Lámpara LED hecha por usted mismo: esquema, detalles de construcción, montaje independiente

Las luminarias LED tienen una amplia aplicación en la organización de iluminación doméstica, exterior e industrial. Sus importantes ventajas son la eficiencia económica, el respeto al medio ambiente y la facilidad de mantenimiento.

La lámpara LED fabricada por usted mismo sin duda encontrará su aplicación en su hogar. Encontrará una instrucción detallada para su fabricación, así como los esquemas de montaje en el artículo presentado.

Principio de funcionamiento del dispositivo LED

La base de una lámpara LED es un semiconductor unidireccional, cuyo tamaño es de unos pocos milímetros. En él ocurre un movimiento unidireccional de electrones, lo que permite convertir corriente alterna en corriente continua.

El cristal del LED, compuesto por varias capas, presenta dos tipos de conductividad eléctrica: de partículas con carga positiva y negativa.

El lado que contiene un número mínimo de electrones se denomina de huecos (tipo p), mientras que el otro con una mayor cantidad de estas partículas se denomina electrónico (tipo n).

Entre los dos lados del elemento LED existe un límite condicional: la unión electrón-hueco (p-n). Aquí las partículas chocan entre sí, lo que produce una emisión de luz.

Al chocar los elementos en la unión p-n, generan partículas de luz: fotones. Si en ese momento se mantiene el sistema bajo un voltaje constante, el LED emitirá un flujo de luz estable. Este efecto se utiliza en todas las construcciones de lámparas LED.

Cuatro variantes de dispositivos LED

Dependiendo de la disposición de los LED, estos modelos se pueden dividir en las siguientes categorías:

1. DIP. El cristal está compuesto con dos conductores, sobre los cuales se encuentra una lente. Esta modificación se ha generalizado en la fabricación de letreros y guirnaldas.
2. «Piraña». Los dispositivos se montan de manera similar a la opción anterior, pero cuentan con cuatro terminales. Las construcciones fiables y robustas se utilizan con mayor frecuencia para equipar automóviles.
3. SMD. El chip se coloca en la parte superior, lo que mejora significativamente la disipación del calor y también ayuda a reducir las dimensiones de los dispositivos.
4. COB. En este caso, el LED se suelda directamente en la placa, lo que contribuye a aumentar la intensidad del brillo y proteger contra el sobrecalentamiento.

Un inconveniente importante de los dispositivos COB es la imposibilidad de reemplazar elementos individuales, por lo que hay que adquirir un mecanismo nuevo debido a un solo chip defectuoso.

En lámparas de araña y otros dispositivos de iluminación domésticos se suele utilizar la construcción SMD.

Estructura de las lámparas LED

Una lámpara LED consta de las siguientes seis partes:

• LED;
• casquillo;
• driver;
• difusor;
• radiador.

El elemento activo de dicho dispositivo es el LED, que genera un flujo de ondas luminosas.

Los dispositivos LED pueden estar diseñados para diferentes voltajes. Los más demandados son los productos pequeños de 12-15 W y las luminarias más grandes de 50 vatios.

El casquillo, que puede tener diferentes formas y tamaños, también se utiliza para otros tipos de lámparas: fluorescentes, halógenas, incandescentes. Al mismo tiempo, algunos dispositivos LED, como las tiras LED, pueden prescindir de esta pieza.

Un elemento importante de la construcción es el driver, que convierte la tensión de red en la corriente en la que opera el chip.

El funcionamiento eficiente de la lámpara depende en gran medida de este componente; además, un controlador de calidad, con buen aislamiento galvánico, proporciona un flujo luminoso constante y brillante sin indicios de parpadeo.

Un LED normal produce un haz de luz direccional. Para cambiar el ángulo de distribución y garantizar una iluminación de calidad, se utiliza un difusor. Otra función de este componente es proteger el circuito de impactos mecánicos y ambientales.

El radiador está diseñado para disipar el calor, cuyo exceso podría dañar el dispositivo. Un funcionamiento fiable del radiador permite optimizar el trabajo de la lámpara y prolongar su vida útil.

Cuanto más pequeña sea esta pieza, mayor será la carga térmica que tendrá que soportar el LED, lo que afectará a la rapidez de su degradación.

Ventajas y desventajas de una lámpara casera

Las tiendas especializadas ofrecen una amplia selección de dispositivos LED. Sin embargo, a veces en el surtido no es posible encontrar un dispositivo que cumpla con los parámetros necesarios. Además, los dispositivos LED tradicionalmente tienen un coste elevado.

