Линза для светодиода своими руками

Обновлено: 01.07.2024

2. А также подскажите где можно через интернет дешевле купить светодиоды RGB и RGBW на световые приборы?.
К примеру. В Чип и Дип стоимость светодиодов выше в три раза, чем в цокольном помещении в павильонах Митино.
Кто где покупает радиоэлементы через интернет?

Причём здесь Инваск. В Инваске, наверняка всё есть для ремонта, но значительно дороже, чем у специализированных продавцов, так как сервисным центрам интереснее заработать ещё и на ремонте. Поэтому им не выгодно торговать радиоэлементами по себестоимости. Для ремонта мне надо отсылать уже не гарантийные приборы в Москву, когда я сам могу найти неисправность и перепаять 6-8 ножек мультичипа или приклеить линзы.
Другое дело когда руки из одного места растут, то вариант только один. Отдавать в ремонт кому-то.

силиконовым герметиком. он температуру держит. вот только отчищать от него плату очень непросто - не растворяется ничем.

Силиконовый герметик подходит для прохождения светового луча без искажения?

а заводской герметик с чем смыть?
И почему они отклеиваются? Не выдерживают температуру? Слышал, что там спецгерметик, может, кто покупал?
Не скажу, что много отклеилось, но парочку шатаются.

Еще не клеил, но когда открывал, видел, что линзы залиты герметиком по всей площади к чипу. Головы диалайтинг.

у меня на приборах линзы сделаны как крышки от пепси - клеишь по периметру, и не задумываешься ни о каких площадях и искажениях. только на одном приборе линзы конусообразные - узким концом на диод, широким - в дырку передней панели. держатся нормально, только собирать первый раз было геморно.

Сколько ледов всяческих в работе. Вообще про какое-то клеение впервые слышу! в основном либо линзы ("стаканчики") прижаты металлической/текстолитовой диафрагмой, либо зажаты между двумя такими и формируют отдельный съемный диск. Диоды выгорают только у самых дерьмовых-рублёвых приборов, встречались такие, либо они должны быть в работе круглосуточно! Но в любом случае Aliexpress вам в помощь, найдете все, ну или многое!

может вы не поняли, я говорю про маленькую линзу, которая приклеена к чипу, а уже потом "стаканчик" сверху.

может быть диод?(сам источник света) или линза(прозрачный колпачок)?

может вы не поняли, я говорю про маленькую линзу, которая приклеена к чипу, а уже потом "стаканчик" сверху.

"Вскипел" чип. Клеить можно, если вы не ценитель однородного пятна. Если это китай, а видимо оно так и есть, то смело клейте любым прозрачным силиконом, но оставьте место для расширения нагретого клея. Это не простой силикон, вы верно подметили. Подобной болезнью страдают диоды а-ля "CREE" - подделки под америку, приборы на них продаются сплошь и рядом на aliexpresse - по сути и содержанию - ГОВНО. У настоящего американца режимы жестче и более предсказуемы, это хорошо видно из даташитов. Линза там стоит в стандарте на 120-150 градусов (+..-). Есть с углом 70 градусов, но реже.

1. В течении длительной эксплуатации иногда выскакивают и теряются линзы из светодиодных паров , в таких как

Где можно купить данные линзы?

Покупать в чип и дип не стоит - цены сумасшедшие, как и оптимистически-фантастические мысли о нашем современном футболе наших футболистов. Транзистор.ру, платан, промэлектроника (Екатеринбург), компэл (здесь самый настоящий CREE).

Наш проект живет и развивается для тех, кто ищет ответы на свои вопросы и стремится не потеряться в бушующем море зачастую бесполезной информации. На этой странице мы рассказали (а точнее - показали :) вам Как сделать линзу для светодиода своими руками . Кроме этого, мы нашли и добавили для вас тысячи других видеороликов, способных ответить, кажется, на любой ваш вопрос. Однако, если на сайте все же не оказалось интересующей информации - напишите нам, мы подготовим ее для вас и добавим на наш сайт!
Если вам не сложно - оставьте, пожалуйста, свой отзыв, насколько полной и полезной была размещенная на нашем сайте информация о том, Как сделать линзу для светодиода своими руками .

Правила дорожного движения требуют, чтобы в дневное время автомобиль двигался с горящими дневными ходовыми огнями (ДХО, DRL – Daytime running lights). Их функцию могут выполнять:

фары ближнего света;
противотуманные огни;
фары дальнего света, питающиеся от пониженного напряжения бортсети автомобиля;
отдельно установленные фонари.

