Содержание
Нечасто требуется самостоятельный ремонт светодиодных светильников и люстр. Допустим, купили по глупости в FixPrice, а потом мучайся с непонятной покупкой. Вначале обнаруживается, что светодиодный светильник сравнительно мал по сравнению с гибкой штангой. Когда втыкаешь это хозяйство в ноутбук, создаётся впечатление, что сейчас вывернет USB порт, питающий это чудо. Наконец, удаётся устроиться поудобнее, и обнаруживается, что клавиатура не охватывается полностью светодиодным светильником. Получается, что выгоднее просто купить светодиодные лампочки и бессовестно тратить 20 Вт на освещение комнаты.
Как ремонтировать светодиодные светильники
Светодиодные светильники при относительно низком вольтаже и малом токе ярко горят. Но не китайские «змии», предназначенные для порта USB. Смысл:
- На соответствующие клеммы разъёма светодиодного светильника подходят два провода. Первый садится на землю, второй заводится на шину +5 В.
- Все хозяйство внутри металлического гибкого гофра идёт на конец светильника, где пристроился маленький светодиод.
- Импровизированная лампочка охватывается небольшой линзой, и после поломки выглядит в точности, как на фото (вправду сказать, это тот поломанный светодиодный светильник для порта USB, купленный в FixPrice. Собираемся починить).
Светодиодный светильник для USB-порта
При ближайшем осмотре оказалось, что белый светодиод внутри соединён последовательно с ограничительным сопротивлением на 20 Ом. Оба выглядели слегка обгорелыми либо испачканными непонятной смолой. Резистор прозвонился нормально, а светодиод зажигаться отказался. При проверке на питании USB, потом от батарейки эффект остался нулевым. Ближайшее знакомство со светодиодом показало, что конструкция устройства предельно проста:
- Металлический мост разорван в середине с образованием провала. От краёв под основание светодиода выведены две ножки.
- Воздух из колбы откачан.
- Через пропасть перекинут тонкий пруток, по цвету напоминающий медный.
- Катод светодиода фактически больше анода, здесь продуцируется свечение по центру линзы (напоминая пулю).
В результате напрашивается вывод, что герметичность светодиода в силу неизвестных причин оказалась нарушена, что стало истинной причиной выхода из строя устройства. Произошла типичная реакция окисления. Проще – горение. Сейчас с уверенностью говорим, что интенсивность свечения падала, пока светильник USB не погас совсем. При изучении технической документации аналогов (BL-L102UWC) обнаружились любопытные факты.
Прямое напряжение светодиода не должно превышать 4,5 В
Но реальным рабочим станет 2,7 В. Теперь понятно, что резистор играет ограничивающую роль по току и одновременно образует со светодиодом делитель. В результате выдерживаются рабочие параметры. Напрямую сопротивление p-n перехода светодиода, разумеется, никто не даёт, но несложно посчитать косвенным путём из вольт-амперной характеристики. В рассматриваемом случае, к примеру, это R = 2,7 В / 30 мА = 2700 / 30 = 90 Ом. При питании шины USB в пределах 5 – 5,25 В падение напряжение на светодиоде составит: U = 5 х 90 / (90 + 20) = 4,1 В. Это едва укладывается в допустимый диапазон. Таким образом, резистор потребуется заменить хотя бы на 90 Ом, чтобы не перегружать элемент.
Вы, конечно, заметили, что сопротивление p-n перехода светодиода вычислялось для напряжения 2,7 В. Но почему нельзя считать для 4,5 В? Ниже идёт таблица, где ток 30 мА называют максимальным. А посреди ночи авторы не в силах достать для опытов светодиод, чтобы проверить правильность предположений. Считайте цифры примерными.
Максимальный предел тока – 30 мА
Теперь посмотрим на ток. В Data Sheet написано, что максимальный предел составляет порядка 30 мА (по таблице W – white). В импульсе пик способен превышать это значение в 5 раз, при коэффициенте нагруженности цикла 0,1 (10% от периода) на частоте 1 кГц. Это импульсные характеристики. Но подразумевается вывод, что неисправности светодиодных светильников подобного рода вызваны использованием слишком малого добавочного сопротивления. Недаром там почернело.
Обратное напряжение составляет 5 В
В таблице указано, что максимальное обратное напряжение составляет 5 В. Отдельные сайты уже выложили информацию, что даже тестером светодиод удаётся пробить. В действительности иначе. Любой мастер измерит разницу потенциалов в режиме прозвонки, выставив тестер должным образом, а для оценки напряжения применяя дополнительный. Вольтаж обычно намного ниже. Впрочем, установка последовательно с нашим светодиодом резистора на 90 Ом ограждает чувствительный элемент от большинства гипотетических бед.
Максимальная мощность рассеивания – 120 мВт
Это показывает, в каком режиме работает светодиод. Не получится взять и умножить рабочий ток на напряжение и получить ответ в Вт. Во-первых, часть энергии преобразуется в свет, во-вторых, сложно посчитать, сколько именно мощности отводится через кожух прибора в атмосферу комнаты. Понятно лишь – чем интенсивнее трудится светодиод, тем лучше его нужно охлаждать.
