Il était une fois, quand j'étais encore à l'école et dans la cour, la fin de la perestroïka, mon oncle (qui m'avait inculqué un intérêt pour l'électronique) a ramené à la maison un sac réalisé par l'entrée de l'usine du
bien . En fait, il ramenait régulièrement ces sacs à la maison, réapprovisionnant les fournitures stockées dans le canapé. Ce canapé, comme vous pouvez l'imaginer, a fait signe, et parfois, en l'absence de mon oncle, je l'ai examiné avec enthousiasme. Mais quelque chose de ce sac n'est pas entré sur le canapé, mais il est tombé entre mes mains. Mon oncle m'a remis un paquet - une dizaine - de la planche à pain, et une toute nouvelle boîte non ouverte de LED rares et pas chères à l'époque. De plus, les LED n'étaient pas simples: au lieu du marquage habituel AL-quelque chose, il y avait un code à quatre chiffres sur la boîte, si je comprends bien, elles étaient expérimentales. Et ils étaient brillants. Comparés aux AL307 ou AL310 habituels, ils sont tout simplement éblouissants. Et en plus, il y en avait beaucoup - 50 pièces.
L'idée de `` où appliquer cette richesse '' est venue instantanément: les LED ont été soudées sur l'une des maquettes - combien ont grimpé (pas toutes montées), et une magnifique lampe rouge pour l'impression des photos en est sortie, ce qui n'a absolument pas illuminé le papier photo même à bout portant. Cependant, j'ai tout de suite appris que «les LED ne chauffent pas» - c'est un mensonge, j'ai donc dû réduire le courant de moitié, de 10 mA par LED à 5. Et après six mois de fonctionnement réussi, j'ai également appris que «les LED ne s'éteignent pas "- ce n'est pas vrai non plus: la première LED de l'assemblage s'est éteinte, s'est avérée cassée. Et au fil du temps, et la lampe entière est tombée en ruine.
Et maintenant, j'entends à nouveau parler de chaque fer à propos des ampoules LED «éternelles», et à la maison pour l'année incomplète de transition vers les lampes LED, la troisième d'affilée a déjà grillé.
Pourquoi les ampoules LED ne durent pas éternellement?
Oui, car il n'y a rien d'éternel. LED, en plus - une chose mince. Littéralement. Dans sa structure, il y a des couches d'une épaisseur de quelques nanomètres, qui forment des puits quantiques. La diffusion et l'électromigration vers de telles couches sont impitoyables - elles les érodent, créent des défauts, réduisent progressivement le flux lumineux et augmentent la probabilité d'une catastrophe à l'échelle d'un minuscule cristal, dans lequel, par ailleurs, la lumière et l'énergie thermique sont libérées, dont la valeur spécifique par centimètre cube de la jonction pn peut être comparez seulement avec une explosion nucléaire (un peu exagérée, mais déterminez vous-même la densité d'énergie). Plus la LED est chaude, plus tous ces processus négatifs iront plus vite. Et lui, comme nous le savons déjà, se réchauffe. Il est chauffé même lorsqu'un courant de 10 milliampères le traverse. Et encore plus - lorsqu'il s'agit d'un appareil puissant, dont le courant est d'au moins 100 mA, et parfois - et d'ampères, et même de trois ampères. Et malgré toute l'efficacité énergétique des LED, une fraction importante de l'électricité fournie aux LED est chauffée. De deux tiers à trois quarts.
Et où refroidir les LED dans l'ampoule LED? Et nulle part, dans l'ensemble. La LED elle-même est conçue pour pouvoir être refroidie. Le cristal est soudé sur une base massive en cuivre ou en céramique hautement conductrice de chaleur, cette base a une plate-forme spéciale pour la soudure sur un dissipateur de chaleur externe, dans le rôle de laquelle est une carte avec un substrat en aluminium ou en cuivre. Et ce substrat, en théorie, devrait être vissé à travers de la graisse thermique à un bon radiateur avec une grande surface. Et elle se visse au mieux sur le boîtier métallique de la lampe LED, dont la surface est totalement insuffisante pour dissiper plus de quelques watts de chaleur, et même dans un plafond fermé. Dans le pire des cas, le boîtier est généralement en plastique et la chaleur du conducteur et d'une ampoule qui n'est pas sortie et qui est perdue dans les intestins pénètre toujours dans ce boîtier. Les LED sont donc frites à une température supérieure à 100, voire 130 ° C. Et, en passant, non seulement des LED, mais aussi un pilote, qui échoue également souvent.
Que faire?
Un sur trois. Ou nous, en laissant le vieux lustre en place, y avons mis des ampoules. Ils chaufferont moins et auront plus de chances de vivre longtemps. Bien sûr, la pièce deviendra sombre: nous reviendrons au temps où des ampoules de 25 watts ont été laissées dans le lustre par économie et sécurité incendie, les laissant à la place d'économiseurs d'énergie de quinze watts, ce qui a fait une pièce sombre de la tanière sombre dans laquelle il est agréable d'être.
