Suatu ketika, ketika saya masih di sekolah, dan di halaman ada akhir perestroika, paman saya (yang telah menanamkan minat pada saya dalam bidang elektronik) membawa pulang sebuah tas yang dibawa melalui pintu masuk pabrik
barang . Sebenarnya, dia membawa tas seperti itu ke rumah secara teratur, mengisi kembali persediaan yang tersimpan di sofa. Sofa ini, seperti yang Anda bayangkan, memberi isyarat, dan kadang-kadang, tanpa kehadiran paman saya, saya melihatnya dengan antusias. Tetapi sesuatu dari tas ini tidak sampai ke sofa, tetapi jatuh ke tangan saya. Paman saya menyerahkan satu bungkus - sekitar sepuluh - papan tempat memotong roti, dan sebuah kotak langka yang belum dibuka, dan tidak murah pada saat itu, LED. Selain itu, LED tidak sederhana: alih-alih menandai AL-sesuatu yang biasa, ada kode empat digit pada kotak, seperti yang saya pahami, mereka eksperimental. Dan mereka cerdas. Dibandingkan dengan AL307 atau AL310 yang biasa, mereka cukup menyilaukan. Dan selain itu, ada banyak dari mereka - 50 buah.
Gagasan "tempat menerapkan kekayaan ini" muncul seketika: LED ditransfer ke salah satu boneka - berapa banyak yang naik (tidak semua masuk), dan lampu merah yang luar biasa untuk mencetak foto keluar dari mereka yang sama sekali tidak menerangi kertas foto bahkan pada jarak dekat. Namun, segera saya mengetahui bahwa "LED tidak memanas" - ini bohong, jadi saya harus mengurangi setengahnya, dari 10 mA per LED menjadi 5. Dan setelah enam bulan operasi yang sukses, saya juga belajar bahwa “LED tidak terbakar "- ini juga tidak benar: LED pertama dalam perakitan padam, ternyata rusak. Dan seiring waktu, dan seluruh lampu menjadi rusak.
Dan sekarang saya kembali mendengar dari masing-masing besi tentang lampu LED "abadi", dan di rumah selama tahun yang tidak lengkap transisi ke lampu LED, yang ketiga berturut-turut telah terbakar.
Mengapa lampu LED tidak bertahan selamanya?
Ya, karena tidak ada yang abadi. LED, di samping itu - hal yang tipis. Secara harfiah. Dalam strukturnya ada lapisan dengan ketebalan beberapa nanometer, yang membentuk sumur kuantum. Difusi dan elektromigrasi ke lapisan seperti itu kejam - mereka mengikisnya, membuat cacat, secara bertahap mengurangi output cahaya dan meningkatkan kemungkinan bencana pada skala kristal kecil, di mana, omong-omong, energi cahaya dan termal dilepaskan, nilai spesifik yang per sentimeter kubik dari persimpangan pn dapat hanya bandingkan dengan ledakan nuklir (sedikit berlebihan, tetapi cari tahu sendiri kepadatan energinya). Semakin panas LED, semakin banyak semua proses negatif ini akan berjalan lebih cepat. Dan dia, seperti yang sudah kita ketahui, sedang melakukan pemanasan. Itu dipanaskan bahkan ketika arus 10 milliamps mengalir melaluinya. Dan terlebih lagi - ketika itu adalah perangkat yang kuat, arus yang dilaluinya setidaknya 100 mA, dan kadang-kadang - dan ampere, dan bahkan tiga ampere. Dan terlepas dari efisiensi energi LED secara keseluruhan, sebagian besar listrik yang dipasok ke LED menjadi panas. Dari dua pertiga hingga tiga perempat.
