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自己动手制作红外感应控制下的Led灯具照明

(2013-12-07 13:08:19)
标签:

照明历史

led灯具

红外感应控制

自己动手制作红外感应控制下的Led灯具照明

在以前我的博客里写到自己动手装修自己的房子,自己动手制作洗车工具,自己动手制作家用废水回收利用装置,自己动手制作家用循环流水加湿装置,自己动手制作家用防盗报警装置,自己动手制作家用洗碗装置,自己动手制作车载做饭装置,自己动手制作太阳能发电装置!今天我想和大家分享的是自己动手制作红外感应Led灯照明

    说到电灯,我们不由得想起发明大王爱迪生,从小学起,老师就教给我们记住他有一句名言:“天才是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感”。这个大家都知道。其实越是知道的东西我们有时越是不知道。比如爱迪生,我们有好多关于他的东西直到今天为止还在以讹传讹,甚至这句名言。我们也仅仅知道其中前半句,其实爱迪生的本意是想说灵感的重要意义,整句话是:“天才是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感,但有时那百分之一的灵感比那百分之九十九的汗水还要重要”,如果只记住前半句,只说勤奋的重要性,不说灵感的意义,那么是不符合天才发明家爱迪生的本意的。关于爱迪生,我想说的是,首先电灯不是爱迪生发明的,可以说在爱迪生来到世界上之前电灯已经存在,爱迪生只不过发明了碳化竹丝电灯,也就是说,钨丝灯泡也不是爱迪生发明的,那是在他发明竹丝电灯1879年10月21日之后的7年,即1906年,美国人库利奇发明了真空钨丝灯。而1913年,美国人米兰尔发明了功率大、寿命长、效率高的充气钨丝灯泡。才使得人类有了真正意义的电灯照明。这么说我并不是要否定爱迪生在人类发明史上的伟大功勋,其实发明是成千上万的人辛勤劳作的结晶,每个人的成功都是站在前人的肩膀上前赴后继的结果。一般认为,照明的发明历史经过了里程碑式的三个阶段,爱迪生的竹丝、以后的钨丝灯泡是人类历史第一次照明革命。第二次的照明革命是30年代的荧光灯。1938年,美国通用电子公司的伊曼发明了节电的荧光灯(日光灯)。因为这种的含有水银成分的灯光和日光很相似,所以,荧光灯也称日光灯。第二次世界大战后,日光灯作为新的照明灯具迅速进入家庭、学校、工厂、医院,20世纪70年代即1978年左右,稀土三基色紧凑型荧光灯诞生于荷兰的飞利浦公司。这种光源在达到同样光能输出的前提下,只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4,从而可以节约大量的照明电能和费用,因此被称为节能灯。在照明史上有着真正意义上的节能,以至于今天,大多数场合包括我们家庭照明,都在采用这种节能灯。第三次照明革命就是led照明了。1962年,尼克·何伦亚克(Nick Holonyak Jr.)及其在通用电气的团队发明了发光二极管(Light Emitting Diode,LED)。在此期间,科学家利用p-n结制造出发光二极管,主要用于仪表指示,1990年代日本日亚 (Nichia Chemical Industries Ltd.)公司的中村修二(Shuji Nakamura) 于1994年和1995年,在氮化镓(GaN)研究方面获得重大突破,获得了蓝光LED,继蓝光LED技术突破后,此后1998年和1999年美国科学家和我国台湾科学家试着制造了二极管白光合成,获得了白光LED,两年后的2000年,科技工作者在二极管白光照明材料和技术上有了新的突破,LED正式进入了广泛应用的时代。这是人类照明历史上的第三次革命。

 毋庸置疑,白炽灯时代已经成为照明的历史,由于电光转化利用率低,已经被淘汰,换句话,以后再给我们的下一代讲爱迪生发明的电灯的故事,恐怕不是一个三言两语能够说清楚的事情,今天市场上有两种灯在搏杀,那就是节能灯(荧光灯)和led灯,但可以预见的是, led灯必将取而代之,成为我们照明的主流,那么led灯有哪些好处呢,百度百科总结了20 多条,请参阅下面附录,在此不再赘述。

     那么可不可以用红外感应开关控制led灯具照明呢,如果那样的话,在节能方面我们就做到了极致,因为led灯相对于白炽灯来说可以节约1/10,相对于节能灯来说可以节约的1/4.下面附录3根据一个家庭10个灯泡、10个节能灯、10个led灯的花费比较。可以看得出,led灯仅需要73元电费。如果我们用红外线控制开关,做到人来灯亮,人走灯灭,那么led还会给我们带来一定的用电节约。

