3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Делаем светильник с вращением от тепла

Тепловентилятор своими руками: устройство самодельной тепловой пушки + мини-агрегат

Далеко не все дачные домики оборудованы автономной системой отопления, а в некоторых отсутствуют печь или камин, не говоря уже о теплых полах и прочих прелестях жизни. Иногда для создания комфортной обстановки просто не хватает тепла, и дачники зачастую приобретают мобильные обогревательные приборы. Однако же, есть шанс сэкономить на покупке недешевого устройства и собрать тепловентилятор своими руками, используя подручные материалы.

Обычным бытовым тепловентилятором невозможно обогреть весь дом и даже одну большую комнату, но он идеально подходит для создания удобной атмосферы на рабочем или спальном месте, а также в небольшом помещении.

Какой тепловентилятор лучше, видео

Самостоятельная установка тепловентилятора

Перед самостоятельной сборкой необходимо тщательно изучить устройство тепловентилятора. Он состоит из трех главных частей:

    • отдельного корпуса (металлического или пластикового);
    • вентилятора;

керамического, спирального или трубчатого нагревательного элемента.

Размер, мощность и дизайн современных тепловентиляторов позволяют использовать их в помещениях самого разного назначения — от простого гаража до гостиной в доме

Способ установки, габариты и мощность обогревателей бывают разными. Принцип работы достаточно прост: поток холодного воздуха вентилятором направляется к нагревательному элементу, где температура его повышается на определенное количество градусов, а затем, уже нагретый, распространяется по комнате. Основное преимущество стационарного обогревательного прибора состоит в эффективном, быстром подогреве воздуха на ограниченной территории. Кроме того, небольшое устройство удобно переносить с места на место и использовать лишь при необходимости.

Синие стрелки обозначают холодный воздух, который поступает в корпус устройства и под действием вентилятора устремляется к нагревательным элементам. Красные — нагретый воздух, имеющий определенное направление

Сегодня рынок предлагает огромное количество отопительного оборудования для помещений разной квадратуры. Нередко стали использоваться тепловые завесы. Подробнее об этом агрегате вы можете прочитать в нашей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/teplovaya-zavesa-na-vhodnuyu-dver.html

Многие модели, в том числе и самостоятельно изготовленные, можно использовать в жару, отключив нагревательные элементы, тем самым превратив аппарат в обычный вентилятор.

Тепловентиляторы со слабой мощностью продаются по цене от 500 до 700 рублей. За эти же деньги можно собрать более мощное устройство, потратившись только на контроллер, вентилятор или блок питания

Изучив схему устройства прибора, необходимо подобрать детали, которые пригодятся для сборки. Большую часть их даже не придется приобретать: в любом доме найдутся неисправные устройства, подходящие материалы, провода, крепления, инструменты. Можно выбрать один из предлагаемых вариантов или спроектировать свой. Расскажем подробнее, как сделать тепловентилятор своими руками из канального вентилятора и блока питания.

Тепловая пушка направленного действия

Тепловая пушка собственного производства имеет достаточно мощности, чтобы без труда обогреть гараж, подсобное помещение или рабочий кабинет в доме

Для сборки понадобятся:

  • кусок фанеры 16 мм толщиной;
  • вентилятор (канальный);
  • регуляторы температуры и оборотов;
  • нагревательный элемент PBEC (2,2 кВт);
  • крепеж (хомут, кронштейн, шпильки, гайки, шайбы);
  • колесики.

Из фанеры выпиливаем прямоугольник примерно 47 см х 67 см, зачищаем наждаком неровности и углы.

Основание из фанеры выбрано не зря: оно легкое, плоское, а главное — не проводит электрический ток, что важно при возникновении форс-мажорных обстоятельств

Соединяем муфтой две центральные детали – вентилятор и нагревательный элемент. Полученную конструкцию фиксируем на фанерном основании с помощью кронштейна и сантехнического хомута.

Крепежные детали подбираем таким образом, чтобы они прочно фиксировали элементы устройства и не причиняли им вреда. Например, саморезы отлично подойдут — они не разрушают фанеру

В качестве крепежа подойдут саморезы (16 мм). Устанавливаем термодатчик (например, TG-К 330), необходимый для контроля температурного режима, рядом с ним еще два устройства – для регулировки оборотов и температуры.