Наличие DRL требуется для улучшения видимости автомобиля в дневное время и повышения безопасности дорожного движения. Главное отличие ДХО от габаритных огней в том, что они должны обеспечивать видимость машины днем, поэтому их яркость свечения должна быть достаточно высокой.

Какими должны быть фары

они должны быть смонтированы на фронтальной части автомобиля;
DRL должны содержать два светоизлучающих элемента, установленные на высоте не менее 250 мм, не более 1500 мм и не ближе, чем 600 мм друг от друга;
от края автомобиля расстояние не должно превышать 400 мм;
цвет свечения – только белый;
сила света должна быть не менее 400 и не более 800 кандел;
площадь светоизлучения – не менее 40 кв.см;
горизонтальный угол раскрыва светового пуска должен составлять 20 градусов, вертикальный – 10 градусов.

Включаться ДХО должны при включении зажигания. Если автомобиль не оборудован DRL, сделать и установить ходовые огни можно самостоятельно. Самодельные осветительные приборы должны соответствовать всем указанным требованиям.

Что нужно для изготовления

Самый оптимальный вариант – сделать ДХО на светодиодах. Этот вариант позволит снизить нагрузку на бортсеть автомобиля, уменьшить нагрев генератора, сэкономить заряд аккумулятора при запуске двигателя. Эффектно смотрятся огни на светодиодных лентах. Но с LED-полотном возникают проблемы:

длина стандартной ленты кратна 1 метру, трудно уместить такой светильник в габаритах передней панели автомобиля с соблюдением всех правил;
угол рассеяния большинства светодиодов составляет 120 градусов, что в установленные нормы не вписывается, а фокусирующую систему для длинного полотна сделать проблематично.

Поэтому рекомендуется делать ДХО на отдельных светодиодах, установленных в корпуса с отражателями, фокусирующими световой поток в нужных пределах.

Правильный подбор комплектующих

Самая большая проблема – обеспечить минимальный уровень силы света в 400 кд. Так, распространенный светодиод типоразмера 5730 имеет угол половинного излучения в 120 градусов. При световом потоке в 50 лм сила света составит всего 16 кд. Вычисления показывают, что при установке фокусирующей системы (линзы и (или)отражателя), концентрирующей световой поток в пределах угла 20 градусов сила света увеличится примерно в 2 раза (с учетом использования светового потока и потерь.), но в данном случае это решающего значения не имеет.

Надо обратить внимание на светодиоды мощностью 1Вт, а лучше 3 Вт ( с учетом практики завышения заявленных характеристик производителями). Так, трехваттный белый LED от Epistar дает световой поток в 300 лм и силу света в 95 кандел. С учетом действия фокусирующей системы от четырех таких светодиодов можно получить минимально необходимые 400 кд. Другое условие – площадь излучения не менее 40 кв.см. При диаметре линзы светодиода в 20 мм, его площадь будет около 3 кв.см., и для получения необходимой площади понадобится не менее 10 таких LED. Возможно, общая сила света и не превысит установленные 800 кд, для получения реального результата надо проводить лабораторные замеры.

Такие светоизлучающие элементы нельзя устанавливать без теплоотводящего радиатора – они на подобный режим не рассчитаны. Итоговый список материалов будет таким:

необходимое количество и тип светодиодов (определяется расчетом и подбором);
теплоотводящая пластина;
фокусирующая система;
корпус;
соединительные провода.

Далее можно приступать к сборке ДХО.

Светодиод	Мощность, Вт	Угол, град	Цвет	Световой поток, лм	Диаметр линзы, мм (излучающая площадь, кв.см)
ARPL-Star-1W-BCB	1	120-140	Белый	120	20 (3)
Emitter 1W	1	120		100	20 (3)
Emitter LUX 1W	1	120		130	20 (3)
ARPL-Star-3W-BCB	3	120-140		250	20 (3)
STAR 3WR 3.6V	3	150		20 (3)
High Power 3 W	3	120		200	20 (3)

Инструкция сборки

Перед тем, как приступить к изготовлению ДХО своими руками, надо определить место установки самодельных DRL на автомобиле. Так задаются максимально возможные габариты корпуса светосигнального устройства. В качестве корпуса удобно использовать противотуманные фары, но это не обязательно.

