При любой работе, а также во время отдыха нужен хороший свет. Можно приобрести светильник, но иногда это стоит недешево. В магазине вместо готового светильника можно приобрести светодиодную ленту. Она стоит относительно недорого и режется на куски любой длины. Если поместить ее в корпус или закрепить другим способом, то получится самодельный светильник со светодиодной лентой. Такую лампу можно взять с собой в палатку на рыбалку. В походных условиях светодиодный светильник подключается к автомобильному аккумулятору.
Область применения самодельных LED светильников
Самодельные светодиодные светильники под светодиодную ленту можно использовать вместо обычных:
- подсветка рабочего места при выполнении мелких работ в мастерской или гараже;
- подсветка сверху аквариума (если лента водозащищенная или в герметичном корпусе, то светильник можно опустить в воду);
- подсветка рассады или комнатных растений зимой;
- ночник или настольная лампа;
- подсветка выключателей и розеток;
- освещение клавиатуры компьютера;
- для замены люминесцентных ламп.
В сети Интернет можно найти много других видов торшеров и потолочных люстр из светодиодной ленты с фото и видео, а также отзывы людей, которые собирали и пользовались такими лампами.
Виды и параметры светодиодных лент
Варианты расцветок светодиодной лентыСветодиодные ленты выпускаются разного исполнения по типу защищенности. Они могут быть разной яркости и различного цвета, который определяется цветовой температурой – от теплого белого (2700К) до холодного (6800К), а также цветные или способные менять свой цвет – ленты RGB. Это дает возможность подобрать тип устройства для конкретных целей.
Устройство светодиодной ленты
Светодиодная лента – это гибкая пластиковая полоска с нанесенными на ней токопроводящими полосками. Две расположены по краям и к ним производится подключение. Остальные соединяют светодиоды и резисторы между собой. Они расположены группами – три светодиода, соединенных последовательно, и резистор, служащий для ограничения тока, протекающего через них.
Параметры светодиодной ленты Саму полоску можно разрезать на участки, кратные трем светодиодам. В этих местах есть отметки, указывающие место реза и контактные площадки, к которым припаиваются или подключаются с помощью коннекторов провода.
Светодиоды могут быть покрыты слоем силикона с одной или двух сторон. Это определяет степень защиты от внешних воздействий. С обратной стороны на полосу нанесен клеящий слой, как на двухстороннем скотче. С его помощью светодиоды крепятся к основанию.
Самое распространенное напряжение питания — постоянное, 12В. Встречаются конструкции, рассчитанные на подключение к напряжению 24В и более высокое, но это малораспространенные конструкции.
Типы применяемых светодиодов
Светодиоды и резисторы в ленте используются серии SMD, без выводов. Светодиоды при производстве используются различного размера, который определяет маркировку ленты — 5050 и 3528. Эти цифры показывают размер светодиода в десятых долях миллиметра
Наглядное отличие 5050 и 3528 
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Задать вопрос экспертуЧем больше размер, тем выше яркость и потребляемые ток и мощность. Она зависит также от количества светодиодов на метр длины.
Соответственно, маркировка ленты SMD 5050 с плотностью 60 светодиодов означает, что на метр длины установлены 60 светодиодов SMD 5050.
Контроллеры, блоки питания для светодиодных лент
контроллер и блок питания Так как светодиодная лента рассчитана на постоянное напряжение 12В, то для подключения необходим блок питания или контроллер.
Важно! При включении светодиодной ленты в сеть 220 вольт, она мгновенно перегорит!
Блоки питания производятся разной мощности и формы. От маломощных, похожих на зарядные устройства от планшета до мощных конструкций в металлическом корпусе со встроенными кулерами.
Мощность блока питания светодиодных лент Некоторые блоки питания оснащаются диммерами и пультами дистанционного управления. Для лент RGB необходим RGB-контроллер, позволяющий управлять цветом.
Есть модели с управлением по WiFi, с цветомузыкальными эффектами, например, ARILUX® AL-LC01.
Если нет в наличии специального блока, то можно использовать:
- Любой трансформатор с выходным напряжением 12В. К выходу необходимо подключить диодный мост и сглаживающий конденсатор.
- Блок питания компьютера как в самом компьютере, так и отдельно.
- Если нужны 3-6 светодиодов, то для ограничения тока можно использовать конденсатор, а также диодный мост и конденсатор, сглаживающий пульсации свечения. Такая схема применяется в светодиодных лампах, устанавливаемых вместо ламп накаливания. Емкость конденсатора можно вычислить с помощью онлайн-калькулятора.
- Сделать из платы неисправной энергосберегающей лампы.
- Соединить последовательно 20 кусочков светодиодной ленты и подключить через диодный мост и сглаживающий конденсатор в сеть 220В.
Подготовка материалов и деталей
создание светильника своими руками Перед началом работы нужно определить необходимое количество и яркость светодиодной полоски, а также мощность блока питания.
Прежде всего, нужно определить длину. Для светильников, используемых в разных местах нужны:
- ночник и подсветка выключателей и розеток – отрезок в три светодиода;
- аквариумная подсветка – по длине стенки;
- подсветка грядки с рассадой – несколько кусков, длиной, равной длине грядок;
- компьютерная клавиатура – по длине клавиатуры;
- для замены люминесцентной лампы необходимо несколько кусков, длиной, равной длине лампы.
Яркость ленты, размер и плотность светодиодов определяется исходя из конкретных условий.
Мощность блока питания должна быть не меньше мощности светодиодного светильника, а, желательно, на 20% больше. Это необходимо для более надежной работы блока.
Кроме того, понадобятся провода, термоусадочная трубка для изолирования места подключения, паяльник с оловом и канифолью или коннектор для подключения.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос экспертуВнимание! Паять ленту кислотой нельзя! Пары кислоты окисляют и разрушают провода, а также могут привести к короткому замыканию.
Если светильник будет использоваться в аквариуме для внутренней подсветки, то понадобиться прозрачная трубка и силиконовый герметик для обеспечения герметичности конструкции.
Сборка светильника
сборка светодиодной лампы После разработки конструкции будущего светильника и подготовки всех инструментов и материалов собирается сам светильник.
Иногда весь процесс сборки заключается в наклеивании ленты на основание, например, при подсветке клавиатуры, находящейся на выдвижной полке под столом.
В других случаях необходимо светильник необходимо изготовить или переделать существующий.
Особенности и этапы выполнения монтажных работ
Монтаж и подключение светильника из светодиодной ленты имеет ряд особенностей:
- Блок питания должен располагаться как можно ближе к светодиодам. Чем длиннее провода, тем больше потери напряжения в них, что приводит к потерям яркости светильника.
- Желательно изолировать светодиоды от основания, если оно металлическое.
- При подключении устройства прямо от сети 220В (через конденсатор) использовать только ленту, покрытую силиконом с двух сторон.
Осторожно! На такой ленте присутствует высокое напряжение, поэтому все манипуляции с ней производятся в отключенном состоянии.
Что делать, если нет готовой светодиодной ленты
Если нет готовой светодиодной ленты, то ее можно сделать самостоятельно.
Для этого необходимое количество светодиодов необходимо соединить последовательно, и подключить к ним токоограничивающее сопротивление. Собрать такую конструкцию можно на полоске гетинакса или текстолита, где для монтажа светодиодов сверлятся отверстия. Такое устройство можно собрать на любое необходимое напряжение и количество светодиодов.
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.
В жизни часто возникают такие ситуации, когда необходимо дополнительно осветить какой-то конкретный предмет интерьера или целое помещение. Приборы дополнительного освещения при этом должны располагаться над конкретными площадями. Например, над кухней, рабочей поверхностью, столом, кроватью, и даже теплицей на даче. Поэтому многие интересуются, как это сделать технически грамотно, безопасно и с минимальными финансовыми затратами. Вариантов существует много, но наиболее экономичным и простым считается использование светодиодов. Сегодня вы узнаете, как собрать светодиодный светильник своими руками.
Изготовление мощного светодиодного светильника
Сегодня практически в любом доме можно встретить экономные лампы освещения. Предлагаем вам узнать, как сделать светильник из светодиодов своими руками на 220В. Для начала необходимо разобраться, какие материалы вам понадобятся и по каким критериям их выбирать.
Пошаговая разработка устройства, рассчитанного на сетевое напряжение в 220В, выглядит так:
- Первым делом следует проверить работоспособность всех светодиодов, измерить напряжение питающей сети. Настройку прибора лучше выполнять с помощью разделительного трансформатора 220/220В. Кроме того, этим вы обезопасите себя при проведении измерений в процессе настройки будущего светильника.
Важно! Если что-то подключить неправильно, то возможен даже взрыв, поэтому не отклоняйтесь от инструкции. Падение напряжения измерять следует с помощью мультиметра.
- Возьмите сгоревшую лампу для последующего разбора. Делайте все максимально аккуратно, чтобы цоколь остался целым, затем очистите его и обезжирьте ацетоном или спиртом. Уделите внимание отверстию — его также необходимо очистить от лишнего припоя и дополнительно обработать. Делается это для качественной пайки внутри цоколя всех компонентов. В него вставьте два конденсатора напряжением 400 В по 220 нФ и резистор на 100 Ом.
- С помощью обыкновенного паяльника и подготовленного диодного моста впаяйте крошечный выпрямитель, обработайте поверхность.
Важно! Работайте осторожно, чтобы не повредить ранее установленные элементы.
- Воспользуйтесь в качестве изоляции клеем и простым монтажным пистолетом. В принципе, подойдет и трубка из ПВХ. Но лучше использовать для заполнения пространства между всеми деталями предназначенный для этого материал. Все элементы необходимо тщательно зафиксировать. В итоге — вы получите готовую основу для будущего прибора.
- Приступаем к установке светодиодов. За основу возьмите монтажную плату, очистите ее от ненужных деталей. Проверьте все платы на работоспособность. Максимум внимания уделите контактам светодиодов — их необходимо зачистить и при необходимости заузить.
- К конденсатору припаяйте все четыре платы. Снова заизолируйте все клеем, проверьте все соединения диодов. Платы расположите на одинаковом расстоянии друг от друга, поскольку свет должен распространяться равномерно.
- Припаяйте конденсатор 10 мкФ без дополнительных проводов.
- Припаяйте резистор на 100 Ом к одной из плат, заизолируйте контакты клеем.
- Сверху лампу следует накрыть абажуром, поскольку светодиоды излучают слишком яркий цвет, сильно бьющий по глазам.
Важно! Такой самодельный светильник можно поместить в огранку, например, из ткани или бумаги, чтобы получился более мягкий свет, бра для детской комнаты или романтичный ночник. Если сменить мягкий абажур на обычный стеклянный купол, то вы получите более яркое свечение, которое глаза не раздражает. Это — идеальный вариант для дома или дачи.
Чтобы запитать лампу от USB или батареек, исключите из схемы выпрямитель и конденсатор на 400 нФ, вместо этого подключите к источнику постоянного тока созданный светодиодный светильник. Своими руками 220В подключить, как мы выяснили, не проблема.
Диодный светильник из ленты
Приобрести светодиодную ленту можно в любой точке продажи электротоваров. Стоит она недорого, внешне представляет собой уже готовую электрическую цепь из диодов и использоваться может на любой ровной поверхности. Чтобы осветить небольшой участок какой-либо поверхности, можно использовать горизонтальный диодный светильник. Своими руками его изготовить достаточно просто.
Монтаж горизонтального прибора освещения происходит в несколько этапов:
- Первым делом подберите алюминиевый уголок, измерьте необходимый размер, подготовьте отверстия, непосредственно через которые вы прикрепите светильник.
- Обезжирьте любой жидкостью, содержащей спирт, поверхность уголка, чтобы было легче закрепить на него ленту.
- Определите место на уголке для установки выключателя. Выпилите паз для него.
- Прикрепите с помощью шурупов уголок в выбранном месте.
- Наклейте аккуратно светодиодную ленту и в пазу укрепите выключатель.
- Припаяйте провода.
Важно! Существует масса вариантов изготовления подобных устройств. К примеру, можно изготовить светильник из двух алюминиевых уголков между собой соединенных шурупами. Лента при этом крепится к одному уголку таким образом, чтобы располагалась она параллельно поверхностям двух других уголков. По такой же схеме может быть изготовлена настольная лампа из светодиодной ленты своими руками.
ЛЕД-светильник из светодиодов своими руками
Если у вас под рукой не оказалось светодиодной ленты, то отчаиваться не стоит, ведь чтобы сделать ЛЕД-светильник своими руками, вам достаточно подготовить набор следующих элементов:
- Несколько выводных светодиодов мощностью в 1Вт.
- Теплопроводящий двухсторонний скотч.
- Драйвера.
- Алюминиевую поверхность для изготовления радиатора.
- Паяльник.
Но есть несколько нюансов, с которыми следует ознакомиться до начала работы:
- Размер алюминиевой поверхности определяется из расчета 50 на 50 мм на каждый одноваттный светодиод. Только при соблюдении этого условия тепло сможет рассеиваться эффективно.
- Драйвера имеют маркировку, указывающую на количество светодиодов, которые выводятся из него. Случается, что маркировка отсутствует, тогда ориентироваться необходимо на выходное напряжение устройства.
- Чтобы избежать конфузов, необходимо знать, что драйвер может иметь фильтр электромагнитных воздействий или нет.
Важно! Если после подключения самодельного устройства начались проблемы с работой компьютера или телевизора, то рекомендуется просто установить драйвер с фильтром.
Схема сборки светильника имеет такой вид:
- Обезжирьте спиртовым раствором поверхность радиатора, приклейте к нему теплопроводящий скотч.
- Обработайте спиртом основание каждого светодиода.
- Установите на скотч диоды так, чтобы “плюс” располагался рядом с “минусом” соседнего устройства. Немного прижмите их руками, затем с помощью паяльника нанесите на выводы немного олова.
- Припаяйте драйвера, подключите светильник.
Важно! Оставьте прибор в рабочем состоянии на некоторое время, спустя несколько минут дотроньтесь пальцем до его тыльной стороны: если она окажется теплой, но не горячей, значит — все расчеты и сборку вы выполнили правильно. Это говорит и о том, что его можно вставлять в корпус.
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.
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:
- Цоколь от перегоревшего изделия.
- 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.
- Потребуется диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
- Нужен предохранитель, который можно найти в цоколе перегоревшей лампы.
- Конденсатор. Его емкость, напряжение и другие параметры выбираются в зависимости от электрической схемы для сборки и количества светодиодов в ней.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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. - 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.
- 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.
- 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.
Понадобятся:
- 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:
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