Добавляйте самоделоки - получайте оплату

*кликни за подробностями

» » » Жидкий радиатор для светодиода: как, почему, для чего (часть 1 из 2)

Жидкий радиатор для светодиода: как, почему, для чего (часть 1 из 2)


"Запустил свою любимую электрическую машину - красную Теслу на орбиту Марса" .. (Иллон Маск)


  То, что придумали когда-то лампу накаливания тоже хорошо, но теперь она уже понемногу теряет свою популярность как "правильный" прибор для электрического освещения. Ведь лампа накаливания греет на 95%, при этом светит только на 5%. Другое дело светодиоды, которые наоборот светят на 95%, хотя и падение цены на светодиодные лампы не всегда такое большое. Здесь кто-то бы стал трильйонардером, если бы вдруг Солнце исчезло.

  На наружное освещение (парковка, дорога) обычно требуется большая яркость светодиодов, а использование металлических радиаторов не всегда экономически оправдано, также диод на улице все равно должен вставляться в корпус из стекла и алюминия для защиты от осадков.
  Так что такое - жидкий радиатор, спрашивается.

  Дело в том, что светодиод, как и любой полупроводник, который находится под нагрузкой (большой ток и напряжение на нем) нагревается. Иногда такое нагревание приводит к выходу его из строя. В этом случае применяют металлические теплоотводы (радиаторы), которые обдуваются проточным воздухом. Недостатком такого исполнения радиатора может быть его громоздкость. Можно сравнить с автомобилем у которого вместо системы антифризового охлаждения двигателя стоят радиаторы воздушного охлаждения (размером как крылья у самолета).

Еще недостатки металлических радиаторов: большой объем пространства, отверстия в корпусе прибора для охлаждения (куда потом попадают пыль или насекомые), больший вес, использование специальных теплопроводящих паст или клеев для лучшей теплопередачи к радиатору, пустое нагревание окружающего пространства, поэтому водяное охлаждение имеет некоторые преимущества.

  Как я исследовал, охладить светодиод можно загрузив его непосредственно в воду (холодную или комнатной температуры). В таком случае отпадает необходимость в пасте, радиаторе, а находясь в прозрачной воде и сосуде, светодиод будет отдавать свет не хуже чем в воздухе, и воду можно брать проточную, а при необходимости использовать теплую воду для нужд.

  В идеале, рекомендую: применить дистиллированную или бидистиллированную воду (она почти не проводит электрический ток), подключать низковольтные светодиоды (при высоком напряжении проходит интенсивный процесс электролиза с выделением газа), нужна серьезная гидроизоляция контактов в воде.

  Использование переменного тока снижает процесс выделения газа, но диод при этом сильно мерцает - здесь еще от частоты тока зависит. Мерцание света с частотой более 30 Гц почти не воспринимается глазом человека (что успешно используют в кино и на телевидении).
  
  Для постановки эксперимента нужно минимум материалов и инструментов.

 Инструменты и приборы:

- мультиметр (измерим ток до 2 А);
- термометр на 100 градусов (не обязательно);
- стакан (стеклянный, прозрачный);
- аккумулятор на 12 в (или блок питания на 12 в, мощностью от 20 Вт).





Расходные материалы:

- вода дистиллированная (200 мл);
- водостойкий клей (15 г, или раствор канифоли);
- раствор зеленки (15 мл);
- соединительные провода;
- "Крокодилы" (6 шт.);
- резистор переменный (на 20 Вт, диапазон 0-68 Ом);
- светодиод белый (12 в, 10 Вт);
- припой;
- канифоль.






Этап 1.
  Исследование начинаем припаяв провода к светодиоду, когда припой остынет, хорошо промазываем открытые контакты поверхности пайки водостойким клеем (или канифолью):



Этап 2.
  Наливаем в стакан дистиллированной воды, где-то 200 г:



Этап 3.
  После того как высохнет гидроизоляционный клей, загружаем светодиод на дно стакана так, чтобы его собственный радиатор был сверху, а светоизлучающая поверхность упиралась в дно стакана:



Этап 4.
  Ставим резистор на наибольшее сопротивление и включаем питания, в зависимости от величины тока регулируем мощность свечение светодиода с помощью резистора. Если газ не выделяется (значит надежная гидроизоляция контактов в воде):



Этап 5.
  Наблюдаем изменение температуры воды в зависимости от величины тока. Для интереса можно замерить температуру воды в стакане термометром, он фиксирует "не критическую" температуру вблизи диода и мы видим реальный эффект охлаждения (чем больше объем воды тем быстрее охлаждения светодиода). Здесь часть тепла выходит сверху стакана, также отдается его стенкам:




Этап 6.
  Добавляем в стакан с водой (200 мл) немножко зеленки (где-то 0,5 мл) жидкость окрашивается в изумрудный цвет, подключив светодиод наблюдаем приятный светло-зеленый свет. Йод также дает цвет, но раствор йода имеет меньшое электрическое сопротивление чем зеленка. Не забывайте также, что зеленка очень трудно выводится, поэтому старайтесь ней ничего лишнего не окрасить:




Свет может быть разных цветов не только от цветного раствора, но и от разноцветного стекла сосуда в который погружают диод.
  Вместо воды допустимо использовать другие жидкости: прозрачное масло, глицерин. Различные жидкости - разные скорости нагрева стакана.
  Например, можно использовать вместо воды глицерин, но у него теплопроводность в 2 раза меньшая чем у воды, при этом глицерин - изолятор, не плохо защищает контакты от коррозии, при необходимости легко смывается водой:

  Преимущества прозрачной масла тоже в том, что оно не проводит ток, защищает контакты от коррозии, а еще очень медленно испаряется, хотя как недостатки: теплопроводность масла в 5 раз меньше воды, соответственно здесь больший риск перегрева светодиода, трудность смыва жира.

  В следущей статье я расмотрю практическую версию с жидким охлаждением с погружением для прожектора.

Видео опыта:

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
25 комментариев
  1. Dmitrij
    налей туда белизны.. я как-то видел, так делают "лампочки". "Белизна" сильно рассеивает свет, лампа должна гореть как факел.
    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    1. Иван_Похмельев
      "Белизну" не для этого добавляют, а чтобы вода от водорослей не зеленела.
    2. Новий Стандарт Автор
      Dmitrij сейчас вспомнил, как пришел в магазин, спрашиваю ... у вас скипидар есть? .. продавец отвечает ... (здесь на языке оригинала) - "Нашо вам той скипідар ... він смердить ... візьміть ліпше вайт-спіріт .. .Для меня вайт-спіріт смердить, говорю ... ")). Белизна не пробовал, но спасибо за идею. С молоком (или какими-то мутными жидкостями) знаю классно рассеивает ... все равно что матовая лампа...
      1. Dmitrij
        мда уж, спирит смердить так смердить... ))

        Про белизну я когда-то смотрел программу "Что? Где? Когда?" Так там "ученые" сказали, мол, она рассеивает свет. Перерыл весь инет, но такого не нашел. Может прав и Иван..
        "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  2. Иван_Похмельев
    Есть некие преимущества, но есть и недостатки: повышенные требования к гидроизоляции контактов, необходимость периодического обслуживания, а в нашем климате при использовании воды нельзя применять вне помещений.
  3. Кудеяр
    Тесла ,запущенная вчера к Марсу найдена в Дагестане с перебитыми номерами
    Демократия — это воздушный шар, который висит у вас над головами и заставляет глазеть вверх, пока другие люди шарят у вас по карманам.
    1. Новий Стандарт Автор
      отправить любимую машину на орбиту Марса ... не к 14 февраля будет сказано...
  4. Dmitrij
    Вода с хлоркой

    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  5. Кудеяр
    Цитата: Dmitrij
    Вода с хлоркой


    Водка с хлоркой .Менделеев даже не знал об этом.
    Демократия — это воздушный шар, который висит у вас над головами и заставляет глазеть вверх, пока другие люди шарят у вас по карманам.
  6. Кудеяр
    Цитата: Dmitrij
    Вода с хлоркой


    Крышу дырявить нельзя -это диверсия
    Демократия — это воздушный шар, который висит у вас над головами и заставляет глазеть вверх, пока другие люди шарят у вас по карманам.
  7. xit07
    вы пишите, что в тепло переходит 5%.

    это совершенно далекая от реальности цифра. в реальности это 50-60% .

    поэтому и так проблематично светодиоды входят в применение например в автомобильной промышленности и т.д.
  8. Иван_Похмельев
    светодиоды, которые наоборот светят на 95%,
    - у Вас чересчур оптимистичный взгляд на эффективность светодиодов, не подкреплённый объективными данными.
    Мерцание света с частотой более 30 Гц почти не воспринимается глазом человека
    Очередное заблуждение: и 50 Гц, и, в меньшей степени, 100 Гц воспринимаются человеком, иначе бы в светодиодных лампах применяли двухполупериодное выпрямление и не заморачивались с его фильтрацией. А чтобы Вы не спорили с этим - включите обычную ЛОН через диод и полюбуйтесь на неё.
    1. Новий Стандарт Автор
      здесь я имел в виду что выше 30 Гц человек сбивается со счета ... сколько раз в секунду лампа мигает ...)) не спорю, все равно это не приятно - мигающий свет, там надо высокие частоты, кадров 100-150 в секунду. ..больще 25 кадров в секунду менять картинки (в кино) и мы не замечает случайный кадр (совсем другое изображение). Когда-то в США проводили експеримет - вставляли в 25 кадр рекламу в кинотеатрах ... люди потом активно (подсознательно) покупали «товар 25 кадра" ...
      1. Nruter
        Только не надо рассказывать сказки про 25-й кадр. Хотите я сделаю короткое видео и вставлю каждый 25-й кадр просто картинку и покажу здесь? Сразу хочу предупредить, что вопреки общепринятому мнению, это кадр будет мелькать, его хорошо видно и он мешает просмотру основного видео.
        1. pogranec
          А это не зависит от технического устройства с которого просматриваешь? Мне кажется разница ЭЛТ и современных телевизоров должна на это влиять. А вообще как показывал телевизор в 80-е так там наверно и 26 кадр вставить можно было и никто бы не заметил-)))
  9. Nruter
    pogranec,
    Не зависит. Тут автор немного неправильно определился с понятиями
    больще 25 кадров в секунду менять картинки (в кино) и мы не замечает случайный кадр (совсем другое изображение).

