Como fazer uma lâmpada LED barata, mas muito potente

Já faz quase um ano que comecei a substituir todas as lâmpadas da casa por LED. Os resultados foram ora mais agradáveis, ora menos, mas um caso me levou a uma decisão interessante.

A razão pela qual peguei a lâmpada LED

Você ou alguém da sua família derrubou acidentalmente um abajur? Se falarmos de mim, então algumas vezes... Portanto, quando meu filho mais uma vez deixou cair meu abajur com um inocente “Oh!”, eu disse: “Já chega!”
Aviso! As lâmpadas fluorescentes utilizam mercúrio, que é altamente tóxico.
Se você quebrar acidentalmente ou intencionalmente essa lâmpada, é recomendável ventilar bem o ambiente para livrá-lo de vapores tóxicos.
Decidi substituir o tubo fluorescente do meu candeeiro de mesa por algo mais resistente ao choque...
Minha luz precisa ser capaz de suportar o manuseio de uma criança de 10 anos e, ainda assim, produzir luz suficiente para ficar confortável em uma mesa, operar de forma consistente e ser barata.Há alguns anos, esse problema não tinha uma solução simples, mas agora a resposta é óbvia - é uma lâmpada LED.

Materiais

Eu decidi usar LEDs Cree MX6 Q5 com fluxo luminoso máximo de 278 lm, que ainda tinha do último projeto. Diodo emissor de luz será colocado sobre um radiador de refrigeração medindo 5 x 5 cm, que foi retirado de um PC antigo.
Para simplificar, decidi usar um carregador de telefone pulsado que fornecerá tensão e corrente suficientes para alimentar a lâmpada LED. Para isso, utilizei um carregador Siemens A52 que não funciona, com tensão de saída declarada de 5 V e corrente de 420 mA.
O antigo soquete da lâmpada fluorescente servirá para proteger a parte eletrônica.
Medidas
De acordo com as especificações de fábrica, o Cree MX6 Q5 pode ser alimentado com corrente máxima de 1 A e tensão de 4,1 V. Imaginei que precisaria de um resistor de 1 ohm para reduzir a tensão em 1 V (dos 5 V que a fonte de alimentação fornecida) até 4,1 V consumidos pelo LED, desde que a fonte de alimentação possa suportar uma corrente de 1 A.
Para verificar a corrente máxima permitida que a fonte de alimentação pode suportar, conectei vários resistores aos seus terminais, em cada caso medindo a tensão e calculando a corrente.
Fiquei surpreso ao descobrir que a fonte de alimentação foi projetada para limitar a corrente a 0,6A, o que pode suportar perfeitamente. Depois de fazer pesquisas semelhantes com outros carregadores de telefone, descobri que todos eles têm um limite de corrente de 20% a 50% maior do que o fabricante afirma.Isso faz sentido, já que todo fabricante projeta a fonte de alimentação de forma que ela não aqueça muito, mesmo que o dispositivo alimentado esteja quebrado, inclusive por curto-circuito. E a maneira mais fácil de garantir isso é limitar a corrente.
Então eu tinha um gerador DC com limitação de corrente para 0,6 A, muito eficiente (a fonte de alimentação do celular não esquenta muito durante o uso), alimentado diretamente por uma fonte de 220 V AC, de fábrica e de tamanho bem pequeno. E é simplesmente maravilhoso.

Fazendo uma lâmpada

Primeiro, desmontei a fonte de alimentação para remover as partes internas e inseri-las na nova lâmpada. Como a maioria das fontes de alimentação fica colada durante a montagem, usei uma lâmina de serra para abri-la.
Alguns ajustes precisaram ser feitos para garantir que a placa se encaixasse no soquete da lâmpada.
Para fixar a placa dentro do soquete, usei selante de silicone, que permanece altamente resistente em altas temperaturas. Antes de fechar a base, fixei um dissipador de calor em sua tampa (com um parafuso), no qual foi fixado Diodo emissor de luz.

Resultado: abajur

Aqui está a lâmpada montada. O consumo de energia não ultrapassa 2,5 W e a iluminação é de 190 lm, ideal para um candeeiro de mesa económico e fiável. E tudo isso em uma hora de trabalho, com exceção do endurecimento do selante de silicone e da secagem do adesivo hot-melt que serviu para fixação LIDERADO no radiador de resfriamento.
Fiquei tão inspirado pelo sucesso e simplicidade do projeto que poucas horas depois já tinha outro abajur.

Resultado: corredor

Impressionado com os resultados, substituí várias lâmpadas fluorescentes do meu apartamento da mesma forma. Vou apresentá-los, entrando apenas em alguns detalhes.
Para a luz do corredor, utilizei dois elementos Cree MX6 Q5 com consumo de energia de 3 W e fluxo luminoso máximo de 278 lm. Cada um é alimentado por um antigo carregador de celular Samsung. Apesar de o fabricante afirmar uma corrente de 0,7 A, descobri através de medições que o limite está definido para 0,75 A.
Tudo é preso com fechos têxteis (Velcro), cola e suportes plásticos para placa-mãe.
O consumo total de energia da estrutura é de 6 W com fluxo luminoso de 460 lm.

Resultado: banheiro

Para o banheiro fiz uma luz com um Cree XM-L T6 que era alimentado por dois carregadores de celular LG. De acordo com as especificações de fábrica ele pode produzir 0,9 A de corrente, mas na prática descobri que está limitado a 1 A. As duas unidades são conectadas em paralelo para uma corrente total de 2 A.
Essa lâmpada consumirá 6 W de energia e fornecerá uma iluminação de 700 lm.

Resultado: cozinha

Se no caso do corredor e do banheiro a iluminação mínima não foi muito significativa, então na cozinha a história é diferente. Eu não queria que minha esposa ou qualquer outra pessoa cortasse o dedo enquanto cozinhava e culpasse a mim, ou pior, às minhas queridas luzes LED...
Para proporcionar uma boa iluminação para a cozinha, decidi usar não um, mas dois elementos Cree XM-L T6, cada um consumindo 9 Watts e produzindo 910 lumens.Como elemento dissipador de calor, usei um radiador de resfriamento de um microprocessador Pentium III, no qual conectei dois LIDERADO.
Embora o Cree XM-L T6 possa operar com uma corrente máxima de 3 A, o fabricante recomenda o uso de 2 A para operação estável, na qual Diodo emissor de luz emitirá cerca de 700 lumens. Testar várias fontes de alimentação mostrou que elas não tinham corrente limitada ou o limite era maior que os 2 A necessários. Consegui encontrar uma fonte de alimentação que, com base nas especificações técnicas, produz 12 V a uma corrente de 1,5 A Após testes com resistores, descobriu-se que a corrente está limitada a 1,8 A, o que está muito próximo dos 2 A desejados. Excelente!
Para fornecer isolamento para o dissipador de calor e os dois LEDs, usei dois ímãs de neodímio de uma unidade de DVD que não funcionava e suportes de plástico da placa-mãe. Tudo é fixado com cola e velcro.
Embora eu esperasse que esta lâmpada produzisse 1.300 lúmens de saída de luz, semelhante à lâmpada fluorescente de 23 W que ela substituiu, fiquei agradavelmente surpreso ao descobrir que a luz produzida pela nova lâmpada era visivelmente mais brilhante e o consumo de energia era de 12 W - quase metade disso.

Conclusão

O mais legal desse projeto é que ele pode ser feito utilizando itens que, com exceção dos LEDs, quase todo mundo tem em mãos.
Assim, você pode obter uma lâmpada LED por um preço metade ou até quatro vezes menor que o custo de uma lâmpada LED em uma loja.
Espero que agora os carregadores de celulares antigos sejam úteis novamente e não acabem no lixo.
Obrigado pela sua atenção!
Artigo original em inglês