Ou nous achetons un nouveau lustre dans lequel vous pouvez visser plus d'ampoules. Nous allons donc rester dans une pièce lumineuse et obtenir une durée de vie (éventuellement) plus longue des ampoules. Seul un lustre, comme une ampoule, devra être dépensé.
Et enfin, la troisième option: on oublie le concept même de «lampe LED» comme cauchemar et on met en place la lampe LED spécialement conçue pour le lustre. Pensé à la fois en termes de bonne utilisation du flux lumineux (pour les lampes LED de type "poire suspendue - vous ne pouvez pas manger", ce n'est pas toujours bon dans les appareils conçus pour les lampes à incandescence - ils brillent mal latéralement et en arrière), et en termes de refroidissement de qualité.
Le marché
Il existe de telles lampes sur le marché. Mais pour la plupart, ils sont, premièrement, chers et deuxièmement, terribles. Ce sont des gadgets industriels qui conviennent dans le garage, l'atelier, dans la salle des marchés de l'hypermarché, dans le bureau, enfin - mais pas dans l'appartement. Non, il y a des lampes à la fois belles et design très impressionnantes. Mais - d'une part, encore une fois, le prix, et d'autre part, le refroidissement a été sacrifié à la conception.
Ainsi, le lustre chinois classique à crêpes à LED est composé de cinquante watts de LED reposant sur une planche en aluminium en forme d'anneau d'un diamètre de 45 cm et d'une largeur de 8 centimètres. Vous n'avez pas de corps avec des nageoires, rien. Et encore une fois, la carte est dans un boîtier presque hermétiquement fermé. Eh bien, au moins, le conducteur est un peu absent. Verdict: elle vivra comme une ampoule LED. Ce n'est qu'à sa mort qu'il ne sera pas nécessaire de changer une ampoule pour 150 roubles, mais un lustre pour cinq à dix mille.
En général, il semble y avoir une issue: des mains habiles.
Lampe maison: design
Je dois dire tout de suite: la lampe ne sera pas sur la bande LED et sans bluetooth.
Pour commencer, évaluons la quantité de lumière dont nous avons besoin. C'est une question de goût, mais j'adore quand il fait jour dans la maison. J'aime chaque crépuscule intime lors d'occasions spéciales, dans un cadre romantique, mais dans la vie ordinaire, cela me rend triste. Cela peut être compté de toutes les manières, mais je profiterai du fait que la pièce était bien avec un lustre avec cinq économies d'énergie de 15 watts chacune, chacune donnant 950 lumens. Autrement dit, 5 kilolumens nous suffiront. Maintenant, nous allons sur le site Web cri, nous y trouvons la fiche technique sur les modules CXA2530. Pourquoi exactement sur eux? Oui, car j'ai plusieurs pièces de ces modules, et il est pratique de travailler avec eux: les fils sont simplement soudés sur eux et les modules eux-mêmes sont montés directement sur le radiateur à l'aide de la bride jointe. Et il est facile de les acheter - une boutique en ligne chinoise bien connue pour vous aider. Mes modules de faisceau lumineux T4 existants, cela correspond à un flux lumineux nominal de 3440-3680 lm. Enlevez immédiatement 20% de ce chiffre - ils seront perdus sur le diffuseur. Nous obtenons le flux lumineux de 2750-2950 lm, et étant donné que ce flux est obtenu avec une puissance d'environ 30 W, nous obtenons la puissance requise pour l'éclairage (résumé aux LED) d'environ 50 W. Puisque notre pièce est longue, nous allons retirer le lustre du centre et fabriquer deux lampes identiques de 25 watts chacune.
En prenant l'efficacité des LED à 25% (une estimation assez conservatrice est probablement meilleure, mais certainement pas pire), nous constatons que 18,75 W de chaleur sont libérés dans chaque lampe. Et notre tâche est de choisir un radiateur pour cette dissipation thermique. Voici comment nous procédons.
Nous partirons de la température maximale du cristal
= 85 ° C et température ambiante
= 35 ° C C’est
= 50 ° C La différence de température est proportionnelle à la puissance dissipée et le coefficient de proportionnalité est appelé résistance thermique:
, et il est mesuré en kelvins (ou degrés Celsius) par watt. Dans notre cas, la résistance thermique de l'environnement cristallin doit être égale à 2 ° C / W.
En quoi consiste la résistance thermique? Son premier composant est la résistance thermique inhérente au boîtier LED lui-même. Cree ne donne pas directement cette valeur dans la fiche technique, proposant d'utiliser un calendrier étrange, mais dans les premières publications dans les magazines sur la sortie de nouveaux réseaux LED, la valeur de 0,8 ° C / W était indiquée.
La deuxième composante de la valeur totale de la résistance thermique est la résistance créée par la couche de pâte thermique entre le corps et le radiateur. Comme pâte thermique, nous prendrons le bon vieux Alsil-3, à conductivité thermique
= 1,7-2 W / m * K. Avec une couche de pâte d'une épaisseur de 50 μm et d'une surface de dissipation thermique de 2,8
(aire d'un cercle d'un diamètre de 19 mm sous la surface rayonnante de la matrice) on obtient
= 0,105 ° C / W.