Entre los inconvenientes de los productos se debe mencionar la falta de garantía del fabricante. Además, con un ensamblaje descuidado, estos dispositivos pueden tener una apariencia poco atractiva.

No obstante, es totalmente posible ahorrar dinero y obtener una lámpara ideal realizando el ensamblaje uno mismo. Hacerlo no es difícil y bastará con conocimientos técnicos básicos y habilidades prácticas.

Un dispositivo LED hecho a mano tiene varias ventajas significativas sobre un análogo comprado en la tienda. Se caracterizan por su economía: con un montaje cuidadoso y el uso de componentes de calidad, el período de funcionamiento alcanza las 100 mil horas.

Estos dispositivos muestran un alto grado de eficiencia energética, que se determina por la relación entre la potencia consumida y el brillo de la luz generada. Finalmente, su costo es un orden de magnitud menor que el de los análogos de fábrica.

Problemas del montaje independiente

Los principales problemas que deben resolverse al fabricar lámparas LED son la conversión de la corriente eléctrica alterna en pulsante y su rectificación a corriente continua. Además, hay que limitar la intensidad de la corriente a 12 voltios, lo que es necesario para alimentar el diodo.

Para la fabricación casera de una lámpara LED, se pueden utilizar piezas compradas en tiendas especializadas o elementos de dispositivos quemados.

Al planificar el dispositivo, también se deben resolver una serie de problemas de diseño, a saber:

• cómo disponer el circuito y los LED;
• cómo aislar el sistema;
• cómo garantizar el intercambio de calor en el dispositivo.

Antes del montaje, es recomendable considerar todos estos problemas teniendo en cuenta los requisitos que se aplican a una fuente de luz casera.

Esquemas de lámparas LED

En primer lugar, se debe elegir una opción de montaje. Existen dos métodos principales, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. A continuación, los analizaremos en detalle.

Variante con puente de diodos

El esquema incluye cuatro diodos que se conectan en direcciones opuestas. Gracias a esto, el puente adquiere la capacidad de transformar la corriente de red de 220 V en corriente pulsante.

El esquema del puente de LED se caracteriza por su simplicidad y lógica. Puede realizarlo incluso un principiante que esté aprendiendo los fundamentos del trabajo independiente.

Esto ocurre de la siguiente manera: al pasar las semiondas sinusoidales a través de dos diodos, estas se modifican, lo que provoca la pérdida de polaridad.

Durante el montaje, se conecta un condensador a la salida positiva antes del puente; frente al terminal negativo, una resistencia de 100 ohmios. Otro condensador se instala detrás del puente: será necesario para suavizar las fluctuaciones de tensión.

Fabricación del elemento LED

La forma más sencilla de crear una lámpara LED es hacer una fuente de luz a partir de una lámpara rota. Es necesario verificar el funcionamiento de las piezas encontradas, lo que se puede hacer con una batería de 12 V.

Los elementos defectuosos deben reemplazarse. Para ello, se deben desoldar los contactos, quitar los elementos quemados y colocar otros nuevos en su lugar. Es importante mantener la alternancia de ánodos y cátodos, que se montan en serie.

Si solo necesita cambiar 2-3 chips, basta con soldarlos en las áreas donde anteriormente se encontraban los componentes defectuosos.

Al realizar un ensamblaje completamente independiente, debe conectar 10 diodos en fila, respetando las reglas de polaridad. Varios circuitos completados se sueldan a los cables.

Al fabricar una lámpara, puede usar placas con LED que se pueden encontrar en dispositivos quemados. Solo es importante verificar su funcionamiento.

Al ensamblar circuitos, es importante asegurarse de que los extremos soldados no se toquen entre sí, ya que esto puede provocar un cortocircuito en el dispositivo y la falla del sistema.

Accesorios para una luz más suave

Para evitar el parpadeo característico de las lámparas LED, el esquema descrito anteriormente se puede complementar con algunas piezas. Así, debe constar de un puente de diodos, resistencias de 100 y 230 ohmios, condensadores de 400 nF y 10 µF.

Para proteger el dispositivo de las fluctuaciones de voltaje, al inicio del circuito se coloca una resistencia de 100 ohmios, seguida de un condensador de 400 nF, luego se instala un puente de diodos y otra resistencia de 230 ohmios, seguida de la cadena de LED ensamblada.

Dispositivos con resistencia de resistor

Este esquema también es bastante accesible para un principiante. Para realizarlo, se necesitan dos resistencias de 12k y dos cadenas del mismo número de LED, que se sueldan en serie respetando la polaridad. Además, una tira desde el lado de R1 se conecta con el cátodo, y la otra, desde R2, con el ánodo.

Las lámparas realizadas según este esquema tienen una luz más suave, ya que los elementos activos se encienden por turnos, por lo que la pulsación de los destellos es casi imperceptible a simple vista.

Para calcular la potencia de la lámpara, es necesario conocer la magnitud de la corriente que pasa a través de los LED. Este valor se puede calcular mediante la fórmula proporcionada. Hay que tener en cuenta que la caída de tensión en 12 LED conectados en serie es de aproximadamente 36V.

Los dispositivos se utilizan con éxito como lámpara de escritorio y para otros fines. Para crear una iluminación óptima, los expertos recomiendan usar tiras de 20-40 diodos. Una cantidad menor proporciona un flujo luminoso reducido, y conectar un número mayor de elementos es técnicamente bastante difícil de realizar.

Elemento importante: el driver LED

Para el correcto funcionamiento de un dispositivo LED hecho a mano, se debe resolver la cuestión del driver. El esquema de este módulo es bastante simple. El algoritmo de funcionamiento consiste en el paso de corriente alterna de 220V a un puente de diodos a través del condensador C1.

La corriente rectificada pasa a los LED conectados en serie HL1-HL27, cuyo número puede alcanzar hasta 80 unidades.

El controlador para un dispositivo LED casero se monta según el esquema mostrado. También se pueden utilizar elementos ya preparados bp 3122, bp 2832a o bp 2831a

Para evitar el parpadeo y lograr un color uniforme y estable, es recomendable utilizar un condensador C2, que debe tener la mayor capacitancia posible.

Carcasas para dispositivos LED

Antes del montaje, es importante decidir dónde se colocará el circuito ensamblado.

Existen varias opciones para resolver este problema: para ubicar el dispositivo se puede utilizar:

• bases de lámparas incandescentes;
• carcasas de lámparas ahorradoras o halógenas fundidas;
• accesorios hechos a mano.

La primera opción tiene una ventaja importante. Al usarla, es fácil enroscar el dispositivo LED ensamblado en el portalámparas, asegurando así el intercambio de calor.

Hay que tener en cuenta que, además de la ventaja evidente, este método tiene también desventajas claras. La estructura ensamblada no tiene un aspecto demasiado estético; además, en este caso es difícil lograr un aislamiento fiable.

Para utilizar una lámpara incandescente fundida y crear una LED, primero hay que separar con cuidado el bulbo de vidrio del casquillo y luego extraer el filamento. En el espacio resultante se coloca con cuidado el circuito ensamblado, y sobre la placa se fija la bombilla

Una opción cómoda y práctica es colocar el dispositivo casero en la carcasa de una lámpara ahorradora. Para ello, primero hay que desmontar el aparato fundido y extraer la placa convertidora.

El circuito ensamblado se puede insertar de diferentes maneras:

• Los diodos se colocan en los agujeros que se hacen en la tapa debajo del bulbo de vidrio.
• El circuito se puede ubicar dentro del casquillo, lo que garantiza el intercambio de calor. En este caso, los elementos LED se insertan y fijan en los agujeros ya existentes.
• La placa se puede ocultar en el casquillo. Para realizar el proceso, es conveniente usar una tapa de plástico común de una botella de agua.

Para colocar los LED, los artesanos suelen usar un círculo de plástico o cartón hecho a mano, en el que se perforan agujeros para los diodos. Con un trabajo minucioso, estos dispositivos tienen un aspecto bastante estético.

Otra opción es usar la carcasa de una lámpara halógena. No se ha extendido mucho, ya que en este caso no es posible enroscar la luminaria en el portalámparas. Sin embargo, esta modificación se utiliza para hacer indicadores caseros y otros aparatos.

Si ha decidido utilizar el cuerpo de la bombilla para su trabajo, le recomendamos leer nuestro otro artículo, donde describimos en detalle los métodos para desmontar diferentes tipos de bombillas. Más información – siga el enlace.

Materiales para la fabricación de la lámpara casera

Además del cuerpo, para crear la lámpara se necesitarán otros elementos. Estos son, ante todo, los LED, que se pueden adquirir en forma de cintas LED o de elementos individuales NK6. La intensidad de corriente de cada pieza es de 100-120 mA; el voltaje de 3-3,3 V.

El montaje de algunos esquemas implica el uso de elementos adicionales, como por ejemplo un driver, por lo que el conjunto de componentes para cada caso particular se considera por separado.

También son necesarios diodos rectificadores 1N4007 o un puente de diodos, así como fusibles, que se pueden encontrar en el portalámparas de un aparato viejo.

También se necesitará un condensador, cuya capacidad y voltaje deben corresponder al circuito eléctrico utilizado y a la cantidad de elementos LED empleados en él.

Si no se utiliza una placa prefabricada, es necesario pensar en un armazón al que se fijen los LED. Para su fabricación servirá un material resistente al calor, que no sea metal y no conduzca corriente eléctrica.

Por lo general, dicha pieza se fabrica con plásticos resistentes o cartón grueso. Para fijar los elementos LED al armazón se necesitarán clavos líquidos o superpegamento.

Montaje de una lámpara LED sencilla

Consideremos la realización de un luminario en un portalámparas estándar de una lámpara fluorescente. Para ello, tendremos que modificar ligeramente la lista de materiales anterior.

En este caso utilizamos:

• un portalámparas viejo E27;
• LED NK6;
• driver RLD2-1;
• un trozo de plástico o cartón grueso;
• superpegamento;
• cableado eléctrico;
• soldador, alicates, tijeras.

Inicialmente, es necesario desmontar el luminario. En los dispositivos fluorescentes, la conexión del portalámparas a la placa con tubos se realiza mediante pestillos. Es importante localizar el punto de sujeción y levantar los elementos con un destornillador, lo que permitirá desconectar fácilmente el casquillo.

El proceso de montaje de una lámpara LED casera es sencillo. En el cuerpo de un aparato viejo se inserta el driver, sobre el cual se coloca la placa con los LED.

Al desmontar el aparato, se debe tener sumo cuidado para no dañar los tubos, dentro de los cuales hay una sustancia venenosa. Al mismo tiempo, es necesario vigilar la integridad del cableado eléctrico conectado al portalámparas, así como conservar las piezas contenidas en él.

La parte superior con los tubos de descarga de gas conectados la utilizamos para hacer la placa necesaria para conectar los LED. Basta con retirar los elementos tubulares y fijar las piezas LED en los agujeros redondos restantes.

Para fijarlos de forma segura, es mejor hacer una tapa adicional de plástico o cartón que sirva para aislar los chips.

En la lámpara se utilizarán LED NK6, cada uno de los cuales consta de 6 cristales con conexión en paralelo. Permiten crear un dispositivo de iluminación bastante brillante con un mínimo consumo de electricidad.

Para conectar cada LED a la tapa, es necesario hacer dos agujeros. Se deben perforar con cuidado siguiendo estrictamente el esquema.

La pieza de plástico permite fijar firmemente los LEDs, mientras que el uso de cartón requiere fijar adicionalmente los LEDs a la base con clavos líquidos o superpegamento.

Dado que el dispositivo está diseñado para usar seis LEDs de 0,5 vatios cada uno, en el esquema se deben prever tres elementos conectados en paralelo.

Se puede hacer una lámpara llamativa utilizando una tira LED. Este elemento se inserta en un tubo utilizado para iluminación fluorescente.

En la construcción, que funcionará con la red eléctrica de 220 V, se debe prever un controlador RLD2-1, que se debe comprar en una tienda o fabricar usted mismo.

Para evitar cortocircuitos, antes de comenzar el montaje es importante aislar el controlador y la placa entre sí, usando plástico o cartón. Como la lámpara casi no se calienta, no hay que preocuparse por el sobrecalentamiento.

Una vez seleccionados todos los componentes, se puede montar la estructura según el esquema y luego conectarla a la red eléctrica para comprobar el brillo.

El dispositivo, que funciona con un portalámparas estándar de 220 V, tiene un bajo consumo de energía y una potencia de 3 vatios. Este último valor es de 2 a 3 veces menor que el de los dispositivos fluorescentes y 10 veces menor que el de las lámparas incandescentes.

Aunque el flujo luminoso es de solo 100-120 lúmenes, gracias al color blanco deslumbrante la lámpara parece mucho más brillante. La lámpara ensamblada se puede usar como lámpara de mesa o para iluminar una habitación compacta, como un pasillo o un trastero.

Conclusiones y video útil sobre el tema

En el siguiente video puede ver una explicación detallada de un especialista sobre el montaje casero de una lámpara LED:

Las lámparas LED hechas por uno mismo tienen altas características técnicas. Casi no son inferiores a los modelos de fábrica en cualidades como resistencia, fiabilidad y durabilidad.

El montaje de este tipo de dispositivos es accesible para casi todos: para realizarlo con éxito solo es necesario seguir estrictamente los esquemas y realizar con cuidado todas las manipulaciones indicadas.

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