Dan di mana untuk mendinginkan LED di bohlam LED? Dan tidak ada tempat, pada umumnya. LED itu sendiri dirancang agar dapat didinginkan. Kristal disolder ke basis besar yang terbuat dari tembaga atau keramik yang sangat panas, basis ini memiliki platform khusus untuk menyolder ke heat sink eksternal, yang perannya adalah papan dengan aluminium atau substrat tembaga. Dan substrat ini, secara teori, harus disekrupkan melalui pelumas termal ke radiator yang bagus dengan area yang luas. Dan itu adalah sekrup terbaik ke casing logam dari lampu LED, area yang sama sekali tidak cukup untuk menghilangkan lebih dari beberapa watt panas, dan bahkan di langit-langit tertutup. Dalam kasus terburuk, kasing umumnya plastik, dan panas dari pengemudi dan dari bola lampu yang belum keluar dan hilang di usus masih masuk ke kasing ini. Jadi LED digoreng pada suhu melebihi 100, atau bahkan 130 ° C. Dan, omong-omong, tidak hanya LED, tetapi juga driver, yang juga sering gagal.
Apa yang harus dilakukan
Satu dari tiga. Atau kita, meninggalkan lampu gantung tua di tempatnya, memasukkan bola lampu ke dalamnya. Mereka akan lebih sedikit panas dan mereka lebih cenderung berumur panjang. Tentu saja, ruangan akan menjadi gelap: kita akan kembali ke waktu ketika bola lampu 25 watt ditinggalkan di lampu dari ekonomi dan keselamatan api, meninggalkan mereka di tempat hemat energi lima belas watt, yang membuat ruang gelap dari ruang gelap di mana itu menyenangkan.
Atau kami membeli lampu gantung baru tempat Anda dapat memasang lebih banyak lampu. Jadi kita akan tinggal dengan ruangan yang terang dan mendapatkan (mungkin) umur bohlam yang lebih panjang. Hanya lampu gantung, seperti bola lampu, yang harus dihabiskan.
Dan akhirnya, pilihan ketiga: kita lupa konsep "lampu LED" sebagai mimpi buruk dan menempatkan lampu gantung yang dirancang khusus lampu LED. Berpikir baik dalam hal penggunaan yang baik dari fluks bercahaya (untuk lampu LED dari "pir gantung - Anda tidak bisa makan", ini tidak selalu baik dalam perangkat yang dirancang untuk lampu pijar - mereka bersinar ke samping dan belakang yang buruk), dan dalam hal pendinginan yang berkualitas.
Pasar
Ada lampu seperti itu di pasaran. Tetapi sebagian besar, mereka pertama, mahal, dan kedua, mengerikan. Ini adalah alat industri yang sesuai di garasi, bengkel, di lantai perdagangan hypermarket, di kantor, akhirnya - tetapi tidak di apartemen. Tidak, ada lampu indah dan desainer yang tampak sangat mengesankan. Tapi - pertama, sekali lagi, harga, dan kedua, pendinginan dikorbankan untuk desain.
Jadi, lampu gantung pancake Cina klasik adalah lima puluh watt LED yang diletakkan di atas papan aluminium dalam bentuk cincin dengan diameter 45 cm dan lebar 8 sentimeter. Anda tidak memiliki tubuh dengan sirip, tidak ada. Dan lagi-lagi, papan itu dalam wadah yang hampir tertutup rapat. Ya, setidaknya pengemudi sedikit keluar. Putusan: itu akan hidup seperti bola lampu LED. Hanya ketika dia meninggal, tidak perlu mengganti bola lampu untuk 150 rubel, tetapi lampu gantung untuk lima hingga sepuluh ribu.
Secara umum, tampaknya ada satu jalan keluar: tangan yang terampil.
Lampu buatan rumah: desain
Saya harus mengatakan segera: lampu tidak akan berada di strip LED dan tanpa bluetooth.