Соединяя детали тепловентилятора между собой, не забываем о безопасности прибора: места соединения проводов и кабелей должны быть обязательно изолированы

В качестве термического регулятора подойдет Pulsar 3.6. После установки всех необходимых приборов и деталей соединяем их по схеме.

Схемы управления прибором можно найти в специальной литературе, инструкциях к устройствам типа электрического вентилятора или на узконаправленных сайтах

Для удобства пользования к основанию из фанеры прикручиваем колесики.

Небольшие ролики, прикрученные с нижней стороны, делают самодельный тепловентилятор более удобным для перемещения по комнате, особенно, если он имеет большой вес

Старайтесь размещать детали устройства таким образом, чтобы при необходимости было легко разобрать каждую из них и произвести замену вышедших из строя элементов

Как и любой самодельный тепловентилятор, данный прибор имеет минусы. Например, при остановке устройства напряжение на нагревательном элементе остается, а это довольно опасно, так как возникает перегрев и возможна аварийная ситуация. Ситуацию может исправить установка реле для своевременного отключения электропитания регулятора температуры. Еще один минус – неполноценный обогрев помещения, но это недостаток практически всех стационарных тепловентиляторов.

Нагревательный прибор из блока питания

Нагревательный прибор из компьютерного блока питания внешне ничем от него не отличается, так как основные элементы — вентилятор и нагревательный элемент — находятся внутри корпуса

Необходимые детали и материалы:

  • старый компьютерный БП;
  • блок питания 12 В (до 300 мА);
  • термопредохранитель;
  • термоусадка;
  • крепеж и провода;
  • паяльник;
  • 3 м нихромовой проволоки;
  • лист стеклотекстолита.

Роль корпуса сыграет старый блок питания ПК, поэтому достаем из него все внутренности, кроме кулера.

Все кроме кулера из блока питания нужно удалить. Для того чтобы разобрать старый блок питания ПК и собрать из него тепловентилятор, необходимы привычные для домашнего использования инструменты — кусачки, ножовка, плоскогубцы и отвертка

Читать еще:  Делаем авиамодель летающее крыло «Вжик»

Из стеклотекстолита сооружаем каркас для подогревателя. Материал режем ножовкой, а затем отдельные элементы соединяем с помощью паяльника. Подогреватель готовим так: на подготовленный каркас наматываем проволоку в виде спирали и фиксируем ее концы винтами. Винты соединяем проводом. Кабель питания подогревателя оснащаем термопредохранителем, который отключит прибор при перегреве. Перегревом считается момент, когда температура преодолевает порог в +70°С.

Для питания вентилятора в корпус вставляем БП 12 В. Блок питания можно приобрести или сделать самостоятельно. Подключаем вентилятор – при подаче электротока он начинает вращаться. Собираем остальные элементы по схеме и проверяем готовый прибор на работоспособность.

Примерно так выглядит принципиальная схема тепловентилятора, собранного своими руками. Роль силового разъема сыграет выключатель питания нового устройства

Не забываем поместить самодельный тепловентилятор на безопасную огнезащитную подставку или резиновый коврик, чтобы предотвратить возгорание в случае аварийной ситуации.

Меры безопасности нужно соблюдать при эксплуатации любого отопительного оборудования, в том числе и масляных обогревателей: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/radiatory/kakoj-maslyanyj-obogrevatel-luchshe.html

Вот видите, зная, из чего состоит устройство и как оно функционирует, можно быстро устранить поломку или заменить один из элементов на более модифицированный. Небольшие самодельные приборы работают длительный срок без ремонта и имеют множество применений. Например, вторая модель (из предложенных выше) может использоваться в электрокамине в качестве нагревательного элемента.

Мастер-класс Поделки электрические Проект Выпиливание Вырезание Моделирование конструирование Крутящийся абажур Бумага Дерево Клей

В прошлое воскресенье всей семьей делали с сыном проект по технологии — 5 класс. Папа вспомнил, что в далеком его детстве они мастерили такой абажур на техническом кружке. Смысл его в том, что от потока теплого воздуха, выходящего черех лопасти сверху, он крутится и отбрасывает в темной комнате на стены силуэты, вырезанные на стенках абажура. В процессе работы столкнулись с некоторыми моментами, о которых я расскажу. Итак. Начало.
Абажу́р (фр. abat-jour, буквально — приглушитель света) — составная часть светильника; широко используется в дизайне интерьеров, художественном оформлении для придания помещению той или иной ауры, акцента.

Выпиливается из ДСП квадрат — основание для абажура, на которое будет крепиться патрон с лампочкой. Процесс не успела заснять, делал папа. Смысл в том, что выгибается из толстой проволоки вот такая штука, которая крепится насквозь с помощью тонкой проволоки на основание. Высота проволоки — желаемая высота абажура. У нас была — 26 см.

Далее облагораживаем поверхность основания — можно покрасить и придумать множество способов. Но времени у нас не было (все-таки — проект))) и мы решили обклеить клеящей бумагой. Решили сначала не снимать нижний слой, сложно будет обклеивать. Проткнули через уже прикрученную проволку, вырезали углы.

Только после этого подрезали нижний слой бумаги канцелярским ножом и обклеили.

Вот так с изнанки. Далее вырезать квадрат и наклеить сверху.

Вот так с лицевой стороны.

Этот момент — электрика, муж сделал, не успела снять. Вот уж эти мужчины! Но смысл понятен — берете старый шнур, патрон и прикручиваете на основание посередине.

Вкручиваете лампочку. Проволока точно над центром лампочки. Я так понимаю — только «лампочку Ильича» (запасайтесь), ведь энергосберегающие не дают тепло?

Делаем абажур. Высота — от верхнего конца проволоки до основания и минус где-то сантиметр, чтобы он не доставал до подставки. Мы решили, чтобы он был более формоустойчивей, сделать его из двух слоев ватмана. Из чего еще сделать — не сообразили. Но стенки не должны просвечивать. Скорее всего надо делать из одного слоя, он получился тяжеловатым и плохо крутился. Не «воздушный». Наносите рисунок по всей площади и вырезаете ножом. Это могут быть и рыбки и т.д.

Обклеить бумагой, можно из-под цветов. Мы — клеящейся бумагой.

Вот так получилось. Посмотрели на свет — решили, что просвечивать через вырезанные звезды не будет и вырезали их.

Свернули прямоугольник в абажур с помощью степлера.

Готовим верхнее основание. Вырезаем круг по диаметру абажура плюс сантиметра 2 на загибку. Из крышки консервной банки вырезаем круг диаметром 4 см. Посередине продавливаем углубление, в которое будет попадать проволока — тем самым, висеть абажур. И делаем 4 дырочки, как в пуговице, для крепления.

Деталь из крышки пришиваем как пуговицу, ровно посередине. С лицевой стороны обклеиваем бумагой. Наносим с изнанки симметричные лопасти, прорезаем по трем сторонам.

С помощью линейки отгибаем вверх.

Надрезаем и загибаем часть, для крепления к абажуру.

Можно отогнутую часть вставить внутрь, можно, как мы, снаружи, предварительно промазав клеем. Белую часть, опять же — заклеить полоской желтой бумаги.

Одеть абажур на проволоку, попав точно в углубление на детали из консервной банки. Включить в сеть. И мы начали ждать, когда он закрутится. А он не крутится, семейным советом минут 10 решали — почему. Пока ребенок не высказал мысль — а все тепло же уходит через звезды — прорези, а не через лопасти. И тут папа вспомнил, что они прорези заклеивали гофрированной бумагой. Что мы и сделали. И все закрутилось!

Делаем светильник с вращением от тепла

Лампа от уже немного известной китайской фирмы Lemanso имеет полное название LED Mini Party Light Lamp и предназначена для освещения комнаты разноцветными проекциями лучей, при этом она еще и вращается. С такой штукой остаётся только включить музыку и устроить настоящую дискотеку. Попалась она на глаза в магазине LED приборов, и благодаря цене всего в 300 рублей, оказалась в моей комнате 🙂

Внутри лампы красные, зеленые и синие светодиоды мощностью по 1 ватт каждый. Сверху они закрыты прозрачной пластиковой колбой с множеством граней, что позволяет получить мягкий рассеянный свет, который проецируется на стены и потолок, создавая эффект дискотеки. В движение рассеиватель приводится с помощью небольшого электромоторчика. Лампа оснащена стандартным патроном Е27, позволяющим вкручивать ее в люстры, ночники, настольные лампы. Сразу при вкручивании диско-лампы загораются светодиоды и призматическая колба вращается вокруг своей оси.

Читать еще:  Оригами - делаем Фейерверк перевёртыш

Характеристики

  • Выходная мощность LED 3W
  • Тип цоколя E27
  • Свет: RGB
  • Рабочее напряжение: AC 85-265V
  • Материал: Пластик и металл
  • Вес: 0.14 кг.
  • Размеры: 16 x 8 см.
  • Цена: 300 руб.

Как основное освещение такие лампы естественно не подходят, но они могут использоваться на дискотеках, корпоративах, вечеринках, кафе, барах ресторанах и в магазинах. Такая диско лампа не только скрасит обстановку, но и поднимет настроение. В моём случае она оказалась неплохим развлечением для ребёнка — такой себе светомузыкальный ночник. Эффект действительно прикольный.

Схема

А теперь переходим к внутренностям, с любопытством заглянем внутрь — чего там насовали китайцы. Всё оказалось до примитивного просто — моторчик, 3 светодиода, и конденсаторный простейший блок питания. Чстно говоря ожидал чего-нибудь по-серьёзнее, например драйвер на микросхеме хотя бы. А тут диодный мост и пару конденсаторов. Причём тот что балластный всего на 250 В. Хотя бы 400 вольтовый поставили!

Сами светодиоды подключены напрямую к БП, очевидно производитель не посчитал нужным оснастить цепь токоограничительными резисторами. В таком режиме срок службы несколько сокращается, а риск сгорания кристалла, при частых включениях-выключениях, соответственно увеличивается.

Зато моторчик крутится очень тихо: совсем не слышно. Пластмассовые шестерни, что приводят в движение колбу, работают мягко и плавно.

Вообще внутри столько свободного места осталось, что там можно разместить целую светодинамическую установку и автомат световых эффектов придачу. Не знаю, зачем было такое толстое основание делать? Далее посмотрите небольшой полминутный видеоролик:

Видео

Вывод

А целом вещица понравилась. Стоит недорого, свои функции, вот уже пару месяцев, выполняет. Ребёнку нравится, конденсатор пока не взорвался (не забыть бы заменить его на 400 В). Так что этой RGB диско лампе можно ставить твёрдую «четвёрку». Более продвинутый вариант похожего устройства смотрите по ссылке.

Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее решения

Если сравнивать со стремительно уходящими в прошлое источниками света, то светодиодные источники имеют всего один, но крайне серьезный изъян. Их долговечность и надежность в значительной степени зависят от эффективности отвода тепла от излучающих свет компонентов. Поэтому схема защиты светодиода от перегрева — важная составная часть любой качественной светодиодной системы освещения.

Среднестатистический осветительный светодиод десятикратно превосходит по энергоэффективности (экономичности) традиционную лампочку с нитью накаливания. Однако, если светодиод не установить на радиатор достаточной площади, то он скорее всего быстро выйдет из строя. Принято считать, не вдаваясь в подробности, что более эффективные осветительные светодиоды нуждаются в более эффективном отводе тепла чем обычные.

Давайте, тем не менее, рассмотрим проблему более глубоко. Оценим два фонаря: первый — галогенный, второй — светодиодный. И уже после — обратим внимание на способы сохранения долговечности светодиодов и продления жизни их драйверам. Дело в том, что защитная часть светодиодной системы освещения должна обеспечить безопасное функционирование как светодиодам, так и схемам — драйверам.

К примеру у нас имеется два фонаря. Оба устройства дают по 10 Вт световой мощности. Разница лишь в том, что прожектор на галогенной лампе требует 100 Вт электрической мощности, а светодиод — всего 30 Вт.

Мы знаем, что светодиоды эффективнее по производимому свету примерно в 10 раз, но в реальности они крайне чувствительны к высоким температурам, и для них поэтому очень важен температурный режим, при котором происходит преобразование энергии электрического тока — в свет.

