Как собрать светодиодный светильник своими руками?
Elektrik-city.ru

Все об электрике

Как собрать светодиодный светильник своими руками?

Как своими руками сделать светодиодный светильник

Led-освещение распространено и в частных. и в общественных помещения.

Однако покупка и установка оборудования для него обходится достаточно дорого.

Поэтому рассмотрим, как сделать светильник из светодиодов и подручных материалов своими руками, какие устройства, расходники, инструменты для этого потребуются, и какие варианты приборов могут при этом получиться.

Как подобрать светодиодные лампы для светильника

При создании светодиодных светильников применяют два вида led-лампочек по мощности:

  1. До полуватта. Их главные особенности – минимальный нагрев и возможность задать осветительному прибору любую форму, благодаря большому количеству точек. Недостаток – их монтаж весьма трудоемок, если учесть, что паять и соединять нужно своими руками.
  2. От 1 до 5 Вт. Большая мощность диодов позволяет существенно снизить их количество в устройстве, что уменьшает трудозатраты. Однако эффективная эксплуатация осветительного прибора на их основе невозможна без правильного подбора радиатора и рассеивателя света.

Изготовление led-светильников возможно также на основе светодиодных лент. Мощность освещения, цветовая подборка и плотность расположения лампочек в полосе определяется условиями эксплуатации и личными предпочтениями того, кто будет собирать их своими руками. В ширину стандартно они достигают 8-10 мм, а в длину – до 5 метров (именно такую протяженность имеют в продаваемых катушках). Питание осуществляется от источника постоянного тока с напряжением около 12 вольт и выше. Для подключения их от бытовой сети потребуется соответствующий блок питания. Также их можно собрать и на батарейках.

Расчет и принцип работы драйвера с гасящим конденсатором

Чтобы оснастить уже имеющиеся люстры и прочие светильники в квартире дешевым источником светодиодного света можно применить схему драйвера с гасящим конденсатором.

Главная его особенность – низкое потребление энергии. Собирая блок своими руками, каждый убедится, что он достаточно прост и в нем нет ничего лишнего, в том числе стабилизатора. Применяемые диоды не выделяют много тепла, поэтому в устройстве также отсутствует радиатор.

Единственный минус такой схемы – прямое подключение к сети 220В. Это значит, что если будут постоянные перебои напряжения, светильник станет постоянно мигать. Чтобы собрать подобный драйвер, потребуется подготовить исходные материалы:

  1. Макетная плата.
  2. Одно-двухваттные резисторы.
  3. Предохранители.
  4. Конденсаторы 47 mF на 500 В.
  5. Диодные мосты типа КЦ405А.
  6. Конденсаторы пленочные на 600 вольт (можно взять больше).

Если светодиодный светильник изготавливается для потолочной люстры под стандартный патрон, в качестве базы можно взять цоколь от перегоревшей экономной люминесцентной лампы. Для этого нужно своими руками, лучше вне помещения, аккуратно отсоединить лампу.

Схема

Работы схемы конденсатора, изготовленного своими руками, подчиняется следующему алгоритму:

  1. Резистор (обозначаемый на схеме R1) снижает скачки в сети до момента стабилизации схемы. На это уходит порядка одной секунды. Его параметры – сопротивление 50-150 Ом, мощность – 2 Вт.
  2. Резистор (на иллюстрации R2) поддерживает работу конденсатора-балласта – разряжает его, когда питание отключается. На практике это полезно для того, чтобы в случае необходимости проведения ремонта своими руками, мастер не подвергался действию электричества. Помимо этого, он препятствует образованию токового броска при не совмещении первой полуволны переменного сетевого тока с полярностью конденсатора.
  3. С1 непосредственно гасящий конденсатор. Это главный элемент схемы светодиодного светильника на основе ленты или ламп. Его функция – фильтрация тока. С его помощью (варьируя параметр мощности) можно задать любое значение силы тока в цепи. Так, для диодов, приведенных в качестве основы (см. выше) его значение не долго превышать 20 мА при пиковом напряжении.
  4. Дальше по схеме включается диодный мост.
  5. С2 (конденсатор электролитического типа) предотвращает ламповое мерцание. Кроме того, благодаря медленному разряжению электролита светильник затухает не немедленно, а постепенно.

Важно! Led-элементы светодиодной ленты не обладают эффектом инертности. Поэтому при включении и выключении глаз человека может замечать изменение стабильности освещения только при частоте в 50 Гц. Однако если посмотреть на светильник через камеру смартфона, можно сразу обнаружить его качество. Как правило, дешевые китайские диоды сразу выдают себя мерцанием, незаметным невооруженным глазом.

Основы расчета

Чтобы правильно рассчитать конденсатор, необходимо воспользоваться следующей формулой: I = 200*C*(1.41*U cети – U led): I – ток цепи (А); цифра «200» – постоянная, полученная умножением частоты тока 50 Гц на «4»; значение «1.41» – еще одна постоянная; С – емкость гасящего конденсатора, выраженная в фарадах; U cети – напряжение в используемой сети, обычно 220В; U led – общее падение напряжение на светодиодной полосе или отдельных диодов, например если каждый элемент имеет по 3,3В, то это значение нужно умножить на общее их количество и получится величина U led.

Правило подбора тока цепи (I) достаточно просто. Необходимо подобрать емкость гасящего конденсатора и количество диодов с заданным напряжением так, чтобы искомое значение тока цепи не превышало указанно в параметрах led-элементов. Задавая величину I можно устанавливать яркость свечения. Период времени службы диодов находится от нее в обратной зависимости.

На изображении приведена иллюстрация схемы типичного драйвера с гасящим конденсатором.

Интересно! Как вариант в качестве источника питания может использоваться аккумулятор. Светильник на батарейках можно подключать без драйвера. При этом при расчете его мощности нужно учитывать суммарное падение напряжение всех светодиодных элементов.

Какие материалы можно использовать

В ходе изготовления самодельных светильников пригодны любые материалы, сочетающиеся со светодиодными лентами и лампочками. Корпус можно изготовить как своими руками, так и взять за основу ранее использовавшийся прибор. При этом обязательно нужно учесть теплоотдачу led-элементов. Без правильно подобранного радиатора они быстро испортятся.

Для диодов большой мощности потребуется теплопроводящий материал. Например, это может быть алюминиевый профиль, труба, конус и прочие металлические предметы. Для таких элементов, как светодиоды 5 мм «соломенная шляпа» с углом распределения светового потока в сто двадцать градусов можно использовать любой материал – пластик, бумагу, дерево, картон – так как они не нагреваются.

Как сделать светильник своими руками: подробные инструкции

Теперь рассмотрим самые популярные варианты изготовления светильников на основе светодиодных элементов. Разберем подробно, как своими руками сделать их корпус, и какие материалы лучше использовать для настольных и настенных ламп, а также декоративных приборов освещения и некоторых других моделей.

Настольный

Для изготовления своими руками настольного светильника в первую очередь потребуется модернизировать уже имеющий прибор освещения. Для этого нужно:

  1. Извлечь родной патрон.
  2. В качестве базы взять цоколь от вышеописанной экономной лампочки и поместить в него, соединяя по схеме, драйвер с гасящим конденсатором.
  3. В качестве корпуса для светодиодных элементов можно использовать, к примеру, колпачок от дезодоранта подходящего размера.
  4. По всей его площади просверливаются/пробиваются отверстия подходящего диаметра под 5-миллиметровые диоды (всего около 50-60).
  5. К остатку цоколя от экономной лампочки корпус прикрепляется на небольшие саморезы к круглому пластиковому основанию диаметром как у колпачка. При этом сама основа крепится на небольшие уголки-подиумы также на крепежные элементы.
  6. После фиксации и сбора светильник просто вкручивается вместо обычной лампы накаливания в плафон для настольника.

Совет! Используя вышеприведенную технологию, можно своими руками изготовить светильники для обычных подвесных люстр, а также плафонов, вывешиваемых для освещения подсобных помещений, гаражах, бань, подвалов. Вместо обычных ламп накаливания или «экономок» в них будут применены светодиодные самоделки.

Настенный

Настенный светодиодный светильник может применяться в различных помещениях – ванной и санузле, на кухне и в детской, гостиной и прихожей, коридоре. Процедура изготовления его в форме круглого плафона своими руками выглядит следующим образом:

  1. Прежде всего необходимо подобрать основание под монтаж диодов. Оно должно быть соразмерно рассеивателю. Например, можно вырезать дно от пластикового строительного ведра.
  2. Рассчитав необходимое количество диодов (в среднем 100-120), необходимо строго по разметке равномерно проделать отверстия.
  3. На обратной стороне основания закрепляется драйвер, при необходимости несколько штук.
  4. Основание с диодами и драйверами обязательно фиксируется к базе плафона на саморезы. Для этого по середине необходимо установить пластиковый или металлический подиум.
  5. Собранный прибор закрепляется на стену и закрывается рассеивателем.

Такой светильник с некоторой модернизацией можно приспособить не только для настенного, но и потолочного монтажа.

Декоративный

Светодиодные ленты представлены на рынке в достаточно широком разнообразии – по мощности, световой температуре, цветовым оттенкам и прочих параметрам. Самоделка на их основе не представляет ничего сложно, по крайней мере, сделать из них плафон для украшения намного проще, чем светильник с драйвером по вышеописанной схеме.

При этом оформление его корпуса и рассеивателя будет ограничиваться лишь рамками фантазии самого изготовителя. К светодиодной ленте потребуется блок питания, а также модуль управления, если планируется варьировать характеристики ее работы по цвету, световому потоку, интенсивности, времени.

Основные правила сборки самодельных led-светильников

Чтобы сделать рабочий светильник на основе светодиодов, необходимо убедиться как в грамотности его схемы, так и в правильности подбора его элементов:

  1. Сборку диодов осуществлять строго по приведенной схеме. При неправильном подключении возможен взрыв!
  2. Качество спайки компонентов должны быть на высоком уровне. В противном случае возможно разъединение контактов и поломка светильника.
  3. Для точного расчета всех параметров, в том числе падения напряжения, необходимо проводить предварительные замеры точными приборами, мультиметром.
  4. Чтобы устранить эффект голубоватой подсветки (раздражающих глаза) белых диодов, необходимо на каждые 10 led-элементов монтировать 3-4 красных.

Интересно! Приведенная выше схема изготовления светильника своими руками достаточно проста, эффективна и экономна. Однако она подключена напрямую к сети с напряжением в 220В, что не исключает поражения электрическим током, и потому требует соблюдения правил безопасности как с любым другим бытовым электроприбором.

Основные выводы

Изготовить светильник своими руками можно с применением подручных средств и недорогих радиотоваров. Также для этого потребуется непосредственно светодиодные элементы – лампы или ленты. Они могут быть как маломощными, так и сильными. При выборе материала для корпуса нужно исходить из параметров их теплоотдачи. Чтобы подключить такой прибор в сеть без блока питания, потребуется изготовить драйвер с гасящим конденсатором, предварительно рассчитав его по формуле.

С помощью предложенной технологии можно изготовить светильники любой формы и параметров для установки их в качестве основного или декоративного источника освещения. Монтировать своими руками их можно на потолок и стены в плафоны, в люстры и настольные лампы, а также в любую другую специально изготовленную художественную конструкцию.

Мощный светодиодный светильник своими руками — разработка, установка

Экономные лампы освещения уже есть практически в каждом доме. Предлагаем рассмотреть, как сделать светодиодный светильник своими руками, какие материалы для этого потребуются, а так же советы о том, по каким критериям их необходимо выбирать.