Отражатели можно сделать самостоятельно из полированного алюминия, но это ненадолго. Такая поверхность вскоре окислится, отражающая способность упадет, сила света уменьшится. Надо применять анодированный алюминий, но найти его не так просто. Лучше применить готовые решения. На многих торговых интернет-площадках в продаже есть готовые фокусирующие системы под стандартные светодиоды.

Их можно использовать, но проблема в том, что на каждый светодиод нужна своя линза. Если увеличение габаритов не пугает, то это самый удобный вариант.

Необходимое количество светодиодов надо смонтировать на радиаторах. Их также можно подобрать готовыми. Они служат монтажными платами и радиаторами, но площадь их мала для эффективного отвода тепла, поэтому пластины надо усилить дополнительными радиаторами. Монтажные платы можно сделать и самостоятельно. Надо обеспечить два условия:

изоляцию выводов от подложки;
хороший теплообмен между LED и радиатором – для этого можно использовать термопасту.

Дальше надо соединить светодиоды в последовательные цепочки, вывести провода для подключения к бортсети авто и установить огни на выбранное место.

Для питания группы светодиодов от бортсети автомобиля надо установить хотя бы простейший стабилизатор напряжения. Его можно сделать на интегральном стабилизаторе LM7812. Проблема в том, что для нормальной работы такому стабилизатору нужно на входе не менее 13,5 вольт. Если напряжение в бортсети упадет ниже (при питании от аккумулятора), то на выходе будет меньше 12 вольт, что приведет к падению светового потока. Если стабилизатор не ставить, то на LED будет повышенное напряжение, что отрицательно скажется на сроке службы элементов. Также необходим балластный резистор. Еще лучше использовать готовый драйвер, рассчитанный на соответствующее входное и выходное напряжение и ток, соответствующий мощности нагрузки.

Важно! Более трех светодиодов в последовательную цепочку устанавливать нельзя – не хватит напряжения для открывания переходов светодиодов.

По окончании работ можно опробовать работу получившейся системы ходовых огней и ехать в ГИБДД для легализации светосигнального оборудования. Без этого эксплуатировать самодельное светосигнальное оборудование нельзя.

Еще 3 способа изготовления описаны в видео.

Первая часть про тюнинг и ремонт фонаря, вводная. Тут будут рассмотрены общее устройство среднестатистического фонаря, параметры мощных светодиодов и чуток нудной математики с ними связанные.

Итак, у вас есть светодиодный фонарик, но он сгорел или не устраивает по якости, или вы хотите его переделать в оружейный. Какие у вас есть варианты? Давайте разберёмся.

Конструкция сферического фонаря в вакууме.

Подавляющее большинство фонарей состоят из следующих частей:

корпус - обычная трубка с резьбой на концах;
батарейка - живёт внутри корпуса;
торцевая кнопка - вкручивается в корпус на резьбе служит для включения фонаря. Иногда фонарь может комплектоваться вторым задником с выносной кнопкой;
головка фонаря - вкручивается в корпус, имеет защитное стекло впереди. Иногда эта деталь бывает разборной (как на фото, из двух частей), иногда нет;
светоизлучающий элемент - объединенный в один блок светодиод, формирователь пучка света, теплоотвод светодиода и драйвер светодиода. Иногда выпускается зацело с головкой фонаря.

Светоизлучающй элемент.

Светодиод пока что оставим в покое, он заслуживает отдельного рассмотрения ниже, драйвер в принципе тоже, а вот оставшиеся детальки мы сейчас рассмотрим.

1. линза - самый простой и наименее эффективный вариант, так как в световой пучок собираются не всё излучение кристалла. Очень часто линзу можно перемещать, изменяя фокусировку пучка света, что является единственным плюсом данного решения.

2. коллиматор - деталь из прозрачного пластика, выполненная для получения пучка с заданными параметрами. Для этого коллиматор делается так, чтобы соответствовать определенной конструкцией линзы на светодиоде, поэтому поставить коллиматор от одного светодиода на светодиод другой конструкции не получится - параметры светового пучка будут другие.

3. отражатель - пришедшая от ламп накаливания конструкция, адаптированная под светодиод. Простая, надёжная и проверенная временем конструкция. Вообще, отражатель как и коллиматор оптимизируется под опреледенный светодиод, но с меньшей критичностью. На правом фото видно, что кристалл светодиода отражается всей площадью отражателя.