Donc, nous avons 1,1 ° C / W sur le radiateur. Sur la base de cette figure, nous choisissons un radiateur, jetant environ 30 pour cent "sur un mensonge", sur la diffusion de la chaleur d'une petite matrice et sur le fait que le radiateur ne sera pas orienté de manière optimale dans l'espace. Par exemple, un profil AVM-076 avec une taille de section de 176x40 mm et une résistance thermique d'une pièce d'une longueur de 100 mm 0,5 ° C / W nous convient. Un morceau de ce profil d'une longueur de 80-100 mm nous suffit. 100 mm sont des pièces standard disponibles dans le commerce, 80 doivent être commandées auprès du fabricant (Virtual Mechanics,
virtumech.ru ), cette option semble un peu plus esthétique en raison de la plus petite largeur.
Reste à choisir un pilote. Les critères de sélection sont le courant et les limites de fonctionnement de la tension de sortie. Une puissance de 25 W est obtenue à un courant d'environ 0,7 A, la tension sur la matrice sera d'environ 35-36 V.
La construction
Après avoir parcouru plusieurs options pour la conception de la lampe, je me suis installé sur un diffuseur en plastique mat translucide, qui a l'apparence d'un demi-cylindre. Cette forme est obtenue de la manière la plus simple - en fixant une plaque incurvée sur les côtés du radiateur. La méthode de montage est assez arbitraire - sur des vis avec des plaques de pression, sur de la colle - j'ai utilisé le ruban adhésif double face rouge «Moment». En tant que diffuseur, j'ai utilisé un film diffusant du rétro-éclairage d'un moniteur LCD cassé - il a une très bonne transmission lumineuse. Vous pouvez également couvrir avec un film abrasif pour l'impression sur une imprimante laser ou tout autre film plastique dense.
La matrice avec des fils pré-soudés est installée à l'aide de la bride complète au centre du radiateur à l'aide de deux vis M3 (les écrous ne sont pas pratiques à utiliser, vous devez donc travailler avec un robinet). Avant de coller le diffuseur, il est recommandé de coller la surface plane sans matrice du radiateur avec du ruban d'aluminium ou de la peindre avec de la peinture blanche - cela réduira la perte de lumière.
En ce qui concerne la pâte thermique - je voudrais noter que l'utilisation de pâte thermique foncée n'est pas recommandée: elle réduira le flux lumineux de 10%. Je l'ai bien remarqué sur deux exemplaires, dont un que j'ai fait avec Alsil-3, mais le deuxième alsil n'était pas suffisant et j'ai utilisé la pâte du kit de refroidissement Scythe, qui avait une couleur gris foncé. La différence lors de la mesure avec un posemètre est évidente. En outre, cela n'a aucun sens d'utiliser des alliages thermiques plus chers que l'alsil avec une conductivité thermique plus élevée: dans le pire des cas, quelques degrés tombent sur l'alsil, ils ne feront pas le temps.
Après avoir assemblé le premier luminaire (dans lequel j'ai utilisé un radiateur du processeur Pentium II et qui s'est installé dans la cuisine, il a une puissance légèrement inférieure aux alentours de 15 W), j'ai décidé de mettre non pas une matrice, mais deux dans les luminaires de la pièce, ça a "taché" Spot Light sur le diffuseur et a rendu la lumière plus confortable. Dans ce cas, il serait plus raisonnable d'installer des modules moins puissants, disons CXA1820. Les modules sont connectés en parallèle, cela n'a pas entraîné de conséquences indésirables sous la forme d'une répartition inégale du courant entre eux - les deux matrices brillent également dans l'œil. Mais juste au cas où, j'ai nivelé la longueur des fils de sortie.
Montage au plafond avec moi - à l'aide d'un culbuteur en fil d'acier rigide d'un diamètre de 2 mm, dont les extrémités sont enfilées dans les trous dans les ailettes extrêmes du radiateur et pliées. Un crochet attaché au plafond est accroché au centre de la poutre - une longueur telle qu'il y a quelques centimètres entre le plafond tendu et le radiateur. Le conducteur est caché derrière un plafond tendu. Si les lampes étaient montées jusqu'au plafond, des radiateurs pourraient également y être cachés.
La surface du radiateur peut être peinte en noir avec un marqueur permanent ou une fine couche de bombe aérosol (une épaisseur n'est pas nécessaire - isolation thermique). Et vous ne pouvez pas peindre, ses yeux ne sont pas particulièrement durs.
Résultats
C'est léger. Sous les lampes à hauteur du comptoir - 450 lux, au milieu de la pièce 380 lux. La lumière est confortable, le rendu des couleurs est assez (même si dans la cuisine, il s'est avéré que la viande crue sous cette lumière semble légèrement teintée de jus de myrtille). Les radiateurs après plusieurs heures de travail sont chauds, mais pas chauds. Le scintillement est nul (mérite de pilotes de qualité).
Et aux prix: les matrices coûtent 550 roubles chacune (le cours a depuis, bien sûr changé), les radiateurs - 600 roubles, les chauffeurs - 250 roubles, le film est gratuit. Total - 2200 + 1200 + 500 = 3900 roubles. Plus deux à trois heures de travail.