LEDky pro amatéry nebo DIY-novoroční girlanda s minimální znalostí elektroniky. Vlastnosti LED: spotřeba proudu, napětí, výkon a světelný výkon Kolik voltů je na drátech girlandy

Téma tohoto článku je inspirováno neodvratně se blížícím Novým rokem. Mnoho z nás má ve svých sbírkách a právě v našich domácnostech několik starých novoročních elektrických girland. Prosinec je nejlepší čas na jejich prevenci a opravu. Pravděpodobně girlandy s miniaturními žárovkami vyžadují maximální pozornost, které budeme věnovat především pozornost. Nicméně mnoho z toho, co bylo řečeno, bude tak či onak platit pro modernější girlandy založené na LED.

Nalezení spálené/vadné lampy

Nejběžnější porucha se samozřejmě nazývá „věnec nesvítí“. To může být způsobeno nejen spálením jedné z žárovek, ale také porušením kontaktu v zástrčkách a zásuvkách (například samovolným odšroubováním žárovek), vnitřním přerušením (zauzlením) vodičů a selhání dalších, ne vždy znatelných prvků obvodu (například pojistky skryté V napájecí kabel atd.). Někdy může nalezení takové závady trvat velmi dlouho. velký čas a nakonec může být dokonce touha „vzdát se“

Nejjednodušší a zároveň efektivní způsob hledání vadné části obvodu - testování krok za krokem, doprovázené vyjmutím každé žárovky z objímky. Z tohoto důvodu je tato metoda také nejdelší a ne všechny girlandy jsou skládací (na některých místech jsou žárovky zapájeny). Takzvaný „zázračný šroubovák“ (polní detektor), vybavený bateriemi a vestavěným zesilovačem, pomůže výrazně zkrátit čas strávený hledáním problémového místa. tranzistor s efektem pole. Problematická girlanda se zapojí do sítě a poté se šroubovákem opatrně nakreslí po celé délce. V blízkosti bodu zlomu (nebo žárovky spálené lampy) se spustí bzučák a rozsvítí se zelená LED (viz foto vpravo). Odstraňování problémů pomocí této metody trvá několik sekund, ale bohužel nefunguje, pokud má girlanda více než jednu přestávku.

Určení parametrů neznámé lampy

Takže vypálená lampa byla úspěšně detekována. Je dobré, když je to sovětská žárovka s paticí E10, na které jsou napsány její parametry! Girlandy (zejména dovážené) však často používají lampy bez patice bez jakéhokoli označení. Navíc při téměř stejném vzhledu se tyto lampy mohou výrazně lišit v parametrech, tzn. být zcela nezastupitelné. Jak to může být? Nejprve je třeba zjistit požadované parametry takové lampy. Spálená žárovka vyjmutá z girlandy nám s tím nijak nepomůže, takže pro výzkum budeme muset odstranit jinou - funkční. Pro zjištění jeho charakteristiky potřebujeme nastavitelný (laboratorní) zdroj a tester pro měření proudu. Navrhovaná technika měření je následující: napětí na lampě zapnuté přes tester se opatrně zvyšuje z nuly až do okamžiku, kdy začne svítit dostatečnou intenzitou. Pozor! Nepřehřívejte lampu, je lepší ji nechat svítit trochu slabší, než by měla. V tuto chvíli byste měli zaznamenat provozní napětí a zejména proud lampy. Dále je snadné určit jmenovité napětí jako nejbližší ze série 1; 1,5; 2,5; 3; 3,5; 5; 6; 9; 10; 12; 13,5; 14; 16; 18; 24; 26 V a aktuální ze série 0,06; 0,1; 0,16; 0,2; 0,25; 0,3 A. Nyní zbývá jen najít na skladě nebo zakoupit lampu s naprosto stejnými parametry.

Výměna žárovky za analogovou

Co ale dělat, když nemůžete najít přesně tu lampu, kterou potřebujete? Některé typy lamp se například vůbec neprodávaly odděleně od girland. Někdy se v takových případech uchýlí ke zkratování spálené lampy, ale to je nesprávný přístup, který velmi přibližuje okamžik úplného selhání girlandy. V jiných případech je místo spálené lampy instalována jiná s parametry „baterky“, což vede buď k přetížení zbývajících lamp (v tomto případě nová lampa sotva svítí, jako na fotografii vpravo ), nebo k okamžitému vyhoření nové lampy. Jak vybrat správnou náhradu?