Пошаговая разработка светодиодного светильника

Первоначально, перед нами стоит задача – проверить работоспособность светодиодов и измерить питающее напряжение сети. При настройке данного устройства для предотвращения поражения электрическим током мы предлагаем использовать разделительный трансформатор 220/220 В. Это так же обеспечит более безопасное проведение измерений при настройке нашего будущего светодиодного светильника.

Читать еще:  Сколько нужно светодиодных светильников на квадратный метр?

Нужно учесть, что если какие-либо элементы схемы будут подключены неправильно, возможен взрыв, так что строго следуйте инструкции, приведенной ниже.

Чаще всего проблемы неправильной сборки заключается именно в некачественной спайке компонентов.

При расчетах для измерения падения напряжения тока потребления светодиодов нужно использовать универсальный измерительный мультиметр. В основном такие самодельные светодиодные светильники используются на напряжении 12 В, но наша конструкция будет рассчитана на сетевое напряжение 220 В переменного тока.

Видео: Светодиодный светильник в домашних условиях

Высокая светоотдача достигается на диодах при токе 20-25 мА. Но дешевые светодиоды могут давать неприятное голубоватое свечение, которое еще и очень вредно для глаз, поэтому мы советуем разбавлять самодельный светодиодный светильник небольшим количеством красных светодиодов. На 10 дешевых белых будет достаточно 4 светодиода красного свечение.

Схема довольно проста и разработана для питания светодиодов непосредственно от сети, без дополнительного блока питания. Единственным недостатком такой схемы является то, что все ее компоненты не изолированы от питающей сети и светодиодный светильник не обеспечит защиту от возможного удара током. Так что будьте осторожны при сборке и установке данного светильника. Хотя в дальнейшем схему можно будет модернизировать и изолировать от сети.

Упрощённая схема светильника

  1. Резистор на 100 ОМ при включении защищает схему от бросков напряжения, если его нет, нужно использовать выпрямительный диодный мост большей мощности.
  2. Конденсатор 400 нФ ограничивает силу тока, которая необходима для нормального свечения светодиодов. При необходимости можно добавить еще светодиодов, если их суммарное потребление тока не превышает предела, установленного конденсатором.
  3. Убедитесь в том, что используемый конденсатор рассчитан на рабочее напряжение не менее 350 В, оно должно в полтора раза превышать напряжение сети.
  4. Конденсатор 10 мкФ необходим, чтобы обеспечить стабильный источник света, без мерцаний. Его номинальное напряжение должно быть в два раза больше того, что измеряется на всех последовательно соединенных светодиодах во время работы.

На фото вы видите сгоревшую лампу, которая скоро будет разобрана для светодиодного светильника своими руками.

Перегоревшая лампочка

Лампу разбираем, но очень осторожно, чтобы не повредить цоколь, после этого очищаем его и обезжириваем спиртом или ацетоном . Особое внимание уделяем отверстию. Его очищаем от лишнего припоя и еще раз обрабатываем. Это необходимо для качественной пайки компонентов в цоколе.

Фото: патрон лампы

Вставляем в него резистор на 100 Oм и два конденсатора по 220 нФ напряжением 400 В.

Фото: резисторы и транзистор

Теперь нужно впаять крошечный выпрямитель, мы используем для этих целей обычный паяльник и уже заранее приготовлены диодный мост и обрабатываем поверхность, работаем очень аккуратно, чтобы не повредить ранее установленные детали.

Фото: пайка выпрямителя

В качестве изоляционного слоя модно использовать клей простого монтажного термопистолета. Подойдет так же ПВХ трубка, но желательно воспользоваться специально предназначенным для этого материалом, заполняющим все пространство между деталями и одновременно фиксируя их. У нас получилась готовая основа для будущего светильника.

Фото: клей и патрон

После этих манипуляций приступаем к самому интересному: установки светодиодов. Используем как основу специальную монтажную плату, её можно купить в любом магазине электронных компонентов или даже извлечь из какой-нибудь старой и ненужной техники, предварительно очистив плату от ненужных деталей.

Фото: светодиоды на доске

Очень важно проверить каждую из наших плат на работоспособность, ведь иначе весь труд зря. Особенное внимание уделяем контактам светодиодов, при необходимости их дополнительно очищаем и зауживаем.

Теперь собираем конструктор, нужно припаять все платы, у нас их четыре, к конденсатору. После этой операции снова все изолируем клеем, проверяем соединения диодов между собой. Располагаем платы на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы свет распространялся равномерно.

Соединение светодиодов

Также без дополнительных проводов подпаиваем конденсатор 10 мкФ, это хороший опыт пайки для будущих электриков.

Готовая мини лампа

Далее дело за малым: припаиваем резистор на 100 Ом, он может подсоединяться к любой из плат, и изолируем клеем контакты.

Резистор и лампа

Все готово. Мы советуем накрыть нашу лампу абажуром, т.к. светодиоды излучают чрезвычайно яркий свет, который очень бьет по глазам. Если поместить наш самодельный светильник в «огранку» из бумаги, к примеру, или ткани, то получится очень мягкий свет, романтичный ночник или бра в детскую. Поменяв мягкий абажур на стандартный стеклянный, мы получим достаточно яркое свечение, не раздражающее глаз. Это хороший и очень красивый вариант для дома или дачи.

Если вы хотите сделать питание лампы на батарейках или от USB, нужно исключить из схемы конденсатор на 400 нФ и выпрямитель, подключив схему непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 5-12 В.

Это неплохой прибор для подсветки аквариума, но нужно подобрать специальную влагозащищенную лампу, ее можно найти посетив любой магазин электромеханических приборов, такие существуют в любом городе, будь-то Челябинск или Москва.

Фото: лампа в действии

Светильник в офис

Можно сделать креативный настенный, настольный светильник или напольный торшер в рабочий кабинет из нескольких десятков светодиодов. Но для этого будет поток света будет недостаточен для чтения, здесь нужен достаточный уровень освещенности рабочего места.

Для начала нужно определить количество светодиодов и номинальную мощность.

После выяснить нагрузочную способность выпрямительного диодного моста и конденсатора. Подключаем группу светодиодов на отрицательный контакт диодного моста. Подключаем все светодиоды, как показано на рисунке.

Схема: подключение ламп

Паяем все 60 светодиодов вместе. Если нужно подсоединять дополнительные светодиоды, просто продолжайте последовательную их спайку плюса к минус. Используйте провода, чтобы соединить минус одной группы светодиодов с последующей, пока не завершится весь процесс сборки. Теперь добавьте диодный мост. Подключите его, как показано на рисунке ниже. Положительный вывод к положительному проводу первый группы светодиодов, соедините отрицательный вывод к общему проводу последнего светодиода в группе.

Короткие провода светодиодов

Дальше нужно подготовить цоколь старой лампочки, отрезав провода от платы и припаять их к входам переменного напряжения на диодном мосте, отмеченные знаком

. Вы можете использовать пластиковые крепления, винты и гайки для соединения двух плат вместе, если все диоды размещены на отдельных платах. Не забываем залить платы клеем, изолируя их от короткого замыкание. Это достаточно мощный сетевой светодиодный светильник, который прослужит до 100 000 часов непрерывной работы.

Добавляем конденсатор

Если увеличить напряжение питание на светодиодах, для того, чтобы свет был ярче, то светодиоды начнут нагреваться, из-за чего значительно понижается их долговечность. Для того чтобы этого избежать, нужно соединить встраиваемый или настольный светильник на 10 Вт с дополнительным конденсатором. Просто подключите одну сторону цоколя к минусовому выходу мостового выпрямителя а положительный, через дополнительный конденсатор, к плюсовому выводу выпрямителя. Вы можете использовать 40 светодиодов вместо предложенных 60, увеличив тем самым общую яркость лампы.

Видео: как правильно сделать светодиодный светильник своими руками

При желании аналогичный светильник можно сделать и на мощном светодиоде, просто тогда понадобится уже конденсаторы другого номинала.

Как видите, особой сложности сборка или ремонт обычного светодиодного светильника, сделанного своими руками, не представляет. И это не займет много времени и сил. Такая лампа подойдет и как дачный вариант, например для теплицы, ее свет абсолютно безвреден для растений.

Сборка линейного светодиодного светильника

Сейчас одним из самых популярных и модных решений освещения являются линейные светодиодные светильники. В этой статье мы разберемся, как устроены современные LED системы освещения и соберем один светильник своими руками.

Конструкция

Линейный светильник включает в себя: алюминиевый светодиодный профиль с поликарбонатным светорассеивающим стеклом, источник света (светодиодная лента или светодиодная линейка), LED драйвер. Так же к профилям предлагается огромное множество комплектующих (подвесы, заглушки, крепления и многое др.)

Из плюсов такой простой конструкции можно отметить широкие возможности конфигурации и выбора. Практически каждый такой светильник является уникальным. Неоспоримое преимущество линейных систем освещения заключается в том, что мы можем делать светильники любой длины.

Разновидности

Линейные светильники бывают: встраиваемые, подвесные, накладные. Отличаются они по способу монтажа, который предусмотрен производителем.

Приступим

Выбор корпуса

Мы приняли решение собрать подвесной светильник, который найдет свое применение как в гараже, так и в офисе. Среди широкого ассортимента алюминиевых светодиодных профилей мы нашли подходящий. Наш выбор остановился на профиле который называется U-S35. Габариты этого профиля 35*35*2500мм.

Выбор источника света

Изучив рынок светодиодных лент, посмотрев обзоры и прочитав отзывы, мы захотели применить в нашем будущем светильнике новинку.

Японский светодиодный модуль HOKASU. Модуль обладает огромным преимуществом перед светодиодной лентой.

Злейший враг светодиодов это тепло. От температуры, которую выделяют мощные LED’ы, светодиоды деградируют, теряют проценты своей первоначальной яркости. Очень важен мгновенный отвод точечного тепла, которое концентрируется у самого основания кристалла. Так как, светодиодная лента — это гибкий проводник с smd- светодиодами, при монтаже их на охлаждающую поверхность у нас получается тепловой зазор. Лента не очень плотно клеится к поверхности, мгновенному отводу тепла мешает клей (двойной скотч 3M). Линейки лишены этого недостатка, т.к плата на заводе припаяна к алюминиевой полосе, которая в свою очередь уже крепится к поверхности.

Итак, характеристики в студию:

  • Напряжение питания, V: 24
  • Световой поток, lm / m: 2700
  • Мощность, Вт / м: 26
  • Размер светодиодов: 2835 (2.8×3.5мм)
  • Цветовая температура, K: 4000

Комплектация

Из материалов мы использовали

  • Алюминиевый профиль
  • Заглушки + подвесы + крепления для накладного монтажа
  • Светодиодный модули
  • Источник питания 24v 150w

Для сборки нам понадобится

  • Паяльник
  • Мультиметр
  • Щипцы для резки и зачистки проводов
  • Флюс, олово
  • Прямые руки

Сборка

Для начала мы примерим линейки в профиле и обрежем их до нужного нам размера.
Кстати, их можно резать каждые 4 см.

После того как мы обрезали линейку, желательно проверить её на сопротивление, т.к после первой попытки, когда я резал обычной пилой, линейка замыкала с самого края.

Это связано с тем, что основание изготовлено из алюминия и проводит ток. И при неаккуратном разрезе с торца медные дорожки задевают подложку.

Далее мы проклеиваем линейки (у них предусмотрен клейкий слой 3M):

Сейчас наш светильник практически готов, нам осталось запаять все линейки между собой. Как заявляет производитель: допустимо последовательное соединение до 3м. (Это мы проверим позже, замерив общую мощность готового линейного светильника.)

Припаиваем с одного конца провод и закрываем экран. (Для провода нужно сделать отверстие и вывести его за профиль, но мы пока делать этого не будем.)

Читать еще:  Можно ли использовать светодиодные лампы в бане?

Я подключил светильник к лабораторному источнику питания для того, чтобы посмотреть какой ток потребляют светодиоды. Довольно распространенная проблема, что при подключении мощных лент более 2м идет потеря мощности. Это связано с недостаточной проводимостью медных дорожек. У меня получилось, что суммарная мощность светильника 2.7*24 = 64.8Вт (26 Вт/м).

Показатели скакали от температуры, но усреднено 26 Вт/м. С учетом того, что заявленная мощность одного модуля 26Вт, я считаю это идеальный показатель.

Применимость

Для наглядности я повесил светильник над рабочим столом и сделал несколько фотографий. В будущем найду ему постоянное место.

Стоимость

Линейный светильник 65Вт, 2.5м.

  • Профиль U-S35: 2400р
  • Модули HOKASU: 2370
  • Комплектующие:

300р

  • Источник питания: 1150р
  • Итого: 6220р.

    Одного такого светильника хватит на 2 или даже на 3 рабочих места. Его можно разрезать пополам и установить над разными столами, подключив к одному источнику питания.

    Простая светодиодная лампа своими руками

    Внимание! Данная конструкция не имеет гальванической развязки от высоковольтной сети переменного тока. Строго соблюдайте технику безопасности. При повторении конструкции Вы всё делаете на свой страх и риск. Автор не несёт никакой ответственности за Ваши действия.

    В статье рассмотрена конструкция светодиодной лампы с питанием от сети переменного тока с напряжением до 240 В и частотой 50/60 Гц. Данная лампа мне служит уже более двух лет и я хочу поделится с Вами этой конструкцией. Лампа имеет очень простую схему ограничения тока, что даёт возможность повторения конструкции начинающим радиолюбителям. Она имеет небольшую мощность и может применяться в качестве ночника или для подсветки помещения, где не нужна большая яркость свечения, но важен такой фактор, как низкое энергопотребление и долгий срок службы. Её можно повесить в подъезде или на лестничной площадке и не переживать о выключении или высоком расходе электричества – срок её службы практически ограничен сроком службы применённых светодиодов, так как данная лампа не имеет импульсного преобразователя, которые часто выходят из строя быстрее самих светодиодов, а радиоэлементы здесь подобраны таким образом, что не превышаются номинальные напряжения и рабочие токи как конденсаторов с диодами, так и самих светодиодов даже при максимальном допустимом напряжении и частоты в питающей электросети.

    Лампа имеет следующие характеристики:

    Напряжение питания: до 240 В
    Частота питающей сети: 50/60 Гц
    Потребляемая мощность: не более 1,8 Вт
    Количество светодиодов: 9 штук
    Общее число кристаллов: 27 единиц
    Тип преобразования: с гасящим конденсатором

    В лампе использованы трёхкристалльные светодиоды тёплого белого свечения типа smd5050:

    При протекании номинального тока 20 мА на одном кристалле светодиода падает напряжение порядка 3,3 В. Это основные параметры для расчёта гасящего конденсатора для питания лампы.

    Кристаллы всех девяти светодиодов соединены последовательно друг с другом и таким образом через каждый кристалл протекает одинаковый ток. Этим достигается одинаковое свечение и максимальный срок службы светодиодов и следовательно всей лампы. Схема соединения светодиодов показана на рисунке:

    После спаивания получается вот такая светодиодная матрица:

    Вот так это выглядит с лицевой стороны:

    Представляю Вам принципиальную схему данной светодиодной лампы:

    В лампе используется двухполупериодный выпрямитель на диодах D1-D4. Резистор R1 ограничивает бросок тока во время включения лампы. Конденсатор C2 является фильтрующим и сглаживает пульсации тока через светодиодную матрицу. Для данного случая его ёмкость в микрофарадах примерно можно рассчитать по формуле:

    где I это ток через светодиодную матрицу в миллиамперах и U – падение напряжения на ней в вольтах. Не стоит гнаться за слишком большой ёмкостью этого конденсатора, так как токогасящий конденсатор играет роль ограничителя тока, а подключённая светодиодная матрица является стабилизатором напряжения.

    В данном случае можно использовать конденсатор ёмкостью 2,2-4,7 мкФ. Параллельно ему установленный резистор R3 обеспечивает полную разрядку этого конденсатора после выключения питания. Резистор R2 играет ту же роль для токогасящего конденсатора C1. Теперь главный вопрос – как рассчитать ёмкость гасящего конденсатора? В интернете есть много формул и онлайн калькуляторов для этого, но все они занижали результат и давали более низкую ёмкость, что подтвердилось на практике. При использовании формул с различных сайтов и после применения онлайн калькуляторов в большинстве случаев получилась ёмкость 0,22 мкФ. При установке же конденсатора с данной ёмкостью и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока был получен результат 12 мА при напряжении сети 240 В и частоты 50 Гц:

    Тогда я пошёл более длинным путём и сначала рассчитал необходимое гасящее сопротивление, а затем вывел ёмкость гасящего конденсатора. За исходные данные мы имеем:

    • Напряжение питающей сети: 220 В. Возьмём максимально возможное – 240 В.
    • Частоту сети я взял в 60 Гц. При частоте в 50 Гц через матрицу будет протекать меньший ток и лампа будет светить менее ярче, но, зато будет запас.
    • Напряжение, падающее на светодиодной матрице составит 27*3,3=89,1 В, так как у нас 27 последовательно включённых светодиодных кристаллов и на каждом из них будет падать примерно 3,3 В. Округлим это значение до 90.
    • При максимальной частоте 60 Гц и напряжении в сети 240 В, протекающий через матрицу ток, не должен превышать 20 мА.

    В расчётах используются действующие значения токов и напряжений. По закону Ома гасящее сопротивление должно составлять:

    где Uc – напряжение в сети (В)

    Um – напряжение на светодиодной матрице (В)

    Im – ток через матрицу (A).

    Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то Xc = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:

    вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

    где f – частота питающей сети (Гц)

    Xc – необходимое ёмкостное сопротивление (Ом)

    Напоминаю, что полученное в данном случае значение ёмкости конденсатора справедливо для частоты питающей сети 60 Гц. Для частоты же 50 Гц по расчётам получается значение 0,42 мкФ. Для проверки справедливости я временно поставил два параллельно соединённых конденсатора по 0,22 мкФ с получившейся суммарной ёмкостью в 0,44 мкФ и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока было зафиксировано значение в 21 мА:

    Но для меня была важна долговечность и универсальность и по расчёту на частоту 60 Гц с результатом необходимой ёмкости в 0,35 мкФ я взял близкий номинал с ёмкостью в 0,33 мкФ. Вам так же советую брать конденсатор немного меньшей ёмкости, чем расчётная, что бы не превышать допустимый ток используемых светодиодов.

    Далее подставив формулу для расчёта сопротивления в формулу для определения ёмкости и сократив всё выражение я вывел универсальную формулу в которую, подставив исходные значения, можно вычислить необходимую ёмкость конденсатора для любого числа светодиодов в лампе и любого питающего напряжения:

    Окончательная формула принимает следующий вид:

    Где C – ёмкость гасящего конденсатора (мкФ)

    Id – допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)

    f – частота питающей сети (Гц)

    Uc – напряжение питающей сети (В)

    n – количество используемых светодиодов

    Ud – падение напряжения на одном светодиоде (В)

    Может быть кому то будет лень производить эти расчёты, но по этой формуле можно определить ёмкость для любой светодиодной лампы с любым числом последовательно соединённых светодиодов любого цвета. Можно например сделать лампу из 16 красных светодиодов подставляя в формулу соответствующее красным светодиодам падение напряжения. Главное придерживаться разумных пределов, не превышать количество светодиодов с общим напряжением на матрице до напряжения питающей сети и не использовать слишком мощные светодиоды. Таким образом можно изготовить лампу с мощностью до 5-7 Вт. В противном случае может понадобиться конденсатор слишком большой ёмкости и могут возникнуть сильные пульсации тока.

    Вернёмся к моей лампе и на фотографии ниже показаны радиоэлементы, которые я использовал:

    У меня не нашлось конденсатора ёмкостью 0,33 мкФ и я поставил параллельно включённых два конденсатора с ёмкостью 0,22 и 0,1 мкФ. С такой ёмкостью протекающий через матрицу ток, будет немного меньше расчётного. Фильтрующий конденсатор в моём случае на напряжение 250 В, но я настоятельно рекомендую использовать конденсатор на напряжение от 400 В. Хотя падение напряжения на моей светодиодной матрице и не превышает 90 В, но в случае обрыва или перегорания хоты бы одного из светодиодов напряжение на фильтрующем конденсаторе достигнет амплитудного значения, а это более 330 В при действующем напряжении в питающей сети 240 В. (Ua = 1,4U)

    В качестве корпуса я использовал часть компактной энергосберегающей люминесцентной лампы вытащив из неё электронную начинку:

    Плату я выполнил навесным монтажом и она с лёгкостью поместилась в указанный корпус:

    Светодиодную матрицу я приклеил двойным скотчем к круглому куску гетинакса, который привинтил к корпусу двумя винтами с гайками:

    Так же я сделал небольшой рефлектор, вырезав его из жестяной банки:

    Я провёл реальные измерения при напряжении в питающей сети 240 В и частоте 50 Гц:

    Постоянный ток через светодиодную матрицу принял значение 16 мА, что не превышает номинального тока используемых светодиодов:

    Так же я разработал печатную плату под радиоэлементы в программе Sprint-Layout. Все детали поместились на площади 30Х30 мм. Вид данной печатной платы Вы можете видеть на рисунках:

    Я предоставил эту печатную плату в форматах PDF, Gerber и Sprint-Layout. Вы свободно можете скачать указанные файлы. Хотя на схеме и указаны диоды КД105, но так как в настоящее время они являются редкостью, то печатная плата разведена под диоды 1N4007. Так же можно использовать другие выпрямительные диоды средней мощности на напряжение от 600 В и на ток в 1,5-2 раза больший тока потребления светодиодной матрицы. Дам рекомендацию на счёт сборки этой матрицы. Все светодиоды лицевой стороной я временно приклеил к малярному скотчу и спаял все выводы согласно схеме, после чего готовую матрицу со стороны выводов приклеил на двусторонний скотч и снял бумажный малярный скотч с лицевой стороны. Если у Вас будет возможность, я рекомендую расположить светодиоды на большем расстоянии друг от друга, так как они будут выделять тепло и от близкого расположения могут перегреваться и быстро деградировать.

    Лично у меня эта лампа светит по семь часов в день уже третий год и пока не было никаких проблем. К статье прилагаю также таблицу Exsel с формулой для расчёта. В ней просто нужно подставить исходные значения и в результате получите необходимою ёмкость гасящего конденсатора. Всем ярких и долговечных лампочек. Оставляйте отзывы и делитесь статьёй, так как в интернете много неправильных формул и калькуляторов дающих неверный результат. Здесь же всё проверено опытом и подтверждено временем и реальными измерениями.

    Как сделать простую светодиодную лампу своими руками

    Светодиодная лампа на 220 вольт позволяет сэкономить в 1,5–2 раза больше электроэнергии, чем лампа дневного света, и в 10 раз больше, чем лампа накаливания. К тому же при сборке из перегоревшего светильника расходы на изготовление такой лампы будут значительно ниже. Светодиодная лампа своими руками собирается достаточно просто, хотя работать с высоким напряжением вы можете только при наличии у вас соответствующей квалификации.

    Преимущества самодельной лампы

    В магазине можно найти множество видов ламп. Каждый тип имеет свой недостаток и преимущество. Лампы накаливания постепенно сдают свои позиции из-за высокого потребления энергии, низкой светоотдачи, несмотря на высокий индекс цветопередачи. По сравнению с ними люминесцентные источники света — настоящее чудо. Энергосберегающие лампы — их более современная модернизация, позволившая применять преимущества люминесцентного света в самых распространенных светильниках, с цоколями Е27, лишенная неприятного мерцания старых представителей этого семейства.

    Но и у ламп дневного света есть недостатки. Они быстро выходят из строя из-за частого включения-выключения, к тому же содержащиеся в трубках пары ядовиты, а сама конструкция требует специальной утилизации. По сравнению с ними лампа на светодиодах (LED) — вторая революция в области освещения. Они ещё более экономичны, не требуют особой утилизации и работают в 5–10 раза дольше.

    У светодиодных ламп есть один, но существенный недостаток — они самые дорогие. Чтобы снизить этот минус до минимума или обернуть его в плюс, потребуется соорудить её из светодиодной ленты своими руками. При этом стоимость источника света становится ниже, чем у люминесцентных аналогов.

    Самодельная светодиодная лампа обладает рядом преимуществ:

    • срок службы устройства при правильной сборке составляет рекордные 100 000 часов;
    • по эффективности ватт/люмен они также превосходят все аналоги;
    • стоимость самодельной лампы не выше, чем у люминесцентной.

    Разумеется, есть один недостаток — отсутствие гарантий на изделие, который должен компенсироваться точным соблюдением инструкций и мастерством электрика.

    Материалы для сборки

    Способов создания лампы своими руками великое множество. Наиболее распространены методы с использованием старого цоколя от перегоревшей люминесцентной лампы. Такой ресурс найдется у каждого в доме, поэтому проблем с поиском не будет. Помимо этого понадобятся:

    1. Цоколь от перегоревшего изделия.
    2. Непосредственно ЛЕД. Они продаются в виде светодиодных лент или отдельных светодиодов НК6. Каждый элемент имеет силу тока примерно 100–120 мА и напряжение около 3–3,3 Вольта.
    3. Потребуется диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
    4. Нужен предохранитель, который можно найти в цоколе перегоревшей лампы.
    5. Конденсатор. Его емкость, напряжение и другие параметры выбираются в зависимости от электрической схемы для сборки и количества светодиодов в ней.
    6. В большинстве случаев потребуется каркас, на который будут крепиться светодиоды. Каркас можно сделать из пластика или подобного материала. Главное требование — не должен быть металлическим, токопроводящим и должен быть теплоустойчивым.
    7. Для надежного прикрепления светодиодов к каркасу потребуется суперклей или жидкие гвозди (последние предпочтительней).

    Один–два элемента из вышеперечисленного списка могут не пригодиться при некоторых схемах, в других случаях могут, наоборот, добавляться новые звенья цепи (драйвера, электролиты). Поэтому список необходимых материалов нужно составлять в каждом конкретном случае индивидуально.

    Собираем лампу из светодиодной ленты

    Разберем пошагово создание источника света на 220 В из светодиодной ленты. Чтобы решиться использовать новшество на кухне, достаточно вспомнить, что собранные своими руками светодиодные лампы существенно выгодней люминесцентных аналогов. Они живут в 10 раз дольше, а потребляют в 2–3 раза меньше энергии при одинаковом уровне освещения.

    1. Для конструирования понадобятся две перегоревшие люминесцентные лампы длиной полметра и мощностью 13 ватт. Покупать новые смысла нет, лучше найти старые и неработающие, но не сломанные и без трещин.
    2. Далее идем в магазин и покупаем светодиодную ленту. Выбор большой, поэтому к приобретению подойдите ответственно. Желательно покупать ленты с чистым белым или естественным светом, он не изменяет оттенки окружающих предметов. В таких лентах светодиоды собраны в группы по 3 штуки. Напряжение одной группы 12 вольт, а мощность 14 ватт на метровую ленту.
    3. Затем нужно разобрать люминесцентные лампы на составные части. Осторожно! Не повредите провода, а также не разбейте трубку, иначе ядовитые пары вырвутся наружу и придется проводить уборку, как после разбитого ртутного градусника. Извлеченные внутренности не выбрасывайте, они пригодятся в дальнейшем. Ниже представлена схема светодиодной ленты, которую мы купили. В ней ЛЕД подключены параллельно по 3 штуки в группе. Обратите внимание, что такая схема нам не подходит.
    4. Поэтому нужно разрезать ленту на участки по 3 диода в каждом и достать дорогие и бесполезные преобразователи. Разрезать ленту удобней кусачками или большими и крепкими ножницами. После спаивания проволочек должна получиться схема, приведенная ниже. В итоге должно получиться 66 светодиодов или 22 группы по 3 ЛЕД в каждой, подключенные параллельно по всей длине. Расчеты просты. Так как нам понадобится преобразовать переменный ток в постоянный, то стандартное напряжение 220 Вольт в электрической сети нужно увеличить до 250. Необходимость «накинуть» напряжение связана с процессом выпрямления.
    5. Для выяснения количества секций светодиодов нужно разделить 250 Вольт на 12 Вольт (напряжение для одной группы по 3 штуки). В итоге получим 20,8(3), округлив в большую сторону, получаем 21 группу. Здесь желательно добавить ещё одну группу, поскольку общее количество светодиодов придется разделить на 2 лампы, а для этого нужно четное число. К тому же добавив ещё одну секцию, сделаем общую схему безопаснее.
    6. Нам понадобится выпрямитель постоянного тока, именно поэтому нельзя выбрасывать извлеченные внутренности люминесцентной лампы. Для этого достаем преобразователь, при помощи кусачек удаляем конденсатор из общей цепи. Сделать это достаточно просто, поскольку он расположен отдельно от диодов, то достаточно отломить плату. На схеме показано, что должно в итоге получиться, более подробно.
    7. Далее при помощи пайки и суперклея нужно собрать всю конструкцию. Даже не пытайтесь уместить все 22 секции в один светильник. Выше говорилось, что нужно специально найти 2 полуметровые лампы, поскольку разместить все светодиоды в одной просто невозможно. Также не нужно рассчитывать на самоклеющийся слой на обратной стороне ленты. Он не протянет долго, поэтому светодиоды нужно закрепить при помощи суперклея или жидких гвоздей.