好下面我们自己动手制作红外感应开关控制下的led灯具照明。

一、购买材料,

1、led灯,12伏。白色灯泡 一个,30元

2、220伏红外感应开关,一个,  30元

3,220伏8个触点继电器一个,10元

4,电源,这个比较复杂,有以下三种方式,第一,你可以用12蓄电池供电,但需要配置220伏转12伏充电器一个,第二,你也可以用太阳能电路板和蓄电池组供电,所谓清洁能源。第三你也可以用市电和220伏转12伏变压器供电。其中花费最少的是第三种,只需要一个插座和一个变压器,两项合计不超过15元。

5、导线若干米

二、连接

第一步,将红外感应开关进线插头插入市电插座,连接市电,

第二步,将红外感应开关出线连接继电器电源触点7、8、

第三步,将电源正负极连接触电器公共端点5、6,5(+)、6(-),如果用蓄电池,直接将继电器触点5、6接蓄电池正负极,如果用太阳板发电,直接将继电器触点5、6接太阳能控制器标示的负载正负极,如果没有使用太阳能控制器,直接接蓄电池正负极,如果使用市电,将插入市电插座的12伏变压器出线正负极。直接连继电器触点5、6

第三步,将led灯泡正负极连接常开触点3、4,3(+)、4(-)。

    经过以上三个步骤,你就可以实现红外线控制led灯具照明了,和220伏照明一样,做到人来灯亮,人走灯灭,尤其是家里需要往复开关的地方,比如卫生间,厨房照明,非常实用。

附录

一、爱迪生发明电灯的故事

爱迪生在一八七七年开始了改革弧光灯的试验,提出了要搞分电流,变弧光灯为白光灯。这项试验要达到满意的程度。必须找到一种能燃烧到白热的物质做灯丝,这种灯丝要经住热度在二千度一千小时以上的燃烧。同时用法要简单,能经受日常使用的击碰,价格要低廉,还要使一个灯的明和灭不影响另外任何一个灯的明和灭,保持每个灯的相对独立性为了选择这种做灯。这在当时是极大胆的设想,需要下极大的功夫去探索,去试验。丝用的物质,爱迪生先是用炭化物质做试验,失败后又以金属铂与铱高熔点合金做灯丝试验,还做过上质矿石和矿苗共一千六百种不同的试验,结果都失败了。但这时他和他的助手们已取得了很大进展,已知道白热灯丝必须密封在一个高度真空玻璃球内,而不易溶掉的道理。这样,他的试验又回到炭质灯丝上来了。他昼夜不息地用到了一八八0年的上半年,爱迪生的白热灯试验仍无结果。有一天,他把试验室里的一把芭蕉扇边上缚着一条竹丝撕成细丝,全副精力在炭化上下功夫,仅植物类的炭化试验就达六千多种。他的试验笔记簿多达二百多本,共计四万余页,先后经过三年的时间。他每天工作十八、九个小时。每天清早三、四点的时候,他才头枕两、三本书,躺在实验用的桌子下面睡觉。有时他一天在凳子上睡三、四次,每次只半小时。到了一八八0年的上半年,爱迪生的白热灯试验仍无结果,就连他的助手也灰心了。有一天,他把试验室里的一把芭蕉扇边上缚着一条竹丝撕成细丝,经炭化后做成一根灯丝,结果这一次比以前做的种种试验都优异,这便是爱迪生最早发明的白热电灯——竹丝电灯。这种竹丝电灯继续了好多年。直到一九0八年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在这以后开始研制的碱性蓄电池,困难很大,他的钻研精神,更是十分惊人。这种蓄电池是用来供给原动力的。他和一个精选的助手苦心孤诣地研究了近十年的时间,经历了许许多多的艰辛与失败,一会儿他以为走到目的地了,但一会儿又知道错了。但爱迪生从来没有动摇过,而再重新开始。大约经过五万次的试验,写成试验笔记一百五十多本,方才达到目的、

 二、百度百科关于led节能灯特点

1、节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4.

