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.
Светодиодная лампа стоит довольно дорого, а в некоторых случаях ее использование является наиболее целесообразным благодаря надежности, длительному сроку службы и высокой интенсивности освещения. Например, возле дома или квартиры, в подъезде, где лампочка накаливания постоянно перегорает.
Устройство и схема лампочки
В конструкцию светодиодных ламп входит цоколь, радиатор, излучатели, драйвер, позволяющий подключить осветительный элемент к выделенному источнику питания 220 вольт. В покупном варианте предусматривается еще и колба с рассеивателем, внутри которой располагаются диоды. Но лампочка, сделанная своими руками, имеет больше сходств с моделью «кукуруза», которая предполагает расположение излучателей на цилиндрическом корпусе.
Схема работы диодного источника света на 220 вольт
Напряжение питания проходит через токоограничивающий конденсатор на выпрямительный мост. Проходя через электролитический конденсатор, сглаживающий пульсации, выпрямленное напряжение подается на диоды.
Какие материалы потребуются?
В качестве основы будет выступать основание (цоколь, радиатор и плата драйвера) энергосберегающей лампы 220 вольт. Нефункционирующую колбу нужно удалить. Детали для драйвера можно частично взять с платы люминесцентного источника света. Если под рукой имеется нерабочий светодиодный светильник, готовый берется из его конструкции.
В этом случае придется своими руками выпаять нерабочие элементы и установить новые – с нужными параметрами.
Необходимые материалы
Предохранитель можно также использовать тот, что являлся частью . Параметры элементов указаны на схеме. Что касается излучателей, то здесь вариантов может быть несколько: светодиодная лента, точечные диоды. Во многом проще реализовать первый вариант, так как для этого можно использовать любой материал, который легко обрабатывается, например, пенокартон.
Если из подручных материалов ничего не подошло или нет возможности выпаивать элементы с платы, можно приобрести нужные детали на радиорынке или в магазинах электроники.
Этапы изготовления
В соответствии со схемой своими руками припаиваются все элементы. Используя наиболее простой вариант светодиодных ламп – с применением ленты, нужно правильно сделать их нарезку. При этом ориентиром являются насечки.
Схема питания самодельной светодиодной лампы
Для источника света на напряжение 220 вольт и с достаточной эффективностью освещения достаточно использовать четыре отрезка ленты, каждый из которых содержит по 3 диода.
Готовый вариант лампочки
Подключать заготовки нужно последовательно посредством пайки. Учитывая ширину светодиодных лент, своими руками вырезается корпус будущей лампы 220 вольт из пенокартона подходящих размеров.
Внешние характеристики полученного изделия в таком виде не лучшие. Поправить ситуацию вполне реально, используя жидкие гвозди. С их помощью можно покрыть поверхность таких самодельных ламп, исключая диоды. В результате внешне изделие станет похожим на покупные источники света.
Особенность таких ламп на 220 вольт, сделанных своими руками, заключается в способности выдерживать даже существенные перепады напряжения, так как светить излучатели начинают уже при 40 вольтах. Интенсивность освещения может быть разной, все зависит от типа диодов на ленте. Световой поток самодельных ламп на 220 вольт достигает 180 лм.
Прогнозируемый срок службы изделия
На практике светодиодные источники света, сделанные своими руками по данной инструкции, работают исправно длительный период. Опытным путем доказано, что как минимум год лампа прослужит. Дальнейшие прогнозы пока сделать нет возможности по причине короткого периода эксплуатации. Но по всему видно, что источник света в таком исполнении может функционировать достаточно долго.
Себестоимость изделия небольшая. При определении конечной цены таких ламп нужно учитывать затраты на комплектующие. Принимается во внимание, что было взято из собственных запасов, что приобреталось, какое количество диодов использовано. В среднем цена самодельной лампочки составляет примерно 1-2 доллара.
Кроме бытовых осветительных элементов, есть возможность сделать автомобильные лампы на базе диодов. При этом нельзя забывать о таком элементе, как обманка. Это нагрузочный резистор. С его помощью создается дополнительная нагрузка, так как диоды потребляют минимум энергии. Чтобы бортовой компьютер не выводил ошибок о состоянии осветительного элемента, используется обманка.
Есть еще один нюанс: в работе при монтаже балласта светодиодных ламп рекомендуется использовать пайку. Если крепить элементы на клеящий состав, качество изделия будет низким и долго он не прослужит. При возникновении необходимости изготовить более яркую лампу, используются конденсаторы большей емкости.
Также следует быть осторожным при эксплуатации самодельного источника света, потому что при включении имеет место гальваническая связь с сетью.
Таким образом, при изготовлении осветительного элемента на базе диодов можно задействовать свою фантазию и знания. Наиболее простой вариант – самодельная конструкция на основе энергосберегающей лампы. Важным этапом является подбор элементов для балласта. Делается это в соответствии со схемой.
Если дома имеются старые светодиодные светильники, можно посмотреть в их конструкции нужные элементы.
Наилучший способ крепления комплектующих – пайка. В качестве излучателей могут выступать точечные диоды или светодиодная лента. Их количество рассчитывается, исходя из того, какой уровень освещенности требуется получить. Себестоимость готовой лампы будет намного ниже, чем в случае с покупным готовым изделием.
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:
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 U c - напряжение в сети (В)
U m - напряжение на светодиодной матрице (В)
I m - ток через матрицу (A).
Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то X c = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:
вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:
где f - частота питающей сети (Гц)
X c - 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)
I d - допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)
f - частота питающей сети (Гц)
U c - напряжение питающей сети (В)
n - количество используемых светодиодов
U d - 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. (U a = 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.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Конденсаторы | |||||||
| C1 | Конденсатор | 0.33 мкФ 400 В | 1 | В блокнот | |||
| C2 | Электролитический конденсатор | 3.3 мкФ 400 В | 1 | В блокнот | |||
| Резисторы | |||||||
| R1 | Резистор | ||||||
С тех пор как появились более экономичные, чем лампы накаливания, светильники, у многих есть желание поменять освещение в доме или квартире на светодиодное. Останавливает лишь то, что цена таких приборов высока. Естественно, что человек задумался о возможности изготовлении светодиодной лампы на 220 В своими руками. Можно ли собрать лампу самому и на что обратить внимание, изготавливая светодиодную лампочку? Или все же единственный вариант – это покупка готового устройства в магазине? Как оказалось, такое изготовление вполне возможно, хотя и трудоемко.
Основной задачей при такой работе станет сборка стабилизирующего аппарата, при помощи которого ток сети 220 В будет преобразован в постоянное напряжение 12 В, которое и требуется для свечения светодиодов. А какую форму придать будущей лампе, пусть каждый решает сам – это может быть потолочный светильник, бра или настольная лампа на 220 В, собранная своими руками. Но для начала нужно разобраться, в чем преимущество подобных световых приборов и какие у них недостатки.
«За» и «против» светодиодов
По сути, сама лампа из светодиодов или из светодиодной ленты – это несколько элементов, питающихся посредством стабилизационного блока или драйвера, который подает на потребители постоянное напряжение 12 В. Интенсивность свечения зависит в основном от количества диодов, включенных в схему светильника (схема их не слишком сложна).
Из плюсов такого освещения с диодами можно отметить очень большую экономию электричества, даже по сравнению с КЛЛ (энергосберегающими) лампами и огромный срок службы (чаще от 100 тысяч часов). По этим причинам такие приборы можно вообще не выключать. К примеру, в квартире есть маленькие дети, которые просто не могут дотянуться до выключателя света в туалете. Тогда изготовление своими руками светодиодной лампы будет неплохим и экономичным решением.
Даже в постоянно включенном состоянии такой светильник будет потреблять 6 W (аналог лампы накаливания в 50–60W), ну а при отсутствии рассеивателя и того меньше. Произведя несложный расчет, можно получить расход электроэнергии менее 1 киловатта за 100 часов, а если быть более точным, то расход за месяц беспрерывной работы светодиодной лампочки составит всего 4 кВт. К тому же к преимуществам можно отнести и большой ассортимент подобной продукции на рынке электротехники.
Недостатками подобного вида освещения является высокая стоимость светильников, а также то, что из-за сравнительно небольшого срока, в течение которого светодиодные лампы находятся в широкой продаже, продавец не всегда может правильно проконсультировать покупателя по вопросам величины светового потока и пр. В инструкции к лампе чаще всего не указаны потери при прохождении света через рассеиватель, а также влияние отражателя на светопоток.
Светодиодная лампа на 220 В своими руками
Конечно, процесс изготовления своими руками такого прибора, как светодиодная лампочка, работающая от 220 В, требует немалого терпения и, естественно, времени. Но ведь в итоге можно быть уверенным в том, что помещение будет освещено ровным светом на протяжении долгого времени, а это того стоит.
Удобный вариант – это LED-лампа, собранная своими руками на основе отработавшей свое галогенной, снятой с точечного светильника. Для этого потребуются некоторые детали:
- непосредственно сама лампочка, с которой нужно снять стекло;
- светодиодные элементы, в количестве не более 22 шт. (при большем количестве работа станет достаточно сложной);
- клей (желательно быстросохнущий);
- медный провод;
- небольшая часть алюминиевого листа (0.2 миллиметра). При отсутствии его можно заменить разрезанной банкой от газировки;
- резисторы (их данные можно рассчитать через интернет).
Нужно отметить, что самодельные светодиодные лампы уже не новинка, многие сами и без лишних затрат меняют освещение своих квартир на более экономичное.
Подготовка
Первым делом нужно вытащить само тело галогенной лампы из корпуса. Для этого при помощи обычной отвертки необходимо удалить клей (делается это очень просто), но все действия нужно производить крайне осторожно – материал очень хрупок и его легко повредить.
После этого нужно положить лампу так, чтобы ножки контактов были направлены вверх, и аккуратно ударить по ним молотком. В результате светоэлемент должен выпасть. Если на поверхностях осталось немного старого клея – не беда, убирать его не нужно.
Далее необходимо вырезать круг из алюминиевого листа или банки с расчетом, чтобы он чуть притапливался в корпусе (не более чем на 1–2 мм) и сделать в нем отверстия при помощи дырокола по количеству светодиодов, которые будут установлены в лампе.
Сборка светодиодов на алюминии
Теперь нужно вставить световые элементы будущей самодельной светодиодной лампы в проделанные дыроколом отверстия в алюминиевой фольге. Их также необходимо будет зафиксировать. Делать это лучше всего термопистолетом, но подойдет и обычный силиконовый герметик, он тоже сохнет очень быстро. Фиксировать нужно аккуратно, не попадая клеем на ножки светодиодов, иначе при пайке будет выделяться очень едкий дым. При фиксации герметиком его лучше залить в медицинский шприц, так будет удобнее наносить.
Элементы расположить нужно так, чтобы ножка анода одного находилась рядом с ножкой катода другого, это сделает более удобной последующую пайку. Удобнее будет, если минусовые ножки диодов подрезать, сделав их чуть короче – монтаж станет намного проще. Рекомендуется спаивать последовательно по 4 диода.
При условии, что схема лампы содержит в себе 20 световых элементов, после пайки получатся свободными 5 плюсовых и 5 минусовых ножек. Теперь к контактам со знаком «-» припаиваются резисторы, а все контакты со знаком «+» спаиваются в один. Торопливость при пайке не нужна, т. к. есть опасность испортить диод, который находится рядом.
И последний шаг монтажа схемы – пайка двух небольших кусков медного провода. Один идет от плюсового контакта, второй от резисторов, собранных в одно целое. Перед тем как собрать LED-лампу, необходимо убедиться, что ни одна ножка, ни один контакт не соприкасаются между собой, если это не предусматривает схема.
Сборка светодиодных ламп
Алюминиевая платформа со светодиодами помещается внутрь корпуса лампы так, чтобы припаянные медные провода вышли в тех местах, где находились ножки контактов галогенной лампы. Собирая изделие, в местах промазки контактов старой лампы также нужно нанести быстросохнущий клей и подождать, чтобы он затвердел. Остается лишь поставить сбоку контактов на корпусе лампы минусовую и плюсовую метки.
А теперь можно подать на сделанную своими руками диодную лампу постоянное напряжение в 12 В и проверить функционирование, а дальше установить выпрямитель, спрятав его за подвесным потолком или сверху кухонного гарнитура, и самодельная LED-лампа с питанием на 220 вольт готова. Можно изготовить лампу не только на 12 В, но и на 36, схема сборки идентична, с той лишь разницей, что в параллель спаивается не 4, а 12 элементов.
Изготовление платы из стеклотекстолита
Если имеется покрытый медным напылением стеклотекстолит, то можно использовать его вместо алюминиевого листа для изготовления электронной платы. Для этого нужно так же вырезать круг и отметить на нем карандашом места установки светодиодов. После этого необходимо тонким сверлом (по размеру ножки) просверлить отверстия.
Далее лаком по омедненной поверхности прорисовывается сама схема, лак просушивается и плата помещается на одни сутки в раствор из одной ложки медного купороса и двух – поваренной соли. В итоге медь, не покрытая лаком, вытравится, а на готовую плату уже можно припаять светодиоды, после чего собрать в том же порядке, как и предыдущий вариант.
Как сделать своими руками светодиодную лампу, теперь понятно. Но есть еще целый ряд световых приборов, которые можно сделать самому. Диодный осветительный прибор можно собрать из корпуса старой энергосберегающей лампы, при такой работе может пригодится и цоколь от лампы накаливания. Также возможно своими руками изготовить экономичный светодиодный светильник из светодиодной ленты. Но при таких вариантах необходимо изготовление драйвера, что не каждому под силу, ведь от мастера потребуется хотя бы малейший опыт в чтении схем и навык их пайки.
Хотя при большом желании и минимуме финансовых затрат сделать можно многое. К тому же срок службы светодиодных световых приборов не зависит от количества циклов включения-выключения в отличие от люминесцентных ламп или ламп накаливания.
В любом случае, есть ли опыт подобного рода или нет, имеет смысл попробовать, даже просто с целью личного интереса. Но очень важно помнить, что собирая своими руками LED-лампу на 220 В, необходимо быть предельно аккуратным, ведь это работа с опасным для жизни напряжением.
Вот уже почти год, как я начал заменять все лампы в доме на светодиодные. Результаты радовали иногда больше иногда меньше, но один случай привел меня к интересному решению.
Причина почему я взялся за светодиодную лампу
Часто ли вы или кого-то из вашей семьи невзначай опрокидывал настольный светильник? Если говорить обо мне, то довольно много раз... Поэтому, когда мой ребенок очередной раз обронил мой настольный светильник с невинным «Ой!», я сказал: «Довольно!»
Предупреждение! В люминесцентных лампах применяется ртуть, которая весьма токсична.
Если вы случайно или преднамеренно разбили такую лампу, то рекомендовано хорошо проветрить помещение, чтобы избавить его от токсичных испарений.
Я решил заменить люминесцентную лампу моего настольного светильника, на что-то более ударостойкое...
Мой светильник должен выдерживать обращение с ним 10-летнего ребенка, и вместе с тем излучать достаточно света для удобной работы за письменным столом, стабильно работать и недорого стоить. Еще пару лет назад эта проблема не имела простого решения, но теперь ответ очевиден – это светодиодная лампа.
Материалы
Я решил использовать с максимальным световым потоком 278 лм, которые остались у меня с прошлого проекта. Светодиод будет размещаться на радиаторе охлаждения размером 5 х 5 см, который был снят со старого ПК.
Для простоты я решил использовать импульсное зарядное устройство для телефона, которое обеспечит напряжением и силой тока, достаточными для работы светодиодной лампы. Для этой цели я использовал зарядное устройство нерабочего Siemens A52, с заявленным выходом напряжения 5 В и силой тока 420 мА.
Патрон старой люминесцентной лампы будет служить для защиты электроники.
Измерения
Согласно заводским характеристикам Cree MX6 Q5 может питаться от источника с максимальной силой тока 1 А и напряжением 4,1 В. Я полагал, что мне понадобится резистор с сопротивлением 1 Ом, чтобы снизить напряжение на 1 В (с 5 В, которые выдавал источник питания) до 4,1 В, потребляемые светодиодом, если только блок питания выдержит силу тока 1 А.
Чтобы проверить максимально допустимую силу тока, которую выдержит блок питания, я подсоединял к его клеммам различные резисторы, в каждом случае измеряя напряжение и подсчитывая силу тока.
Я с удивлением обнаружил, что блок питания устроен таким образом, чтобы ограничивать силу тока на уровне 0,6 А, с которой он нормально справляется. Проводя подобным образом исследования с другими телефонными зарядными устройствами, я узнал, что все они имеют ограничение на силу тока от 20% до 50% выше, чем заявлено производителем. Это имеет смысл, так как каждый производитель проектирует блок питания таким образом, чтобы он не сильно грелся, даже если питаемое устройство будет сломано, включая от короткого замыкания. И самый простой способ обеспечить это – ограничить силу тока.
Таким образом у меня был генератор постоянного тока с ограничением силы тока до 0,6 А, очень эффективный (блок питания мобильного телефона во время использования не сильно греется), с питанием непосредственно от источника переменного тока 220 В, изготовленный на заводе и очень маленьких размеров. И это просто прекрасно.
Изготовление лампы
Для начала я разобрал блок питания, чтобы извлечь внутренности и вставить их в новую лампу. Так как большинство блоков питания при сборке склеиваются, для его вскрытия я воспользовался полотном ножовки.
Чтобы плата поместилась в цоколь лампы, нужно было сделать некоторую подгонку.
Для крепления платы внутри патрона я использовал силиконовый герметик, у которого остается большое сопротивление при высоких температурах. Прежде, чем закрывать цоколь, к его крышке я прикрепил теплоотвод (при помощи шурупа), на котором фиксировался светодиод.
Результат: настольный светильник
Вот лампа в сборе. Потребление энергии не превышает 2,5 Вт, а освещение составляет 190 лм, идеально подходит для экономного и надежного настольного светильника. И все это за час работы, за исключением застывания силиконового герметика и высыхания термоклея, который использовался для фиксации светодиода на радиаторе охлаждения.
Я был так воодушевлен успехом и простотой проекта, что несколько часов спустя, у меня уже была еще одна лампа.
Результат: прихожая
Находясь под впечатлением от полученных результатов, таким же образом я продолжил замену нескольких люминесцентных ламп в моей квартире. Я представлю их, останавливаясь лишь на некоторых деталях.
Для светильника в прихожей я применил два элемента Cree MX6 Q5 с потреблением энергии 3 Вт и максимальным световым потоком 278 лм. Каждый питается от старого зарядного устройства для мобильного телефона Samsung. Несмотря на то, что производителем заявлена сила тока 0,7 А, я путем измерений обнаружил, что ограничение установлено на 0,75 А.
Закреплено все при помощи текстильной застежки (липучки), клея и пластиковых креплений для материнской платы.
Общее потребление энергии конструкцией составляет 6 Вт со световым потоком в 460 лм.
Результат: ванная комната
Для ванной комнаты я сделал светильник из Cree XM-L T6, который питался от двух зарядных устройств для мобильного телефона LG. Согласно заводским характеристикам он может производить силу тока 0,9 А, но на практике я установил, что она ограничена 1 А. Два блока соединены параллельно для общей силы тока 2 А.
Такая лампа будет потреблять 6 Вт энергии и обеспечит освещение 700 лм.
Результат: кухня
Если в случае с прихожей и ванной комнатой обеспечение минимального освещения не было слишком значимым, то с кухней другая история. Я не хотел, чтобы моя жена или кто-либо другой порезал себе палец во время приготовления пищи и обвинил в этом меня, или, что хуже, мои ненаглядные светодиодные лампы...
Для обеспечения хорошего освещения кухни я решил использовать не один, а два элемента Cree XM-L T6, с энергопотреблением каждого 9 Вт и световым потоком 910 лм. В качестве теплоотводящего элемента я использовал радиатор охлаждения от микропроцессора Pentium III, на который при помощи термоклея я прикрепил два светодиода.
Хотя Cree XM-L T6 может работать при максимальной силе тока в 3 А, производитель для стабильной работы рекомендует использовать 2 А, при которой светодиод будет излучать около 700 лм. Тестирование нескольких блоков питания показало, что в них сила тока либо не ограничена, либо ограничение превышает необходимые 2 А. Мне удалось найти источник питания, который, исходя из технических характеристик, выдает 12 В при силе тока 1,5 А. После проверок с помощью резисторов, оказалось, что сила тока ограничена 1,8 А, что весьма близко к желаемым 2 А. Отлично!
Чтобы обеспечить изоляцию радиатора и двух светодиодов, я использовал два неодимовых магнита из нерабочего DVD-привода и пластиковые крепления для материнской платы. Все зафиксировано при помощи клея и липучки.
Хотя я ожидал, что такая лампа будет производить световой поток в 1300 лм, подобно люминесцентной лампе с энергопотреблением 23 Вт, которую она заменила, я был приятно удивлен, обнаружив, что свет производимый новой лампой ощутимо ярче, и потребление энергии составляет 12 Вт – почти вдвое меньше.
Заключение
Самая классная часть данного проекта в том, что его можно осуществить, используя предметы, которые, за исключением светодиодов, почти у каждого есть под рукой.Таким образом можно получить светодиодную лампу по цене вдвое, а то и вчетверо ниже, чем стоимость светодиодной лампы в магазине.
Надеюсь, что теперь старые зарядные устройства для мобильных телефонов будут снова полезными, а не попадут в мусорное ведро.
Спасибо за внимание!