На практике замена светодиода вполне возможна, как и замена отражателя. Бывают как с гладкой поверхностью, дающей более жесткий луч, так и с бугристой, мне последний в помещениях понравился больше.

Теплоотвод, он же корпус, к которому зачастую прикручивается отражатель и в который монтируется драйвер светодиода. Обычно, рассчитан на установку светодиода на подложке - алюминиевой пластине, к которой припаивается светодиод. На фото показаны все механические компоненты модуля. Слева направо: отражатель, теплоотвод, пружина для отрицательного вывода (контачит с корпусом фонарика) и пружинка для положительного вывода (контачит с плюсом батарейки). Последняя пружинка припаивается к плате драйвера светодиода.

Параметры светодиодов.

Главным параметром с точки зрения качества освещения являются спектр излучения и яркость. Как уже говорилось, конструктивно это определяется качеством и хитростями люминофора. Увы, этот параметр может очень сильно отличаться даже для разных серий одного производителя. А уж что там намазывает дядюшка Ляо в своём подвале не знает даже сам Ляо. Дешевенькие фонари на сотню с гаком люмен уверенно проигрывают по качеству освещения (тому, насколько хорошо видно детали освещаемого объекта и насколько вообще эти детали разборчивы глазом) даже не очень мощным фонарям с галогенками.

Серьезные дядьки в лице компании Cree приводят следующий график для излучения их светодиодов серии XM-L. Увы, это усреднённые значения, насколько он равномерный, есть ли там провалы, нам не очень известно. По горизонтали длина волны, по вертикали относительная мощность излучения.

На графике приводятся три кривые - для разных цветовых температур. Видно, что светодиоды с меньшей температурой (красный) залезают в инфракрасную область (длина волны больше 740 нм), однако очень-очень мало и недалеко - там реально единицы процента мощности излучаются. Это причина того, что получить из любого белого светодиодного фонаря пристойный ИК фонарь простым добавлением ИК фильтра (как это легко делается с фонарем с лампой накаливания) невозможно. Светить он формально будет, но КПД - никакущий.

Цветовая температура это параметр-компаньон, напрямую связанный со спектром. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела (такой хитрый фетиш физиков), при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Для дневного света это 6500К, для ламп накаливания 2700-4000К. Чем меньше цветовая температура, тем боее желтый оттенок у света.

По личным наблюдениям, со светодиодами с меньшей цветовой температурой лучше видно детали освещаемых объектов. По крайней мере для меня. Недостатком светодиодов тёплого белого света является их меньшая отдача света - они менее яркие, чем более "знойные" собратья.

Второе, что нас интересует - это яркость светодиода. Указывается в документации как яркость при каком-то определенном токе через светодиод. К примеру, для уже упомянутого XM-L указана яркость разных токах. К примеру, XM-L T6 при 700мА (2Вт) имеет световой поток 280 люмен (400 лм/А), при 1А имеет 388 лм (388 лм/А), при 1,5А - 551 лм (367 лм/А), при 2А - 682 лм (341 лм/А). В скобочках указана удельная яркость в зависимости от тока. Она падает на 17% при повышении тока с 700мА до 2А. То есть чем выше ток, тем меньше эта удельная яркость, то есть ниже КПД. По графику, кстати, честно видно.

Еще один важный параметр светодиода - его мощность. Это максимальная мощность, которую можно в него "вдуть". Разумеется, на максимуме он будет жить меньше, чем на меньшей мощности, поэтому лучше его немного "недокормить". В свою очередь мощность определяет максимальный ток через светодиод. Как правило, мощность и ток через светодиод связаны нелинейной зависимостью, так как зависят еще и от падения напряжения на диоде. Вот для XM-L: по горизонтали прямое падение напряжения, по вертикали ток через диод.

Падение напряжения на светодиоде типично порядка 3 вольт для белого светодиода и зависит от тока через светодиод. Смотрим на график: при 200мА имеем падение в 2,7в, при 700мА - 2,9В, при 1А - 2,97В, при 1,5А - 3,1В, при 2А - 3,18В.

Если взять хитрые светодиоды типа MC-E с четыремя кристаллами это будет 350мА - 3,1В, 700мА - 3,5В. Совсем мощные кристаллы на 10-20 Вт будут иметь падение напряжения около 10В, а еще более мощные. ну, могут и еще больше.