Для светильника с галогенной лампой рабочая температура даже в +400 °C является безопасной нормой, в то время как для светодиодов температура кристалла в +115 °C уже критически опасна, а максимальная температура корпуса диода составляет всего +90 °C. Поэтому светодиоду нельзя давать перегреваться, и на то есть несколько причин.

С повышением температуры светоизлучающего перехода, световая эффективность светодиода понижается, и это зависит как от конструкции светодиода, так и от состояния окружающей среды. К тому же светодиоды в принципе отличаются отрицательным температурным коэффициентом прямого падения напряжения на переходе. Это значит, что с увеличением температуры перехода, прямое падение напряжения на нем уменьшается. Обычно данный коэффициент варьируется от -3 до -6 мВ/К.

Таким образом, если при 25 °C прямое падение напряжения на светодиоде составляет 3,3 В, то при 75 °C оно будет уже 3 или менее вольт. И если драйвер светодиода не уменьшает по мере роста температуры напряжение на всех светодиодах сборки, то в один прекрасный момент ток станет поддерживаться неадекватно высоким, что приведет к перегреву, перегрузке, дальнейшему снижению прямого падения напряжения, и еще более быстрому нарастанию температуры кристалла. Дешевые светодиодные светильники с резистивным ограничением тока часто проявляют данный недостаток в самый неожиданный момент.

Допуски по колебаниям напряжения блока питания в сочетании с различиями в прямом падении напряжения на светодиоде (на этапе производства светодиоды не идеально одинаковы по данному параметру), и в связи с отрицательным температурным коэффициентом падения напряжения — в любой момент эти факторы в совокупности могут вызвать нарушение безопасного режима функционирования светодиода и спровоцировать скатывание к его саморазрушению.

Конечно, если конструкция светодиодного светильника (особенно — радиатора) достаточно надежна, то кратковременными снижениями яркости можно пренебречь, так как они очень редки и перегревы эти кратковременны. Но если перегрев продолжителен, то превышение температуры сразу превращается в настоящую угрозу для светильника.

Читать еще:  Делаем пневматику из шприцов

Причины выхода светодиодов из строя при их перегреве

Светодиоды разрушаются от перегрева по нескольким причинам. Первая причина — изменение механического напряжения внутри светоизлучающего кристалла и монолитной светодиодной сборки. Вторая — нарушение герметичности, проникновение влаги и окисление. Защитный эпоксидный слой деградирует, происходит расслоение на границах, контакты кристалла испытывают коррозию.

Третья — рост количества дислокаций в кристалле ведет к изменению путей тока и возникновению точек превышения плотности тока и, соответственно, к перегреву этих точек. Наконец — явление диффузии металлов на контактах при повышенной температуре, что также в конце концов приводит к неработоспособности светодиода.

Разработчики светодиодов всеми силами пытаются свести к минимуму данные факторы отказа, и поэтому все время технологически совершенствуют производственный процесс. Тем не менее из-за перегрева отказы все равно неизбежны, хотя и становятся реже с совершенствованием производственного процесса.

Механическое давление — самая частая причина преждевременного выхода светодиодов из строя. Суть в том, что при перегреве герметик размягчается, электрические контакты и соединительные проводники смещаются от «заводского» положения, а когда температура наконец падает, происходит охлаждение, и герметизирующее вещество вновь застывает, но при этом давит на уже немного смещенные соединения, что в итоге приводит к явному нарушению первоначально равномерной проводимости. Благо, светодиоды изготовленные без соединительных проводников практически лишены данного недостатка.

Паяные соединения между светодиодом и подложкой также испытывают похожую проблему. Регулярные циклические, не заметные на глаз, размягчения и затвердевания заканчиваются появлением трещин в пайках и нарушением исходного контакта. Вот почему встречаются отказы светодиодов по причине разрыва цепи питания, причем разрыв этот часто не виден. Чтобы предотвратить данную проблему, можно максимально уменьшить разницу между безопасной рабочей температурой светодиода и температурой окружающей среды.