Sebagai permulaan, mari kita perkirakan berapa banyak cahaya yang kita butuhkan. Ini masalah selera, tapi saya suka ketika ringan di rumah. Saya suka setiap senja intim di acara-acara khusus, dalam suasana romantis, tetapi dalam kehidupan biasa itu membuat saya sedih. Ini dapat dihitung dengan segala cara, tetapi saya akan mengambil keuntungan dari kenyataan bahwa ruangan itu bagus dengan lampu gantung dengan masing-masing hemat energi 15 watt, masing-masing memberikan 950 lumens. Artinya, 5 kilolumen akan cukup bagi kita. Sekarang kita pergi ke situs web Cree, kami menemukan Datasheet di modul CXA2530. Kenapa tepatnya pada mereka? Ya, karena saya memiliki beberapa potong modul seperti itu, dan lebih mudah untuk bekerja dengannya: kabel disolder ke mereka, dan modul itu sendiri dipasang langsung pada radiator menggunakan flens yang terpasang. Dan mudah untuk membelinya - sebuah toko online Tiongkok yang terkenal untuk membantu. Modul balok bercahaya T4 saya yang ada, ini sesuai dengan fluks luminer nominal 3440-3680 lm. Segera ambil 20% dari angka ini - mereka akan hilang pada diffuser. Kami mendapatkan fluks bercahaya 2750-2950 lm, dan mengingat fluks ini diperoleh dengan kekuatan sekitar 30 W, kami mendapatkan daya yang diperlukan untuk penerangan (dijumlahkan ke LED) sekitar 50 W. Karena kamar kami panjang, kami akan melepas lampu gantung dari tengah dan membuat dua lampu identik masing-masing 25 watt.
Mengambil efisiensi LED pada 25% (perkiraan yang cukup konservatif mungkin lebih baik, tetapi tentu saja tidak lebih buruk), kami menemukan bahwa panas 18,75 W dilepaskan di setiap lampu. Dan tugas kami adalah memilih radiator untuk pembuangan panas ini. Begini cara kami melakukannya.
Kami akan melanjutkan dari suhu kristal maksimum
= 85 ° C dan suhu sekitar
= 35 ° C Yaitu
= 50 ° C. Perbedaan suhu sebanding dengan daya yang dihamburkan, dan koefisien proporsionalitas disebut ketahanan termal:
, dan diukur dalam kelvin (atau derajat Celcius) per watt. Dalam kasus kami, ketahanan termal dari lingkungan kristal harus sama dengan 2 ° C / W.
Terdiri dari apa resistensi termal? Komponen pertamanya adalah resistansi termal yang melekat pada housing LED itu sendiri. Cree tidak memberikan nilai ini dalam lembar data secara langsung, menawarkan untuk menggunakan jadwal yang aneh, tetapi dalam publikasi awal di majalah tentang rilis array LED baru, nilai 0,8 ° C / W ditunjukkan.
Komponen kedua dari nilai total resistansi termal adalah resistansi yang dibuat oleh lapisan tempel termal antara bodi dan radiator. Sebagai pasta termal, kami akan mengambil Alsil-3 lama yang baik, dengan konduktivitas termal
= 1,7-2 W / m * K. Dengan lapisan pasta dengan ketebalan 50 μm dan luas permukaan pembuangan panas 2,8
(luas lingkaran dengan diameter 19 mm di bawah permukaan radiasi dari matriks) kita dapatkan
= 0.105 ° C / W.
Jadi, kita memiliki 1,1 ° C / W pada radiator. Berdasarkan gambar ini, kami memilih radiator, melemparkan sekitar 30 persen "pada kebohongan", pada penyebaran panas dari matriks kecil dan pada kenyataan bahwa radiator tidak akan berorientasi secara optimal di ruang angkasa. Sebagai contoh, profil AVM-076 dengan ukuran bagian 176x40 mm dan ketahanan termal potongan dengan panjang 100 mm 0,5 ° C / W cocok untuk kita. Sepotong profil ini dengan panjang 80-100 mm sudah cukup bagi kami. 100 mm adalah potongan standar yang tersedia secara komersial, 80 harus dipesan dari pabrikan (Virtual Mechanics,
virtumech.ru ), opsi ini terlihat agak lebih estetis karena lebarnya lebih kecil.
Tetap memilih driver. Kriteria pemilihannya adalah arus dan batas operasi dari tegangan keluaran. Kekuatan 25 W diperoleh pada arus sekitar 0,7 A, tegangan pada matriks akan menjadi sekitar 35-36 V.
