Furdancs

Közeleg a karácsony, a díszkivilágítás szezonja. A kereskedelemben kész megoldásokat találunk, de nem lennénk barkácsblog, ha nem buzdítanánk fényfüzérek házilagos elkészítésére. Gyengeárammal, kis (5-12V) feszültséggel működő megoldást ismertetek. Áramütéstől nem kell tartani, maximum egy fürdőkádban ülve.

Anyagára tápegység nélkül méterenként 100,- Ft körül kijön, plusz a műanyag cső ára. Forrasztani kell és vezetéket vágni, de semmi ennél bonyolultabb ismeretet nem igényel. Bár számítanunk kell áramot, feszültséget, ellenállást és teljesítményt is, de igyekszem olyan közérthetően leírni, mint ahogy nekem elmagyarázták. Lépésenként haladunk, eltéveszteni sem lehet. Ha mégis zavarba ejtő lenne a sok képlet, az írás végén készre kapott megoldást közlünk.

Íme a LED. Piros tilos, zöld szabad.

Tehát a LED, napjaink népszerű fényforrása félvezető anyagból készült világítótest. Polarizált eszköz, azaz csak akkor működik, ha megfelelő lábára adunk pozitív feszültséget. Ez a (katalógusokban) Anode, és egy új LED-en a hosszabbik láb. Ha már egyformára vágtuk a lábakat, akkor a negatív oldal (Cathode) oldalán látható lapos bevágás alapján azonosíthatjuk, vagy egyszerűen megfordítjuk a polaritást, ha nem világít.

Rajzjel és azonosítás

Igyekszünk jóárasítani a fényözönt, így - kabáthoz a gombot - meglévő tápegységünkhöz illesztjük igényeinket. Nézzünk szét a háztartásban. Biztosan találunk egy combosabb mobiltöltőt vagy más egyenáramú tápegységet. Ha nincs, elemmel-akkumulátorral is megoldhatjuk fényfüzérünk táplálását, bár atomvillanást ne várjunk ez esetben.

Ezekre lesz szükségünk. Vezetéket UTP hálózati kábelből szereztem, mert megy ki a divatból.

Két fontos jellemzője a tápegységnek a (természetesen egyenáramú) feszültség és a leadható áramerősség. Mindkét értékre szükségünk lesz, olvassuk le címkéjéről vagy mérjük meg. A töltők általában 300-500 mA áramot biztosítanak. Négy darab minőségi AA ceruzaakkumulátor 6V/2500 mA értéket produkál, ha nem akad más. Ezek szabják meg lehetőségeinket. Az akkumulátor már csak azért is praktikusabb, mert nem kell kivezetni a lakásból a tápvezetéket.

Keressünk egy webáruházat, mely feltünteti az árusított LED-ek értékeit, ha a gyári katalógus is letölthető, még jobb. Válasszunk ki 5mm-es piros, zöld, sárga, fehér vagy kék LED-diódát a kínálatból, ízlésünk szerint. A kéknek kissé mások az értékei és kb. hatszor drágább is, mint mezei színes társai. A színváltó LED-ekről legközelebb írok.

 Afrikai naplemente hangulat

Innentől lépésenként haladunk:

1,) Az ismertetőben keressük meg az I_F (Forward Current - nyitóáram) és a V_F (Voltage Forward - nyitófeszültség) értékét. Ennél a feszültségnél-áramnál kezd el világítani a dióda és úgy is marad. Értékeik jellemzően 20mA/2.0-2.5 V, a kék színűnél 25 mA/3.5-3.8V

2,) Tápegységünk feszültsége (U_T) jelenti a beépíthető LED-ek maximális darabszámát (egy ágon - ezt később), azonban a teljes rendszer szempontjából még fontosabb a maximális áramerősség (I_T). A ceruzaakkuk esetében I_T / I_F = 2500 mA / 20 mA = 125 darab LED egy órán keresztül való üzemeltetését jelenti. A mobiltöltő I_T =500 mA-nél csak 25 darabot, viszont nem kell tölteni. Még ez is jól hangzik, 30 centis izzótávolságnál 7,5 méter füzérhosszúság.

3.) Az akku 6V feszültsége maximum két fényforrást hajt meg. Lássuk be, egy két LED-ből álló fényfüzér elég szerény látványosság. Két lehetőségünk van: nagyobb feszültségű áramforrást keresni, vagy pedig párhuzamos ágakra osztani az áramkört. Továbbra is az áramerősség szabja meg izzóink maximális számát. Vessünk számot ezzel és ha újraszámoltuk az egy áramkörre eső LED-ek számát, lépjünk tovább. És ne, ne jusson eszünkbe egyenirányítani a 230V hálózati feszültséget, komolyan.

Sötétben jobban látszik

4.) Előtét ellenállást kell áramkorlátozóként beiktatnunk, mert a LED mohó jószág és minden lehetséges áramot felvéve rövidzárként viselkedik. Rövid fénykitörést produkál és véget ér szerény kis élete. Ezt megakadályozandó a tápfeszültségből vonjuk ki a LED-ek összeadott nyitófeszültségét (ez mindig legyen kisebb, mint a tápfeszültség). Példánkban, két LED-el számolva U_T -(2*V_F) = 6V- (2*2.5V) = U_R =1V.

Előtét ellenállás az anódra kötve

A példa LED nyitóárama (I_F) 20 mA. Az előtét ellenállás kiszámítása R= U_R / I_F = 1/.0020= 50Ω. Ekkora ellenállás kell a pozitív tápfeszültség elé tennünk. Az ellenállásokat nem ohmonkénti emelkedéssel gyártják. Válasszuk ki a katalógusban a számított értékhez legközelebbi ellenállást (mindig a nagyobbat) és ezt vegyük meg. Ha nincs otthon más, sorba is köthetünk ellenállásokat, melyek értéke összeadódik. Tulajdonképpen tekintettel kell lennünk az ellenállás teljesítményére is, hogy ne melegedjen túl. Az előtét ellenállás jellemzői közt szerepel a terhelhetőség értéke. P= (tápfeszültség-nyitófeszültségek összege) * nyitóáramok összege. Minél kisebb a különbség a tápfeszültség és a LED-ek összek nyitófeszültsége közt, annál kisebb terhelhetőségű ellenállást kell választanunk.

 5,) Egy ág - tekintve a benne lévő LED-ek csekély számát (példánkban legyen 3 db LED) - nem túl hosszú lenne. 30 centis izzótávolságot figyelembe véve 90 cm. Ezért határozzuk meg a fényfüzér teljes hosszát. Legyen 3 méter. Vágjunk méteres vezetékdarabokat és odafigyelve a LED-ek polaritására, forrasztással kössük össze őket a vezetékekkel. Némi húzóerőt ki kell bírnia a forrasztásnak, mikor behúzzuk a csőbe a köteget, ezért inkább csavarjuk össze a lábakat és a vezetéket, így forrasszuk össze.

Tehát az áramkör felépítése: Pozitív tápkapocs - előtét ellenállás - LED pozitív láb - LED negatív láb - Vezeték - ... - LED pozitív láb - LED negatív láb - Nulla vezeték - Negatív tápkapocs.

Az ágak párhuzamos kapcsolása

Egy láncot képeztünk, melynek utolsó elemétől a lánc hosszúságával megegyező nullavezeték indul vissza a tápegység negatív sarkára. Így kaptunk egy ágat. Teszteljük le a fényfüzért. Ha minden LED-et polaritás-helyesen kötöttünk be, világítania kell.

A sorba kötött fényforrásokból álló ág

6,) Ezeket az ágakat a tápegység maximális áramának erejéig korlátlanul párhuzamosan kapcsolhatjuk. Az ágakat 30 cm-es távolságra eltolva egymásra fektetjük, így kapjuk meg a 30 centis izzótávolságú, 3 méteres fényfüzért. Az ágak a fényfüzér legvégén egyetlen közös nullapontban találkoznak, melyet egy lehetőleg vastagabb nullavezetékkel vezessünk vissza a tápegység negatív sarkára. Az ágak vezetékeit ragasztószalaggal vagy egy darab dróttal rögzítsük egymáshoz és a nullavezetékhez. Kapunk egy kábelköteget. Teszteljük le a fényfüzért ismét. A párhuzamos ágak külön kapcsolgatásával látványos effekteket hozhatunk létre, mint váltófény, futófény, de ez túllép az írás keretein.

7,) Szerezzünk be hajlékony műanyagcsövet, lehetőleg átlátszót. A LED-eket óvatosan visszahajlítjuk, hogy beleférjenek a csőbe. Vékony acélszalagot - vagy amihez hozzájutunk - toljunk át a csövön. Rögzítsük a nullavezetékhez és annál fogva, vigyázva húzzuk be a csőbe a kábelköteget (ezért javasoltam vastagabb, teherbíróbb nullavezetéket). Zárjuk le a cső végeit, hogy csak a tápvezetékek lógjanak ki belőle. Időjárástól védett dobozba helyezzük a tápforrást és kapcsoljuk be. Boldog karácsonyt!

Itt valakit csőbe húztak

Ha túl bonyolultnak tűnik a sok számolgatás miatt, íme az egyszerűsített verzió. Azért vagyunk, hogy segítsünk. Szerezzünk egy 12V feszültségű tápegységet, akkumulátort vagy akkutöltőt. Mindegy hogyan, szerezzünk. A fényfüzér minden méterére számolva rendeljünk 4 db ilyen LED-et különféle színekben és 1 db ilyen előtét ellenállást, majd ugrás az ötödik pontra.

Legközelebb a dekorációs világításokat próbáljuk ki.

  Ha tetszett a bejegyzés, oszd meg ismerőseiddel. Ha nem, akkor is. 
Csatlakozz a Furdancs Facebook-közösségéhez! Nem fogjuk megbánni.