    При частоте следования картинок 24 в секунду и более глаз перестает воспринимать упорядоченную последовательность в виде отдельных картинок. Ведь видим же мы смену сцен в кино :).
    А вот и обещанное.




    1. pogranec
      А почему он на второй картинке под номером 24 идет? или я не правильно смотрю?
      1. Nruter
        Кадры в видеоряде идут в такой последовательности - 0, 1, 2 ...... 24. Всего 25. Как только закончится 25-й кадр, на таймлайне появляется отсчет 1 сек. Далее идет 1 сек и следующие кадры вплоть до второй секунды.
    2. Новий Стандарт Автор
      Nruter вот вы хитрый, хотите нам какую-то рекламу втюхать на 25 кадр)) ... Раз вы уже видеоредактор открыли ... то поэкспериментируйте и нам доложите ... при какой длительности случайного кадра человек его не замечает ...можна просто черный квадрат вставить...
      1. Nruter
        Частота смены кадров - 25 в секунду. Поэтому один кадр длится 1/25 сек или 0,04 сек или 40 мсек. Это минимальная длительность кадра для Европы. В Америке телевидение показывает 29,97 кадров в секунду. Там минимальная длительность около 30 мсек. Есть скоростная съёмка со скоростью 200, 500 и даже до 2500 кадров в секунду. Это для съёмки экспериментов, чтобы потом при замедленном воспроизведении можно было увидеть, например, взмахи крыльев пчелы или полет пули. В основном такая скорость используется в научных целях. Аппаратура стоит бешеных денег.
        1. Новий Стандарт Автор
          Nruter я в курсе о 25 кадров ... Здесь не то...от вы доказывает что 25 кадр когда вставлять там другое изображение, то его еще видно (мелькает, мешает смотреть), то есть длину кадра в 0,04 с еще видно ... А я спрашиваю, какова должна быть его длина (явно меньше 0,04 с), чтобы человек его еще замечал (кадр)? ... Я писал 30 Гц (0,03 с), кто-то может сказать меньше ... так вот сколько. .. (вставлять можно черный квадрат, так лучше видно) ...
  10. Иван_Похмельев
    Цитата: Новий Стандарт
    я имел в виду что выше 30 Гц человек сбивается со счета

    Ну да, а до 30 Гц он легко может считать. )))
  11. Nruter
    Новий Стандарт,
    Длительность кадра не может быть меньше 0,04 сек. Поэтому вставить можно кадр только такой длительности. Про всё остальное я написАл выше.
    1. Новий Стандарт Автор
      Nruter для стандартов кино и телевидения продолжительность кадра 0,04 с.
         Но современные камеры делают например 240 кадров в секунду (длина кадра 0,004 с). А я говорю, измерить на вашем видеоредакторе (неужели на видеоредакторе этого не сделать) :
        - Какая минимальная продолжительность кадра в секундах, чтобы человек его не мог заметить, как помеху при просмотре видео ...
      1. Nruter
        Современные камеры для видеосъёмки имеют 25 или 50 fps. Высокоскоростные камеры с fps 500 и выше применяются в системах видеонаблюдения или в научных лабораториях.
        Обычный видеоредактор Sony Vegas не может редактировать высокоскоростное видео. Максимум, на что он способен, это 60 fps.
        Я не знаю, какая должна быть минимальная продолжительность кадра, чтобы глаз не зафиксировал "лишний кадр".
        Вот характеристики видеоредактора по fps и видео с 50 fps. Длительность кадра 20 мсек, и глаз видит "лишний кадр".


Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаше всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

там если на магниты постравиты маленькие колесики по периметру он бы скорее ехал .....
Замечательно, очень доходчиво и без "воды" всё объяснено. Сразу видно, что Вы всё это прошли и не один раз. Вот только непонятно следующее: Допустим, известно, что выход лампы на режим...
Это Вам не понятно, что все Ваши перемычки на контактах с 3 по 7 - лишние, потому что ключ с перемычкой 1-8 откроет замок с точно таким же успехом, что Ваш с кучей перемычек....
Все комментарии