Konstruksi
Setelah melalui beberapa opsi untuk desain lampu, saya memilih diffuser yang terbuat dari plastik matte transparan, yang memiliki penampilan semi-silinder. Formulir ini diperoleh dengan cara paling sederhana - dengan melampirkan pelat melengkung ke sisi radiator. Metode pemasangan cukup sewenang-wenang - pada sekrup dengan pelat tekanan, pada lem - Saya menggunakan pita dua sisi merah "Moment". Sebagai diffuser, saya menggunakan film hamburan dari lampu latar monitor LCD yang rusak - ini memiliki transmisi cahaya yang sangat baik. Anda juga dapat menutup dengan film abrasif untuk mencetak pada printer laser atau film plastik padat lainnya.
Matriks dengan kabel pra-solder dipasang menggunakan flensa lengkap di tengah radiator menggunakan dua sekrup M3 (mur tidak nyaman digunakan, jadi Anda harus bekerja dengan keran). Sebelum menempelkan diffuser, permukaan datar radiator yang bebas matriks direkomendasikan untuk dilem dengan pita aluminium atau dicat dengan cat putih - ini akan mengurangi kehilangan cahaya.
Mengenai pasta termal - Saya ingin mencatat bahwa penggunaan pasta termal gelap tidak dianjurkan: itu akan mengurangi fluks bercahaya sebesar 10 persen. Saya perhatikan dengan baik pada dua salinan, salah satunya saya buat dengan Alsil-3, tetapi yang kedua juga tidak cukup dan saya menggunakan pasta dari kit pendingin Scythe, yang memiliki warna abu-abu gelap. Perbedaan saat mengukur dengan pengukur cahaya jelas. Selain itu, tidak masuk akal untuk menggunakan paduan termal yang lebih mahal daripada juga dengan konduktivitas termal yang lebih tinggi: dalam kasus terburuk, beberapa derajat jatuh pada alsil, mereka tidak akan melakukan cuaca.
Setelah merakit luminer pertama (di mana saya menggunakan radiator dari prosesor Pentium II dan yang menetap di dapur, ia memiliki daya yang sedikit lebih rendah di wilayah 15 W), saya memutuskan untuk tidak memasukkan satu matriks, tetapi dua ke luminer ruangan, itu "dioleskan" sorot lampu pada diffuser dan buat lampu lebih nyaman. Dalam hal ini, akan lebih masuk akal untuk menginstal modul yang kurang kuat, katakanlah, CXA1820. Modul-modul terhubung secara paralel, ini tidak menyebabkan konsekuensi yang tidak diinginkan dalam bentuk distribusi arus yang tidak merata di antara mereka - kedua matriks bersinar sama rata di mata. Tapi untuk berjaga-jaga, saya meratakan panjang kabel timah.
Mounting ke langit-langit dengan saya - menggunakan lengan ayun yang terbuat dari kawat baja kaku dengan diameter 2 mm, ujung-ujungnya disambungkan ke lubang-lubang di sirip radiator dan ditekuk. Sebuah kait yang melekat pada langit-langit dihubungkan ke pusat balok - sedemikian panjang sehingga ada beberapa sentimeter antara langit-langit peregangan dan radiator. Sopir itu tersembunyi di balik langit-langit peregangan. Jika lampu dibuat sampai langit-langit, radiator juga bisa disembunyikan di dalamnya.
Permukaan radiator dapat dicat hitam dengan spidol permanen atau lapisan tipis semprotan (tidak perlu tebal - isolasi termal). Dan Anda tidak bisa melukis, matanya tidak terlalu berperasaan.
Hasil
Itu ringan. Di bawah lampu di ketinggian meja - 450 lux, di tengah ruangan 380 lux. Cahaya nyaman, rendisi warna cukup (meskipun di dapur ternyata daging mentah di bawah cahaya ini sepertinya sedikit diwarnai dengan jus blueberry). Radiator setelah berjam-jam bekerja terasa hangat, tetapi tidak panas. Flicker adalah nol (pantas driver berkualitas).
Dan dengan harga: matriks masing-masing biaya 550 rubel (tentu saja sejak, tentu saja, berubah), radiator - 600 rubel, driver - 250 rubel, film ini gratis. Total - 2200 + 1200 + 500 = 3900 rubel. Ditambah dua hingga tiga jam kerja.