LED aydınlatma

Merhaba,

Konu maalesef evinde akşamları birkaç saat akvaryum fluoresanlarını açan arkadaşlarımız için değil, fakat standartın üzerinde bitki sahibi akvaristler ile akvaryumuna gece lambası isteyenleri ilgilendiren bir konu. Gece lambası olarak kullanılacak bir yapımın, yapım ve işletim maliyeti düşük olacaktır fakat bitki aydınlatması için kullanılacaksa yapım maliyeti oldukça fazla, fakat işletim maliyeti başka sistemlerle kıyaslanamayacak kadar düşüktür, uzun vadede kar sağlar.

Konu elektroniğin çok basit bir uygulamasıdır ve o kadar basittir ki, bir lambaya iki kablo bağlamaktan farksızdır, elektronikçi arkadaşlar belki açıklamamı çok basit görecekler fakat sizlere mümkün olduğunca sadeleştirerek anlatacağım. Led'ler genellikle elektronik cihazlarımızın lambaları olarak kullanılırlar, elektriği tek taraflı geçiren bir devre elemanıdır, eskiden çok az ışık verdikleri için kullanım alanları ksıtlıydı fakat günümüzde led teknolojisi de gelişti ve eskiye nazaran daha fazla ışık şiddeti elde edilmeye başlandı. Şu anda dahi birçok dükkan vitrini elektrik tasarrufu nedeniyle led aydınlatmaya geçmiş durumda. Fakat aydınlatma amaçlı, üzerinde birçok led barındıran fabrikasyon üretim lambalar şu anda hem fiyat olarak olması gerekenden oldukça pahalı, hemde 220 volt ile en azından ben akvaristler için uygun görmüyorum.

Sizlere örnek olarak göstereceğim yapım aslında sadece ışık şiddetini test etmek için yapıldı ve kendi akvaryumlarımda dahi kullanılmayacak. (oda aydınlatması için kullanılacak, bu yüzden ledler'in açısı akvaryuma göre değil, odaya göre seçildi, yani örneğimizdeki görüntüler sizleri yanıltmasın)

Gerekli malzemeler:

- Yapmayı düşündüğünüz aydınlatmaya göre led'ler. (bu sizin yapacağınız aydınlatmaya göre 2-3 led'de olabilir, 1000 led'de) Led'ler çeşitli renklerde, boyutlarda ve güçtedir, aydınlatma için beyaz veya isteğe bağlı olarak mavi led kullanılabilir. Örneğini vereceğimiz uygulamada 5mm beyaz led'ler kullanılmıştır. 5mm led fiyatları ise 10 kuruş ila 90 kuruş arasındadır, 90 kuruşluk led kullanılması aşırı maliyet getirir, 10 kuruşluk led'den ise verim alamazsınız, 30 kuruşluk çin malı aydınlatma led'leri işimizi görecektir. led'ler aynı zamanda farklı ışık açılarıyla üretildiklerinden satın alırken test edip ışığın akvaryum yüksekliğinizde ne kadar yayılım yaptığına bakın.

- Delikli bakır pertinaks (ledleri üzerine lehimleyeceğimiz plaket) Uygulama alanınıza uygun boyutta almalısınız, küçük bir uygulama yapacaksanız bulabildiğiniz en küçük boyutu alıp daha sonra kırarak dahada küçültebilirsiniz. Bunu çin malı alabilirsiniz, çin malı delikli plaketler pek satılmaz çünkü delikleri bir entegrenin girebileceği aralıkta değildir, fakat led'lerimize mükemmel uyuyorlar, pek satılmadığı için diğerlerinden daha ucuzdur, fakat bulamazsanız bulduğunuz delikli bakır plaketi alın. bazı plaketler deliklidir fakat bir yüzeylerinde bakır yoktur, bu plaketlerden almayın.

- Havya, lehim teli, küçük yan keski, bir miktar kablo 

- Evinizde kullanmadığınız ve 3 Volt üzeri bir adaptör.

Uygulama örneğimizde 24 volt'luk bir adaptör kullanıyoruz fakat bukadar üksek voltlu bir adaptör ile sizler uygulama yapmayın, mümkün olduğunca 3 volt'a yakın bir adaptör seçin. Bunun nedeni 5 mm'lik ledlerimizin çalışma voltajının 3,6 volt olması ve ne kadar yüksek  değerli bir adaptör kullanırsak voltaj düşümünün direnç üzerinde o kadar fazla ısıya dönüşeceğidir. Eğer uygulamayı profesyonel anlamda kullanacaksanız bir elektronikçiye 3.6 voltluk, size gereken güçte bir adaptör yaptırmanız olacaktır. eğer adaptörünüz 3 volt- 3,6 volt ise devrede direnç kullanmanıza gerek yoktur.

Led'lerin tek taraflı elektrik geçirdiğini yazmıştım, yani elektriği ters verdiğiniz takdirde led'ler zarar görmeyecektir, sadece ışık yaymazlar, sadece doğru polarizasyonda çalışacaklardır, bu yüzden adaptörünüzün hangi ucunun artı- hangi ucunun eksi olduğunu bilmenize, yada bir multimetre sahibi olmanıza gerek yok. Bir led'e yakından baktığınızda aşağıdaki şekli göreceksiniz.

Burada büyük yüzeye sahip olan uç - (negatif), küçük yüzeye sahip uç + (pozitif) uçlardır, fakat her led'i elinize alıp incelemenize gerek yok, çünkü led'lerin bir bacağı uzun, bir bazağı diğerine göre daha kısadır. uzun olan uç + , kısa olan uç - 'dir. Aldığımız Led'leri delikli bakır plakete bir sıra halinde monte edeceğiz, monte ederken bütün uzun veya kısa bacakların aynı tarafta olması gerekmekte, ledleri tek tek monte edip lehimlemeyin, bir sırayı monte edin ve bacaklarını kesmeden lehimleyin, daha sonra isterseniz bir led'in uzun bacağını bükerek diğer led'in uzun bacağına değdirip tekrar lehimlersiniz, yada lehim'in üzerinde kalan fazlalığı kesip, bir kabloyu tüm led'lerin aynı yüzdeki bacaklarına lehimlersiniz. amacımız burada led'leri birbirine paralel bağlamak. isterseniz 2. 3. 4. sırayı da yapabilirsiniz fakat standart bir kullanıcı için tek sıra yeterli gelecektir, bitkileri için yoğun ışık isteyen akvaristler sıra sayısını çoğaltabilirler, sıra sayısı çoğaltıldığında bir üst sıranın iki ucunda alt sıranın iki ucuna, polarizasyona dikkat edilerek lehimleme yapılmalıdır. Tüm led'leri paralel bağlamamızın sebebi, fabrika çıkışı hatalı led'lerimizin olabilme ihtimalinden dolayı, içlerinden bir led'imiz hatalı da olsa diğer ledlerimiz yanmaya devam edecektir. Led'lerimizi seri bağlasaydık bir led'in arıza yapması bütün ledlerin çalışmamasına sebep olacaktı.

Dikkat edilmesi gereken en önemli bir husus elimizdeki adaptörün ne kadar akım verebildiği ve adaptörümüzün gücüne göre en fazla kaç led kullanabileceğimizdir. benim elimdeki adaptör 24 voltta 750ma (mili amper, 1000mA=1A) akım verebiliyor. yani adaptörümün gücü 24 x 0.75=18 watt'tır. yani led'lerimin toplam gücü 18 watt'tan daha yüksek olmamalıdır. Peki 1 led ne kadar akım çeker? mavi ve beyaz led'ler 30mA, yeşil, sarı, kırmızı led'ler 20mA akım çekerler, çalışma voltajları da 3.6 Volttur. buna göre bir beyaz yada mavi led'imizin harcadığı güç 3.6 x 0.03 = 0,108 Watt'tır. Örneğimizde 69 adet beyaz led kullanılmıştır ve harcadığı toplam güç 7,5 watt kadardır. piyasada 1 milyoncularda bulabileceğiniz en dandik adaptör bile 3 voltta 300mA akım verebilir. yani gücü bu adaptörle bile 10 led kullanabilirsiniz (ki 3 voltta led daha düşük akım çekeceğinden bu sayı 12 olabilir) ve böyle bir uygulamada harcayacağınız güç 1 watt civarındadır :D ki gece lambası yapacak arkadaşlara ancak 3 adet mavi led, yada 5 adet sarı led öneririm. (sarı yerine kırmızı-yeşil'de olabilir fakat görünüm hoş olmaz) böylesi bir akım elektrik sayacınızı etkilemeyecek kadar düşüktür. Aşağıda 69 led'lik oda aydınlatması için yapılmış örneğimizin fotoğrafları var.

Fotoğrafların netliği için özür dilerim fakat makinam pek özellikli bir makina değil. keza akvaryum fotoğrafları da net değil. lehim yüzeyinde beyaz büyük bir direnç görüyorsunuz, bu direncin var olma nedeni benim adaptörümün 24 volt olması. Direncin bir ucu led'lerin herhangi bir ucuna lehimlenir, hangi uç olacağı farketmez. direncin diğer ucu ve led'lerin diğer ucuna ise voltajımızı vereceğiz.

Direnç değerimizi nasıl hesaplıyacağız: formülümüz basit:

(adaptör voltajı - led voltajı ) / (led sayısı x led akımı)

Adaptörümüz 24 volt, led voltajımız 3.6 , led sayımız 69, led akımımızda 0.03 Amper olduğuna göre formülde yerlerine koyduğumuzda: (24-3.6)/(69x0.03)= 9.85 ohm'dur. bu değerde direnç bulunmaz, onun için en yakın değer olan 10 ohm'luk bir direnç kullandık. Direncimizin kullandığımız toplam güce dayanabilecek güçte olması yani en az 7,5 watt olması gerekir, daha düşük bir rakam kabul edilemez ama daha yüksek olabilir bu yüzden 11 wattlık bir bir direnç koyduk.

diyelimki sizin elinizde 4.5 volt, 500 mA'lik bir adaptör var. buna göre kullanabileceğiniz en fazla güç 4.5x0.5= 2.25 watt yani 2.25/0.108= 20 Led'dir. ve kullanmanız gereken direnç (4.5-3.6)/(20x0.03)= 1.5 Ohm'dur. (böyle düşük değerler piyasada bulunur) çekeceğiniz güç 2.25 watt olmasına rağmen 3-4 wattlık bir direnç alabilirsiniz.

Gece lambası yapacak bir arkadaş aynı değerlerde fakat 3 led kullanacaksa sonuç 10 ohm çıkacaktır, fakat 3 led için toplam gücü 300 miliwatt civarında olacağından yarım wattlık bir direnç yeterli gelecektir. 1 yada 2 led kullacak arkadaşların watt'lı direnç aramasına gerek yoktur çünkü standart direçler çeyrek watt'tır. eğer elimizdeki adaptör 3 volt veya 3.6 ise direnç kullanmamıza gerek yoktur.

İlk fotoğraf Akvaryumdaki 2 adet 20 wattlık fluoresan çalışırken, 2. fotoğraf ise led'lerimiz çalışırken çekilmiştir. fluoresanımızın toplam gücü 40 watt, ledlerimizin ise 7.5 watt'tır. Led ışığımız tek noktada toplanmış aşırı parlak bir ışık vermiştir ki bunun sebebi ledlerimi tüm aydınlanacak ortama dağıtmamış, belirli bir alana toplamış olmamdır, fakat şunu söyleyebilirim ki, led'leri sayısını artırmadan daha geniş bir alana dağıtmış olsaydım bile (mesela fluoresan boyutunda bir alana) yinede fluoresanlardan daha güçlü bir ışık ışık şiddeti olacaktı. gördüğünüz üzere led ışığı belli bir alanda aşırı yoğunluk kazanmış durumda.

Gece lambası yapacak arkadaşlara, veya bitkileri için yüksek güçteki lambaları uzun süre çalıştıran arkadaşlara tavsiye ederim.

Bitki aydınlatması için kullanacak arkadaşlara ise mutlaka gerekli voltajda bir adaptör yaptırmalarını tavsiye ediyorum, çünkü yaptığımız örnekte 24 volt, direnç üzerinde yüksek ısıya neden olmaktadır, illaki yüksek voltajlı bir adaptör ile kullanılacaksa direnci yanmayacak bir materyal üzerinde tutunuz.

Avantajları:

- led'lerin çalışma ömürleri 100.000 saattir, hiçbir lamba bir led ömrünün yanına yaklaşamaz.

- enerji tüketimleri çok düşüktür. dolayısıyla işetim maliyetleri çok düşüktür.

- ısınma yapmazlar.

- DC voltaj ile çalıştıklarından fluoresanlar gibi saniyede 50 Hz'lik bir titreşim yapmazlar. (bu ışık titreşimin çanlılar üzerindeki etkisini internetten araştırabilirsiniz)

- Yapısı itibari ile spot gibi kullanılabilir, yani akvaryumun bir köşesine veya belirli bir bitki üzerine uygulanabilir, akvaryumu içerisinde farklı ışık şiddeti isteyen bitkilerin bir arada yetiştirilebilmesini sağlar.

- Dekoratif amaçlı kullanılabilir, akvaryumun istenilen kısmı istenilen renkte ışıklandırılabilir.

- Su içinde de kullanılabilir. (su içinde kullanılacaksa bakır yüzeyin zamanla suya bakır karıştırmaması için akvaryum silikonu ile kaplanmalıdır) Su içinde kullanıldığında, su yüzeyindeki yansıma olmayacak ve %20-30'a varan ışık artışı sağlanacaktır.

Dezavantajları:

- Yapım maliyeti yüksektir.

- Hazırda bulunamayacağı için ve sayıca çok eleman kullanılacağı için imal eden kişinin vereceği emek zaman alır.

Gördüğünüz gibi maalesef proje herkese hitap eden bir proje değil, fakat elbette bu tip bir uygulamdan yararlanacak, veya dekoratif amaçlı kullanacak arkadaşlar olacaktır.

Teşekkürler Emrullah bey,

Aldığınız Led'ler 6 Volt olduğuna göre 6 Volt'luk bir adaptör aldığınızda direnç kullanmanıza gerek yoktur. 6 volt'luk bir led'in ne kadar akım çektiğini bilmiyorum, bu değerin satıcının bilgisinde olması lazım, fakat parlak ışık verdiği sözünden tahminen 100 mA diyebiliriz. Fakat siz yinede led'inizin genişliğini ölçün, eğer 5mm'lik bir led ise o 3,6 volttur. daha büyük bir led ise farklı çalışma voltajı olabilir. 6 volt ve tahmini 100mA akım çektiğini varsayarsak: piyasada bulabileceğiniz standart bir adaptör 6 voltta 500mA verecektir ki bununla 5 adet led yakabilirsiniz, fakat 6 volt 1A değerindeki bir adaptörle 10 adet led yakabilirsiniz (6 volt- 100mA şartıyla) ayrıca direnç kullanmanıza gerek yoktur. Başarılar dilerim.

Sağlıkla kalın.

Vallahi süper çalışma. Eline, emeğine sağlık. Tam arşivlik...

Güzel bir çalışma olmuş. Sağolun.

Musa bey,

Elimdeki fotoğraf makinasının makro modu olmadığından yakın çekimler yapamıyorum. fakat yakın fotoğraftan daha anlaşılır olacağını zannettiğim aşağıdaki diyagramı hazırladım.

Ledlerin uzun yada kısa olan bacaklarını kırmızı ve sarı halkalar ile ifade edersek bütün uzun bacaklar birbirine lehimlenecek, aynı şekilde tüm kısa bacaklar da birbirine lehimlenecek, eğer 2. led sırasını yapıyorsanız 1. led sırasındaki kısa bacaklardan bir kablo ile 2. led sırasındaki led bacaklarına bir kablo lehimleyerek aktarım yapacaksınız. (böylece kısa bacaklara veya uzun bacaklara gelen voltajı bir alt sıraya aktarmış oluyoruz.) Eğer direnç bağlıyacaksak herhangi bir led sırasının herhangi bir sırasına direncin bir ayağını lehimliyoruz. direncin boşta kalan ucu adaptörümüzün bir ucuna gidecek. direncin bağlı olmadığı led ayak sırasına bir kablo lehimliyoruz, bu da adaptörün diğer ucuna gidecek. eğer adaptörü taktığınızda led'ler yanmazsa adaptör uçlarını değiştiriyoruz.

Sağlıkla kalın.

Yiğit bey merhabalar.

Devredeki direnç sanırım seri bağlanıyor değil mi?

Ayrıca 24 voltluk bir adaptörümüz var ise ledleri seri bağlayarak (örneğin 7 Led*3,6V=25,2V şeklinde) kullanmamızın, sizce birinin arızası durumunda hiçbirinin çalışmamasından başka bir sakıncası olabilirmi?

Teşekkürler..

Barış bey,

Evet direnç seri bağlanıyor, eğer led'leri seri bağlarsanız direnç kullanmaya yine gerek yoktur, ama yinede ne olur ne olmaz diyerek voltaj düşümü için olmasa da akım sınırlandırmak için düşük değerde bir direnç kullanmak daha iyi olur (voltaj değişimlerine karşı sigorta niyetine) ki zaten yazınızda voltaj ile led'leri doğru orantıladığınıza göre biliyorsunuzdur. Seri bağladığınızda hiçbir sorun olmaz, fakat 1 led'in arıza yapması durumunda o sıradaki tüm led'ler devre dışı kalacaktır. bunun haricinde bir sorun yaşamazsınız. (ledlerin iç dirençlerindeki farklılıktan dolayı bir sorun yaşama ihtimaliniz mevcut fakat yok varsıyalacak kadar düşük)

Sağlıkla kalın.

Musa bey,

Kullanacağınız en düşük voltajlı adaptör 3 volt olmalı. 220 volt'luk bir ampulu 100 voltta çalıştırdığınızda nasılki çok az bir ışık elde edeceksiniz, ledlere 1,5 volt verdiğinizde de, tatminkar bir sonuç elde edemezsiniz.

Sağlıkla kalın.