2、长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓"一劳永逸".
3、可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.
4、固态封装,属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动,基本上用不着考虑散热。
5、led技术正日新月异的在进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。
6、环保,没有汞的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装,不用厂家回收都可以通过其它人回收。
7、配光技术使LED点光源扩展为面光源,增大发光面,消除眩光,升华视觉效果,消除视觉疲劳
8、透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用,避免了光的重复浪费,让产品更加简洁美观;
9、大功率led平面集群封装,及散热器与灯座一体化设计。充分保障了led散热要求及使用寿命,从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计,极具LED灯具的鲜明特色。
10、节能显著。采用超高亮大功率led光源,配合高效率电源,比传统白炽灯节电80%以上,相同功率下亮度是白炽灯的10倍;
11、超长寿命50,000小时以上,是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊,充分保障LED的超长寿命;
12、无频闪。纯直流工作,消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳
13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染;
14、耐冲击,抗雷力强,无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。无灯丝及玻璃外壳,没有传统灯管碎裂问题,对人体无伤害、无辐射。
15、低热电压下工作,安全可靠。表面温度≤60℃(环境温度Ta=25℃时);
16、宽电压范围,全球通用LED灯。85V~ 264VAC全电压范围恒流,保证寿命及亮度不受电压波动影响;
17、采用PWM恒流技术,效率高,热量低,恒流精度高;
18、降低线路损耗,对电网无污染。功率因数≥0.9,谐波失真≤20%,EMI符合全球指标,降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染;
19、通用标准灯头,可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯;
20、发光效率可高达801m/w,多种LED灯色温可选,显色指数高,显色性好;
很明显,只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。
国家越来越重视照明节能及环保问题
三、白炽灯、节能灯、LED灯花费比较
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以家庭使用10只灯电费计算:(对比数据依据:普通白炽灯按15-20lm/w,普通节能灯按30-60lm/w,LED节能灯按120-150lm/w计算,此数据仅做对比参照之用,各地市场定价不同略有出入。)
  1、普通白炽灯电费:
  10只×60W/只×5小时/天×365天/年=1095000W/小时=1095度
  一年电费=1095度×1元/度=1095元
  2、普通节能灯电费:
  10只×15W/只×5小时/天×365天/年=273735W/小时=274度
  一年电费=274度×1元/度=274元
  3、LED节能灯电费:
  10只x4w/只x5小时/天x365天/年 =73000w/小时=73度
  一年电费=73度×1元/度=73元
  一年节省电费LED节能灯相对普通白炽灯:1095元—73元=1022元
  初次购置灯具投入成本计算:
  1、普通白炽灯:10只×1元/只=10元,平均使用寿命2000小时(约1年时间)。
  2、LED节能灯:10只×55元/只=550元,平均使用寿命30000小时(约6年时间)。
  综合以上数据对比分析一年可收回投入成本:LED节能灯投入550元-普能节能灯10元=540元-
  节约电费1022元/年=482元(盈余)
  以某中型超市卖场使用1000只灯电费计算:(对比数据依据:普通白炽灯按15-20lm/w,普通节能灯按30-60lm/w,LED节能灯按120-150lm/w计算,此数据仅做对比参照之用,各地市场定价不同略有出入。)
  1、普通白炽灯电费:
  1000只×60W/只×12小时/天×365天/年=262800000W/小时=262800度
  一年电费=262800度×1元/度=262800元
  2、普通节能灯电费:
  1000只×15W/只×12小时/天×365天/年=65700000W/小时=65700度
  一年电费=65700度×1元/度=65700元
  3、LED节能灯电费:
  1000只x4w/只x12小时/天x365天/年 =17520000w/小时=17520度
  一年电费=17520度×1元/度=17520元
  一年节省电费LED节能灯相对普通节能灯:65700元—17520元=48180元
  初次购置灯具投入成本计算:
  1、普通节能灯:1000只×20元/只=20000元,平均使用寿命8000小时(约2年时间)。
  2、LED节能灯:1000只×55元/只=55000元,平均使用寿命30000小时(约6年时间)。
  综合以上数据对比分析一年可收回投入成本:LED节能灯投入55000元-普能节能灯20000元= 35000元-节约电费48180元/年=13180元(盈余)
  声明:以上内容只做宣传用,不做为其他依据。
  LED节能灯和普通白炽灯的对比,如何选购LED节能灯
  基本概述:
  LED即半导体发光二极管,LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源,光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗,绿色环保,适用家庭,商场,银行,医院,宾馆,饭店他各种公共场所长时间照明。
  特性:
  1、高效节能:一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电,普通10W节能灯一百小时耗1度电)
  2、超长寿命:半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时)
  3、健康:光线健康光线中不含紫外线和红外线,不产生辐射(普通灯光线中含有紫外线和红外线)
  4、绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收和,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰)
  5、保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)
  6、光效率高:发热小,90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能)
  7、安全系数高:所需电压、电流较小,发热较小,不产生安全隐患,于矿场等危险场所

  8、市场潜力大:低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。

 四、LED 的发光原理基本常识

LED 的发光原理 LED(Light Emitting Diode),发光二级管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P 型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N 型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N 结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P 区,在P 区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED 发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N 结材料决定的。 2.1.1 LED 的特点和优点 LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。 1.体积小 LED 基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。 2.耗电量低 LED 耗电非常低,直接接电源,完全把电能转化为光能, 工作电压低,安全可靠, 也不招蚊蝇等昆虫。 一般来说 LED 的工作电压是2-3.6V。工作电流 0.02-0.03A。这就是说:它消耗的电不超过0.1W。 3.使用寿命长在恰当的电流和电压下,LED 的使用寿命可达10 万小时 高亮度、低热量 4.环保 LED 是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED 也可以回收再利用。 5.坚固耐用 LED 是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED 可以说是不易损坏的。
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
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