Мощность рассеивания светового потока
Светимость диода – 10000 мКд
Светимость выбранного светодиода составляет 10000 мКд. Как перевести в привычные ватты лампочки накала или менее знакомые Лм, указываемые на упаковке светодиодных источников света? Пересчёт ведётся по формуле: Ф = I 2 П (1 – cos (а)), где Ф – световой поток в Лм, I – сила света в Кд, П = 3,14 – число Пи; а – угол половинной мощности (понятно, что меньше 180 градусов – форма плоскости катода ограничит телесный угол). Подставили значение а = 70 градусов и получили для нашей светимости 1000 мКд значение в 11,3 Лм. Это значит, что семь десятков подобных светодиодов общей мощностью потребления 8 Вт вполне заменят верхнее освещение. В действительности внутри обычной лампочки стоит целая матрица аналогичного рода элементов. Плюс такого технического решения в полной безопасности. Светильники с напряжением питания 5 В возможно использовать без ограничений даже в санузлах, где переменный ток промышленных параметров запрещён.
Не рекомендуется пробовать светодиод сразу на порт USB, где по нормативам напряжение способно достигать 5,25 В. Лучше использовать батарейки на 3 либо 1,5 В. Обратите внимание, что на катод (находится посередине, чуть крупнее, нежели анод) подаётся отрицательный полюс (сторона таблетки, противоположная гладкой). Тогда ток не обязательно ограничивать резистором, что упрощает процесс. Учитывая, что по стандарту USB 3 допустимый выходной ток составляет 900 мА, на один порт удаётся повесить целую гирлянду (20 – 30) светодиодов (к примеру, ленту). Это создаёт широкие возможности для освещения рабочего места либо части помещения.
Границы обычного порта можно существенно раздвинуть, применяя блоки питания. Наподобие показанного на фото. Как видно, на корпусе стоит значение выходного тока в 1,35 А. Это раздвигает границы. Если умножить 1,35 А на 12 В, получается значение 15 Вт по мощности. Этого хватит, чтобы запитать светодиодную лампочку эквивалентной светимости 75 Вт (точнее, потребуется 10 Вт мощности питания). А это уже готовый и безопасный светильник.
Блок питания
Получается, придётся купить новый светодиод по цене от трети до половины от стоимости всего светильника. Полагаем, это отвратительный расклад. Провод USB легко позаимствовать от старой мышки, а разместить светодиод так, чтобы освещал непосредственно клавиатуру ноутбука. Допустим, укрепить в нужной точке при помощи клипсы. В результате: ремонт светодиодного светильника нерентабелен, проще воссоздать конструкцию и не покупать в FixPrice упомянутую вещь.
Ремонт светодиодной люстры нецелесообразен. Внутри цоколя стоит целый драйвер, немногим более простой, нежели обычный импульсный блок питания. Лампы ломаются не так часто, чтобы забивать голову их починкой.
Светодиодные ленты
Сегодня в моде светодиодные ленты, лучше вообще не доводить до поломки. Упоминали, что p-n переход с указанной тонкой нитью боится перегрузки в прямом и в обратном направлении. Для питания светодиодных лент применяются специальные усилители и адаптеры. Причём для RGB разновидностей система трёхканальная. Это целая наука. Но, руководствуясь указанными выше соображениями, вполне удастся найти способ питать светодиодную ленту от устройства, показанного на фото. Смысл в правильном расчёте тока потребления, попытке не превысить напряжение питания.
Промышленный стандарт предусматривает значения для обеспечения энергией светодиодных лент: 5, 12, 24, 36, 48 В. В продаже найдётся как подходящий к описываемому источнику товар, так и несовместимый. Приводим расшифровку системы обозначений импортных светодиодных лент. Маркировка состоит из основных групп:
Светодиодные ленты
- Наименование: LED Strip, Light strip.
- Буквенное обозначение типа конструкции. Порой вместо него ставится класс защиты по международному стандарту (ip). Это помогает понять, допустимо ли применять подобную светодиодную ленту, к примеру, в ванной комнате. IP65: SE – покрытая тонким слоем силикона, P, PW – лента в силиконовой трубке; IP67: PGS – лента в силиконовой трубке, заполненной герметиком.
- СС – токовая светодиодная лента.
- RS – открытая (non-waterproof) с боковым (side) свечением.
- RSW – влагозащищённая (waterproof) с боковым (side) свечением.
- RT – открытая (non-waterproof) с прямым свечением.
- RTW – влагозащищённая (waterproof) с прямым свечением.
- ULTRA – открытая повышенной яркости.
- SPI – управляемая RGB лента.
- Код изготовителя. К примеру, номер серии, партии.
- Тип светодиодов. Допустим, SMD 3528.
- Светодиоды различаются, непременно указывается цвет. Обычно в виде 1 – 3 латинских букв. К примеру, PW – чистый белый (pure white); Y – жёлтый (yellow); NW – натуральный белый (natural); WW – тёплый белый (warm white). Нет чётких нормативов, любой производитель расшифровку делает на собственный лад.
- Рабочее напряжение указывается в вольтах: 12 V; 24 V и т. д.
- Периодически в виде 2Х указывается двойная плотность установки светодиодов.
- Цвет свечения в кельвинах: до 3000 К – тёплый; 4000 К – холодные тона; свыше 5000 К – лампы дневного света.
- Светимость в Лм на светодиод.
Порой указываются потребляемые токи светодиодов, цвет основания ленты, размеры матриц (микросхем с набором светодиодов) и прочие параметры. Понятно, что в ванную комнату нужно брать защищённую от воды конструкцию, для гостиной сойдёт любая. Класс IP67 легко выдержит натиск дождя, на ленту, выполненную согласно IP20 страшно даже брызнуть водой. Имеются в ГОСТ указания на степень защиты приборов: уникальные для конкретного помещения. Класс IP не берётся ниже, нежели указано в стандарте для данного типа размещения.
Аналогичным образом маркируется оборудования. В продаже отыщутся усилители обычные и для цветных лент, пульты дистанционного управления, контроллеры и прочее. Комбинируя, легко составить набор из оборудования под заданные параметры.