Začněme tím, že nejsprávnější náhradou je stále úplně stejná žárovka jako všechny ostatní, tzn. "rodák". Ale pokud tam není, musí být náhrada vybrána především na základě jejího provozního proudu, aby si girlanda po zapnutí zachovala svůj předchozí vzhled.

Například pokud jsou lampy v girlandě určeny 5V, 0,12A, pak místo jednoho z nich je docela možné zkusit nainstalovat lampu na 3 V, 0,16 A. Mimochodem, výsledek této konkrétní výměny je vidět na fotce vlevo (“neoriginální” žárovka je levá). Je však třeba pamatovat na to, že s rostoucím počtem vyměňovaných svítidel se zvyšuje zátěž zbývajících svítidel, takže nebude možné takovou výměnu donekonečna zneužívat.

Dalším, radikálnějším a správnějším způsobem, jak resuscitovat starou girlandu, je kompletní výměna všech žárovek za nové jiného typu (z volně prodejných na momentálně). Musíme si však pamatovat, že počáteční počet lamp v girlandě určuje rozsah jmenovitých napětí pro vybrané lampy. Například u 10 lamp v girlandě by to měly být žárovky 24-26 V, s 16 - 16-18 V, s 20 - 12-14 V, s 50 - 5-6 V atd. Zároveň máme stále svobodu výběru lamp s libovolným provozním proudem při daném napětí, hlavní je, že jsou všechny stejné.

Obnova samozkratovacích výbojek

V girlandách 90....2000 se často používaly výbojky s tzv. samozkratováním (viz foto vpravo) - speciální prvek, který se při vyhoření vlákna prolomí a lampa se zkratuje, tzv. že zbytek girlandy pokračuje v práci. Jak vidíme, toto řešení je v podstatě automatická výměna vypálené lampy s propojkami - právě možnost, které jsme se doporučili vyhnout. Jak se v girlandě hromadí zkratované lampy, napětí na těch zbývajících se stále více zvyšuje, což urychluje jejich poruchu a zvyšuje pravděpodobnost lavinového vyhoření mnoha lamp najednou, doprovázeného vypnutím pojistky girlandy (pokud existuje! ) a vlastně i jeho konečný neúspěch. Proto, když se v girlandě objeví zhasnuté žárovky, je stále vhodné je co nejdříve vyměnit. Někdy se však ukáže, že samozkratování z nějakého důvodu funguje i u žárovek s funkčním vláknem. V takovém případě se můžete pokusit prodloužit životnost takových žárovek vypálením zkratovacího prvku zvýšený proud. K tomu je taková lampa připojena k laboratornímu zdroji s nastavitelný proud. Napětí by mělo být nastaveno na úroveň nepřesahující jmenovité napětí lampy. Dále se proud opatrně zvyšuje, dokud se zkratovací prvek postupně neroztaví. Do lampy byste neměli okamžitě přivádět vysoký proud, protože to může vést k roztavení jejích elektrod a konečnému selhání.

Výměna blikajících světel

Staré elektrické girlandy neobsahovaly žádné elektronické ovladače ani ovládací zařízení, takže jedinými dostupnými světelnými efekty bylo blikání celého řetězu, zajištěné zapojením speciálně navržené lampy s bimetalovým kontaktem uvnitř obvodu. Bohužel to byly tyto lampy, které selhaly jako první; někdy to bylo vyjádřeno tím, že se zabudovaný kontakt přestal otevírat. Takovou lampu můžete nahradit startérem, nebo ještě lépe celým startérem zapojeným do série s girlandou (vypálená blikačka se vymění za běžnou). Celý problém spočívá ve výběru typu startéru, který by zajistil krásné blikání svítilen, podobně jako bylo původně zamýšleno. Toto téma se stalo předmětem samostatné studie, ale zkrátka nejlépe se osvědčily startéry v plnohodnotné (prodlužovací) baňce s plnicím plynem lila barvy, konkrétně „starý“ Philips S10. Sovětské startéry s neonovou náplní se pro tento účel ukázaly jako zcela nevhodné. Musíte si však pamatovat, že takový abnormální provozní režim se velmi opotřebovává a přehřívá startér, takže takto opravenou blikající girlandu je třeba čas od času „odpočinout“.

Jak prodloužit životnost staré girlandy

Doba jde neúprosně kupředu a žárovky se stejně neúprosně stávají minulostí. Staré elektrické girlandy, zejména vyrobené v Sovětském svazu, se proto každým rokem stávají stále více vzácností a začínají vyžadovat obzvláště pečlivé zacházení. Jak jim prodloužit životnost? Odpověď napovídá jedna vlastnost žárovek, a to závislost jejich životnosti na provozním napětí (a tedy proudu). Tento vztah je nelineární, například snížení napětí o 10 % zdvojnásobí životnost lampy. Někdy, aby se dosáhlo tohoto efektu, jsou girlandy připojeny k síti pomocí diody, ale to vytváří nepříjemný efekt blikání lamp, znatelný pro oko. Místo toho můžeme doporučit napájet girlandu přes autotransformátor (pokud se vám náhodou nějaký v domácnosti povaluje), a pokud chybí, zapněte jej přes předřadnou tlumivku (doporučeno) nebo kondenzátor. Ze standardních pro rozsvícení zářivek lze vždy vybrat tlumivku s požadovanými parametry.

Zbytek rad bude zcela banální: nevystavujte girlandu silným otřesům (zejména když je zapnutá), nepřipojujte ji k síti se zvýšeným napětím nebo napěťovými rázy, nesnižujte počet lamp v girlandou a nezkratujte vyhořelé lampy. Jednoduchý soubor těchto preventivních opatření již může poskytnout vaši oblíbenou girlandu dlouhá životnost k radosti domácností a všech milovníků novoročních dekorací.

Přiznám se, že jsem neměl v plánu napsat úplnou recenzi.
No, jednou jsem koupil tyto LED diody „v záloze“. No.., LEDky... proč o nich psát? Teprve před rokem jsem je zmínil v jednom z komentářů a považoval jsem téma za uzavřené.

Ale doslova dnes v práci si zaměstnanec při pohledu na páječku v mých rukou a kód pro Arduino na obrazovce stěžoval, že na světě jsou otcové (většina z nich), kteří „nesekají nic víc než designér s baterií a žárovkou na pracovní lekci elektroniky“. Ale například se „sekne“ v něčem jiném. Ale dělat něco vlastníma rukama a ještě o víkendu se synem by bylo docela fajn. A ve skutečnosti: to zvyšuje prestiž otce v očích celé rodiny, to jistě přispívá ke vzdělání, a co je nejdůležitější, tak jsou ve vznikající osobnosti položeny základy kreativity.

Tento rozhovor byl podnětem k napsání této recenze. A téma je zřejmé: od pradávna v sovětských časopisech, počínaje „Mladým technikem“ a konče „Rádiem“, byly v listopadu publikovány domácí výrobky věnované Novému roku. Je čas přemýšlet, dělat a být včas na dovolenou.
Proč je náš zdroj horší?

V dnešní recenzi si postavíme krásnou duhovou novoroční girlandu. Vlastníma rukama. Bez jakýchkoli „arduinos“, „skriptů“, „řadičů“, „datasheetů“ a dalších nejasností. Dokonce se pokusím vyhnout slovům „anoda“ a „katoda“.

Vše bude amatérské, jednoduché a „na prstech“. Zkušeným specialistům to bude určitě připadat nudné, primitivní,“ mateřská škola“ a není to zajímavé. Někde je to i vtipné.

Tady je, hrdina recenze:

LED je neobvyklá. Nemá jen jednu zářivou barvu.
Svítí takto: plynule (chameleon) mění v kruhu sedm barev: červenou, přes oranžovou a žlutou k zelené, přes modrou na modrou a fialovou atd. Každá barva trvá sekundu a půl a je plynule nahrazena další.
Barvy jsou velmi syté a jasné. Radost mají i dospělí, natož děti.

