного освещения или для LED-лент. Лучше приобрести источник питания заранее, чтобы по нему рассчитать количество и схему соединения диодов согласно напряжению на выходе и общему току стабилизации.

Для небольших поделок можно использовать блоки питания общебытового назначения с выходным пульсирующим током в 0,5–1,5 А и напряжением на 3–5 В выше прямого напряжения диодов. Стабилизировать источник питания можно микросхемой LM317, для более мощных прожекторов используйте LM350 и LM338, соответственно, увеличивая мощность источника.

Светодиодный прожектор своими руками Стабилизатор тока для светодиодов

Ограничение тока микросхемой можно регулировать, меняя сопротивление резистора. Его номинал определяется как 1,25/I, где I — ток светодиода или сборки.

рмнт.ру

19.11.16

www.wikistroi.ru


Categories: Свет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector