Светодиод - это полупроводниковое устройство, позволяющее преобразовывать электрический ток в световое излучение. Одна светодиодная лампа на 220 вольт позволяет сэкономить огромное количество электроэнергии. Экономия выходит в 2 раза больше лампы дневного света и в 10 раз, чем лампа накаливания. Если использовать для изготовления такой лампы детали от перегоревшего светильника, можно значительно снизить расходы. Светодиодную лампу своими руками можно собрать достаточно просто. Но не стоит забывать, что для этого необходимо иметь соответствующую квалификацию, так как придётся работать с высоким напряжением.
Преимущества светодиодов
В наше время можно найти огромное количество видов люстр со светодиодными лампами в магазинах. У них есть разные преимущества и недостатки. Модернизация энергосберегающих ламп позволяет воспользоваться всеми преимуществами люминесцентного света. Это касается самых распространённых светильников с цоколем E 27. А старые представители этого семейства были наделены неприятным мерцанием. Люминесцентные источники света - это действительно настоящее чудо. По сравнению с ними лампы накаливания очень сильно сдают свои позиции. Их высокое потребление энергии и низкую светоотдачу не перекрывает высокий индекс цветопередачи.
Долговечность - это главный их плюс. Механически он прочен и надёжен . Известно, что его срок работы может достигать до 100 000 часов. А также они считаются экологически чистыми источниками света в отличие от люминесцентных ламп, которые, в свою очередь, содержат ртуть. Но как известно, у ламп дневного света есть некоторые недостатки:
- Пары, которые содержатся в трубках довольно ядовитые.
- Из-за частого включения-выключения быстро могут выйти из строя.
- Сама конструкция требует определённой утилизации.
Для того чтобы убрать этот маленький минус и обернуть его в хороший плюс, можно соорудить лампу из светодиодной ленты своими руками. Таким способом можно снизить стоимость источника света. Она будет намного ниже, чем у люминесцентных аналогов. А также такая лампа будет обладать рядом преимуществ:
- Срок службы лампы составит рекордные 100 000 часов, но только при правильной сборке.
- Стоимость самодельного устройства не выше, чем у люминесцентной лампы.
- Эффективность ватт/люмен намного превосходит все аналоги.
Но также имеется один недостаток - на это изделие отсутствует гарантия. Она должна компенсироваться мастерством электрика и точным соблюдением инструкции.
Самодельные светильники
Для создания лампы своими руками имеется огромное количество способов. Использование старого цоколя от прогоревшей люминесцентной лампы является самым распространённым методом. Такие ресурсы имеются в каждом доме, поэтому с их поиском проблем не будет. А также понадобится:
В некоторых схемах может и не пригодиться один или два элемента из этого списка. Однако в других могут, наоборот, понадобится новые звенья цепи, например: драйвера или электролиты. В каждом конкретном случае нужно индивидуально составлять список необходимых материалов .
Как сделать светодиодный светильник своими руками
Чтобы приступить к монтажу лампы, необходимо подготовить две испорченные люминесцентные лампы с мощностью в 13 Вт и длиной полметра. Нет никакого смысла покупать новые, лучше всего найти неработающие старые. Но их обязательно нужно проверить на наличие трещин и сколов.
Далее в магазине необходимо приобрести светодиодную ленту. К этому нужно подойти ответственно, так как выбор очень велик. Лучше всего подойдут ленты с естественным или чисто-белым светом. Так как они не изменяют оттенки окружающих предметов и являются сверхяркими. Обычно в этих лентах светодиоды собраны в группы по три штуки. Мощность одной группы - 14 Вт, а напряжение - 12 вольт на метровую ленту.
После чего нужно произвести разборку люминесцентных ламп на составные части. Необходимо действовать очень осторожно - не повредить провода и не разбить трубку, так как в этом случае вырвутся ядовитые пары. Все извлечённые внутренности не стоит выбрасывать. Они могут пригодиться в дальнейшем. Далее необходимо разрезать ленту на участки по 3 диода. После этого стоит достать дорогие и ненужные преобразователи. Большие крепкие ножницы или кусачки лучше всего подойдут для того, чтобы разрезать ленту.
В итоге должно оказаться 22 группы
по 3 led или 66 светодиодов, которые должны быть подключены параллельно по всей длине. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, необходимо стандартное напряжение 220 вольт увеличить до 250 в электрической сети. Это связано с процессом выпрямления. Следующим шагом будет выяснение количества секций светодиодов. Для этого необходимо разделить 250 вольт на 12 вольт (напряжение для 1 группы по 3 шт.). Получив в итоге 20,8 (3), нужно округлить в большую сторону - получится 21 группа. Лучше всего добавить ещё одну группу, так как общее количество светодиодов будет делиться на две лампы. А делить чётное количество намного легче.
Далее понадобится выпрямитель постоянного тока, который можно найти в извлечённых внутренностях люминесцентной лампы. При помощи кусачек извлекаем конденсатор из общей цепи преобразователя. Произвести это действие довольно легко, поскольку он находится отдельно от диодов, стоит только отломить плату.
Воспользовавшись суперклеем
и пайкой, необходимо собрать всю конструкцию. Не стоит пытаться уместить все 22 секции в один светильник. Как говорилось выше, нужно найти 2 полуметровые лампы, так как разместить все светодиоды в одной просто невозможно. Не нужно рассчитывать на самоклеящийся слой, который располагается с обратной стороны ленты. Он не сможет прослужить долгое время. Поэтому для закрепления светодиодов лучше воспользоваться суперклеем или жидкими гвоздями.
Подводя итоги, можно разобрать все достоинства собранного изделия. Количество света у получившихся ламп в 1,5 раза больше, чем у аналогов. А вот потребляемая мощность намного меньше, чем у ламп дневного света. Срок службы этого источника света будет примерно в 10 раз больше. И также одно из преимуществ - это направленность света. Он направлен строго вниз и не имеет возможности рассеиваться. Поэтому лучше всего будет использоваться у рабочего стола или на кухне. Однако испускаемый свет не отличается высокой яркостью, но имеет низкое энергопотребление.
Постоянное использование лампы во включённом состоянии за год съест всего 4 кВт энергии. Стоимость потребляемой электроэнергии в год можно сопоставить со стоимостью билета в городском транспорте. Поэтому такие источники света часто используют там, где требуется постоянная подсветка, к примеру:
- Улица.
- Коридор.
- Подсобка.
- Аварийное освещение.
Простая лампочка из светодиодов
Есть другой способ создания светильника. Настольная лампа, люстра или фонарь нуждаются в цоколе E14 или E27. Соответственно, используемые диоды и схема будут отличаться. Сейчас распространены компактные люминесцентные лампы. Для монтажа понадобится один перегоревший патрон, а также изменённый список материалов. Необходимо:
Перейдём к созданию светодиодного модуля своими руками. Для начала надо произвести разборку старого светильника. В люминесцентных лампах цоколь крепится к пластинке с трубками и закрепляется при помощи защёлок. Цоколь можно отсоединить достаточно просто. Необходимо, найдя места с защёлками, поддеть их отвёрткой. Делать нужно всё довольно осторожно, чтобы не повредить трубки. При вскрытии необходимо следить, чтобы электропроводка, которая ведёт к цоколю, осталась цела.
Из верхней части с газоразрядными трубками нужно изготовить пластинку, к которой будут прикрепляться светодиоды. Для этого нужно отсоединить трубки лампочки . В оставшейся пластинке имеется 6 отверстий. Чтобы светодиоды плотно крепились в ней, нужно сделать картонное или пластмассовое «дно», которое также будет изолировать светодиоды. Использовать нужно светодиоды НК6, они многокристальные (по 6 кристаллов в диоде) с параллельным подключением.
Из-за этого источник света получается сверхярким при минимальной мощности. В крышке нужно сделать по 2 отверстия для каждого светодиода. Прокалывать отверстия стоит аккуратно и равномерно, чтобы их расположение соответствовало друг другу и задуманной схеме. Если использовать в качестве «дна» кусок пластмассы, то светодиоды будут закрепляться прочно. А вот в случае применения куска картона потребуется склеить основание со светодиодами при помощи суперклея или жидких гвоздей.
Так как лампочка будет использоваться в сети с напряжением 220 вольт, то потребуется драйвер RLD2−1. К нему можно подсоединить 3 диода по 1 ватту. Для этой лампы ушло 6 светодиодов с мощностью по 0,5 ватт. Из этого следует, что схема соединения будет образовываться из двух последовательно соединённых частей из трёх параллельно подсоединённых светодиодов.
Перед тем как приступить к сборке, нужно изолировать драйвер и плату друг от друга. Для этого можно воспользоваться кусочком картона или пластика. Это позволит избежать короткого замыкания в будущем. Не стоит беспокоиться о перегреве, так как лампа совсем не греется. Осталось собрать конструкцию и испытать её в деле. Из-за белого света лампочка кажется значительно светлее. Световой поток собранного светильника равняется 100−120 люменам. Этого может хватить для освещения маленького помещения (коридора или подсобки).
Виды светильников
Светильники на светодиодах можно разделить на две группы: индикаторные (светодиодные) - используются как индикаторы, поскольку они являются маломощными и неяркими. Зелёные лампочки на маршрутизаторе - это индикаторные светодиоды. Такие диоды есть и на телевизоре. Их применение довольно разнообразно. Например:
- Подсветка панели автомобиля.
- Различные электронные приборы.
- Подсветка компьютерных дисплеев.
Их цвета имеют огромное разнообразие: жёлтый, зелёный, красный, фиолетовый, голубой, белый и даже ультрафиолетовый. Стоит запомнить, что цвет светодиода не зависит от цвета пластика. Он определяется от типа полупроводникового материала, из которого он сделан. В большинстве случаев, чтобы узнать цвет, нужно включить его, так как они выполнены из бесцветного пластика.
Осветительная конструкция используется для освещения чего-либо. Имеет отличия по своей мощности и яркости. А также отличается очень сниженной ценой, поэтому нередко применяется в бытовом и промышленном освещении. Такой вид освещения считается производительным, экологическим и дешёвым. На сегодняшний день уровень развития технологии может позволить производить лампы с большим уровнем светоотдачи на 1 Ватт.
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.
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- Резистор на 100 ОМ при включении защищает схему от бросков напряжения, если его нет, нужно использовать выпрямительный диодный мост большей мощности.
- 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.
- Убедитесь в том, что используемый конденсатор рассчитан на рабочее напряжение не менее 350 В, оно должно в полтора раза превышать напряжение сети.
- 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.
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
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
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.
Светодиод являет собой полупроводниковое устройство, которое позволяет преобразовывать электрический ток в световое излучение. Конструктивно это полупроводниковый кристалл (чип), который собственно и излучает свет, подложка, корпус с контактными выводами и оптическая система.
Как вы уже знаете, они бывают разных цветов, это зависит от материала изготовления и разных добавок. В корпус, как правило, устанавливается один кристалл (чип), но если есть необходимость, производитель может установить несколько кристаллов.
Особенности видов светодиодных светильников
Индикаторные (светодиодные) - используются как индикаторы, из-за того, что они неяркие и маломощные. На вашем маршрутизаторе горят зелёные лампочки - это индикаторные светодиоды, на телевизоре горит лампочка в углу - тоже он.
Собственно много где применяются светодиоды. В различных электронных приборах, подсветке панели автомобилей, подсветка компьютерных дисплеев, жк-телевизоров и бесчисленном количестве других устройств.
Цвета могут быть разные: красный, жёлтый, зелёный , голубой, фиолетовый, белый, даже ультрафиолетовый. Запомните что цвет светодиода определяется не цветом пластика, из которого сделан корпус, а из типа полупроводникового материала, из которого он сделан. Но большинство светодиодов выполнено из бесцветного пластика, и цвет можно узнать, только включив его.
Осветительные конструкции - используются, как вы уже поняли, для освещения. В отличие от индикаторных отличаются своей яркостью и мощностью, со стремительно снижающейся ценой их применяют в бытовом и промышленном освещении, настольных лампах, светодиодных светильниках, освещении офисов и рабочих площадей, везде где только можно.
Так как это дешёвый, производительный и экологический вид освещения. Уровень развития технологий позволяет производить их с очень большим уровнем светоотдачи на 1 Вт. У мощных светодиодов, производимых серийно, это значение достигает 140-й Люмен (единица измерения светового потока в СИ). Это позволяет использовать их в очень широком спектре применения.
Использование светодиода для светильников
Прежде всего это их главный плюс - долговечность. Механически он надёжен и прочен
. В теории, его срок работы может достигать до 100 000 часов. Это примерно в 100 раз больше срока работы, чем у ламп накаливания и в 10 раз больше чем у люминесцентных ламп.
Но срок службы светодиода напрямую зависит от него самого, силу подаваемого на него тока, охлаждения чипа (кристалла) непосредственно излучающего сам свет, и соответственно самого качества светодиода.
Фирменные изделия будут дороже, но и прослужат гораздо дольше обычных китайских безымянных светодиодов. Это напрямую сказывается на потребительских свойствах.
Стоит также отметить про экологичность. Они являются экологически чистыми источниками света , в отличие от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.
Люминесцентны лампы после выхода их из строя следует сдавать в специализированные пункты приёма. А в наших реалиях такие лампы мало кто сдаёт в соответствующие пункты, а попросту выбрасывает на свалку, где они наносят непоправимый вред окружающей среде.
Монтаж светодиодного светильника своими руками
А теперь давайте приступим к созданию нашего светодиодного светильника, который мы сделаем своими руками.
Светодиод (осветительный) - как уже упоминалось выше, состоит из кристалла, подложки, корпуса с контактными выводами и оптической системой (линзой). Для лампы мы используем 8 шт. мощных 1W светодиодов. Это позволит сделать большую площадь освещения.
Драйвер (блок питания) - для преобразования переменного тока 220V в постоянный ток для подачи на схему . Нужно определить основные критерии для выбора драйвера, они заключаются в мощности используемых светодиодов, это 1W, 3W, 5W. Также это заключается в количестве светодиодов, требованию к защите от внешних воздействий.
Обратите внимание, что при отсутствии драйвера можно использовать ограничительные резисторы , но драйвер будет предпочтительнее. Почему спросите вы не сэкономить на драйвере? Достаточно посмотреть на рынок, куча недорогих светодиодных ламп с кучей светодиодов и относительно недорого.
Но как правило, такие лампы живут недолго, 4–5 месяцев, и за это время ещё умудряются потерять чуть ли не половину яркости, все это из-за того, что в этой лампе сэкономили на драйвере, эго просто не поставили. А так как мы настроены на долгую работу нашей лампы, сделанную своими руками, то будем использовать драйвер как необходимый компонент устройства.
Материал для корпуса осветительного прибора
Для изготовления корпуса можно использовать старый светильник. Желательно взять именно металлический корпус
, так как светодиоды - это полупроводники, которые пропускают электрический ток, и соответственно греются.
Температура - один из основных показателей долговечности, так что нам важно чтобы было хорошее охлаждение.
У перегревающегося светодиода срок службы уменьшается в несколько раз. Корпус можно взять со старой люминесцентной лампы, или из другого подходящего нам по размеру объекта.
В случае если отсутствует металлический корпус, а есть только пластмассовый, то можно это положение немного исправить, наклеив непосредственно на пластмассовый корпус светильника алюминиевый скотч , который сможет немного отвести тепло.
Сборка конструкции светодиодного светильника
Приступим непосредственно к самой сборке осветительного устройства своими руками.
Светодиоды с заводской подложкой из алюминия крепим на радиатор , которым в этом случае выступает металлический корпус светильника или, если корпус пластмассовый, то алюминиевый скотч, наклеенный на корпус, главное тут-отвод тепла. Спаивать светодиоды в схеме необходимо последовательно.
Так как светодиод у нас с подложкой, то крепить его мы будем на радиатор с помощью термоклея , термоклей позволяет отводить тепло от светодиода, что увеличит срок жизни последнего. Светодиод мы возьмём сверхяркий 1W на подложке.
Приведём его краткие характеристики:
- Напряжение питания 3.2–3.4V (вольт).
- Потребляемый ток 350 ma (миллиампер).
- Длина волны 6500K (кельвинов), холодный свет.
- Световой поток 140 lm (люмен).
Для светильника следует использовать светодиодный драйвер 12W LED.
Характеристики драйвера:
- Входное напряжение (AC): 100–240V.
- Выходное напряжение (Output voltage): 18–46V.
- Выходной ток (Output current):300 ma ± 5%.
- Температура работы -45 +75 градусов по Цельсию.
Важное значение имеют два параметра - ток и рабочее напряжение светодиода. Рабочее напряжение ещё могут называть «падением напряжения». Этот термин обозначает, что после светодиода, напряжение в сети будет меньше на размер «падения напряжения».
Если по-простому, то если подать питание на светодиод, который имеет падение напряжения 3V, то для следующего элемента в сети это напряжение будет на 3V меньше. У нашего светильника будет 8 светодиодов с напряжением питания 3.2–3.4 вольта. В среднем - 3.3V.
В драйвере для нашего светильника диапазон этого значения 18–46V. Мы как раз в него попадаем, он нам подходит по этому показателю.
Ещё один показатель у драйвера и светодиода, от которого зависит работоспособность лампы - это потребляемый ток у светодиода , и выходной ток у драйвера. Это значение в светодиоде 350 ma, а в драйвере 300 ma. Это тоже подходит для функционирования нашей лампы.
Следует помнить, что светодиод не способен контролировать потребление тока. Это также важная причина почему стоит использовать драйвер.
Обратите внимание, что светодиоды располагаются уже на подложке из алюминия, что также будет способствовать отводу тепла.
Осталось только спаять своими руками саму схему. Не забывайте, что слишком долго держать паяльник на контактах светодиода нельзя, чтобы не нанести вред в виде перегрева.
Главное - это внимательность, если спаять все правильно, получится яркий и равномерный свет лампы, от 8 светодиодов мощностью 1W. Далее с помощью термоклея приклеиваем наши светодиоды на корпус лампы, который будет служить для отвода тепла, как оговаривалось ранее.
Драйвер также крепим внутри для компактности устройства. Закрыв рассеивательным стеклом корпус, мы получаем прекрасную лампу, излучающую в сумме 1120-й люмен, и потребляющую 8 Ватт .
Со временем при желании можно всё освещение в доме перевести на светодиодное, опять же своими руками, чтобы не переплачивать лишнее. Плюсы этого освещения явные: низкое энергопотребление , экологичность, приятный и чистый свет. Так что смелее беритесь за паяльник и делайте качественную светодиодную лампу своими руками.
Постепенно приборы освещения переходят на светодиодные лампы. Произошло это не сразу, был затяжной переходный период с применением так называемых экономок – компактных газоразрядных лампочек со встроенным блоком питания (драйвером) и стандартным патроном Е27 или Е14.
Такие лампы широко применяются и сегодня, поскольку их стоимость в сравнение с LED источниками света не такая «кусачая».
При неплохом балансе цены и экономичности (разница в цене с обычными лампами накаливания со временем окупается за счет экономии электроэнергии), газоразрядные источники света имеют ряд недостатков:
- Срок службы ниже, чем у ламп накаливания.
- Высокочастотные помехи от блока питания.
- Лампы, не любят частого включения – выключения.
- Постепенное снижение яркости.
- Влияние на расположенные рядом поверхности: на поверхности потолка (над лампой) со временем появляется темное пятно.
- Да и вообще, иметь в доме колбу с некоторым количеством ртути как-то не очень хочется.
Прекрасная альтернатива – светодиодные светильники. Список достоинств весомый: - Потрясающая экономичность (до 10 раз в сравнение с лампами накаливания).
- Огромный срок службы.
- Совершенные и безопасные блоки питания (драйверы).
- Абсолютно не зависят от количества включений.
- При нормальном охлаждении не теряют яркости практически весь период эксплуатации.
- Полная механическая безопасность (даже если разбить декоративный рассеиватель, никаких вредных веществ в помещение не попадет).
- Направленность светового потока предъявляет высокие требования при конструировании рассеивателя.
- Все-таки они дорого стоят (речь идет о качественных брендах, безымянные изделия среднего уровня вполне доступны).
Но именно в этой конструкции кроется «засада».
Перед нами качественная (при этом относительно недорогая) лампа с яркостью свечения 1000 Lm (эквивалент 100 ваттной лампы накаливания), и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня такие LED источники света работают по много лет, светят приятным теплым светом (температура 2700 K), и никакой деградации яркости со временем не наблюдается.
Но для мощного света, требуется серьезное охлаждение. Поэтому корпус у этой лампы на 2/3 состоит из радиатора. Он пластиковый, не портит внешний вид, и достаточно эффективен. Из конструкции следует главный недостаток – реальным источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет подбор светильника – не в каждой рожковой люстре такая лампа будет выглядеть гармонично.
Есть лишь один выход – покупать готовые LED светильники, конфигурация которых изначально рассчитана под конкретные источники света.
Ключевое слово – покупать. А куда девать любимые торшеры, люстры и прочие светильники в квартире?
Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно
Основной критерий – минимизация стоимости.Есть два основных направления при разработке светодиодных источников света:
1. Применение маломощных (до 0.5 Вт) светодиодов. Их требуется много, можно сконфигурировать любую форму. Не нужен мощный радиатор (мало греются). Существенный недостаток – более кропотливая сборка.
2. Использование мощных (1 Вт – 5 Вт) LED элементов. Эффективность высокая, трудозатраты в разы меньше. Но точечное излучение требует подбора рассеивателя, и для реализации проекта нужны хорошие радиаторы.
Для экспериментальных конструкций я выбрал первый вариант. Самое недорогое «сырье»: 5 мм светодиоды с рассеиванием 120° в прозрачном корпусе. Их называют «соломенная шляпа».
Характеристики следующие:
- прямой ток = 20 мА (0.02 А)
- падение напряжения на 1 диоде = 3,2-3,4 вольта
- цвет – теплый белый
Я купил несколько упаковок по 100 шт. на aliexpress (ссылка на покупку). Обошлось чуть меньше, чем по 1 р. за штуку.
В качестве блоков питания (точнее сказать источников тока), я решил использовать проверенную схему с гасящим (балластным) конденсатором. Достоинства такого драйвера – экстремальная дешевизна, и минимальное потребление энергии. Поскольку нет ШИМ контроллера, или линейного стабилизатора тока – лишняя энергия в атмосферу не уходит: в этой схеме нет элементов с рассеивающим тепло радиатором.
Недостаток – отсутствие стабилизации тока. То есть, при нестабильном напряжении электросети, яркость свечения будет меняться. У меня в розетке ровно 220 (+/- 2 вольта), поэтому такая схема в самый раз.
Элементная база тоже не из дорогих.
- диодные мосты серии КЦ405А (можно любые диоды, хоть Шоттки)
- пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (с запасом)
- 1-2 ваттные резисторы
- электролитические конденсаторы 47 mF на 400 вольт (можно взять емкость побольше, но это выходит за рамки экономности)
- такие мелочи, как макетная плата и предохранители, обычно есть в арсенале любого радиолюбителя
После аккуратного (на улице!) извлечения колбы со ртутными парами, остается прекрасная заготовка для творчества.
Основа основ – расчет и принцип работы токового драйвера с гасящим конденсатором
Типовая схема изображена на иллюстрации:
Как работает схема:
Резистор R1 ограничивает скачок тока при подаче питания, пока схема не стабилизируется (около 1 секунды). Значение от 50 до 150 Ом. Мощность 2 Вт.Резистор R2 обеспечивает работу балластного конденсатора. Во-первых, он его разряжает при отключении питания. Как минимум для того, чтобы вас не тряхнуло током при выкручивании лампочки. Вторая задача – не допустить токового броска в случае, когда полярность заряженного конденсатора и первой полуволны 220 вольт не совпадают.
Собственно, гасящий конденсатор С1 – основа схемы. Он является своеобразным фильтром тока. Подбирая емкость, можно установить любой ток в цепи. Для наших диодов он не должен превышать 20 мА в пиковых значениях напряжения сети.
Далее работает диодный мост (все-таки светодиоды – это элементы с полярностью).
Электролитический конденсатор C2 нужен для предотвращения мерцания лампы. Светодиоды не имеют инертности при включении-выключении. Поэтому глаз будет видеть мерцание с частотой 50 Гц. Кстати, этим грешат дешевые китайские лампы. Проверяется качество конденсатора с помощью любого цифрового фотоаппарата, хоть смартфона. Посмотрев на горящие диоды через цифровую матрицу, можно увидеть моргание, неразличимое для человеческого глаза.
Кроме того, этот электролит дает неожиданный бонус: светильники выключаются не сразу, а с благородным медленным затуханием, пока емкость не разрядится.
Расчет гасящего конденсатора производится по формуле:
I = 200*C*(1.41*U cети - U led)
I – полученный ток цепи в амперах
200 – это константа (частота сети 50Гц * 4)
1,41 – константа
С – емкость конденсатора С1 (гасящего) в фарадах
U сети – предполагаемое напряжение сети (в идеале – 220 вольт)
U led – суммарное падение напряжения на светодиодах (в нашем случае – 3,3 вольта, помноженное на количество LED элементов)
Подбирая количество светодиодов (с известным падением напряжения) и емкость гасящего конденсатора, надо добиться требуемого тока. Он должен быть не выше указанного в характеристиках светодиодов. Именно силой тока вы регулируете яркость свечения, и обратно пропорционально – срок жизни светодиодов.
Для удобства можно создать формулу в Exel.
Схема проверена неоднократно, первый экземпляр собран почти 3 года назад, трудится в светильнике на кухне, сбоев в работе не было.
Переходим к практической реализации проектов. Количество LED элементов и емкость конденсатора в отдельных схемах обсуждать нет смысла: проекты индивидуальные для каждого светильника. Рассчитывались строго по формуле. Приведенная выше схема на 60 светодиодов с конденсатором на 68 микрофарад – не просто пример, а реальный расчет для тока в цепи 15 мА (для продления жизни светикам).
LED лампа в рожковую люстру
Выпотрошенный патрон от экономки используем в качестве корпуса для схемы и несущей конструкции. В этом проекте я не использовал макетную плату, собрал драйвер на кругляше из ПВХ толщиной 1 мм. Получилось как раз в размер. Два конденсатора – по причине подбора емкости: не нашлось нужного количества микрофарад в одном элементе.
В качестве корпуса для размещения LED элементов использована баночка от йогурта. В конструкции также использовал обрезки листов вспененного ПВХ 3 мм.
После сборки получилось аккуратно и даже красиво. Такое расположение патрона связано с формой люстры: рожки направлены вверх, на потолок.
Далее размещаем светодиоды: по схеме 150 шт. Протыкаем пластик шилом, трудозатраты: один полноценный вечер.
Забегая вперед, скажу: материал корпуса себя не оправдал, слишком тонкий. Следующий светильник был изготовлен из листового ПВХ 1 мм. Для придания формы рассчитал развертку конуса на те же 150 диодов.
Получилось не так изящно, но надежно, и отлично держит форму. Лампа полностью скрыта в рожке люстры, поэтому внешность не столь важна.
Собственно, установка.
Светит равномерно, в глаза не бьёт.
Люмены не мерял, по ощущениям – ярче, чем лампа накаливания 40 Вт, немного слабее 60 Вт.
LED лампа в плоский потолочный светильник на кухню
Идеальный донор для подобного проекта. Все светодиоды буду расположены в одной плоскости.
Рисуем шаблон, вырезаем матрицу для размещения LED элементов. При таком диаметре плоский лист ПВХ будет деформироваться. Поэтому я использовал донышко от пластикового ведра из-под строительных смесей. По внешнему контуру есть ребро жесткости.
Диоды устанавливаются с помощью привычного шила: 2 дырки по разметке.
Если Вам интересно, как сделать светодиодную лампу своими руками в домашних условиях, далее мы предоставим несколько пошаговых инструкций с фото и видео примерами, которые позволят собрать LED лампочку не более чем за час. Все предоставленные ниже идеи будут перечислены от наиболее простой к более сложной, что позволит Вам выбрать подходящий вариант в зависимости от навыков обращения с паяльником и электрическими схемами.
Идея №1 – Модернизируем галогенную лампочку
Проще всего самому сделать светодиодную лампу из перегоревшей галогенной лампочки с – GU4. В этом случае Вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- Светодиоды. Их количество выберите сами в зависимости от того, насколько ярким должно быть светодиодное освещение. Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что больше 22 диодов выбирать не стоит (это усложнит процесс сборки и к тому же сделает лампочку чересчур яркой).
- Супер-клей (подойдет и обычный, но он будет дольше застывать, что не позволит сделать LED лампу быстро).
- Небольшой кусок медного провода.
- Резисторы. Их количество и мощность рассчитает онлайн-калькулятор.
- Небольшой кусок листового алюминия (альтернативный вариант – обычная банка из под пива либо газированного напитка).
- Доступ к интернету. Вам нужно будет открыть специальный онлайн калькулятор для расчета схемы светодиодной лампы.
- Молоток, паяльник и дырокол.
Подготовив все материалы можно переходить непосредственно к сборке диодной лампочки. Инструкцию по созданию самодельного мы предоставим пошагово, с фото примерами каждого этапа, чтобы Вы наглядно увидели процесс монтажа.
Итак, чтобы сделать светодиодную лампу на 12 вольт, Вам необходимо выполнить следующие действия:
- Удалите из старой галогенной лампочки верхнее стекло, а также белую замазку возле штырькового цоколя (как показано на фото ниже). Для этого лучше всего использовать отвертку.
- Переверните лампу цоколем вверх и аккуратно с помощью молотка выбейте штырьки из посадочного места. Старая галогенная лампочка должна выпасть.
- Согласно выбранного Вами количества светодиодов придумайте схему их расположения, на основании чего сделайте бумажный трафарет. Можете воспользоваться уже существующей заготовкой и распечатать одну из готовых схем, которые предоставлены на картинке:
- Приклейте трафарет к листу алюминия с помощью супер-клея, вырежьте лист по форме трафарета, после чего дыроколом сделайте посадочные места под светодиоды.
- Сгенерируйте в интернете чертеж сборки светодиодной лампы для Ваших условий. В нашем случае для создания LED лампочки в домашних условиях из 22 диодов нужно собрать следующую схему:
- Положите алюминиевый диск на удобную подставку и вставьте в посадочные места светодиоды, как показано на фото. Чтобы упростить процесс пайки, подгибайте ножку катода одного диода к ножке анода другого.
- Аккуратно проклейте все светодиоды, сделав их единой конструкцией. Важный момент – клей не должен попасть на ножки диодов, т.к. при пайке будет выделятся крайне неприятный дым.
- Когда клей застынет, приступите к пайке ножек. Кстати, для этого рекомендуем Вам , что также не займет много времени. Согласно схеме спаяйте диоды LED лампы, оставив только одну плюсовую ножку и одну минусовую для подключения питания. Ножку «-» рекомендуется вполовину обрезать, чтобы в последующем не перепутать полярность контактов самодельной светодиодной лампочки.
- Согласно схеме припаяйте резисторы к минусовым контактам. В результате согласно нашему примеру должно получиться 6 плюсовых выводов и 6 минусовых (с резисторами).
- Спаяйте резисторы согласно сгенерированной схеме.
- К образовавшимся двум контактам припаяйте по одинаковому кусочку медного провода, что в результате позволит сделать штырьковой цоколь светодиодной лампы в домашних условиях. По аналогии с предыдущим советом одну ножку на время сделайте покороче (минусовую), чтобы потом ничего не перепутать и правильно выполнить подключение.
- Чтобы в будущем не произошло , тщательно проклейте пространство между выведенными ножками.
- Выполните финишную сборку LED лампочки: диск поместите на отражатель и тщательно проклейте его.
- Маркером подпишите на корпусе собранной светодиодной лампы где «+» и где «-», также обозначьте, что самодельный источник света рассчитан на подключение к питанию 12 Вольт, а не 220.
- Выполните проверку собранной самоделки. Для этого подключите светодиодную лампочку к автомобильному аккумулятору либо блоку питания 220/12 Вольт.
Вот таким вот простым способом можно сделать светодиодную лампу своими руками из подручных средств. Как Вы видите, ничего сложно нет и особо много времени на сборку потратить не потребуется! Рекомендуем обязательно просмотреть несколько лучших идей по созданию лампочки в домашних условиях, которые мы предоставили в видео галерее:
Идея №2 – «Экономка» в ход!
Вторая, не менее интересная идея – собрать лампочку из энергосберегающей лампы. Тут также нет особо серьезных работ и со сборкой справиться даже не очень опытный электрик. 
Для начала Вы должны подготовить следующие материалы и инструменты для сборки светодиодной лампы своими руками:
Подготовив все материалы можно переходить к сборке. Данная инструкция более креативная, поэтому если Вы решили сделать диодную лампочку из сгоревшей экономки, внимательно смотрите фото примеры.
Этапы работ:
По данной инструкции можно запросто сделать светодиодную лампу из люминесцентной либо галогенной лампочки!
Идея №3 – LED лента за основу
Если же Вы не так хорошо владеете паяльником и в то же время понятие не имеете, как собирать схему на стеклотекстолите, лучше сделать светодиодную лампу своими руками из LED ленты. В этом случае вместо драйвера можно использовать блок питания, который преобразует 220 Вольт в сети в 12. Единственный весомый недостаток данного способа – большие габариты блока питания, поэтому такой вариант рекомендуется использовать в том случае, если Вы решили сделать в комнате светодиодное освещение точечными светильниками. Можно попробовать собрать все лампочки для них своими руками и подключить к единому блоку питанию, который спрячется без проблем в потолке.
Итак, все, что нужно сделать, это:
Вот и вся инструкция по сборке светодиодной лампы из ленты. Как Вы видите, все гораздо проще, чем даже сделать лампочку по сгенерированной схеме. На этом наши простые инструкции заканчиваются, и теперь Вы знаете, как сделать светодиодную лампу своими руками из энергосберегающей лампочки, диодной ленты и галогенного источника света! Надеемся, что предоставленные идеи были для Вас полезными и понятными!
Похожие материалы:
