Substituir halogênios de dois pinos de baixa tensão por LEDs: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Este Instrutível detalha como adaptar facilmente uma luminária de halogênio de dois pinos de baixa tensão (12V) com uma "lâmpada" de LED de alta potência que usará menos energia (<10W), durará mais (50.000 horas) e fornecerá aproximadamente o mesmo saída de luz (~ 300 lumens). Este tipo de luminária é mais frequentemente usado como uma luz de realce ou tarefa focada ou luz para baixo, como vitrines, luzes de leitura, lâmpadas de mesa e pendentes sobre a ilha. Este Instructable é semelhante a alguns dos meus outros (veja os links abaixo), mas representa os esforços mais recentes para aumentar a facilidade de integração, o baixo custo e o uso prático de LEDs de alta potência cada vez mais baratos. A cada iteração, os obstáculos ao uso de LEDs em aplicações residenciais reais são reduzidos.

Etapa 1: Ferramentas e materiais

Os materiais usados em uma lâmpada LED são a chave para seu desempenho, longa vida útil e substituição definitiva e bem-sucedida de uma lâmpada incandescente ou halógena tradicional. O item mais importante é o dissipador de calor e provou ser a parte mais difícil de encontrar em um formato compatível com o acessório de iluminação candidato. Muitos dissipadores de calor estão por aí, mas poucos foram projetados com uma máscara de vidro circular em mente. Recentemente, encontrei uma peça no Digikey que foi projetada para powerLEDs, tinha o tamanho e a flexibilidade para se integrar a uma luminária convencional e era barata o suficiente para ser considerada. Os outros componentes principais são obviamente o próprio LED e o circuito de acionamento. Existem muitos LEDs de alta potência no mercado, mas para iluminação residencial, a potência pura não é o fator mais importante. Os LEDs de maior eficiência e maior saída são "legais", pois sua saída é muito azul e não é atraente para iluminação geral em sua casa. Isso geralmente é indicado por sua classificação de cores, dada em graus Kelvin. O branco frio está na faixa de 6500K, com branco neutro na faixa de 4500K e branco quente na faixa de 3700K. O problema dos LEDs é que a mistura de fósforos usada para ficar mais quente e, portanto, a saída de luz mais atraente se torna cada vez menos eficiente. Portanto, um LED de alta qualidade pode produzir 100 lumens por Watt, enquanto os melhores LEDs brancos quentes estariam na faixa de 60 lumens por Watt. Que chatice. Depois de horas intermináveis pesquisando e comprando vários componentes de LED, usei as seguintes peças para construir um substituto de halogênio prático e relativamente barato para meu pendente de cozinha sobre pia. Usei uma estrela Philips Rebel de 3 LEDs. Muitas pessoas preferem a linha de LEDs Cree XR-E, e alguns dos LEDs Cree têm especificações superiores. No entanto, o tamanho do Rebel permite que 3 deles sejam colocados nas proximidades, o que é crítico para substituir um pequeno halogênio de dois pinos. Eu usei um circuito de driver da DealExtreme, que vem direto da China. Ferramentas e materiais: dissipador de calor, $ 3Bi-Pin Drive Circuit, $ 2Rebel 3x LED star, $ 15Composto térmico, $ 7A sucata de cola de madeira3 Pequenos parafusos (por exemplo, 4- 40) Broca e rosca para ir com os parafusos Solda e arame e a vontade de usá-los. O custo total é de cerca de $ 20 dólares se você tiver a pasta térmica e os parafusos em mãos. Isso é muito mais barato do que no passado. Uau!

Etapa 2: Perfure o dissipador de calor

O primeiro passo é fazer três furos no dissipador de calor que correspondam a três dos seis slots na placa estrela de LED. A placa estrela é feita de um sanduíche térmico especial que permite que o calor saia do dado do LED e entre na placa e, em seguida, dissipador de calor com resistência mínima (e, portanto, delta T). A parte traseira da estrela é de metal, mas não está eletricamente conectada aos LEDs e deve fazer contato térmico sólido com o dissipador de calor. Portanto, pegue sua estrela e coloque-a no dissipador de calor, observe sua localização e faça três marcas nos entalhes ao redor da estrela para marcar onde você fará os furos. Em seguida, remova a estrela, faça os furos e bata-os de forma que possa enroscar os parafusos diretamente no dissipador de calor. Se você não tiver as ferramentas ou meios para fazer os furos, faça-os grandes o suficiente para permitir que os parafusos deslizem pelo dissipador de calor e use porcas na parte de trás para segurar a estrela. Veja as fotos para esclarecimentos.

Etapa 3: Monte o Driver no Bloco de Madeira

A chave para fazer com que essa "lâmpada" de LED se encaixe na luminária de halogênio é montar o driver de forma compacta dentro do dissipador de calor. Isso é feito cortando-se um pedaço de madeira que se encaixa entre as pernas do dissipador de calor e que tem um centro perfurado onde podemos colar com cola quente o circuito de transmissão de forma segura. Você também pode fazer furos nas pernas do dissipador de calor para adicionar parafusos, se não confiar na cola quente. Esta junta suportará quaisquer forças de inserção durante a instalação ou remoção do bulbo e também manterá todo o conjunto contra a gravidade implacável. Usei uma broca de 3/8 de polegada para fazer dois furos lado a lado e juntei-os balançando a broca enquanto estava sob força. Cru, mas eficaz. O resultado foi um slot no qual o circuito da unidade se encaixou perfeitamente. Com a chave de fenda na sucata de madeira, enchi os buracos com cola quente para segurar tudo no lugar. Preste atenção em como os fios saem da madeira para não impedir a interface dos pinos com a luminária.

Etapa 4: Solde a unidade no LED e monte no dissipador de calor

Antes de conectar o LED ao dissipador de calor, é uma boa ideia soldar os fios do circuito de acionamento à estrela. Uma vez que o LED é montado no dissipador de calor, o dissipador de calor fará seu trabalho e sugará o calor da estrela, dificultando a soldagem. Portanto, dê uma olhada no circuito de acionamento e identifique os fios positivo e negativo. Você pode querer substituir os que vêm com o driver por um fio mais comprido e mais claramente identificável, já que os drivers chineses geralmente vêm com fios de cores estranhas e fios curtos e mal soldados. Você obtém o que pagou. Prenda os fios à estrela, certificando-se de que o driver + e - e os fios do LED combinem. Você deve testar brevemente o LED agora com uma fonte de alimentação ou bateria. Você precisará de 12 VCC ou mais, menos de 30 VCC ou mais. Verifique as especificações em caso de dúvida. Não deixe o LED aceso por muito tempo sem que seja montado no dissipador de calor ou você pode danificá-lo ou destruí-lo. Fica quente rápido e você sabe o que dizem sobre um carro de corrida no vermelho. O driver de dois pinos é capaz de operar independentemente da polaridade de entrada, então não perca tempo procurando qual pino é esse. Satisfeito que tudo está funcionando, aplique um pouco de pasta térmica no dissipador de calor sob o LED e, em seguida, aplique o LED. Insira e aperte os 3 parafusos, tomando cuidado para não causar curto-circuito em nenhum dos fios ou protetores da estrela. Depois de totalmente encaixado, use o multímetro para testar se há curtos.

Etapa 5: montar o circuito do driver

A próxima etapa é prender a sucata de madeira com o circuito acionador nas pernas traseiras do dissipador de calor. Pode ser necessário lixar, lixar ou esculpir um pouco da madeira para que caiba. Seja paciente e não corte nenhum dos fios. Tente empurrá-lo até que os pinos da chave de dois pinos mal ultrapassem as pernas traseiras do dissipador de calor. Você também pode querer fazer algumas medições ou testar o ajuste do conjunto em sua luminária pretendida para garantir que ele se encaixará e ajustará sua altura de acordo. Com tudo isso esquadrado, pegue a pistola de cola e cole o bloco no lugar. Assim que esfriar, você pode fazer alguns furos na lateral para adicionar parafusos, se desejar, ou apenas usar como está. O dissipador de calor pode ficar quente o suficiente com o uso prolongado para que a cola amoleça, dependendo dos LEDs, da corrente usada e da formulação da cola. Este dissipador de calor é classificado para dissipação de 10 W e um aumento de temperatura de 5 graus C por Watt no ar parado. Portanto, como estamos operando os LEDs a 600mA, isso é cerca de 9W e podemos esperar que o dissipador de calor fique 45 graus mais quente do que o ambiente em estado estacionário sem resfriamento ativo. Está muito quente, então alguns parafusos podem não ser uma má ideia. Ou você pode diminuir a corrente substituindo o resistor de ajuste de corrente na placa do driver. Eu acredito que é R1 na placa e tem 1,5 ou 3,0 Ohms, dependendo da versão que você comprar.

Etapa 6: Teste

Com o driver montado, você está pronto para testar. Você pode fazer isso em sua bancada ou instalado na luminária ou escolha. Se você vir muita cintilação, então seu aparelho pode não ser de baixa tensão CC, mas sim CA de baixa tensão. Você precisa modificar o circuito para lidar com a CA usando um retificador de onda completa e alguns capacitores, não muito ruim, mas não ideal. Aproveite e fique seguro!