Мощные светодиоды (потребляющие больше электрической мощности) дают больше света, но их световая отдача все же имеет ограничение. Вот почему у потребителей и производителей часто возникает опасный соблазн эксплуатировать светодиоды в светильнике на полную мощность, дабы получить максимально возможную яркость. Но это действительно опасно, если не обеспечить достаточно эффективного охлаждения.

Разумеется, дизайнеры хотят создавать элегантные светильники интересных форм, однако они порой забывают что необходимо обязательно обеспечить соответствующее движение воздуха и адекватный отвод тепла — это для светодиодов зачастую самое главное, следующее за стабилизированным и качественным источником питания.

Да и непосредственно установка светодиодных светильников важна. Если один светильник установлен над другим таким же мощным, то поток воздуха от нижнего светильника может быть замедлен верхним, и нижний будет находиться поэтому в худших температурных условиях. Либо например теплоизоляция в стене или на потолке помещения может помешать теплоотводу, даже если при конструировании светильника все тепловые расчеты были выполнены идеально и технологически он изготовлен максимально правильно. Все равно вероятность отказа повышается просто из-за необдуманного и неграмотного монтажа готового изделия.

Одно из достойных решений проблемы перегрева светодиодов — включение в схему драйвера температурной защиты с обратной связью именно по температуре. Когда температура излучателя по какой-нибудь причине опасно повысилась — для понижения мощности, с целью удержания температуры внутри безопасного диапазона, автоматически уменьшается ток.

Простейшее решение — добавить в схему термистор с положительным температурным коэффициентом (можно и с отрицательным температурным коэффициентом, но тогда схема должна инвертировать сигнал в цепи обратной связи).

Пример термической защиты с использованием термистора

Для примера рассмотрим схему на базе специализированного микроконтроллера с токоограничительной цепью. Когда температура поднимается выше определенного порога (задается термистором и резисторами), термистор с положительным коэффициентом сопротивления, закрепленный на радиаторе вместе со светодиодами, увеличивает свое сопротивление, что приводит к соответствующему уменьшению тока в выходной цепи драйвера.

В этом плане очень удобны схемы драйверов с регулировкой яркости по принципу ШИМ (широтно-импульсной модуляции), позволяющие одновременно и вручную регулировать яркость, и защищать светодиоды от перегрева.

Решение с термистором удобно тем, что изменение тока, а значит и уменьшение яркости, будет в такой схеме происходить плавно, незаметно для глаз и нервной системы, а значит ничего не будет мерцать и не вызовет у окружающих людей и животных раздражения. Температура верхней границы просто определяется выбором термистора и резистора. Это гораздо лучше решений с термодатчиками, которые просто резко размыкают цепь и дожидаются пока радиатор остынет, а потом снова включают освещение на полную яркость.

Специализированные микросхемы-драйверы светодиодов, безусловно, стоят денег, однако получаемые взамен надежность и долговечность работы светильника многократно окупят это вложение.

Стоит лишь вспомнить, что при соблюдении нормального температурного режима эксплуатации светодиодов их срок службы измеряется десятками тысяч часов, тогда и вопросы касательно материальных затрат на «правильный» драйвер отпадают сами собой.

Важно лишь обеспечить самому драйверу постоянную невысокую температуру, для этого всего лишь не нужно размещать его близко к радиатору светодиодов. Не правильно делают те, кто донельзя стремится уплотнить размещение компонентов внутри корпуса прожектора. Лучше вывести корпус драйвера отдельным блоком. Здесь безопасность и предусмотрительность — залог долговечности светодиодов.

Лучшие микросхемы для управления питанием светодиодов оснащены внутренними цепями защиты от собственного перегрева на тот случай если микросхема по конструктивным соображениям разработчика светильника все же должна размещаться в одном корпусе с заметно нагревающимися компонентами, такими как радиатор. Но лучше вообще не допускать перегрева микросхемы выше 70 °C и оснастить ее собственным радиатором. Тогда и светодиоды и микросхема драйвера проживут дольше.

Интересным может оказаться решение с применением двух последовательно соединенных термисторов в цепи термической защиты. Это будут разные термисторы, так как безопасные температурные границы у микросхемы и у светодиодов различны. А вот результат будет достигнут что надо — плавная регулировка яркости как при перегреве драйвера, так и при перегреве светодиодов.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector