Изготовление светодиодной лампы своими руками

В статье хотелось бы поделиться опытом создания светодиодной лампы для растений своими руками. Проектируемая мощность лампы - 100Вт. Все необходимые действия возможно выполнить в домашних условиях имея минимальный набор инструментов. В качестве радиаторов и несущего каркаса используется два радиатора от старой радиоаппаратуры.

Для изготовления светодиодной лампы нужно выбрать необходимую форму фитолампы, в нашем случае оптимальным будет форма, приближенная к квадрату. Второй возможный вариант – вытянутый прямоугольник.

На радиаторах присутствуют места креплений транзисторов, расположены они далеко не равномерно по радиатору. Так как лампа будет устанавливаться на подвесах, необходимо получить центр тяжести сосредоточенный как можно ближе к центру конструкции лампы. Поэтому крепление транзисторов располагаем не симметрично относительно друг друга.

Изготавливаем два уголка, которыми позднее скрутим меду собой оба радиатора. Материал уголка – алюминий, ширина полки – 15мм. Приобрести можно в крупных строительных супермаркетах, относится к мебельной фурнитуре.

Длина уголков подобрана с учетом ширины светодиодных драйверов, которые позднее будут установлены в центре лампы между радиаторами.

На радиаторах размечаем места под крепление уголков, сверлим отверстия и нарезаем в них резьбу. Места под крепления необходимо выбирать, так что бы их обратная сторона выходила между ребрами радиатора.

Планируемая мощность лампы – 100Вт, используем 50шт светодиодов 3Вт. На каждый радиатор приходиться по 25шт светодиодов. Предположительно площади радиатора должно хватать для пассивного охлаждения 25шт светодиодов в режиме 3Вт. Температура радиатора идеально не должна превышать 45˚С, максимальная рабочая температура допускается 65 ˚С. Более высокая рабочая температура приведёт к повышенной скорости деградации светодиодов и преждевременному выходу их из строя. Температурные характеристики лампы желательно проверить в рабочих условиях с помощью термометра. Этот эксперимент пока отложим, а сейчас…

Размечаем радиаторы под установку мощных светодиодов и скручиваем конструкцию.

Монтаж светодиодов на радиатор

Теперь можно предварительно разместить светодиоды на радиаторах, не фиксируя их и продумать «тактику» спайки светодиодов между собой.

Питание 50шт светодиодов будет обеспечено двумя светодиодными драйверами для светодиодов 3Вт: 36W c выходным напряжением 18-60V, 600mA и 60W драйвер с выходным напряжением 57-105V, 600mA. К 36W драйверу подключим группу из 20шт светодиодов с общим падением напряжения 58V, а к 60W драйверу группу из 30шт светодиодов с суммарным падением напряжения 90V.

Монтаж светодиодов выполнен на 16мм подложку. Подложка выполняет задачу изолятора основания светодиода от основного радиатора, а также увеличивает площадь теплового контакта.

Выводы от светодиодов для подключения драйверов желательно вывести на средину лампы. Светодиоды приклеиваем к радиатору с помощью теплопроводящего клея AG Termoglue, который обеспечивает высокую адгезию и хороший термоконтакт. Соединяем светодиоды между собой проводом МГТФ. Очень удобно для пайки использовать флюс Ф99 или Ф2000. После манипуляций с паяльником у нас получилась такая конструкция:

• - 24 светодиода – 1EP-R 660нм c чипом Epiled 42mils;
• - 14шт полноспетральных светодиодов УСКИ 1GL-F с чипом Bridgelux 45mils;
• - 6шт светодиодов 3W 3GL-B с чипами Bridgelux;
• - 6шт белых светодиодов 2700К и 6500К.

Так как лампа рассчитывается для освещения растений на весь цикл роста от вегетации до плодоношения требуется несколько увеличить количество света в красной области спектра. Для этих целей установлено достаточно большое количество светодиодов 1EP-R 660нм.

Изучив график спектральной характеристики, светодиодов УСКИ, был сделан вывод о желательном добавлении светодиодов с длиной волны 445нм (3GL-B) и белых светодиодов основной задачей которых является увеличить интенсивность светового потока в желто-оранжевой части спектра

Светодиоды УСКИ, сами по себе, тоже хорошо подходят для использования в светодиодных фитолампах. Однако для закрытых пространств рекомендуется дополнительно использовать и другие специальные светодиоды для растений.

Первая проверка лампы и снятие тепловых характеристик

Предварительно подключив светодиоды к необходимым драйверам:

Если светодиоды сразу запустились и стабильно работают, значит все отлично! Осталось проверить радиаторы на термическую нагрузку. Включенную лампу оставляем минимум на 30минут работы, за это время радиатор успеет прогреться и выйти в рабочий режим.

Измерения температуры проводим используя мультиметр с подключенным термодатчиком:

Спустя два часа работы лампы температура радиатора составляет 51 ˚С. Это очень не плохой показатель, использовать активное охлаждение не нужно.

Окончательная сборка и проверка лампы

После проверки работоспособности светодиодных цепочек и температурного режима можно приступать к установки светодиодных драйверов на наш led светильник для растений. Как было укаказано выше, светодиодные драйверы решено устанавливать в свободном пространстве между радиаторами. Для этого понадобилось изготовить не большую алюминиевую пластину и прикрутить ее между радиаторами. Далее устанавливаем драйверы и припаяваем провода к светодиодам:

Входные провода светодиодных драйверов соединяем между собой и укладываем в автомобильную пластиковую гофру. Свободные концы припаиваем к входному разъему, который был предварительно установлен с помощью алюминиевого уголка 25х25 на радиатор.

Изготавливаем провод для питание светодиодной фитолампы. С одной стороны штепсельная вилка, с другой - ответная часть разъема. Длина провода 3М, толщина 0.75мм².

Осталось только включить и проверить led фитолампу:

Как видим, конструкция получилась достаточно удачной, после подключения драйверов led лампа сразу заработала, яркость очень высокая.