Abyste pochopili velikost, vedle rublové mince:

Samotná LED má tvar žebrované „rakety“, což je, pokud máte dětskou fantazii, také důležité.

Protože odborníci stejně šli pod řez, tady je

pár technických detailů, zbytek číst nemusíte

LED diody jsou zapečetěny v metalizovaném antistatickém sáčku:

Štítek přiložený prodejcem. Tuším, že rukopis je také jeho.

Rozměry: L = 13mm, Ø 5mm.

Spotřebu proudu jsem změřil při napětí 3,3V.
Kolísá (v závislosti na obsažených krystalech) mezi 9-14 mA.
Prodejce píše 20mA, ale to je myslím maximální hodnota.
Jmenovité napětí považuji za 3,2 - 3,4 voltu, 5v je maximální maximum udávané prodejcem.

Co potřebujeme vědět o této LED?
Bude fungovat z jakéhokoli 3 voltového zdroje (lithiová knoflíková baterie nebo pár prstových/růžových baterií).

Žádná schémata ani další podrobnosti. Jen baterie a tyhle diody. Vše.
V jakékoli opravně hodinek můžete říci: „Dejte mi baterii velikosti 2032 nebo 2025“ nebo dokonce takto: „Knoflíková baterie pro základní desku“.

Je velmi snadné se připojit.
LED má dvě svorky. Navíc je jeden delší než druhý. Dlouhý kolík je připojen ke „plusu“ zdroje, krátký k „mínusu“. U knoflíkové baterie je vše při starém – větší plocha košile plus, kontaktní nášivka mínus.

Pokud vezmete několik takových diod najednou a připojíte je k baterii, budou se asynchronně v čase postupně rozcházet; získáte jakýsi vícebarevný duhový rozptyl plazmy. S dítětem můžete vyrobit lampy, noční světla nebo něco podobného; vložit tam, kde je to vhodné. Vše je o kreativitě a fantazii. Můžete například slepit figurky z tenkého papíru a nasvítit je (zevnitř nebo zvenku). Vložit do některých hraček atd.

V zásadě by se mohlo jednat o přechodný bod. Mluvil jsem o LED a vysvětlil, jak je napájet.
Ale stavíme novoroční věnec.
Pojďme tedy k druhé části recenze.

Je čas vyndat páječku a zásobit se dalšími pomocnými materiály. Opravdu doufám, že slovo „páječka“ příliš nevyděsí začínající designéry. Snad někdo v komentářích nabídne nějaké elegantní řešení, jak se obejít bez pájení. Nenapadá mě nic jiného než svorkovnice Vago, ale je to těžkopádné, nevzhledné pro girlandu a nespolehlivé pro zařízení, které se bude neustále odvíjet/vytahovat/odkládat. Proto pro tento případ nevidím alternativy k pájení.
Ale pájení není tak děsivé. Plus další zkušenosti.

Kromě samotné páječky budeme potřebovat
- Smršťovací bužírka dvou průměrů (předpokládám Ø 2mm a Ø 3mm). Můžete se obejít bez tepelného smršťování, jeho nahrazení elektrickou páskou, ale nebude to tak umělecké nebo pohodlné.
- Nečisté tavidlo podobné vazelíně (což bude mnohem pohodlnější pro začátečníka). Nebo kalafuna, ta je cenově dostupnější.
- Pájka.
- Samotné dráty, ze kterých vyrobíme girlandu.

Navrhuji vytáhnout dráty z kusu počítačového kabelu „twisted pair“, nejlépe s vícežilovými vodiči (takové kabely jsou zpravidla měkčí, průmyslová výroba). Myslím, že můžete požádat kamaráda správce systému v práci o pár metrů kroucené dvoulinky nebo si jej koupit na nejbližším stavebním trhu.
Krása tohoto řešení spočívá v tom, že jsou zaručeny zelené a hnědé vodiče, což je velmi dobré pro girlandu na vánoční stromeček - bude to méně nápadné. Zbylých šest vodičů z vykuchaného páru v tomto provedení potřebovat nebudeme. Může být vyroben pouze ze zeleného vodiče, ale začátečník bude mít šanci se zmást v „výhodách“ a „nevýhodách“ LED v girlandě; podle mě je zelená a hnědá tak akorát.

Má smysl předřezat dráty na kusy požadované délky. Pro sebe jsem zvolil interval 10-12 cm mezi sousedními LED, i když vše je individuální.
Každý kus drátu je odizolován 3 milimetry z obou konců a pomocí tavidla a pájky pocínován do lesklého stavu. Myslím, že je vhodné tuto rutinní práci udělat hned, aby vás to nerozptylovalo při sestavování girlandy. Také má smysl předem nařezat kusy teplem smrštitelné (o jejich délce budu mluvit níže). Na tohle přípravná fáze lze považovat za dokončené.

Počet LED diod v naší girlandě je určen plánovanou délkou girlandy, trpělivostí a touhou. Už jeden a půl až dva tucty - to bude krásné na malém stolním vánočním stromku. A padesát diod ozdobí i jeden a půl metrovou lesní krásku.

Všechny LED diody jsou zapojeny paralelně k sobě. To znamená, že všechny dlouhé vodiče všech LED musí být spojeny dohromady a připojeny ke společnému kladnému pólu; všechny krátké svorky jsou také připojeny a připojeny ke společnému záporu.
Pokud to znázorníte na diagramu, vypadá to takto:

Při tomto zapojení nepovede poškození a vyhoření jedné LED k poruše celé girlandy, vše bude fungovat stejně, pouze bez „vadné“ diody.

Strukturálně navrhuji sestavit girlandu takto. Na LED připájíme jeden vodič a zaizolujeme ho teplosmrštnou bužírkou malého průměru. Nastavíme zapalovačem nebo fénem. Poté připájeme další vodič a vše zaizolujeme trubkou většího průměru. Hotové spojení usadíme.

Tato metoda ušetří trubky malého průměru (protože izolujeme pouze jednu nohu) a udělá design úhledný, protože celá pájená plocha bude pokryta velkou trubicí.
Takhle:

A takto, odkaz po odkazu, sestavíme celou girlandu.

Několik poznámek najednou.
Za prvé, při pájení dalšího kontaktu LED budete samozřejmě muset do trubice protáhnout dva vodiče stejného jména najednou - z předchozího odkazu a pro aktuální. Tak, aby byly oba dráty krimpovány najednou.
Za druhé, nohy LED budou muset být nařezány na délku 6-7 mm a pocínovány, a je rozumné to udělat ne předem, ale bezprostředně před pájením další diody. Aby byl rozdíl v délce nohou vidět do poslední chvíle. No, nebo fixem předem umisťujte tečky do blízkosti kladných nožiček LED, pak hned vše odřízněte a pocínujte.
Nyní je délka trubek zřejmá. Tenké by měly být o něco delší než okousaná noha, tzn. asi centimetr. Tlustý - trochu delší, aby pokryl celou strukturu, centimetr a půl.

Sestavení, i přes takové množství textu v recenzi, není vůbec těžké, prostě fuška. Ale jak se v tom budete zlepšovat, proces se zrychlí.

Volitelným, ale oprávněným opatřením by bylo lehké propletení vodičů. Vinuté vodiče se tolik nevyboulí, vypadají úhledněji a snadněji se odvíjejí.

Hotová jednotka, když ji důkladně prozkoumáte a zvětšíte, bude vypadat takto:

Při sestavování spojů by bylo moudré monitorovat proces pomocí třívoltové baterie, aby se zajistilo, že polarita další připájené LED nebude obrácená.

Má smysl prodloužit vodiče od zdroje energie k nejbližší LED.

Ale každý se rozhodne sám, jak napájet naši girlandu.
Nabízím několik možností.

Možnost 1. Nejlepší, co vidím, je 3,3 voltový napájecí adaptér. To znamená, že by mělo být uvedeno „DC 3,3V“. Maximum, které lze povolit, je 5 voltů, ale LED diody budou fungovat na limitu. Devítivoltový, dvanáctivoltový atd. napájecí zdroje zaručeně zabijí girlandu.
Můžete také zkusit přizpůsobit starou nabíječku z nepotřebného telefonu, pokud je na něm uvedeno DC 5V.


