Bec cu LED-uri

Cum se mai poate lumina o casă?

La un bec incandescent aproximativ 70% din energia consumată se transformă în căldură. Tuburile fluorescente sunt mai eficiente, dar sunt de destul de voluminoase. Becurile economice care au apărut pe piaţă recent sunt foarte eficiente, dar sunt încă destul de scumpe şi sunt sensibile la opriri şi porniri dese. Au început să apară şi becuri cu Led-uri, dar preţul lor e deocamdată cam prohibitiv.

Ce cerinţe am avut?

Pentru a asigura iluminarea unei căsuţe de la ţară, am avut nevoie de o sursă de lumină care să se încadreze în următoarele limitări:

• să consume cât mai puţină energie electrică
• să poată fi alimentată de la 12V cât mai simplu
• să fie ieftină
• să aibă o durată mare de viaţă

Pe piaţă nu am găsit ceva care să se încadreze în cele de mai sus, aşa că mi-am propus să construiesc o sursă de lumină care să se potrivească cerinţelor de mai sus. Am ales să folosesc LED-uri (Light Emitting Diode) deoarece eficienţa lor este mare, lucrează în curent continuu, au o durată de viaţă foarte mare şi sunt foarte robuste. Nu e vorba de Led-uri obişnuite, ci de Led-uri de putere, adică pot disipa o putere de peste 1W.

Înafară de faptul că sunt (foarte) scumpe, Led-urile se potrivesc celorlalte trei cerinţe. Cum nu sunt expert în electronică am început cu o schemă foarte simplă: un Led şi un rezistor de limitare al curentului.

Led-ul l-am montat pe un radiator de CPU ce nu-l mai foloseam şi l-am încercat. Pentru a mă asigura că transferul termic dintre led şi radiator e optim, am folosit pastă termoconductoare. E vorba de acea pastă care se foloseste atunci când montezi un radiator pe un CPU. Am văzut că "becul" merge şi că luminează chiar foarte bine. A fost suficient pentru a mă lămuri că ledurile astea au un potenţial ce trebuie folosit. N-am făcut nici un calcul înainte să testez "becul", ci doar l-am alimentat şi m-am uitat cât de tare luminează. Rezistenţa am ales-o la nimereală (22Ω). Ce nu prea mi-a plăcut a fost că rezistorul se încălzise destul de tare. Asta e din cauză că, fiind un singur led, o mare parte din tensiunea de 12V cade pe rezistor, deci, cea mai mare parte din puterea consumată se disipă pe rezistor sub formă de căldură.

Ca să reduc tensiunea ce cade pe rezistenţă (şi totodată puterea disipată) am adaugat încă trei Led-uri pe lângă cel existent. Astfel pe cele patru led-uri va cădea cea mai mare parte a tensiunii de 12V, rezistenţei rămânându-i restul de tensiune. Trebuie să menţionez că led-urile astea au tensiunea ce cade pe ele direct proporţională cu valoarea curentului ce trece prin ele. Adică, la un curent mic tensiunea o să fie mică, aceasta crescând odată cu curentul prin led-uri, şi mergând până la 4V şi ceva. De data asta am făcut şi nişte măsurători:

Led-urile astea le-am folosit cu succes timp de câteva luni pentru a lumina o cameră şi o bucătarie. Lumina e suficient de puternică, pentru a putea citi, dar nu are un unghi dedispersie  suficient de mare. Adică dacă montez becul ăsta pe tavan la o înălţime de aproximativ 2 m, el o să cu lumineze o zonă din podea cu diametru de cca 4 m. Restul încăperii nefiind luminată foarte bine. Eficienţa "becului" e foarte mare dacă ne uităm la raportul între puterea consumată la bornele "becului", şi cea disipată pe rezistor (adică facem abstracţie de pierderile interne ale diodelor). Becul a funcţionat mai bine de o lună cu o baterie de maşină aproape descărcată (avea doar 11.8 V când am montat becul) asigurând un minim necesar de lumină.

Următorul pas a fost să măresc iluminarea, aşa că am dublat circuitul anterior. L-aş fi triplat dar nu am avut un radiator suficient de mare pentru asta aşa că m-am oprit la opt leduri.

Schema electrică e similară cu cele de mai sus, dar becul propriuzis pare mai spectaculos. În realitate e doar un radiator de procesor, pe care nu-l mai foloseam. Radiatorul era suficient de mare ca să poată fi montate pe el 8 leduri. De o parte şi de alta am montat rezistenţele de limitare a curentului. Am folosit rezistenţe de 0.47Ω.

Partea cea mai dificilă a fost găurirea radiatorului care era din aluminiu. Pentru asta am avut nevoie de ajutor, prilej cu care îi mulţumesc unui bun coleg şi prieten. Ştie el cine...

Am făcut un mic test acasă, în camera mare, noaptea, cu luminile stinse. Am legat "becul" la o sursă de calculator care scotea 11.8V şi lumina a fost suficient de mare pentru a putea citi. Becul a fost montat la o casă sub streaşină pentru a lumina curtea. Din păcate nu am stat destul de mult pentru a vedea cum luminează noaptea.

Concluzii

E greu de spus dacă merită sau nu să investeşti în aşa ceva. Din punct de vedere financiar nu se prea merită deoarece, preţul ledurilor de putere este foarte mare. Din perspectiva economiei de energie, se merită, deoarece aproape toată puterea consumată se transformă în lumină, deci pierderile sunt minime. Din punct de vedere al fiabilităţii, nu pot să mă pronunţ. Producătorul ledurilor spune că ledurile au o viaţă foarte lungă, dacă sunt folosite corespunzător. Deocamdată pot spune doar că nu s-a stricat nici un led din cele folosite.

În cazul în care energia electrică e accesibilă şi din belşug, nu se merită să foloseşti aşa ceva. În schimb, dacă energia electrică e limitată şi dacă orice Watt consumat contează, atunci poate trebuie considerată şi variantă folosirii ledurilor pentru iluminare.