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

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

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

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.

Настольная светодиодная лампа очень полезна и присутствует дома практически у каждого. Люди используют LED светильники для чтения и обучения. Наиболее часто можно встретить флуоресцентные настольные лампы, но они потребляют слишком много энергии и их нужно подключать к внешнему блоку питания.

Светодиодные лампы стоят гораздо дешевле и они более энергоэффективны, но их стоимость в магазинах и интернете обычно превышает 600р. Что если сделать такую лампу своими руками? Она легко собирается из дешевых базовых элементов, сборка в домашних условиях займёт кое-какое время и позволит сэкономить, ведь стоимость деталей лампы обойдётся в 300-1000р.

Вы, возможно, уже видели инструкции по сборке ламп, но особенность этой состоит в том, что она очень дешева и её основа собирается из металлической линейки и картона, что обычно находится под рукой у большинства людей. В лампе нет дерева, пластика, акрила, поэтому вам не придётся использовать специальные инструменты для резки материалов.

Самодельный светильник питается от 4V кислотных аккумуляторов и состоит из 36 светодиодов, которые производят достаточно света для чтения в темноте. Также в схему встроен диммер, работающий на базе интегральной схемы 555 ic и с помощью него можно менять яркость, настраивая потенциометр. Лампу можно заряжать при помощи 9V адаптера.

Я написал детальное руководство как сделать светодиодный светильник своими руками и уверен, что его поймёт даже новичок.

Шаг 1: Собираем нужны части

Для создания лампы вам понадобятся детали, перечисленные в следующем списке. Цена каждой детали может сильно варьироваться в зависимости от места, в котором вы её покупаете.

Список компонентов:

• 36x светодиодов
• 36x транзиторов на 82 Ом
• 2x герметичная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея на 4v 1.5ah
• 1x регулятор напряжения 7805
• 1x выключатель
• 1x красный или зеленый светодиод
• 1x разъём-мама 3.5мм
• 1x потенциометр 50 кОм
• 1x кнопка на потенциометр
• 1x таймер 555 ic
• 2x 1n4001 или аналогичные диоды
• 1x 8-пиновый сокет DIP IC
• 2x резистора 1 кОм
• 1x резистор 330 Ом
• 2x керамический конденсатор 0.1 uf
• 1x TIP 31c или другой npn транзистор
• Макетная плата
• Кабель «радуга»

Инструмент:

• Паяльник
• Провода
• Вытяжка для дыма
• Ножницы

• Картонная коробка
• Стальная линейка на 30 см
• Скотч (изолента)
• Листы черной и белой бумаги
• Самоклейка

Шаг 2: Собираем батарею

Источник питания для нашей лампы должен быть больше, чем на 5V. Если напряжение будет менее 5V, то мы не добьёмся максимальной яркости от светодиодов. Таким образом, вы должны использовать батареи на 6 и более вольт, но напряжение не должно превышать 12V, иначе регулятор напряжения перегреется. Я купил батареи на 4V, так как они были самыми дешевыми и общее их напряжение в 8V позволит производить достаточно энергии для питания лампы.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батарейки были выбраны для удешевления проекта. Их особенность состоит в том, что их можно подключит напрямую к адаптеру питания, и они не нуждаются в дополнительных переходниках. Использование литий-ионных или никель-кадмиевых, алкалиновых и других типов батареек сделают этот проект значительно более дорогим, но при этом такие батареи будут работать дольше.

Для сборки батарей скрепите их двусторонним скотчем и соедините последовательно, что значит соедините положительную клемму одной батареи с отрицательной клеммой другой батареи. Затем припаяйте по проводу к оставшимся свободным клеммам. Соединение батарей в последовательную цепь увеличит их напряжение (общий вольтаж будет равен сумме напряжений каждой батареи), в то время как параллельное соединение увеличит время их работы или силу тока. Спаивайте клеммы батарей быстро, так как перегрев может вывести их из строя.

Шаг 3: Подготавливаем линейку

Согните линейку руками или плоскогубцами как показано на фотографии, а затем покройте её бумагой черного цвета. Линейка нужна для поддержки светодиодов. Причина, по которой я использовал линейку — её дешевизна, гибкость и доступность.

Шаг 4: Подготавливаем плату

Покройте плату белой бумагой. Так как вся плата теперь покрыта бумагой, то для проделывания в ней отверстий приготовьте иглу.