    Подведем итоги и выясним достоинства собранного изделия:

    • Количество света от получившихся светодиодных ламп в 1,5 раза больше, чем у люминесцентных аналогов.
    • Потребляемая мощность при этом намного меньше, чем у ламп дневного света.
    • Служить собранный источник света будет в 5–10 раз дольше.
    • Наконец, последнее преимущество — направленность света. Он не рассеивается и направлен строго вниз, благодаря чему используется у рабочего стола или на кухне.

    Разумеется, испускаемый свет не отличается высокой яркостью, но главным достоинством является низкое энергопотребление лампы. Даже если включить и никогда не выключать её, то она за год съест всего 4 кВт энергии. При этом стоимость потребляемой электроэнергии в год сопоставима со стоимостью билета в городском автобусе. Поэтому такие источники света особенно эффективно использовать там, где требуется постоянная подсветка (коридор, улица, подсобка).

    Собираем простую лампочку из светодиодов

    Разберем другой способ создания светодиодного светильника. Люстра или настольная лампа нуждается в стандартном цоколе E14 или E27. Соответственно, схема и используемые диоды будут отличаться. Сейчас широко используются компактные люминесцентные лампы. Нам потребуется один перегоревший патрон, также изменим общий список материалов для сборки.

    • перегоревший цоколь E27;
    • драйвер RLD2-1;
    • светодиоды НК6;
    • кусок картона, но лучше — пластика;
    • суперклей;
    • электрическая проводка;
    • а также ножницы, паяльник, плоскогубцы и другие инструменты.

    Приступим к созданию самодельной лампы:

    1. Сначала нужно разобрать старый светильник. В люминесцентных компактных лампах цоколь присоединяется к пластинке с трубками при помощи защелок. Если найти места с защелками и поддеть их отверткой, то цоколь отсоединится достаточно просто. При разборке нужно быть осторожным, чтобы не повредить трубки. Если они лопнут, то наружу попадут ядовитые вещества, содержащиеся в них. При вскрытии следите, чтобы электропроводка, ведущая к цоколю, осталась цела. Также не выбрасывайте содержимое цоколя.
    2. Из верхней части с газоразрядными трубками нужно сделать пластинку, к которой будут крепиться светодиоды. Для этого отсоединяем трубки лампочки. В оставшейся пластинке находится 6 отверстий. Чтобы светодиоды надежно крепились в ней, нужно сделать пластмассовое или картонное «дно», которое также будет изолировать светодиоды. Использовать будем светодиоды НК6 (фото внизу). Их достоинство в том, что они многокристальные (по 6 кристаллов в диоде) с параллельным подключением. Из-за этого источник света получается достаточно ярким при минимальной мощности.
    3. В крышке делаем по 2 отверстия для каждого светодиода. Прокалывайте отверстия аккуратно и равномерно, чтобы их расположение и задуманная схема соответствовали друг другу. При использовании в качестве «дна» куска пластмассы светодиоды будут крепиться довольно прочно, но в случае применения куска картона понадобится склеить основание со светодиодами с помощью суперклея или жидких гвоздей.
    4. Так как лампочка будет применяться в сети с напряжением 220 вольт, то понадобится драйвер RLD2-1. К нему можно подсоединить 3 одноваттных диода. У нас же 6 светодиодов с мощностью 0,5 ватт каждый. Поэтому схема соединения будет состоять из двух последовательно соединенных частей, в каждой части располагается 3 параллельно подсоединенных светодиода. Вверху приведена схема, а в реальности вся конструкция выглядит так:
    5. Перед сборкой нужно изолировать драйвер и плату друг от друга при помощи кусочка картона или пластика. Это позволит избежать короткого замыкания в будущем. Беспокоиться о перегреве не стоит, лампа практически не нагревается.
    6. Осталось собрать конструкцию и проверить в деле.

    Световой поток собранного светильника равняется 100–120 люменам. Благодаря чистому белому свету лампочка кажется существенно светлее. Этого хватит для освещения небольшого помещения (коридора, подсобки). Главным достоинством светодиодного источника света является низкое энергопотребление и мощность — всего 3 Ватта. Что в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2–3 раза — люминесцентных. Работает она от обычного патрона с питанием 220 вольт.

    Заключение

    Значит, имея под руками неработающие линейные или компактные люминесцентные лампы и несколько элементов, приведенных выше в данной статье, можно создать своими руками светодиодную лампу, обладающую рядом преимуществ. Одно из основных — низкая стоимость по сравнению с лампами, которые можно приобрести в магазине. При сборке и монтаже требуется соблюдать меры безопасности, так как приходится работать с высоким напряжением, поэтому следует придерживаться последовательности монтажа по схеме. В итоге получите лампу, которая будет долго работать и радовать глаз.

    Видео

    Ссылка на основную публикацию
    ×
    ×
    Adblock
    detector