Що потрібно, щоб зібрати світлодіодний світильник. Як зібрати світлодіодний світильник своїми руками? Переваги саморобної лампи

Якщо Вам цікаво, як зробити світлодіодну лампу своїми руками в домашніх умовах, далі ми надамо кілька покрокових інструкцій з фото та відео прикладами, які дозволять зібрати LED лампочку не більше ніж за годину. Всі наведені нижче ідеї будуть перераховані від найпростішої до складнішої, що дозволить Вам вибрати відповідний варіант залежно від навичок поводження з паяльником та електричними схемами.

Ідея №1 – Модернізуємо галогенну лампочку

Найпростіше самому зробити світлодіодну лампу з галогенної лампочки з – GU4. У цьому випадку Вам знадобляться такі матеріали та інструменти:

• Світлодіоди. Їхню кількість виберіть самі залежно від того, наскільки яскравим має бути світлодіодне освітлення. Відразу звертаємо Вашу увагу на те, що більше 22 діодів вибирати не варто (це ускладнить процес складання і до того ж зробить лампочку надто яскравою).
• Супер-клей (підійде і звичайний, але він довше застигатиме, що не дозволить зробити LED лампу швидко).
• Невеликий шматок мідного дроту.
• Резистори. Їх кількість та потужність розрахує онлайн-калькулятор.
• Невеликий шматок листового алюмінію (альтернативний варіант – звичайна банка з-під пива або газованого напою).
• Доступ до Інтернету. Вам потрібно буде відкрити спеціальний онлайн-калькулятор для розрахунку схеми світлодіодної лампи.
• Молоток, паяльник та дірокол.

Підготувавши всі матеріали можна переходити безпосередньо до збирання діодної лампочки. Інструкцію зі створення саморобного ми надамо покроково, з фото прикладами кожного етапу, щоб Ви побачили процес монтажу.

Отже, щоб зробити світлодіодну лампу на 12 вольт, Вам необхідно виконати такі дії:

1. Видаліть зі старої галогенної лампочки верхнє скло, а також білу замазку біля штиркового цоколя (як показано на фото нижче). Для цього найкраще використовувати викрутку.
   
2. Переверніть лампу цоколем вгору та акуратно за допомогою молотка вибийте штирі з посадкового місця. Стара галогенна лампочка має випасти.
   
3. Відповідно до обраної Вами кількості світлодіодів придумайте схему їх розташування, на підставі чого зробіть паперовий трафарет. Можете скористатися вже існуючою заготівлею та роздрукувати одну з готових схем, що надані на зображенні:
4. Приклейте трафарет до листа алюмінію за допомогою супер-клею, виріжте аркуш формою трафарету, після чого діроколом зробіть посадкові місця під світлодіоди.
   
5. Згенеруйте в інтернеті креслення збирання світлодіодної лампи для Ваших умов. У нашому випадку для створення LED лампочки в домашніх умовах із 22 діодів потрібно зібрати таку схему:
   
6. Покладіть алюмінієвий диск на зручну підставку та вставте у посадкові місця світлодіоди, як показано на фото. Щоб спростити процес паяння, підгинайте ніжку катода одного діода до ніжки анода іншого.
   
7. Акуратно проклейте всі світлодіоди, зробивши їх єдиною конструкцією. Важливий момент – клей повинен потрапити на ніжки діодів, т.к. при паянні виділятиметься вкрай неприємний дим.
   
8. Коли клей застигне, приступіть до паяння ніжок. До речі, для цього рекомендуємо Вам, що також не триватиме багато часу. Згідно зі схемою спаяйте діоди LED лампи, залишивши лише одну плюсову ніжку та одну мінусову для підключення живлення. Ніжку «-» рекомендується наполовину обрізати, щоб не переплутати полярність контактів саморобної світлодіодної лампочки.
   
   
9. Відповідно до схеми припаяйте резистори до мінусових контактів. У результаті згідно з нашим прикладом має вийти 6 плюсових висновків та 6 мінусових (з резисторами).
   
10. Спаяйте резистори згідно з генерованою схемою.
    
11. До двох контактів, що утворилися, припаяйте по однаковому шматочку мідного дроту, що в результаті дозволить зробити штирьковий цоколь світлодіодної лампи в домашніх умовах. За аналогією з попередньою порадою одну ніжку на якийсь час зробіть коротше (мінусову), щоб потім нічого не переплутати і правильно виконати підключення.
    
    
12. Щоб у майбутньому не сталося, ретельно проклейте простір між виведеними ніжками.
    
13. Виконайте фінішне складання LED лампочки: диск помістіть на відбивач і ретельно проклейте його.
    
14. Маркером підпишіть на корпусі зібраної світлодіодної лампи де "+" і де "-", також позначте, що саморобне джерело світла розраховане на підключення до живлення 12 Вольт, а не 220.
    
    
15. Виконайте перевірку зібраної саморобки. Для цього підключіть світлодіодну лампочку до автомобільного акумулятора або блока живлення 220/12 Вольт.
    

Ось таким простим способом можна зробити світлодіодну лампу своїми руками з підручних засобів. Як Ви бачите, нічого складно немає і особливо багато часу на складання витратити не потрібно! Рекомендуємо обов'язково переглянути кілька найкращих ідей щодо створення лампочки в домашніх умовах, які ми надали у відеогалереї:

Ідея №2 – «Економка» у хід!

Друга, не менш цікава ідея – зібрати лампочку з енергозберігаючої лампи. Тут також немає особливо серйозних робіт і зі складання впоратися навіть не дуже досвідчений електрик.
Для початку Ви повинні підготувати наступні матеріали та інструменти для збирання світлодіодної лампи своїми руками:

Підготувавши всі матеріали можна переходити до збирання. Ця інструкція більш креативна, тому якщо Ви вирішили зробити діодну лампочку зі згорілої економки, уважно дивіться приклади.

Етапи робіт:

За цією інструкцією можна легко створити світлодіодну лампу з люмінесцентної або галогенної лампочки!