Шаг 5: Припаиваем светодиоды

Так как источник питания на выходе имеет 5V, а светодиодам нужно 3.6V, то их нельзя подключать последовательно. Если соединить их параллельно, то им всё равно нужно будет 3.6V, и если подать на них 5V, то они повредятся. Чтобы избежать этой проблемы, мы добавим в цепь для каждого светодиода резистор. Формула для расчёта значений резистора такая:

Значение резистора (в Омах)= (напряжения блока питания — напряжение источника) / сила тока, необходимая каждому светодиоду (в амперах)

5 — 3.6 / 0.02 (20 миллиампер = 0.02 A)
= 1.4 / 0.02
= 70 Ом

Так как 70 Ом — это нестандартное значение, то нам понадобится резистор на 68 или 82 Ом.

При припаивании светодиодов ссылайтесь на приложенную схему.

Шаг 6: Припаиваем светодиоды (шаг 2)

После того, как вы припаяли все светодиоды, последовательно соедините все наборы светодиодов. Затем просто соедините два длинных конца провода с положительной и отрицательной дорожкой.

Шаг 7: Отрежьте лишнюю часть платы

Отрежьте лишнюю часть макетной платы. У вас должна получиться квадратная форма с перпендикулярным выступом, который скрепляется с линейкой. Не выбрасывайте остатки платы, так как они пригодятся для сборки электросхемы диммера.

Шаг 8: Подготавливаем потенциометр

Причина, по которой этот шаг идёт первым кроется в том, что он будет нужен для прототипирования схемы следующего шага. Припаяйте к потенциометру два диода, а затем два провода, как показано на картинке — один к среднему пину, а второй к точке, где соединяются два диода.

Шаг 9: Прототипирование схемы (опционально)

Этот шаг не обязателен и описан для тех людей, кто считает, что сборка схемы сразу на плате не является хорошей идеей. Так что можете собрать приложенную схему на плате прототипирования, подключить 5V источник питания и покрутите потенциометр. На приложенных фотографиях показана работа светильника на 5% и 95% (наименьшая и наибольшая яркость).

Шаг 10: Паяем схему диммера

555 может работать максимум на 200mA, поэтому соединение всех диодов напрямую с выходом перегреет его. Я доработал схему и добавил в неё транзистор tip31c, что позволило безопасно подключить диоды.

Спаяйте всё согласно приложенной схеме. Не припаивайте интегральную схему напрямую, так как её перегрев может повредить устройство — используйте сокет.

Шаг 11: Приклеиваем линейку

При помощи горячего клея или клейкой ленты, приклейте линейку к центру задней части коробки.

Шаг 12: Приклейте плату

Приклейте печатную плату к линейке согласно приложенной фотографии.

Шаг 13: Присоедините батарею

Двусторонним скотчем приклейте батарею к коробке. Убедитесь, что коробку легко закрыть и в ней остается достаточно места.

Шаг 14: Присоединяем выключатель

Выключатель нужен для включения и выключения лампы. Соедините его согласно приложенной схеме.

Шаг 15: Присоединяем потенциометр

Средний пин потенциометра соединяется с пином 2 интегральной схемы, а пин, соединённый с диодом потенциометра соединяется с пином 7 интегральной схемы.

Шаг 16: Подключаем светодиоды

Сделайте отверстие на задней стенке коробки и пропустите в неё провода от светодиодов. Затем соедините положительный провод светодиодов с пином 8 интегральной схемы, а отрицательный провод с коллектором транзистора.

Шаг 17: Подключаем разъём адаптера

Диод соединяется с разъёмом адаптера, поэтому светодиод индикации зарядки горит только во время подключения адаптера, но не горит во время работы лампы. Соедините разъём адаптера с положительной и отрицательной клеммами батареи.

Шаг 18: Присоединяем светодиод индикации зарядки

Соедините светодиод индикации зарядки напрямую с разъемом адаптера и резистором на 330 Ом, подключенным последовательно.

Шаг 19: Приклейте схему

Когда вы всё подключите, приклейте электросхему поверх батареи. Убедитесь, что в коробке еще есть свободное пространство.

Шаг 20: Делаем отверстия

Проделайте в коробке в выбранных вами местах 4 отверстия. Они нужны для установки выключателя, потенциометра, разъёма адаптера и светодиода индикации зарядки. Я разместил выключатель и потенциометр на передней стенке коробки. Для проделывания отверстия подойдёт обыкновенный карандаш.

Благодаря своим многочисленным положительным качествам, надежности, практичности, светодиодные лампы практически с первых мгновений своего появления завоевали рынок. Светильники со светодиодными источниками света имеют большой срок службы, не нагреваются при работе, потребляют минимальное количество энергии при высокой рассеиваемой мощности излучаемого светового потока. Особенность работы светодиодов связана с технологией изготовления p-n-перехода, выбора кристалла. Современные технологии позволяют изготовить очень яркие светодиоды со световым потоком 4000 К, что намного больше, чем способны излучать даже экономичные люминесцентные лампы.

Выпускаются лампы с желтым или белым свечением, поэтому покупатели могут выбирать наиболее подходящие для своего помещения источники света. Желтые, имея температуру свечения 6000 К, создают теплое свечение, а белые с 4000 К – холодное.

Светодиодные лампы являются более выгодными по сравнению с лампами накаливания или «энергосберегающими», но из-за особенностей изготовления , своей конструктивной сложности они стоят дороже. Хотя, сравнивая конструкцию и технологичность люминесцентных источников света, можно сделать вывод, что производство светодиодных проще.

Учитывая высокую цену на светодиодные лампы, многие хотят сделать ее своими руками, тем более для этого все необходимые детали можно приобрести на радиорынке. Чего не скажешь о ртутной лампе , в которой не только плата питания сложна, но и колба с газом является недоступным элементом. Поэтому, если хотите изготовить качественные светодиодные лампы для теплицы своими руками, то это можно сделать довольно просто.

Галерея: светодиодные лампы своими руками (25 фото)

Сфера применения

Преимущество светодиодных источников света заключается в универсальности. Производители выпускают различные по мощности излучения, форме и количеству элементов светодиодные матрицы или сами светодиоды. Поэтому можно конструировать светильники на свое усмотрение как на стандартный цоколь от разбитой лампы, так и на специализированный в соответствии с требованиями подключения к драйверу или плате управления.

Преимуществом светодиодных источников света является управляемость яркостью свечения путем изменения напряжения на его входе. Таким образом, можно получить оттенок от еле заметного до чрезмерно яркого. Это свойство дает возможность создавать много полезных вещей:

Закваска капусты по лунным фазам: советы и рецепты

Светодиоды получили применение во многих сферах благодаря своим практическим качествам. Они активно используются в промышленности, быту, медицине, детских дошкольных учреждениях.

Изготовление своими руками

Известно много различных форм светильников и систем подсветки, которые могут быть изготовлены своими руками в корпусе, а может быть использована готовая лента , что также весьма удобно. Например, при создании подсветки клавиатуры или полок в шкафу.

Что же потребуется для изготовления светильника на светодиодах? Долго размышлять не придется, потому что светодиодные источники света являются универсальными. Их можно подключать на переменное или постоянное напряжение любого номинала. Достаточно изготовить качественный драйвер или блок управления и грамотно расположить светодиоды на пластине.

Крепление и установка

Прежде чем приступать к изготовлению светодиодной лампы, стоит подумать над ее назначением. Если она будет устанавливаться в стандартный патрон, то для этого потребуется цоколь Е27, Е14, G9. Взять его можно с любой старой лампочки, например, от люминесцентной. Точно таким принципом руководствуются при освещении теплицы светодиодными лампами.

В зависимости от назначения светодиодные светильники также могут быть различными. Одни предназначены для общего освещения, для использования в качестве ночников или в качестве фитолампы для выращивания растений. В первом случае для изготовления светильников используются яркие светодиоды холодного или теплого свечения, что наиболее предпочтительно. С точки зрения влияния на зрение человека, лампы лучше покупать именно с желтым свечением, точно так же дело касается и выбора самих светодиодов.

А когда речь идет о ночнике или тусклой подсветки, то для его изготовления следует выбирать отличные от белого цвета или же использовать режимы свечения с низкой яркостью. Если же предстоит изготовить фитолампу для выращивания растений, то для этого лучше выбрать красный и синий цвета светового потока. Именно спектр этих оттенков оказывает благоприятное воздействие на рост и обеспечивает интенсивное развитие растений.

Как сделать фитолампу

Светодиодные лампы получили широкое применение, особенно часто их используют для выращивания растений в теплицах. Для этого применяется так называемая фитолампа. Ее особенность заключается в спектре света. Растения хорошо растут при красном, синем и желтом оттенках света. Например, красный способствует лучшему фотосинтезу , синий стимулирует интенсивность роста на клеточном уровне, а желтый обогащает растение прочими немаловажными компонентами. Поэтому светодиодные лампы своими руками станут идеальным вариантом, тем более, когда речь идет о выращивании растений.

Сколько квадратных метров в 1 сотке земли

Но чтобы растение действительно интенсивно набирало рост в теплице, укреплялось и быстрее формировалось, необходимо выдерживать пропорцию количества красного света к синему в соотношении 1:3. И добавить чуточку желтого. Растение в таких условиях значительно крепче , выносливее и здоровее. Поэтому если решите выращивать рассаду, то фитолампу можно изготовить своими руками. Для этого потребуется купить ленту или комбинировать красные и синие цвета светодиодов в светильниках для теплицы. Такое освещение в теплице не потребует значительных материальных растрат, потому что цена материалов ниже, чем готовой фитолампы.

Благодаря возможности размещения источников освещения в любом удобном месте, можно сэкономить на электричестве. Например, ленту можно протянуть над самими растениями, исключая излишние растраты на освещение пространства всей теплицы.

Для изготовления лампы не потребуется покупать специальные светодиоды, для теплиц вполне подойдут рыночные или заказанные из интернет-магазина. В продаже имеются различные модели , важно, чтобы яркость была достаточной, а цвет соответствовал эффективному спектру.

Базовая конструкция

Когда речь идет об изготовлении своими руками светодиодного освещения для теплиц или для других определенных нужд, то тип конструкции выбирается исходя из особенностей его закрепления. Если предстоит устанавливать в стандартный навесной светильник с патроном на Е27, то, соответственно, лучше применить и стандартный цоколь.

Корпус лампочки можно изготовить из любого прозрачного материала. Но лучший эффект вы получите от непосредственного свечения без использования различных светофильтров. А ведь колбы и рассеиватели как раз таковыми и являются. Когда речь идет об изготовлении лампы для хозяйственных нужд, то красоту можно отложить на второй план.

Выбор источника питания

Светодиодные источники света являются универсальными. Их можно подключать на любое напряжение питания. Но только для осуществления этого потребуется изготовить необходимый драйвер или простейший блок питания , конструкцию устройства следует выбирать исходя из места обустройства освещения. В теплице практически всегда присутствует высокая влажность, поэтому блок питания должен быть герметичным.

На практике существует масса схем подключения светодиодов при изготовлении освещения теплицы своими руками с питанием как от сети постоянного напряжения 12В, так и к сети 220В с переменным током. Но на этом форматы питающих цепей не заканчиваются, потому что путем стандартных расчетов можно использовать любое напряжение.

Как рассчитать источник питания

Чтобы правильно подобрать компоненты и выбрать корректные режимы работы источника освещения для теплицы или другого места, необходимо знать параметры светодиодов. А к ним относятся:

• Напряжение питания при прямом включении. Практически все светодиоды, если это не сборка, имеют стандартное напряжение питания, равное 3 В.
• Ток потребления при прямом включении. Стандартный p-n-переход для нормального свечения потребляет 20-30 мА. Но также имеются светодиоды с увеличенным током до 100 и более мА, называемые сверхъяркими. Поэтому важно проверить параметры в справочной литературе, благо она доступна без ограничений на множестве порталов.
• Пиковый ток и напряжение. Эти значения косвенные, но при расчете качественного и надежного источника важны.

Рассмотрим пример расчета источника питания для светильника на 20 светодиодов, подключенных последовательно-параллельно. Первым делом стоит оговориться. Если хотите изготовить действительно надежный источник света, то потребуется добавить в схему:

• Варистор с импульсными напряжением 278 В при условии подключения схемы на 220 В.
• Электронный предохранитель, он защитит устройство от превышения тока в случае выгорания одного из светодиодов на КЗ.
• Стабилизатор. Для повышения надежности светильника в его схему следует включить стабилизатор на 3В и более в зависимости от суммарного напряжения последовательного включения светодиодов. В рассматриваемой лампе их 10, поэтому напряжение стабилизации должно составить 30 В.

Практическая реализация

На практике схема драйвера существенно упрощается, исключая всевозможные защиты и предохранители. Поэтому качественными готовые лампы назвать сложно. Но не всегда это так. Дорогие светодиодные лампы бывают оснащены действительно надежным источником со всеми защитами.

Устройства с разделительным конденсатором

Самой распространенной и практичной схемой питания для светодиодов является именно емкостный источник . Он занимает мало места и не требует много профессиональных навыков для изготовления.

На рисунке ранее была изображена классическая схема традиционного питателя. Она имеет разделительный конденсатор, разрядный резистор, выпрямитель и стабилитрон. Подключать схему без нагрузки не рекомендуется, потому что амплитудное значение напряжения будет высоким и при обрыве одной из цепей светодиодов выйдет из строя стабилитрон.

Драйвер на ШИМ-контроллере

Более выносливыми и качественными являются схемы с драйвером на микроконтроллере и трансформаторе. Его схема представлена на картинке выше. Здесь также не требуется много деталей, а порядок расчета можно найти в описании. Все реализуется довольно просто.

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).

Недостатка два:

• 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).

Если ценовой вопрос регулируется подбором производителя, то конструктивные особенности не всегда позволяют просто заменить лампу в любимой люстре. Разумеется, есть богатый выбор классических грушевидных LED ламп, которые подходят под любой размер.
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

Такое добро продается по 3 рубля пучок на любом радиорынке.
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

Чтобы не изобретать корпус с патроном Е27, используем сгоревшие (еще один повод от них отказаться) экономки.

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.

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 ленты

Светодиодные 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 эксперту

Чем 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 эксперту

Внимание! 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.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.

Устройства