Hodnoty proudu uvedené na napájecím adaptéru (to je to, co je v ampérech nebo miliampérech, mA) nejsou pro tento případ důležité, neobtěžujte se.

Pro specialisty, kteří jsou pobouřeni poslední větou. Zbytek nemusí číst

I stomiliampérový zdroj bude napájet tucet diod. Je nepravděpodobné, že narazíte na nabíječku s proudem menším než 200mA, která s přihlédnutím k nesynchronizaci diod umožní pohodlný provoz girlandy z libovolného rozumného počtu diod.

Zjistěte polaritu napájecího adaptéru

Pokud víte, jak používat tester, voltmetr nebo multimetr, můžete tento spoiler minimalizovat, problém je vyřešen.
Pro ty, kteří nevědí, o čem tady mluvím, pojďme na to přijít.
S největší pravděpodobností budeme muset analyzovat napájecí adaptér bez konektoru. Buď to bylo odříznuto a ukousáno před námi, nebo to budeme muset ještě odříznout, protože stále nemáme spojovací konektory ze starých Siemens, Nokia, Samsung a Ericsson. Díváme se na prameny drátu.
Pokud jsou barevné, pak je plus obvykle „teplejší“ barva. Například v červeno-černém páru bude mínus s největší pravděpodobností na černém drátu; v „červeno-modrém“ páru bude mínus s největší pravděpodobností modrá.
Pokud drát vypadá jako „tenký drát s opleteným pláštěm kolem něj“ (to se nazývá „stíněný“ nebo dokonce „koaxiální“), pak je vnější vrstva mínus, vnitřní jádro je plus.
V každém případě vezměte samostatnou LED a zkuste ji okamžitě náhodně připojit k napájecímu adaptéru, jsou maximálně dvě možnosti, v jedné poloze se rozsvítí, ve druhé ne.

Možnost 2. Baterie. Dobrá volba, když poblíž není žádná zásuvka. Řekněme, že zdobíme vánoční stromeček na dvoře nebo v dači. Nejlepší je použít AA baterie nebo baterie. Potřebujete dva z nich spojené „vlakem“ (to se nazývá „série“) - uprostřed se „plus“ jednoho dotýká „mínusu“ druhého. Na okrajích odstraníme „plus“ a „mínus“, abychom girlandu napájeli. Existují speciální krabice pro baterie, včetně kontaktů. No, nebo jednoduchým způsobem je sestavit elektropáskou, pocínovat kontaktní plošky tavidlem (kalafuna se těžko pocínuje) a drátky připájet.

Důležitým faktorem je, že girlanda je napájena nízkým napětím a izolována od sítě (ať už jde o baterie nebo dobře fungující napájecí adaptér) absolutně požární a elektrické bezpečnosti. Napětí na jakékoli části našeho ozdobeného vánočního stromku nepřesáhne 3-5 voltů, což je naprosto bezpečné.

Na konci recenze samozřejmě ukážu minutové video hotové girlandy v akci.
Každý, kdo někdy fotil LEDky, ví, že je nutné správně zprostředkovat barvu a jas LED. výrobky pro domácnost Nahrávání videa je téměř nemožné. Věřte, že ve skutečnosti vše vypadá mnohem barevněji a krásněji. Barvy jsou šťavnaté. V blízkosti samotných LED diod nejsou žádné zvýraznění, to je nevýhoda fotografie. Blikání ve videu při změně barev každé LED je stroboskopický efekt z PWM snímání ve skutečnosti také neexistuje.

Mám podezření, že hodně 250 kusů bude většině připadat přehnané. Jen jsem dal odkaz, který jsem použil k nákupu. To neznamená, že musíte koupit tuto konkrétní šarži od tohoto konkrétního prodejce. Pravděpodobně budou nabídky tohoto produktu v menším množství.

Všechno v této recenzi jsem si koupil sám v různých časech; nikdo nic neposkytl ke kontrole ani nestanovil žádné podmínky.