Ідея №3 – LED стрічка за основу

Якщо Ви не так добре володієте паяльником і в той же час поняття не маєте, як збирати схему на склотекстоліті, краще зробити світлодіодну лампу своїми руками з LED стрічки. У цьому випадку замість драйвера можна використовувати блок живлення, який перетворює 220 Вольт у мережі на 12. Єдиний вагомий недолік даного способу – великі габарити блоку живлення, тому такий варіант рекомендується використовувати в тому випадку, якщо Ви вирішили зробити в кімнаті світлодіодне освітлення точковими світильниками. Можна спробувати зібрати всі лампочки для них своїми руками та підключити до єдиного блоку живлення, який сховається без проблем у стелі.

Отже, все, що потрібно зробити, це:

Ось і вся інструкція зі збирання світлодіодної лампи зі стрічки. Як Ви бачите, все набагато простіше, ніж зробити лампочку за згенерованою схемою. На цьому наші прості інструкції закінчуються, і тепер Ви знаєте, як зробити світлодіодну лампу своїми руками з енергозберігаючої лампочки, діодної стрічки та галогенного джерела світла! Сподіваємося, що надані ідеї були для Вас корисними та зрозумілими!

Схожі матеріали:

Світлодіодна лампа на 220 вольт дозволяє заощадити в 1,5–2 рази більше електроенергії, ніж лампа денного світла, та в 10 разів більше, ніж лампа розжарювання. До того ж при складанні з світильника, що перегорів, витрати на виготовлення такої лампи будуть значно нижчими. Світлодіодна лампа своїми руками збирається досить просто, хоча працювати з високою напругою ви можете лише за наявності у вас відповідної кваліфікації.

Переваги саморобної лампи

У магазині можна знайти багато видів ламп. Кожен тип має свій недолік та перевагу. Лампи розжарювання поступово здають свої позиції через високе споживання енергії, низьку світловіддачу, незважаючи на високий індекс кольору. Порівняно з ними люмінесцентні джерела світла – справжнє диво. Енергозберігаючі лампи - їх сучасна модернізація, що дозволила застосовувати переваги люмінесцентного світла в найпоширеніших світильниках, з цоколями Е27, позбавлена ​​неприємного мерехтіння старих представників цього сімейства.

Але й лампи денного світла мають недоліки. Вони швидко виходять з ладу через частого включення-вимикання, до того ж пари, що містяться в трубках, отруйні, а сама конструкція вимагає спеціальної утилізації. У порівнянні з ними лампа на світлодіодах (LED) – друга революція в галузі освітлення. Вони ще економічніші, не вимагають особливої ​​утилізації і працюють у 5–10 разів довше.

У світлодіодних ламп є одна, але істотна вада - вони найдорожчі. Щоб знизити цей мінус до мінімуму або обернути його в плюс, потрібно зробити її зі світлодіодної стрічки своїми руками. При цьому вартість джерела світла стає нижчою, ніж у люмінесцентних аналогів.

Саморобна світлодіодна лампа має ряд переваг:

• термін служби пристрою при правильному складанні складає рекордні 100 000 годин;
• по ефективності ват/люмен вони також перевершують усі аналоги;
• вартість саморобної лампи не вища, ніж у люмінесцентної.

Зрозуміло, є один недолік - відсутність гарантій на виріб, який повинен компенсуватись точним дотриманням інструкцій та майстерністю електрика.

Матеріали для збирання

Способів створення лампи своїми руками безліч. Найбільш поширені методи з використанням старого цоколя від люмінесцентної лампи, що перегоріла. Такий ресурс знайдеться у кожного в будинку, тож проблем із пошуком не буде. Крім цього знадобляться:

1. Цоколь від виробу, що перегорів.
2. Безпосередньо ЛІД. Вони продаються у вигляді світлодіодних стрічок або окремих світлодіодів НК6. Кожен елемент має силу струму приблизно 100-120 мА та напруга близько 3-3,3 Вольта.
3. Потрібний діодний міст або випрямні діоди 1N4007.
4. Потрібен запобіжник, який можна знайти в цоколі лампи, що перегоріла.
5. Конденсатор. Його ємність, напруга та інші параметри вибираються залежно від електричної схеми для збирання та кількості світлодіодів у ній.
6. Найчастіше знадобиться каркас, на який будуть кріпитися світлодіоди. Каркас можна зробити із пластику або подібного матеріалу. Головна вимога - не повинна бути металевою, струмопровідною і має бути теплостійкою.
7. Для надійного прикріплення світлодіодів до каркасу потрібно суперклей або рідкі цвяхи (останні кращі).

Один-два елементи з перерахованого вище списку можуть не стати в нагоді при деяких схемах, в інших випадках можуть, навпаки, додаватися нові ланки ланцюга (драйвера, електроліти). Тому список необхідних матеріалів потрібно складати у кожному конкретному випадку індивідуально.

Збираємо лампу зі світлодіодної стрічки

Розберемо покроково створення джерела світла на 220 з світлодіодної стрічки. Щоб зважитися використовувати нововведення на кухні, досить згадати, що зібрані своїми руками світлодіодні лампи значно вигідніші за люмінесцентні аналоги. Вони живуть у 10 разів довше, а споживають у 2–3 рази менше енергії за однакового рівня освітлення.

1. Для конструювання знадобляться дві люмінесцентні лампи, що перегоріли, довжиною півметра і потужністю 13 ватів. Купувати нові сенси немає, краще знайти старі та непрацюючі, але не зламані та без тріщин.
2. Далі йдемо до магазину та купуємо світлодіодну стрічку. Вибір великий, тому до придбання підійдіть відповідально. Бажано купувати стрічки з чистим білим або природним світлом, він не змінює відтінки навколишніх предметів. У таких стрічках світлодіоди зібрані до груп по 3 штуки. Напруга однієї групи 12 вольт, а потужність 14 ватів на метрову стрічку.
   
3. Потім необхідно розібрати люмінесцентні лампи на складові. Обережно! Не пошкодіть дроти, а також не розбийте трубку, інакше отруйні пари вирвуться назовні і доведеться прибирати, як після розбитого ртутного градусника. Вилучені нутрощі не викидайте, вони стануть у нагоді надалі.
   Нижче представлено схему світлодіодної стрічки, яку ми купили. У ній ЛІД підключено паралельно по 3 штуки в групі. Зауважте, що така схема нам не підходить.
   
4. Тому потрібно розрізати стрічку на ділянки по 3 діоди в кожному і дістати дорогі та марні перетворювачі. Розрізати стрічку зручніше кусачками або великими та міцними ножицями. Після спаювання тяганини повинна вийти схема, наведена нижче.
   У результаті має вийти 66 світлодіодів або 22 групи по 3 ЛЕД у кожній, підключені паралельно по всій довжині. Розрахунки прості. Так як нам знадобиться перетворити змінний струм на постійний, то стандартну напругу 220 Вольт в електричній мережі потрібно збільшити до 250. Необхідність «накинути» напругу пов'язана з процесом випрямлення.
5. Для з'ясування кількості секцій світлодіодів потрібно розділити 250 Вольт на 12 Вольт (напруга однієї групи по 3 штуки). У результаті отримаємо 20,8 (3), округливши у бік, отримуємо 21 групу. Тут бажано додати ще одну групу, оскільки загальну кількість світлодіодів доведеться розділити на 2 лампи, а для цього потрібно парне число. До того ж, додавши ще одну секцію, зробимо загальну схему безпечнішою.
   
6. Нам знадобиться випрямляч постійного струму, тому не можна викидати вилучені нутрощі люмінесцентної лампи. Для цього дістаємо перетворювач, за допомогою кусачок видаляємо конденсатор із загального ланцюга. Зробити це досить просто, оскільки він розташований окремо від діодів, достатньо відламати плату.
   На схемі показано, що має у результаті вийти, докладніше.
   
7. Далі за допомогою паяння та суперклею потрібно зібрати всю конструкцію. Навіть не намагайтеся вмістити всі 22 секції в один світильник. Вище говорилося, що потрібно спеціально знайти 2 півметрові лампи, оскільки розмістити всі світлодіоди в одній просто неможливо. Також не потрібно розраховувати на шар, що самоклеїться, на зворотному боці стрічки. Він не протягне довго, тому світлодіоди потрібно закріпити за допомогою суперклею або рідких цвяхів.
   

Підіб'ємо підсумки і з'ясуємо переваги зібраного виробу:

• Кількість світла від світлодіодних ламп в 1,5 рази більше, ніж у люмінесцентних аналогів.
• Потужність при цьому набагато менше, ніж у ламп денного світла.
• Служити зібране джерело світла буде в 5-10 разів довше.
• Нарешті, остання перевага – спрямованість світла. Він не розсіюється і спрямований строго вниз, завдяки чому використовується на робочому столі або на кухні.

Зрозуміло, світло, що випускається, не відрізняється високою яскравістю, але головною перевагою є низьке енергоспоживання лампи. Навіть якщо включити і ніколи не вимикати її, вона за рік з'їсть всього 4 кВт енергії. При цьому вартість електроенергії, що споживається, в рік порівнянна з вартістю квитка в міському автобусі. Тому такі джерела світла особливо ефективно використовувати там, де потрібне постійне підсвічування (коридор, вулиця, підсобка).

Збираємо просту лампочку зі світлодіодів

Розберемо інший спосіб створення світлодіодного світильника. Люстра або настільна лампа потребує стандартного цоколя E14 або E27. Відповідно, схема та використовувані діоди відрізнятимуться. Наразі широко використовуються компактні люмінесцентні лампи. Нам знадобиться один патрон, що перегорів, також змінимо загальний список матеріалів для складання.

Знадобляться:

• перегорілий цоколь E27;
• драйвер RLD2-1;
• світлодіоди НК6;
• шматок картону, але краще – пластика;
• супер клей;
• електричне проведення;
• а також ножиці, паяльник, плоскогубці та інші інструменти.

Приступимо до створення саморобної лампи:

Світловий потік зібраного світильника дорівнює 100-120 люмен. Завдяки чистому білому світлу лампочка здається значно світлішою. Цього вистачить для освітлення невеликого приміщення (коридора, підсобки). Головною перевагою світлодіодного джерела світла є низьке енергоспоживання та потужність – всього 3 Ватта. Що у 10 разів менше ламп розжарювання та у 2–3 рази – люмінесцентних. Працює вона від звичайного патрона із харчуванням 220 вольт.

Висновок

Отже, маючи під руками непрацюючі лінійні або компактні люмінесцентні лампи і кілька елементів, наведених вище в цій статті, можна створити своїми руками світлодіодну лампу, яка має низку переваг. Одна з основних – низька вартість у порівнянні з лампами, які можна придбати у магазині. При складанні та монтажі потрібно дотримуватись заходів безпеки, оскільки доводиться працювати з високою напругою, тому слід дотримуватися послідовності монтажу за схемою. У результаті отримаєте лампу, яка довго працюватиме і радуватиме око.

Відео

Світлодіод являє собою напівпровідниковий пристрій, який дозволяє перетворювати електричний струм на світлове випромінювання. Конструктивно це напівпровідниковий кристал (чіп), який власне випромінює світло, підкладка, корпус з контактними висновками та оптична система.

Як ви вже знаєте, вони бувають різних кольорів, це залежить від матеріалу виготовлення та різних добавок. У корпус зазвичай встановлюється один кристал (чіп), але якщо є необхідність, виробник може встановити кілька кристалів.

Особливості видів світлодіодних світильників

Застосування у них дуже широке, розділити їх можна на 2 групи:

Індикаторні (світлодіодні)- використовуються як індикатори, через те, що вони неяскраві та малопотужні. На вашому маршрутизаторі горять зелені лампочки – це індикаторні світлодіоди, на телевізорі горить лампочка у кутку – теж він.

Власне багато, де застосовуються світлодіоди. У різних електронних приладах, підсвічуванні панелі автомобілів, підсвічування комп'ютерних дисплеїв, ЖК-телевізорів та безлічі інших пристроїв.

Кольори можуть бути різні: червоний, жовтий, зелений, блакитний, фіолетовий, білий, навіть ультрафіолетовий. Запам'ятайте, що колір світлодіода визначається не кольором пластику, з якого зроблений корпус, а з типу напівпровідникового матеріалу, з якого він виготовлений. Але більшість світлодіодів виконано з безбарвного пластику, і колір можна впізнати лише включивши його.

Освітлювальні конструкції- Використовуються, як ви вже зрозуміли, для освітлення. На відміну від індикаторних відрізняються своєю яскравістю і потужністю, зі стрімко знижується їх застосовують у побутовому і промисловому освітленні, настільних лампах, світлодіодних світильниках, освітленні офісів і робочих площ, скрізь де тільки можна.

Так як це дешевий, продуктивний та екологічний виглядосвітлення. Рівень розвитку технологій дозволяє виробляти їх із дуже великим рівнем світловіддачі на 1 Вт. У потужних світлодіодів, що виробляються серійно, це значення досягає 140 Люмен (одиниця вимірювання світлового потоку в СІ). Це дозволяє використовувати їх у дуже широкому спектрі застосування.

Використання світлодіода для світильників

Насамперед це їхній головний плюс - довговічність. Механічно він надійний та міцний. Теоретично, його термін роботи може досягати до 100 000 годин. Це приблизно в 100 разів більше терміну роботи, ніж у ламп розжарювання та в 10 разів більше, ніж у люмінесцентних ламп.

Але термін служби світлодіода безпосередньо залежить від нього самого, силу струму, що подається на нього, охолодження чіпа (кристалу) безпосередньо випромінює саме світло, і відповідно самої якості світлодіода.

Фірмові вироби будуть дорожчими, але й прослужать набагато довше за звичайні китайські безіменні світлодіоди. Це безпосередньо позначається на споживчих властивостях.

Варто також відзначити екологічність. Вони є екологічно чистими джерелами світла, На відміну від люмінесцентних ламп, які містять ртуть.

Люмінесцентні лампи після виходу їх з ладу слід здавати до спеціалізованих пунктів прийому. А в наших реаліях такі лампи мало хто здає у відповідні пункти, а просто викидає на смітник, де вони завдають непоправної шкоди навколишньому середовищу.

Монтаж світлодіодного світильника своїми руками

А тепер давайте розпочнемо створення нашого світлодіодного світильника, який ми зробимо своїми руками.

Світлодіод (освітлювальний)- як згадувалося вище, складається з кристала, підкладки, корпусу з контактними висновками і оптичної системою (лінзою). Для лампи використовуємо 8 шт. потужних 1W світлодіодів. Це дозволить зробити більшу площу освітлення.

Драйвер (блок живлення)- Для перетворення змінного струму 220V в постійний струм для подачі на схему. Потрібно визначити основні критерії вибору драйвера, вони полягають у потужності використовуваних світлодіодів, це 1W, 3W, 5W. Також це полягає у кількості світлодіодів, вимоги до захисту від зовнішніх впливів.

Зверніть увагу, що за відсутності драйвера можна використовувати обмежувальні резистори, але драйвер буде кращим. Чому запитаєте ви не заощадити на драйвері? Достатньо подивитися на ринок, купа недорогих світлодіодних ламп із купою світлодіодів та відносно недорого.

Але як правило, такі лампи живуть недовго, 4-5 місяців, і за цей час ще примудряються втратити майже половину яскравості, все це через те, що в цій лампі заощадили на драйвері, його просто не поставили. Оскільки ми налаштовані на довгу роботу нашої лампи, зроблену своїми руками, то будемо використовувати драйверяк необхідний компонент пристрою.

Матеріал для корпусу освітлювального приладу

Для виготовлення корпусу можна використати старий світильник. Бажано взяти саме металевий корпус, оскільки світлодіоди - це напівпровідники, що пропускають електричний струм, і відповідно гріються.

Температура - один з основних показників довговічності, тому нам важливо щоб було хороше охолодження.

У світлодіода, що перегрівається, термін служби зменшується в кілька разів. Корпус можна взяти зі старої люмінесцентної лампи, або з іншого придатного нам за розміром об'єкта.

Якщо відсутній металевий корпус, а є тільки пластмасовий, то можна це положення трохи виправити, наклеївши безпосередньо на пластмасовий корпус світильника алюмінієвий скотч, що зможе трохи відвести тепло.

Складання конструкції світлодіодного світильника

Приступимо безпосередньо до самої збирання освітлювального пристрою своїми руками.

Світлодіоди із заводською підкладкою з алюмінію кріпимо на радіатор, Яким у цьому випадку виступає металевий корпус світильника або, якщо корпус пластмасовий, то алюмінієвий скотч, наклеєний на корпус, головне тут-відведення тепла. Спаювати світлодіоди у схемі необхідно послідовно.

Так як світлодіод у нас із підкладкою, то кріпити його ми будемо на радіатор за допомогою термоклею, Термоклей дозволяє відводити тепло від світлодіода, що збільшить термін життя останнього. Світлодіод ми візьмемо надяскравий 1W на підкладці.

Наведемо його короткі характеристики:

• Напруга живлення 3.2-3.4V (вольт).
• Струм 350 ma (міліампер).
• Довжина хвилі 6500K (кельвінів), холодне світло.
• Світловий потік 140 lm (люмен).

Для світильника слід використовувати світлодіодний драйвер 12W LED.

Характеристики драйвера:

1. Вхідна напруга (AC): 100-240V.
2. Вихідна напруга (Output voltage): 18-46V.
3. Вихідний струм (Output current): 300 ma ± 5%.
4. Температура роботи -45+75 градусів за Цельсієм.

Важливе значення мають два параметри - струм та робоча напругасвітлодіод. Робоча напруга ще може називатися «падінням напруги». Цей термін означає, що після світлодіода, напруга в мережі буде меншою на розмір «падіння напруги».

Якщо по-простому, то якщо подати живлення на світлодіод, який має падіння напруги 3V, то для наступного елемента в мережі ця напруга буде на 3V менше. В нашому світильнику буде 8 світлодіодів з напругою живлення 3.2-3.4 вольта. У середньому – 3.3V.

У драйвері для нашого світильника діапазон цього значення 18-46V. Ми якраз у нього потрапляємо, він нам підходить за цим показником.

Ще один показник у драйвера та світлодіода, від якого залежить працездатність лампи – це споживаний струм у світлодіоді, та вихідний струм у драйвера. Це значення у світлодіоді 350 ma, а драйвері 300 ma. Це також підходить для нашої лампи.

Слід пам'ятати, що світлодіод не здатний контролювати споживання струму. це також важлива причиначому варто використати драйвер.

Зверніть увагу, що світлодіоди розташовуються вже на підкладці з алюмінію, що також сприятиме відводу тепла.

Залишилося тільки спаяти своїми руками саму схему. Не забувайте, що занадто довго тримати паяльник на контактах світлодіода не можна, щоб не завдати шкоди перегріву.

Головне – це уважність, якщо спаяти все правильно, вийде яскраве та рівномірне світлолампи від 8 світлодіодів потужністю 1W. Далі за допомогою термоклею приклеюємо наші світлодіоди на корпус лампи, який буде служити для відведення тепла, як зазначалося раніше.

Драйвер також кріпимо усередині для компактності пристрою. Закривши розсіювальним скломкорпус, ми отримуємо прекрасну лампу, що випромінює в сумі 1120-й люмен, і споживає 8 Ватт.

Згодом за бажання можна все освітлення в будинку перевести на світлодіодне, знову ж таки своїми руками, щоб не переплачувати зайве. Плюси цього освітлення очевидні: низьке енергоспоживання, екологічність, приємне та чисте світло. Тож сміливіше беріться за паяльник і робіть якісну світлодіодну лампу своїми руками.

Увага! Дана конструкція не має гальванічної розв'язки. від високовольтної мережі змінного струму Строго дотримуйтесь техніки безпеки. При повторенні конструкції Ви все робите на свій страх та ризик. Автор не несе жодної відповідальності за Ваші дії.

У статті розглянуто конструкцію світлодіодної лампи з живленням від мережі змінного струму з напругою до 240 В та частотою 50/60 Гц. Дана лампа мені слугує вже більше двох років і я хочу поділитися з Вами цією конструкцією. Лампа має дуже просту схему обмеження струму, що дає можливість повторення конструкції радіоаматорам-початківцям. Вона має невелику потужність і може застосовуватися як нічник або для підсвічування приміщення, де не потрібна велика яскравість свічення, але важливий такий фактор, як низьке енергоспоживання та тривалий термін служби. Її можна повісити в під'їзді або на сходовому майданчику і не переживати про виключення або високу витрату електрики - термін її служби практично обмежений терміном служби застосованих світлодіодів, тому що дана лампа не має імпульсного перетворювача, які часто виходять з ладу швидше за самі світлодіоди, а радіоелементи тут підібрані таким чином, що не перевищуються номінальні напруги та робочі струми як конденсаторів з діодами, так і самих світлодіодів навіть при максимальній допустимій напрузі та частоти живильної електромережі.

Лампа має такі характеристики:

У лампі використані трикристальні світлодіоди теплого білого світіння типу smd5050:

При протіканні номінального струму 20 мА на одному кристалі світлодіода падає напруга порядку 3,3 В. Це основні параметри для розрахунку конденсатора, що гасить, для живлення лампи.

Кристали всіх дев'яти світлодіодів послідовно з'єднані один з одним і таким чином через кожен кристал протікає однаковий струм. Цим досягається однакове свічення і максимальний термін служби світлодіодів і всієї лампи. Схема з'єднання світлодіодів показана на малюнку:

Після спаювання виходить ось така світлодіодна матриця:

Ось так це виглядає з лицьового боку:

Представляю вам принципову схему даної світлодіодної лампи:

У лампі використовується двонапівперіодний випрямляч на діодах D1-D4. Резистор R1 обмежує кидок струму під час увімкнення лампи. Конденсатор C2 є фільтруючим і згладжує пульсацію струму через світлодіодну матрицю. Для цього випадку його ємність у мікрофарадах приблизно можна розрахувати за формулою:

де I це струм через світлодіодну матрицю в міліамперах та U – падіння напруги на ній у вольтах. Не варто гнатися за занадто великою ємністю цього конденсатора, так як конденсатор, що струмогасить, грає роль обмежувача струму, а підключена світлодіодна матриця є стабілізатором напруги.

У разі можна використовувати конденсатор ємністю 2,2-4,7 мкФ. Паралельно йому встановлений резистор R3 забезпечує повну розрядку цього конденсатора після вимкнення живлення. Резистор R2 відіграє ту ж роль для струмогасного конденсатора C1. Тепер головне питання - як розрахувати ємність конденсатора, що гасить? В інтернеті є багато формул і онлайн калькуляторів для цього, але вони занижували результат і давали нижчу ємність, що підтвердилося на практиці. При використанні формул з різних сайтів та після застосування онлайн калькуляторів у більшості випадків вийшла ємність 0,22 мкф. При установці ж конденсатора з даною ємністю і при вимірі струму, що протікає через світлодіодну матрицю, був отриманий результат 12 мА при напрузі мережі 240 В і частоти 50 Гц:

Тоді я пішов довшим шляхом і спочатку розрахував необхідний опір, що гасить, а потім вивів ємність конденсатора, що гасить. За вихідні дані ми маємо:

• Напруга мережі живлення: 220 В. Візьмемо максимально можливе - 240 В.
• Частоту мережі я взяв у 60 Гц. При частоті в 50 Гц через матрицю протікатиме менший струм і лампа світитиме менш яскраво, проте буде запас.
• Напруга, що падає на світлодіодній матриці складе 27 * 3,3 = 89,1 В, так як у нас 27 послідовно включених світлодіодних кристалів і на кожному з них падатиме приблизно 3,3 В. Округлимо це значення до 90.
• При максимальній частоті 60 Гц і напрузі в мережі 240 В, струм, що протікає через матрицю, не повинен перевищувати 20 мА.

У розрахунках використовуються діючі значення струмів та напруг. За законом Ома гасить опір має становити:

де U c - напруга у мережі (В)

U m - Напруга на світлодіодній матриці (В)

I m - Струм через матрицю (A).

Оскільки як опір, що гасить, ми використовуємо конденсатор, то X c = R і за відомою формулою для ємнісного опору:

обчислюємо необхідну ємність конденсатора:

де f - частота мережі живлення (Гц)

X c - необхідний ємнісний опір (Ом)

Нагадую, що отримане в даному випадку значення ємності конденсатора справедливе для частоти мережі живлення 60 Гц. Для частоти 50 Гц за розрахунками виходить значення 0,42 мкФ. Для перевірки справедливості я тимчасово поставив два паралельно з'єднаних конденсатора по 0,22 мкФ з сумарною ємністю в 0,44 мкФ, що вийшла, і при вимірі протікаючого через світлодіодну матрицю струму було зафіксовано значення в 21 мА:

Але для мене була важлива довговічність і універсальність і з розрахунку на частоту 60 Гц з результатом необхідної ємності 0,35 мкФ я взяв близький номінал з ємністю 0,33 мкФ. Вам також раджу брати конденсатор трохи меншої ємності, ніж розрахункова, щоб не перевищувати допустимий струм використовуваних світлодіодів.

Далі підставивши формулу для розрахунку опору в формулу для визначення ємності і скоротивши весь вираз я вивів універсальну формулу в яку, підставивши вихідні значення, можна обчислити необхідну ємність конденсатора для будь-якого числа світлодіодів в лампі і напруги живлення:

Остаточна формула набуває наступного вигляду:

Де C - ємність конденсатора, що гасить (мкФ)

I d - допустимий номінальний струм застосовуваного в лампі світлодіода (мА)

f - частота мережі живлення (Гц)

U c - напруга мережі живлення (В)

n - кількість використовуваних світлодіодів

U d - Падіння напруги на одному світлодіоді (В)

Може бути комусь ліньки робити ці розрахунки, але за цією формулою можна визначити ємність для будь-якої світлодіодної лампи з будь-яким числом послідовно з'єднаних світлодіодів будь-якого кольору. Можна наприклад зробити лампу з 16 червоних світлодіодів підставляючи формулу відповідне червоним світлодіодам падіння напруги. Головне дотримуватися розумних меж, не перевищувати кількість світлодіодів із загальною напругою на матриці до напруги мережі живлення і не використовувати занадто потужні світлодіоди. Таким чином, можна виготовити лампу з потужністю до 5-7 Вт. В іншому випадку може знадобитися конденсатор занадто великої ємності, і можуть виникнути сильні пульсації струму.

Повернемося до моєї лампи і на фотографії нижче показані радіоелементи, які я використав:

У мене не знайшлося конденсатора ємністю 0,33 мкф і я поставив паралельно включених два конденсатори з ємністю 0,22 і 0,1 мкф. З такою ємністю струм, що протікає через матрицю, буде трохи менше розрахункового. Фільтруючий конденсатор у моєму випадку на напругу 250 В, але я настійно рекомендую використовувати конденсатор на напругу від 400 В. Хоча падіння напруги на моїй світлодіодній матриці і не перевищує 90 В, але у разі обриву або перегорання хотіли б одного зі світлодіодів напруга на фільтрувальному досягне амплітудного значення, а це більше 330 В при діючій напрузі в мережі живлення 240 В. (U a = 1,4U)

Як корпус я використовував частину компактної енергозберігаючої люмінесцентної лампи, витягнувши з неї електронну начинку:

Плату я виконав навісним монтажем і вона з легкістю помістилася у вказаний корпус:

Світлодіодну матрицю я приклеїв подвійним скотчем до круглого шматка гетинаксу, який пригвинтив до корпусу двома гвинтами з гайками:

Так само я зробив невеликий рефлектор, вирізавши його з бляшанки:

Я провів реальні вимірювання при напрузі в мережі живлення 240 В і частоті 50 Гц:

Постійний струм через світлодіодну матрицю прийняв значення 16 мА, що не перевищує номінального струму світлодіодів, що використовуються:

Також я розробив друковану плату під радіоелементи у програмі Sprint-Layout. Усі деталі розмістилися на площі 30Х30 мм. Вигляд цієї друкованої плати Ви можете бачити на рисунках:

Я надав цю друковану плату у форматах PDF, Gerber та Sprint-Layout. Ви можете вільно завантажити вказані файли. Хоча на схемі і вказані діоди КД105, але оскільки вони є рідкістю, то друкована плата розведена під діоди 1N4007. Так само можна використовувати інші випрямні діоди середньої потужності на напругу від 600 В і на струм в 1,5-2 рази більший за струм споживання світлодіодної матриці. Дам рекомендацію щодо зборки цієї матриці. Усі світлодіоди лицьовою стороною я тимчасово приклеїв до малярського скотчу і спаяв усі висновки згідно зі схемою, після чого готову матрицю з боку висновків приклеїв на двосторонній скотч та зняв паперовий малярський скотч з лицьового боку. Якщо у Вас буде можливість, я рекомендую розташувати світлодіоди на більшій відстані один від одного, тому що вони виділятимуть тепло і від близького розташування можуть перегріватись та швидко деградувати.

Особисто у мене ця лампа світить по сім годин на день вже третій рік і поки що не було жодних проблем. До статті додаю також таблицю Exsel із формулою для розрахунку. У ній просто потрібно підставити вихідні значення і в результаті отримайте необхідну ємність конденсатора, що гасить. Всім яскравих та довговічних лампочок. Залишайте відгуки та ділитесь статтею, тому що в інтернеті багато неправильних формул і калькуляторів, що дають невірний результат. Тут же все перевірено досвідом та підтверджено часом та реальними вимірами.

Список радіоелементів

Позначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка	Магазин	Мій блокнот
	Конденсатори
C1	Конденсатор	0.33 мкФ 400 В	1			До блокноту
C2	Електролітичний конденсатор	3.3 мкФ 400 В	1			До блокноту
	Резистори
R1	Резистор

Декілька років тому популярність світлодіодних стрічок просто зашкалювала. На сьогоднішній день потреба в них знизилася, але, незважаючи на це, багато людей досі використовують дані джерела світла як підсвічування та прикраси для натяжних або гіпсокартонних стель. А дотримуючись наведених нижче інструкцій та правил електротехнічної безпеки, ви зможете змайструвати унікальний світильник зі світлодіодної стрічки своїми руками.

Поняття та сфери застосування

Світлодіодні світильники мають масу переваг, але головним недоліком, як і раніше, залишається надто висока вартість. Останнє нівелюється низьким споживанням електроенергії та великим робочим ресурсом, але все ж таки набагато дешевше спорудити власний освітлювальний прилад, окремо купивши дешеві гнучкі плати та світлодіоди. Вартість одного погонного метра світлодіодної стрічки складає близько 100-250 рублів.

Якщо хочете заощадити, то купуйте стрічку в бухтах по 10 м, ретельно вибираючи потрібний клас світлодіодів. Використовуються дані пристрій у всіх сферах життєдіяльності, на об'єктах, де потрібне штучне освітлення.

У порівнянні з лампами розжарювання у гнучких джерел світла на led-діодах величезна кількість переваг:

• висока економічність;
• тривалий термін експлуатації;
• доступність;
• можливість вибору форм;
• безпека;
• гнучкість.

Області застосування світлодіодної стрічки безмежні.Вона використовується як підсвічування для акваріума, стелі, меблів та інших предметів інтер'єру, робочих зон, вітрин (найчастіше все-таки неонові стрічки). Перелічити всі можливі варіанти неможливо. Тут головне – навчитися правильно вибирати світлодіодну стрічку залежно від конкретного завдання, орієнтуючись на техніко-експлуатаційні характеристики.

Застосування різнобарвної гнучкої плати на натяжних стелях обумовлено глянсовою поверхнею, що чудово відображає падаючі світлові промені, що дозволяє досягти цікавих ефектів - від візуального збільшення кімнати до створення незабутньої романтичної обстановки. Зробити це за допомогою класичної люстри чи точкових світильників набагато складніше.

Взагалі світлодіодна стрічка – найуніверсальніше джерело світла. З неї можна створювати неповторні малюнки та форми, а для її самостійного виготовлення використовуються чи не будь-які матеріали. Найбільш поширеними вважаються прилади із пластику та полівінілхлориду.

Види та параметри

Для самостійного виготовлення світлодіодного світильника потрібно вивчити широкий модельний ряд діодів, представлений як бюджетними, так і елітними аналогами.

Найбільш затребуваними вважаються недорогі діодні конструкції наступних серій:

1. SMD 3528 – діоди розташовуються щільно один одному, при цьому на один погонний метр може бути як 60, так і 240 штук. Їхня кількість впливає на потужність приладу (5–16 Вт) та світловий потік (5–9 лм).
2. SMD 2835 Premium - одна з кращих стрічок бюджетного виконання, що характеризується більш високою яскравістю, порівняно з іншими типами. На один погонний метр припадає 60-120 led-діодів, при цьому відрізки можуть нарізатися довжиною по 5 см (близько трьох діодів). Ідеальне рішення для прикраси та підсвічування невеликих предметів інтер'єру або створення точкового освітлення. Розмір світлового потоку налічує 20-23 лм.
3. SMD 3014 схожа на попередню модель. На одному погонному метрі може бути від 60 до 120 напівпровідників. Залежно від їхньої кількості потужність становить 36/72 Вт, світловий потік - 6/11 лм.

Зі світлодіодних стрічок, оснащених більш потужними напівпровідниками, виділимо наступні моделі:

1. SMD 5050 - на один погонний метр припадає 30-120 світлодіодів. Потужність варіюється від 7,2 до 25 Вт, світловий потік – 50-60 лм.
2. SMD 5630 і SMD 5730 - схожі серії, що характеризуються підвищеною потужністю, тривалою експлуатацією та яскравістю 50-60 лм. Найчастіше експлуатуються у світлодіодних світильниках.

Крім класичних моделей вже винайдені більш сучасні та неординарні конструкції:

• гнучка високовольтна плата, призначена для прямого підключення до мережі на 220 В;
• низьковольтні рішення на 12 або 24 В, в електричний ланцюг яких підключають випрямляч;
• моделі з вологозахисним корпусом

Світлодіодна стрічка продається в бухтах по 5-10 м, але за потреби звичайними ножицями може бути розрізана на відрізки необхідної довжини. Якщо виникла потреба у монтажі стрічки на велику поверхню, то пам'ятайте загальне для всіх правило: на кожні 15 пог. м необхідно встановлювати один блок живлення.

Високовольтні плати не мають жодних обмежень по метражу і реалізуються в бухтах по 100 м. Зазвичай нарізка виконується за довжиною 50 або 100 см.

Примірники з підвищеним захистом від вологи конструктивно ідентичні до звичайних плат. Різниця пов'язана з наявністю захисного силіконового покриття, що забезпечує певний захист від проникнення пилу та вологи:

• IP44 - гарний захист від попадання пилу та бруду;
• IP65 - захист від пилу та вологи зі збереженням високої еластичності в умовах низьких температур;
• IP67 - захисне покриття виконане у формі міцної силіконової трубки;
• IP68 – підвищений захист у вигляді двошарової силіконової трубки зі спеціальним наповнювачем.

Вироби з класом захисту IP67 та IP68 використовуються для якісного підсвічування акваріумів, басейнів та інших штучних водойм. При цьому глибина занурення має перевищувати 1 м. Якщо на упаковці вказано клас IP33, такий пристрій випускається без силіконового захисту.

Типи застосовуваних led-діодів

При створенні саморобної стрічки, що світиться одним кольором, підійдуть напівпровідники типу SMD 3028 або SMD 5050. У другому випадку використовуються три кристали, тому світіння буде найбільш яскравим, але споживання електроенергії вище. Також яскравість залежить кількості елементів, розташованих на 1 пог. м.

Кількість світлодіодів на умовний метр впливає на сумарне навантаження виробу:

• 30 елементів типу SMD 5050 – 7,2 Вт;
• 60 SMD З528 – 4,8 Вт;
• 60 SMD 5050 – 15 Вт;
• 120 SMD З528 – 9,6 Вт;
• 120 SMD 5050 – 25 Вт;
• 240 SMD З528 – 19,2 Вт;

Плати з напівпровідниками, які у кілька рядів, називаються многорядными. У таких випадках зазвичай використовують RGB технологію, що дозволяє отримати різнокольорове світіння.

Зважаючи на наявність кількох стандартів виробники виготовляють стрічку, що працює від джерела постійного струму напругою 12 або 24, або безпосередньо від мережі змінного струму 220 В.

Для чого потрібні контролери та блоки живлення

При виготовленні саморобних освітлювальних приладів на основі світлодіодів необхідно встановити спеціальний адаптер (випрямляч, блок живлення), який буде перетворювати змінну електрику 220 В на постійний струм 12/24 В відповідно до потужності напівпровідників, що використовуються.

Щоб зробити правильний вибір та купити відповідний блок живлення, підрахуйте кількість діодів на одному погонному метрі, після чого спочатку помножте його на потужність одного led-діода, а потім – на кількість погонних метрів. Насамкінець обов'язково слід дати невеликий запас - близько 10-15%.

Наприклад, якщо ви використовуєте діоди типу SMD 5050, встановлюєте приблизно по 60 штук на погонний метр і довжина плати становить 5 м, то (виходячи з таблиці вище) загальне навантаження дорівнюватиме 15 * 5 = 75 Вт. Збільште значення на 15% та отримайте необхідну потужність адаптера – 86–87 Вт. При складанні гнучкої плати з регульованим рівнем яскравості та перемиканням світла електрична схема має бути доповнена контролером та пультом ДУ.

Підготовка матеріалів та деталей

Перш ніж приступати до роботи, підрахуйте необхідну кількість світлодіодів, їхню яскравість і потужність адаптера. Залежно від призначення світильника довжина плати складатиме:

• нічник, підсвічування для вимикача або розетки - невеликий відрізок із трьома діодами;
• акваріум - відрізок, що дорівнює довжині стінки або периметру ємності;
• освітлення грядки - кілька частин, довжина яких відповідає довжині грядки;
• підсвічування для комп'ютерної клавіатури - відповідно до довжини периферійного обладнання;
• при заміні люмінесцентної лампи – кілька частин, довжина яких відповідає довжині лампи.

Яскравість світіння стрічки, її розміри та щільність розташованих напівпровідників залежать від конкретних умов. Потужність блоку, як зазначалося вище, повинна дорівнювати загальному навантаженню із запасом 10–15%.

Також вам можуть стати в нагоді проводи, трубка для термоусадки та ізоляції, паяльник, олово, каніфоль. Замість паяльника можна використовувати спеціальні конектори. У жодному разі не паяйте стрічку за допомогою кислоти, яка призведе до окислення та руйнування провідників або короткого замикання.

У разі використання плати як підсвічування для акваріума скористайтеся прозорою трубкою, а для підвищення вологозахисту використовуйте силіконовий герметик.

Складання світильника

Ретельно продумавши конструкцію світильника, зібравши потрібні інструменти та матеріали, можна розпочати його виготовлення. У деяких випадках весь процес полягає в банальному приклеюванні плати до будь-якої основи - наприклад, клавіатури. В інших ситуаціях може знадобитися часткова або повна переробка джерела світла.

При встановленні такого світильника потрібно враховувати кілька додаткових факторів:

1. Блок живлення, що використовується для зниження напруги, слід розмістити на максимально близькій відстані до діодів. Зі збільшенням протяжності проводки зростають втрати напруги, що призведе до зниження рівня освітлення.
2. При розміщенні на металевій основі між стрічкою та світлодіодами потрібно прокласти шар ізоляції.
3. Якщо стрічка підключається до промислової мережі 220 В через конденсатор, обов'язково слід покрити її силіконовим герметиком. Бажано у два шари.

Важливо! Стрічка, що підключається через блок живлення, характеризується підвищеною електричною та пожежною безпекою, чого не скажеш про п. 3 попереднього списку. Роботи з такою платою слід виконувати за повного відключення напруги.

Особливості та етапи виконання монтажних робіт

Для створення незвичайного світильника з діодної стрічки підійдуть різні предмети - від стандартного цоколя лампи розжарювання до корпусу люмінесцентного джерела світла.

Подібні процедури супроводжуються численними вимогами, головні з яких:

1. При підключенні саморобного пристрою потрібно використовувати багатожильну проводку. Один кінець обладнується наконечником із перетином 0,75 мм і комутується з контролером, а інший припаюється до кінців світлодіодної плати. Для підвищення фіксації слід застосувати термозбіжні трубки.
2. Якщо пристрій монтується на навісні стелі, то бажано використовувати стрічку, що самоклеїться. Перед поклейкою попередньо очистіть і знежиріть поверхню стелі, давши їй добре просохнути. Знімати захисну плівку на боці гнучкої плати потрібно безпосередньо перед монтажем. Найменший бруд або пил, що осів на клейовому шарі, призведе до погіршення адгезії. Негативно на адгезії позначається наявність вологи. Якщо стрічка встановлюється у приміщенні з підвищеною вологістю, обов'язково слід налагодити провітрювання. На вулиці подібні дії потрібно виконувати виключно у суху погоду.
3. При відстані понад 7 м між блоком живлення та саморобною стрічкою потрібно збільшити перетин дроту.

Підключення адаптера виконується з дотриманням полярності та клем:

• для одноколірних стрічок технологія максимально проста - "плюс" спайується з "плюсом", а "мінус" - з "мінусом";
• для різнокольорових стрічок властива своє маркування - V+ (напруга), R, G, B для перемикання кольору (до контролера).

Додатково різнокольорові світлодіодні плати оснащуються димерами, призначеними для зміни яскравості та зміни кольору свічення. У комплекті з ними йде пульт дистанційного керування. Низьковольтне обладнання на 12 або 24 В - ідеальне рішення для будинку чи квартири, високовольтні гнучкі плати - для організації вуличного освітлення.

Дотримуючись ряду технічних рекомендацій і правил безпеки, ви з легкістю зможете створити незвичайне підсвічування предметів інтер'єру, акваріума, басейну, стелі і т. д. Вартість світильників, виготовлених за цим принципом своїми руками, набагато нижча від заводських led-приладів.