Кстати, если перевести удельную светимость в зависимости от тока этих XM-L в светимость в зависимости от мощности, то получим, что у нас при токе I=700мА и падении напряжения U=2,9В потребляется мощность 2,03 Вт, а световой поток 280лм, то есть 138 лм/Вт. Продолжаем дальше и полчаем для 1, 1,5 и 2 А тока соответственно 130, 118,5 и 107 лм/Вт. Разница в 29%. Вот и ломай голову, какой режим выбирать.

Что же нам дают знания? Хотя бы понимание того, какое именно питание должно быть у того или иного светодиода, что от него можно получить, на какой другой светодиод можно заменить сгоревший светодиод фонаря. Но картинка не будет полной без знаний о питании светодиодов.

Питание фонаря.

Как правило, в фонарях используют либо литиевые батареи (номинальное напряжение 3В, совпадает с максимальным и при разряде несколько падает), либо литиевые аккумуляторы (номинальное напряжение 3,7 В, а минимальное и максимальное - приблизительно 3,2 и 4,2 В, про аккумуляторы можно почитать вот тут, там есть про типы и их отличия).

Кстати, аккумуляторы как на фото выше я бы по возможности избегал. Невысокое качество и сильно завышенная емкость (из заявленных 2500мА/ч там хорошо если 1800 будет). Лучше брать фирменные ячейки Samsung и прочих. Неплохие аккумуляторные ячейки можно добыть из их батарей для ноутбуков - даже замучанные нарзаном они получше китайчатских будут. Хотя, даже у китайских бывают "внутри" нормальные ячейки.

Драйверы.

Подавляющее большинство фонарей имеют на борту один светодиод мощностью порядка 3 Вт. То есть он имеет падение напряжения около 3 В и ток около 1 А. Для питания таких фонарей вполне достаточно одного Li-Ion (или Li-Po) аккумулятора. В таких фонарях могут стоять любые драйверные схемы, хоть обычные гасящие напряжения источники тока. При установке литиевых батареек их понадобится аж две штуки, причём КПД упадёт катастрофически. Хорошо, что нормальные импульсные драйверы светодиодов уже почти полностью вытеснили дешевенькие источники тока. В фонарях, использующих несколько элементов или аккумуляторов обязательно стоит импульсный драйвер.

Определить, какой драйвер перед вами можно по наличию катушки. Если она есть - наверняка это импульсный драйвер. Насколько он хорош и какие диапазоны входных напряжений терпит? Тут придётся искать документацию на применённую в нём микросхему. Например, для среднего драйвера на фото выше (жаль, плохо вышло) под лупой можно увидеть маркировку микросхемы 2541B и для неё удалось найти документацию (на китайском), у неё входное напряжение от 5 до 40 вольт, но КПД не указан. Итого, если взять топовый светодиод с КПД 30-40% и хороший импульсный драйвер (КПД будет около 90% в идеальном случае) получим КПД фонаря в 27-36 %. Не так уж и плохо.

А пример линейного драйвера на том же фото в правом нижнем углу. Вся электронная начинка сводится к защитному диоду и нескольким параллельно работающим линейным источникам тока. Можно прикинуть его КПД, как отношение напряжения на выходе к напряжению на входе. Если запитать схему от аккумулятора, то получаем максимальное напряжение в 4.2в, номинальное в 3,7в. До минимального скорее всего дело не дойдёт - драйверу нужно минимальное падение напряжения в пол вольта чтобы работать. Итак, считаем 3/4,2=70%. Однако, так как заткнётся он так и не использовав аккумулятор, то применять его надо с парой литиевых батарей (2 по 3В). Тогда КПД будет 3/6=50%. Не очень кучеряво, учитывая КПД кристалла в 20-30% и, как следствие, КПД всего фонаря в 10-15%. Надеюсь, понятно, что линейных драйверов надо избегать.

Частенько в фонари ставятся драйверы, поддерживающие несколько режимов работы - полная мощность, средняя, пониженная и всякие моргалки. На фото такой драйвер внизу слева. Причём переключаются у дешевых моделей эти режимы кратковременным размыканием цепи. То есть слегка нажали на кнопку - фонарь гаснет и по отпусканию работает в новом режиме. Терпеть их не могу, по мне так лучше никакого переключателя режимов, чем такой.

Не всегда, но в некоторых моделях удаётся отучить фонарь от такого поведения и переделать под работу с выносной кнопкой (в виде оружейного фонаря). Но это уже отдельная тема.

Читайте также: