Светодиодная люстра своими руками на 220в. Cветодиодный светильник своими руками – инструкция по изготовлению. Пошаговая инструкция по изготовлению светодиодной лампы с самодельным драйвером

Светодиод являет собой полупроводниковое устройство, которое позволяет преобразовывать электрический ток в световое излучение. Конструктивно это полупроводниковый кристалл (чип), который собственно и излучает свет, подложка, корпус с контактными выводами и оптическая система.

Как вы уже знаете, они бывают разных цветов, это зависит от материала изготовления и разных добавок. В корпус, как правило, устанавливается один кристалл (чип), но если есть необходимость, производитель может установить несколько кристаллов.

Особенности видов светодиодных светильников

Применение у них крайне широкое, разделить их можно на 2 группы:

Индикаторные (светодиодные) - используются как индикаторы, из-за того, что они неяркие и маломощные. На вашем маршрутизаторе горят зелёные лампочки - это индикаторные светодиоды, на телевизоре горит лампочка в углу - тоже он.

Собственно много где применяются светодиоды. В различных электронных приборах, подсветке панели автомобилей, подсветка компьютерных дисплеев, жк-телевизоров и бесчисленном количестве других устройств.

Цвета могут быть разные: красный, жёлтый, зелёный , голубой, фиолетовый, белый, даже ультрафиолетовый. Запомните что цвет светодиода определяется не цветом пластика, из которого сделан корпус, а из типа полупроводникового материала, из которого он сделан. Но большинство светодиодов выполнено из бесцветного пластика, и цвет можно узнать, только включив его.

Осветительные конструкции - используются, как вы уже поняли, для освещения. В отличие от индикаторных отличаются своей яркостью и мощностью, со стремительно снижающейся ценой их применяют в бытовом и промышленном освещении, настольных лампах, светодиодных светильниках, освещении офисов и рабочих площадей, везде где только можно.

Так как это дешёвый, производительный и экологический вид освещения. Уровень развития технологий позволяет производить их с очень большим уровнем светоотдачи на 1 Вт. У мощных светодиодов, производимых серийно, это значение достигает 140-й Люмен (единица измерения светового потока в СИ). Это позволяет использовать их в очень широком спектре применения.

Использование светодиода для светильников

Прежде всего это их главный плюс - долговечность. Механически он надёжен и прочен . В теории, его срок работы может достигать до 100 000 часов. Это примерно в 100 раз больше срока работы, чем у ламп накаливания и в 10 раз больше чем у люминесцентных ламп.

Но срок службы светодиода напрямую зависит от него самого, силу подаваемого на него тока, охлаждения чипа (кристалла) непосредственно излучающего сам свет, и соответственно самого качества светодиода.

Фирменные изделия будут дороже, но и прослужат гораздо дольше обычных китайских безымянных светодиодов. Это напрямую сказывается на потребительских свойствах.

Стоит также отметить про экологичность. Они являются экологически чистыми источниками света , в отличие от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.

Люминесцентны лампы после выхода их из строя следует сдавать в специализированные пункты приёма. А в наших реалиях такие лампы мало кто сдаёт в соответствующие пункты, а попросту выбрасывает на свалку, где они наносят непоправимый вред окружающей среде.

Монтаж светодиодного светильника своими руками

А теперь давайте приступим к созданию нашего светодиодного светильника, который мы сделаем своими руками.

Светодиод (осветительный) - как уже упоминалось выше, состоит из кристалла, подложки, корпуса с контактными выводами и оптической системой (линзой). Для лампы мы используем 8 шт. мощных 1W светодиодов. Это позволит сделать большую площадь освещения.

Драйвер (блок питания) - для преобразования переменного тока 220V в постоянный ток для подачи на схему . Нужно определить основные критерии для выбора драйвера, они заключаются в мощности используемых светодиодов, это 1W, 3W, 5W. Также это заключается в количестве светодиодов, требованию к защите от внешних воздействий.

Обратите внимание, что при отсутствии драйвера можно использовать ограничительные резисторы , но драйвер будет предпочтительнее. Почему спросите вы не сэкономить на драйвере? Достаточно посмотреть на рынок, куча недорогих светодиодных ламп с кучей светодиодов и относительно недорого.

Но как правило, такие лампы живут недолго, 4–5 месяцев, и за это время ещё умудряются потерять чуть ли не половину яркости, все это из-за того, что в этой лампе сэкономили на драйвере, эго просто не поставили. А так как мы настроены на долгую работу нашей лампы, сделанную своими руками, то будем использовать драйвер как необходимый компонент устройства.

Материал для корпуса осветительного прибора

Для изготовления корпуса можно использовать старый светильник. Желательно взять именно металлический корпус , так как светодиоды - это полупроводники, которые пропускают электрический ток, и соответственно греются.

Температура - один из основных показателей долговечности, так что нам важно чтобы было хорошее охлаждение.

У перегревающегося светодиода срок службы уменьшается в несколько раз. Корпус можно взять со старой люминесцентной лампы, или из другого подходящего нам по размеру объекта.

В случае если отсутствует металлический корпус, а есть только пластмассовый, то можно это положение немного исправить, наклеив непосредственно на пластмассовый корпус светильника алюминиевый скотч , который сможет немного отвести тепло.

Сборка конструкции светодиодного светильника

Приступим непосредственно к самой сборке осветительного устройства своими руками.

Светодиоды с заводской подложкой из алюминия крепим на радиатор , которым в этом случае выступает металлический корпус светильника или, если корпус пластмассовый, то алюминиевый скотч, наклеенный на корпус, главное тут-отвод тепла. Спаивать светодиоды в схеме необходимо последовательно.

Так как светодиод у нас с подложкой, то крепить его мы будем на радиатор с помощью термоклея , термоклей позволяет отводить тепло от светодиода, что увеличит срок жизни последнего. Светодиод мы возьмём сверхяркий 1W на подложке.

Приведём его краткие характеристики:

Напряжение питания 3.2–3.4V (вольт).
Потребляемый ток 350 ma (миллиампер).
Длина волны 6500K (кельвинов), холодный свет.
Световой поток 140 lm (люмен).

Для светильника следует использовать светодиодный драйвер 12W LED.

Характеристики драйвера:

Входное напряжение (AC): 100–240V.
Выходное напряжение (Output voltage): 18–46V.
Выходной ток (Output current):300 ma ± 5%.
Температура работы -45 +75 градусов по Цельсию.

Важное значение имеют два параметра - ток и рабочее напряжение светодиода. Рабочее напряжение ещё могут называть «падением напряжения». Этот термин обозначает, что после светодиода, напряжение в сети будет меньше на размер «падения напряжения».

Если по-простому, то если подать питание на светодиод, который имеет падение напряжения 3V, то для следующего элемента в сети это напряжение будет на 3V меньше. У нашего светильника будет 8 светодиодов с напряжением питания 3.2–3.4 вольта. В среднем - 3.3V.

В драйвере для нашего светильника диапазон этого значения 18–46V. Мы как раз в него попадаем, он нам подходит по этому показателю.

Ещё один показатель у драйвера и светодиода, от которого зависит работоспособность лампы - это потребляемый ток у светодиода , и выходной ток у драйвера. Это значение в светодиоде 350 ma, а в драйвере 300 ma. Это тоже подходит для функционирования нашей лампы.

Следует помнить, что светодиод не способен контролировать потребление тока. Это также важная причина почему стоит использовать драйвер.

Обратите внимание, что светодиоды располагаются уже на подложке из алюминия, что также будет способствовать отводу тепла.

Осталось только спаять своими руками саму схему. Не забывайте, что слишком долго держать паяльник на контактах светодиода нельзя, чтобы не нанести вред в виде перегрева.

Главное - это внимательность, если спаять все правильно, получится яркий и равномерный свет лампы, от 8 светодиодов мощностью 1W. Далее с помощью термоклея приклеиваем наши светодиоды на корпус лампы, который будет служить для отвода тепла, как оговаривалось ранее.

Драйвер также крепим внутри для компактности устройства. Закрыв рассеивательным стеклом корпус, мы получаем прекрасную лампу, излучающую в сумме 1120-й люмен, и потребляющую 8 Ватт .

Со временем при желании можно всё освещение в доме перевести на светодиодное, опять же своими руками, чтобы не переплачивать лишнее. Плюсы этого освещения явные: низкое энергопотребление , экологичность, приятный и чистый свет. Так что смелее беритесь за паяльник и делайте качественную светодиодную лампу своими руками.

Простейший настольный или настенный светодиодный светильник своими руками можно собрать даже при отсутствии опыта в области электрической техники.

При этом понадобится приобрести минимальный набор материала и инструмента.

Какие светодиоды стоит использовать?

Выбор диодов в настоящее время очень широкий.

В зависимости от типа светового потока и конструктивных особенностей светодиоды могут быть:

источники общего назначения, отличающиеся формированием качественного рассеянного света и предназначенные для монтажа в жилых и офисных помещениях;
источники направленного светового потока, используемые для обустройства акцентированного подсвечивания отдельных участков;
источники линейного типа, востребованные для освещения офисных помещений и торговых залов.

Источники света выполняются на основе индикаторных светодиодов, SMD-диодов, COB-диодов и филаментных диодов. Светодиоды с высокими показателями мощности значительно выгоднее, что обусловлено повышенной трудоемкостью. Оптимальным является сверхяркий диод 1W с питанием 3,2-3,4V, потребляемым током 350 ma, длиной волны 6500K и световым потоком 140l m.

При выборе источника света целесообразно отдавать предпочтение выводным светодиодам, так как их применение позволяет выполнить все монтажные работы максимально быстро и легко.

Источники питания

Любые светодиоды отличаются повышенной чувствительностью к разнообразным внешним воздействиям, способным очень негативно сказываться на сроке эксплуатации и качественных характеристиках освещения.

В качестве источника питания для светодиодного светильника можно рассматривать три основных направления, представленных:

источниками тока в виде блока питания или драйвера;
блоками аварийного питания;
защитными устройствами для светодиодных осветительных приборов.

Популярные модели источников тока от ведущих производителей разрабатываются с учетом всех основных особенностей отечественных электрических сетей.

Серии источников питания для осветительных приборов светодиодного типа отличаются мощностью, выходным напряжением и токами, коэффициентами пульсации и многими другими основными параметрами.

Использование радиатора для светодиодов

С целью охлаждения светодиодных светильников и компонентов, выделяющих значительное количество тепловой энергии, применяются радиаторы, работающие по принципу:

излучения тепловой энергии или тепловой конвекции;
турбулентной конвекции.

Первый вариант является способом пассивного охлаждения, при котором определенное количество энергии выделяется в атмосферные слои посредством инфракрасного потока, а некоторое количество – посредством воздушной циркуляции. Второй вариант относится к категории активных способов, поэтому предполагает применение вентиляторов или иных механических приспособлений.

Радиатор для светодиода

Достоинства и недостатки используемых систем охлаждения:

Пассивная система не обладает действующими механизмами, поэтому не нуждается в каком-либо обслуживании. Однако такой вариант потребует установки большого, достаточно тяжелого и дорогостоящего теплового отвода. Предпочтение рекомендуется отдавать алюминиевым радиаторам.
Активная система чаще всего основана на процессе охлаждения с высокими показателями производительности. Такой способ отличается повышенной чувствительностью ко многим климатическим условиям и повышенными показателями шума.

Для светодиодных осветительных приборов оптимальными температурными показателями являются 65 о С. Тем не менее, при низких температурных режимах повышается уровень КПД светодиодного источника света и ресурс работоспособности.

Перед выполнением сборки светодиодного устройства требуется определить вид применяемого радиатора:

штыревого или игольчатого типа с естественным охлаждением;
ребристого типа с принудительным охлаждением.

Как показывает практика, радиатор штыревого типа при равных габаритах с ребристыми радиаторами обладает производительностью примерно на 65-70 %.

Стандартный расчёт общей площади охлаждающего элемента для осветительного прибора в виде светодиодной лампы осуществляется посредством проектного и поверочного способа.

Процесс изготовления светильника своими руками

Рассмотрим, как сделать светодиодный светильник своими руками. Основные материалы и элементы для самостоятельного изготовления светильника светодиодного типа представлены:

светодиодами выводного типа;
источником питания в виде драйвера тока без корпуса с наличием гальванической развязки;
алюминиевым, рассеивающим тепло радиатором в виде П-образного строительного профиля;
теплопроводящим двусторонним скотчем.

В качестве корпуса целесообразно использовать металлическую конструкцию, так как полупроводники, представленные диодами, под воздействием электрического тока способны значительно нагреваться.

Самодельный светильник

Лучше всего воспользоваться для изготовления диодным драйвером на 12W LED с уровнем входного напряжения на 100-240V и выходным напряжением на 18-46V.

Основные этапы самостоятельного изготовления светодиодного светильника своими руками следующие:

вставить в цокольную часть резистор и пару конденсаторов;
впаять небольшой выпрямитель;
обработать поверхность;
создать изолирующую прослойку при помощи полимерной трубки;
осмотреть светодиодные контакты и проверить их работоспособность;
собрать конструкцию, припаяв платы на конденсатор;
выполнить заключительную изоляцию клеящим составом;
проверить соединение диодов;
подпаять конденсатор и резистор.

На заключительном этапе осуществляется клеевая изоляция всех контактов. Полностью готовая к эксплуатации осветительная конструкция может быть оставлена в исходном состоянии или накрыта абажуром, что позволит значительно смягчить свечение светильника.

Для самостоятельного создания мощного диодного светильника на основе сразу нескольких десятков светодиодов потребуется выполнить мероприятия, представленные:

определением количества диодов;
определением номинальной мощности;
подключением светодиодов к отрицательному контакту диодного моста;
спаиванием всех диодов «плюс на минус»;
объединением всех групп проводами;
добавлением диодного моста.

Вывод на плюс подключается к плюсовому проводу на первой группе, а отрицательный - к общему проводу на последнем диоде группы. Затем готовится цокольная часть, а провода припаиваются на входы переменного напряжения диодного моста.

Заключительные работы включают в себя соединение платы винтами и гайками, а также изоляцию плат схемы при помощи клеящего состава.

Крепление патрона к резистору и транзистору

Паяльные работы включают в себя тщательную зачистку поверхности и последующий монтаж выпрямителя. Затем производится термоусадка монтажным клеем. Готовый осветительный светодиодный прибор нужно протестировать с целью определения его работоспособности.

Видео на тему

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.

Можно ли своими руками от начала до конца сделать светодиодную лампу (LED), работающую от напряжения 220 вольт? Оказывается, можно. В этом увлекательном занятии вам помогут наши советы и инструкции.

Преимущества светодиодных ламп

Светодиодное освещение в доме - это не просто современно, но и стильно, и ярко. Консервативным любителям ламп накаливания остаются слабенькие «лампочки Ильича» – Федеральный закон «Об энергосбережении», принятый в 2009 году, с 1 января 2011 года запрещает производство, импорт и продажу ламп накаливания мощностью более 100 Вт. Продвинутые пользователи давно перешли на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Но светодиоды обходят всех своих предшественников:

энергопотребление светодиодной лампы меньше в 10 раз, чем у соответствующей лампы накаливания, и почти на 35% меньше, чем у КЛЛ;
сила света LED лампы больше соответственно на 8 и на 36%;
достижение полной мощности светового потока происходит мгновенно, в отличие от КЛЛ, которым для этого требуется около 2 минут;
себестоимость - при условии изготовления лампы самостоятельно - стремится к нулю;
светодиодные лампы экологичны, потому что не содержат ртути;
срок службы светодиодов измеряется десятками тысяч часов. Поэтому LED лампы практически вечны.

Сухие цифры подтверждают: за LED - будущее.

Конструкция современной заводской LED лампы

Светодиод здесь изначально собран из множества кристаллов. Поэтому для того, чтобы собрать такую лампу, не нужно припаивать многочисленные контакты, надо присоединить лишь одну пару.

Светодиодная лампа состоит из цоколя, драйвера, радиатора, самого светодиода и рассеивателя

Типы светодиодов

Светодиод - полупроводниковый многослойный кристалл с электронно-дырочным переходом. Пропуская через него постоянный ток, мы получаем световое излучение. От обычного диода светодиод отличается и тем, что при неправильном подключении он немедленно сгорает, так как имеет малое значение пробивного напряжения (несколько вольт). Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, ремонт невозможен.

Есть четыре основных типа светодиодов:

Самодельная и правильно собранная LED лампа будет служить многие годы, при этом её можно будет ремонтировать.

Перед тем как приступить к самостоятельной сборке, нужно выбрать способ электропитания для нашей будущей лампы. Вариантов много: от батарейки до сети переменного тока на 220 вольт - через трансформатор или напрямую.

Проще всего собрать LED на 12 вольт из перегоревшей «галогенки». Но она потребует довольно массивного внешнего блока питания. Лампа же с обычным цоколем, рассчитанная на напряжение 220 вольт, подходит к любому патрону в доме.

Поэтому в нашем руководстве мы не будем рассматривать создание 12-вольтового LED источника света, а покажем пару вариантов конструирования лампы на 220 вольт.

Поскольку мы не знаем уровня вашей электротехнической подготовки, то не можем дать гарантии, что у вас на выходе получится правильно работающий прибор. Кроме того, вы будете работать с опасным для жизни напряжением, и если что-то будет сделано неточно и неправильно, возможны повреждения и ущерб, за что мы не будем нести ответственность. Поэтому будьте осторожны и внимательны. И у вас всё получится.

Драйверы для светодиодных ламп

Яркость свечения светодиодов прямо зависит от силы тока, проходящего через них. Для устойчивой работы они нуждаются в источнике постоянного напряжения и стабилизированном токе, не превышающем предельно допустимую для них величину.

Резисторами - ограничителями тока - можно обойтись лишь для маломощных светодиодов. Можно упростить несложный расчёт количества и характеристик резисторов, найдя в сети калькулятор светодиодов, в котором не только выдаются данные, но и создаётся готовая электрическая схема конструкции.

Для питания лампы от сети необходимо использовать специальный драйвер, преобразующий входное переменное напряжение в рабочее для светодиодов. Простейшие драйверы состоят из минимального количества деталей: входного конденсатора, нескольких резисторов и диодного моста.

В схеме простейшего драйвера через ограничительный конденсатор напряжение питания подаётся на выпрямительный мост, а затем на лампу

Подключение мощных светодиодов осуществляется через электронные драйверы, контролирующие и стабилизирующие ток и имеющие высокий КПД (90-95%). Они обеспечивают стабильный ток даже при резких изменениях напряжения питания в сети. Резисторы этого делать не умеют.

Рассмотрим самые простые и чаще всего используемые драйверы для светодиодных ламп:

линейный драйвер совсем прост и применяется для малых (до 100 мА) рабочих токов или в случаях, когда напряжение источника равно падению напряжения на светодиоде;
импульсный понижающий драйвер более сложен. Он разрешает запитывать мощные светодиоды источником намного более высокого напряжения, чем необходимо для их работы. Недостатки: большой размер и электромагнитные помехи, генерируемые дросселем;
импульсный повышающий драйвер используется, когда рабочее напряжение светодиода больше, чем напряжение, получаемое от источника питания. Недостатки те же, что и у предыдущего драйвера.

В любую LED лампу на 220 вольт для обеспечения оптимального режима работы всегда встроен электронный драйвер.

Чаще всего несколько неисправных светодиодных ламп разбирают, удаляют перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера, а из целых монтируют одну новую конструкцию.

Но можно сделать светодиодную лампу и из обычной КЛЛ. Это вполне себе привлекательная идея. Мы уверены, что у многих рачительных хозяев в ящиках с деталями и запчастями сохраняются неисправные «энергосберегайки». Выкинуть жалко, применить некуда. Сейчас мы расскажем, как из энергосберегающей лампы (цоколь E27, 220 В) создать светодиодную лампу буквально за пару часов.

Неисправная КЛЛ всегда даёт нам качественный цоколь и корпус под светодиоды. Кроме того, из строя обычно выходит именно газоразрядная трубка, но не электронное устройство для её «поджига». Действующую электронику мы опять откладываем в загашник: её можно разобрать, а в умелых руках эти детали ещё послужат чему-нибудь хорошему.

Виды цоколей современных ламп

Цоколь - это резьбовая система для быстрого соединения и фиксации источника света и патрона, подачи питания источнику от электросети и обеспечения герметичности вакуумной колбы. Маркировка цоколей расшифровывается следующим образом:

Первая буква маркировки обозначает тип цоколя:
- B - со штифтом;
- Е - с резьбой (разработан ещё в 1909 году Эдисоном);
- F - с одним штырём;
- G - с двумя штырями;
- H - для ксенона;
- K и R - соответственно с кабельным и утопленным контактом;
- P - фокусирующий цоколь (для прожекторов и фонарей);
- S - софитный;
- T - телефонный;
- W - с контактными вводами в стекле колбы.
Вторая буква U, A или V показывает, в каких лампах применяется цоколь: в энергосберегающих, автомобильных или с коническим концом.
Следующие за буквами цифры обозначают диаметр цоколя в миллиметрах.

Самым распространённым цоколем с советских времён считается E27 - резьбовой цоколь диаметром 27 мм на напряжение 220 В.

Создание светодиодной лампы E27 из энергосберегающей с применением готового драйвера

Для самостоятельного изготовления светодиодной лампы нам понадобятся:

Вышедшая из строя лампа КЛЛ.
Пассатижи.
Паяльник.
Припой.
Картон.
Голова на плечах.
Умелые руки.

Мы будем переделывать под светодиодную неисправную КЛЛ марки «Космос».

«Космос» является одной из самых популярных марок современных энергосберегающих ламп, поэтому у многих рачительных хозяев обязательно найдётся несколько её неисправных экземпляров

Пошаговая инструкция изготовления светодиодной лампы

Находим неисправную энергосберегающую лампу, которая давно лежит у нас «на всякий случай». Наша лампа имеет мощность 20 Вт. Пока главный интересующий нас компонент - цоколь.
Аккуратно разбираем старую лампу и удаляем из неё все, кроме цоколя и идущих от него проводов, с которыми мы потом соединим пайкой готовый драйвер. Лампа собрана с помощью выступающих над корпусом защёлок. Нужно разглядеть их и чем-нибудь поддеть. Иногда цоколь крепится к корпусу сложнее - кернением точечных углублений по окружности. Тут придётся высверлить точки кернения или аккуратно пропилить их ножовкой. Один питающий провод припаян к центральному контакту цоколя, второй - к резьбе. Оба они очень короткие. Трубки при этих манипуляциях могут лопнуть, поэтому надо действовать осторожно.
Очищаем цоколь и обезжириваем его ацетоном или спиртом. Повышенное внимание стоит уделить отверстию, которое тоже тщательно очищаем от лишнего припоя. Это нужно для дальнейшей пайки в цоколе.
Пусковая плата для газоразрядной трубки, встроенная в люминесцентную лампу, для создания светодиодного устройства нам не подойдёт
Крышечка цоколя имеет шесть отверстий - в них крепились газоразрядные трубки. Используем эти дырки для наших светодиодов. Подложим под верхнюю часть вырезанный маникюрными ножницами круг такого же диаметра из подходящего кусочка пластика. Сгодится и плотный картон. Он и зафиксирует контакты светодиодов.
С обратной стороны цоколь имеет шесть круглых отверстий, в которые мы будем устанавливать светодиоды
У нас имеются многокристальные светодиоды HK6 (напряжение 3,3 В, мощность 0,33 Вт, ток 100-120 мА). Каждый диод собран из шести кристаллов (соединённых параллельно), поэтому светит ярко, хотя мощным и не называется. Учитывая мощность этих светодиодов, соединяем их по три штуки параллельно.
Каждый светодиод светит довольно ярко сам по себе, поэтому шесть штук в составе лампы обеспечат хорошую силу света
Обе цепочки соединяем последовательно.
Две цепочки из трёх параллельно включённых светодиодов каждая соединяются последовательно

В результате получаем довольно красивую конструкцию.

Шесть вставленных в гнёзда светодиодов образуют мощный и равномерный источник света

Простой готовый драйвер можно взять из сломанной светодиодной лампы. Сейчас, чтобы подключить шесть белых одноваттных светодиодов, мы используем такой драйвер на 220 вольт, например, RLD2–1.
Драйвер подключается к светодиодам по параллельной схеме
Вставляем драйвер в цоколь. Ещё один вырезанный круг пластика или картона помещаем между платой и драйвером, чтобы избежать замыкания между контактами светодиодов и деталями драйвера. Лампа не нагревается, поэтому прокладка годится любая.
Положительное отличие китайских цоколей от российских: паяются они гораздо лучше
Собираем нашу лампу и проверяем, работает ли она.
Собрав лампу, необходимо подключить её к источнику напряжения и убедиться, что она горит

Мы создали источник с силой света примерно 150-200 лм и мощностью около 3 Вт, аналогичный 30-ваттной лампе накаливания. Но из-за того, что наша лампа имеет белый цвет свечения, она визуально выглядит ярче. Освещаемый ею участок комнаты можно увеличить, подогнув светодиодные выводы. К тому же мы получили замечательный бонус: трехваттную лампу можно даже не выключать - счётчик её практически не «видит».

Создание светодиодной лампы с применением самодельного драйвера

Гораздо интереснее не применять готовый драйвер, а сделать его самостоятельно. Конечно, если вы хорошо владеете паяльником и имеете базовые навыки чтения электрических схем.

Мы рассмотрим травление платы после рисования на ней схемы вручную. И, конечно, всем будет интересно возиться с химическими реакциями, применяя доступные химикалии. Как в детстве.

Нам понадобятся:

Кусок фольгированного медью с двух сторон стеклотекстолита.
Элементы нашей будущей лампы согласно сгенерированной схеме: резисторы, конденсатор, светодиоды.
Дрель или мини-дрель для сверления стеклотекстолита.
Пассатижи.
Паяльник.
Припой и канифоль.
Лак для ногтей или канцелярский корректирующий карандаш.
Поваренная соль, медный купорос или раствор хлорида железа.
Голова на плечах.
Умелые руки.
Аккуратность и внимательность.

Текстолит используется в случаях, когда нужны электроизоляционные свойства. Это многослойный пластик, слои которого состоят из ткани (в зависимости от вида волокон тканевого слоя бывают базальттекстолиты, углеродотекстолиты и прочие) и связующего вещества (полиэфирная смола, бакелит и прочее):

стеклотекстолит - это стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой. Он отличается высоким удельным сопротивлением и термостойкостью - от 140 до 1800 o C;
фольгированный стеклотекстолит - это материал, покрытый слоем гальванической медной фольги толщиной 35-50 мкм. Он используется для изготовления печатных плат. Толщина композита - от 0,5 до 3 мм, площадь листа - до 1 м 2 .

Для изготовления печатных плат используется фольгированный стеклотекстолит

Схема драйвера для светодиодной лампы

Драйвер для LED лампы вполне можно сделать самостоятельно, например, опираясь на простейшую схему, которую мы рассмотрели в начале статьи. Туда необходимо лишь добавить несколько деталей:

Резистор R3, чтобы разряжать конденсатор при отключении питания.
Пару стабилитронов VD2 и VD3 для шунтирования конденсатора, если сгорит или оборвётся светодиодная цепь.

Если мы правильно подберём напряжение стабилизации, то сможем ограничиться и одним стабилитроном. Если же мы заложим напряжение больше 220 В, а под него выберем конденсатор, то обойдёмся вообще без дополнительных деталей. Но драйвер получится по размеру больше, и плата может не уместиться в цоколе.

Эта схема позволяет изготовить драйвер для лампы из 20 светодиодов

Эту схему мы создали, чтобы сделать лампу из 20 светодиодов. Если их больше или меньше, нужно подобрать другую ёмкость конденсатора С1, чтобы через светодиоды по-прежнему проходил ток 20 мА.

Драйвер будет понижать напряжение сети и пытаться сгладить скачки напряжения. Через резистор и токоограничивающий конденсатор напряжение сети подаётся на мостовой выпрямитель на диодах. Через другой резистор подаётся постоянное напряжение на блок светодиодов, и они начинают светить. Пульсации этого выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором, а когда лампа от сети отключается, то первый конденсатор разряжается ещё одним резистором.

Будет удобнее, если конструкция драйвера смонтирована с помощью печатной платы, а не представляет собой некий ком в воздухе из проводов и деталей. Плату вполне можно сделать самому.

Пошаговая инструкция по изготовлению светодиодной лампы с самодельным драйвером

Генерируем с помощью компьютерной программы собственный рисунок для травления платы согласно задуманной конструкции драйвера. Очень удобна и популярна среди радиолюбителей бесплатная компьютерная программа Sprint Layout, позволяющая самостоятельно проектировать печатные платы невысокой сложности и получать изображение их разводки. Есть ещё одна прекрасная отечественная программа - DipTrace, рисующая не только платы, но и принципиальные схемы.
Бесплатная компьютерная программа Sprint Layout генерирует подробную схему травления платы для драйвера
Вырезаем из стеклотекстолита круг диаметром 3 см. Это и будет наша плата.
Выбираем способ переноса схемы на плату. Все способы - страшно интересные. Можно:
- нарисовать схему прямо на куске стеклотекстолита канцелярским корректирующим карандашом или специальным маркером для печатных плат, который продаётся в магазине радиодеталей. Тут есть тонкость: лишь этот маркер позволяет рисовать дорожки меньше или равные 1 мм. В остальных случаях ширина дорожки, как ни старайся, не будет меньше 2 мм. Да и медные пятачки для пайки выйдут неаккуратными. Поэтому нужно после нанесения рисунка подкорректировать его бритвой или скальпелем;
- распечатать схему на струйном принтере на фотобумаге и припарить распечатку утюгом к стеклотекстолиту. Элементы схемы покроются краской;
- нарисовать схему лаком для ногтей, который точно есть в любом доме, где живёт женщина. Это самый простой способ, им и воспользуемся. Старательно и аккуратно кисточкой от флакона рисуем дорожки на плате. Ждём, пока лак хорошо высохнет.
Разводим раствор: 1 столовую ложку медного купороса и 2 столовые ложки поваренной соли размешиваем в кипятке. Медный купорос используется в сельском хозяйстве, поэтому его можно купить в садоводческих и строительных магазинах.
Опускаем плату в раствор на полчаса. В результате останутся только медные дорожки, которые мы защитили лаком, остальная медь исчезнет во время реакции.
Ацетоном удаляем оставшийся лак со стеклотекстолита. Сразу же нужно залудить (покрыть припоем с помощью паяльника) края платы и места контактов, чтобы медь стремительно не окислилась.
Места контактов пропаиваются слоем припоя, смешанного с канифолью, чтобы защитить медные дорожки от окисления
Согласно схеме делаем отверстия дрелью.
Пропаиваем на плате светодиоды и все детали самодельного драйвера со стороны печатных дорожек.
Устанавливаем плату в корпус лампы.
После всех проведённых операций должна получиться светодиодная лампа, эквивалентная 100-ваттной лампе накаливания

Замечания по безопасности

Хотя самостоятельная сборка светодиодной лампы - не очень сложный процесс, к нему не стоит даже приступать, если вы не обладаете хотя бы начальными электротехническими знаниями. Иначе собранная вами лампа при внутреннем коротком замыкании может навредить всей электрической сети вашего дома, включая дорогие электроприборы. Специфика светодиодной техники в том, что если некоторые элементы её схемы подключить неправильно, то возможен даже взрыв. Так что надо быть предельно аккуратным.
Обычно светильники используются при напряжении 220 В переменного тока. Но конструкции, рассчитанные на напряжение в 12 В, подключать к обычной сети ни в коем случае нельзя, и вы должны об этом всегда помнить.
В процессе изготовления самодельной светодиодной лампы компоненты светильника часто не могут быть сразу полностью изолированы от питающей сети 220 В. Поэтому вас может серьёзно ударить током. Даже если конструкция подключена к сети через блок питания, то вполне возможно, что она имеет простую схему без трансформатора и гальванической развязки. Поэтому к конструкции нельзя прикасаться руками, пока конденсаторы не разрядятся.
Если лампа не заработала, то в большинстве случаев виновата некачественная спайка деталей. Вы были невнимательны или поспешно действовали паяльником. Но не отчаивайтесь. Пробуйте дальше!

Видео: учимся паять

Странное дело: в наш век, когда в магазинах есть абсолютно всё, как правило, недорогое и весьма разнообразное, после двадцатилетней эйфории люди всё чаще возвращаются к тому, чтобы делать домашние вещи своими руками. Немыслимо расцвело рукоделие, занятия столярным и слесарным мастерством. И в этот ряд уверенно возвращается простая прикладная электротехника.

С удорожанием электроэнергии многие задумываются о покупке светодиодных источников света, которые приносят ощутимую экономию и являются прекрасными заменителями естественного освещения. Однако сегодня не многие могут себе позволить светодиодный светильник, ведь их стоимость еще достаточно высока. Поэтому, благодаря народным умельцам, в этой статье рассмотрим, как можно сделать осветительный прибор из светодиодов своими руками.

Что представляет собой светодиодный светильник?

Светодиоды – полупроводниковые электронные приборы, излучающие свет в результате прохождения электрического тока. Появившись 15 лет назад, приборы домашнего назначения буквально сходу завоевали рынок источников света. Сегодня можно купить светодиодные лампы любой формы, размера, мощности и цвета. Но также можно сделать их самостоятельно, что под силу даже неопытному радиолюбителю. Простейшие приборы на светодиодах могут работать при напряжении 3-5 В, т.е. от обычной батарейки. Однако его мощности хватит всего лишь для подсветки фонариком, поэтому ниже мы рассмотрим, как сделать более серьезные конструкции, позволяющие освещать комнаты.

Осветительный прибор

Состав и принцип работы светильника

Прежде, чем приступить к изготовлению светодиодного светильника своими руками, рассмотрим его конструкцию и принцип работы.
Диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток через p-n переход только в одном направлении. В результате выделения энергии при рекомбинации электронов и дырок излучаются фотоны с выделением световой и тепловой энергии.

Отведение тепла в светодиодном приборе – является важной задачей при сборке светильника, ведь высокая температура приводит к деградации и выходу из строя светодиода. Поэтому наличие радиатора – обязательное условие при сборке любого светодиодного светильника.

Простейшим радиатором является алюминиевая подложка, на которой располагаются светодиоды, однако такого теплоотведения будет недостаточно, если прибор собирается на 3-х и более полупроводниках. В такие светильники устанавливают специальные металлические радиаторы. В комнатных приборах его заменяет корпус лампочки.
Кроме радиатора, LED-изделие имеет отражатель и рассеиватель, которые могут заменить металлизированный рефлектор, и линза.
Обычно светодиоды выпускаются готовой сборкой, но для того, чтобы яркий свет прибора не раздражал глаза, используют матовую колбу, которой накрывают корпус светильника.

Устройство лампочки

Сборка светильника

Схема простейшего светильника, работающего от сети 220 В, состоит из двух резисторов сопротивлением 12 кОм и двух светодиодов, установленных параллельно. Схема актуальна для четного количества LED-приборов.
Для нечетного — в схеме должен присутствовать драйвер, стабилизирующий выходной ток и напряжение. Лучше всего приобрести готовый драйвер, который подбирается под светодиодный прибор. Кроме этого, драйвер также можно сделать своими руками, используя выпрямительный мост, конденсаторы и обычные диоды, которые в сборке преобразовывают напряжение сети в напряжение заданной частоты и значения. Резисторы в такой схеме выполняют роль ограничителя силы тока.

Как видно из описанного выше, светодиодный прибор может собрать любой человек, который хотя бы раз в жизни держал в руках паяльник и умеет пользоваться интернетом, где представлено много примеров стандартных и нестандартных схем и решений для сборки светодиодного светильника.

Схема светильника

Светильники в корпусе

Светодиодная лента

Простейшую лампу можно сделать своими руками, используя светодиодную ленту, которую достаточно закрепить на любой плоской поверхности при помощи двухстороннего скотча. Для большей надежности и расширения функциональных возможностей прибора светодиодную ленту удобно размещать в корпусе от неработающей люминесцентной лампы, длина которой не превышает 30 см.
Такой светильник приспосабливают на высоте не более 80 см над письменным столом, кухонной поверхностью, аквариумом или используют его для декоративной подсветки. Свет лампы прекрасно рассеивается и не утомляет зрение.

Применение светильника

Для изготовления светодиодных светильников подойдут следующие типы лент:

SMD 3528 (60 (4,8 Вт); 120 (7,2 Вт); 240 (16 Вт) светодиодов на погонном 1 метре);
SMD 5050 (30 (7,2 Вт); 60 (14 Вт); 120 (25 Вт).

Плотность светодиодов

Плотность и расположение светодиодов на лентах типа SMD 3528 и SMD 5050

Оптимальным выбором станет LED-лента SMD 5050, параметры которой соответствуют следующим значениям:

угол излучения – 120 градусов;
напряжение питания – 12 В;
ток – 1,2 А/м

Светодиодную ленту с помощью скотча необходимо приклеить к внутренней части корпуса. Для работы можно купить блок питания или собрать своими руками, используя схему, приведенную ниже. Преимуществом самостоятельно собранного блока питания является то, что есть возможность скрыть его в корпусе светильника. Покупной – придется «пристроить» рядом с прибором. В любом случае собранная конструкция будет выглядеть аккуратно и работать экономно, прекрасно освещая рабочий стол.

Электрическая схема блока питания

Важным моментом во время монтажа является качественная изоляция всех токопроводящих частей.

Лампа своими руками на основе светодиодной ленты по своим параметрам не отличается от покупного варианта. При этом его стоимость выходит значительно ниже, чем стоимость готового изделия.

Светодиодные светильники на различной основе

Свет светодиодов

Экономный вариант светодиодного светильника можно сделать своими руками на базе сгоревшей лампы. Для этого ее необходимо аккуратно разобрать перегоревшую лампу, не повредив цоколь и провести его чистку и обезжиривание.
В цоколе размещаем защитный резистор на 100 Ом и два конденсатора по 220 нФ, рабочее напряжение которых составляет 400 В, конденсатор на 10 мкФ, отвечающий за отсутствие мерцания, выпрямитель (диодный мост) и светодиоды в соотношении 1 (красного свечения) к 3 (белого). Составные части схемы соединяем пайкой и изолируем монтажным клеем, заполняя все пространство цоколя между частями схемы и закрепляя их.

Кроме обычной лампы для создания светодиодного светильника своими руками используется галогенная лампа.

Галогенная лампа

Для сборки светильника на галогенной лампе необходимы следующие составные части:

схема сборки, которую можно составить самостоятельно или взять из интернета;
светодиоды;
неработающая галогенная лампа;
быстросохнущий клей;
медный провод;
паяльник и припой;
алюминиевая подложка толщиной 0,2 мм, которая будет заменять радиатор;
резисторы;
дырокол.

Сборка

Процесс сборки происходит в следующей последовательности:

Очищаем галогенную лампу от всех составных частей и замазок.
Вынимаем ее из отражателя.
Подготавливаем диск-отражатель, на котором будут располагаться светодиоды. Диск наклеиваем на алюминиевую подложку (шаблон диска можно взять в интернете) и делаем в нем дырочки.
Согласно схеме, располагаем светодиоды на диске ножками вверх, учитывая их полярность. Между ними прокатываем немного клея, избегая попадания на контакты.
Паяем контакты светодиодов так, чтобы цепочка начиналась положительной полярностью («+») и заканчивается отрицательной («-»).
Положительные контакты соединяем между собой пайкой.
К отрицательным контактам при помощи пайки присоединяем резисторы и соединяем их контакты между собой припоем, получая отрицательно заряженные резисторы.
Контакты резисторов также соединяем между собой и припаиваем к ним медные провода. Во избежание короткого замыкания пространство между контактами и проводами заливаем клеем.
Склеиваем межу собой диск и отражатель галогенки.
После полимеризации клея можно подключать источник питания на 12 В.

Энергосберегающая лампа

После того, как энергосберегающая лампа отслужила свой срок и сгорела, мастера hand-made рекомендуют не выбрасывать ее, а использовать прибор для создания светодиодного осветительного прибора. Это возможно осуществить при наличии в лампе исправного электронного балласта (ЭБ) и целого корпуса с цоколем, которые станут основой нового изделия.
Чтобы завершить комплектацию, необходимо приобрести светодиоды типоразмера 5 мм и 4 сверхбыстрых диода типа UF4007.
Суть создания светодиодной лампы на основе энергосберегающей заключается в установке выпрямительного моста на выходе ЭБ, который позволит получить постоянное напряжение 100 В при токе 130 мА.
Для уменьшения частоты переменного напряжения на выходе ЭБ выпрямительный мост соберем из диодов UF4007, к выходу которого припаиваем конденсатор на 0,1 мкФ, работающий на напряжении 400 В. Диодный мост устанавливаем на место конденсатора С3 (см. типовую схему ЭБ лампы), соединяющего нити накаливания лампы, который потом замыкаем между собой.

Электрическая схема ЭБ лампы

Отдельно собираем последовательную цепь из 30 светодиодных приборов, ток потребления которых составляет 20 мА, и проверяем ее работу.
При постоянном напряжении 100 В и токе 130 мА можно собрать 5 цепочек LED-диодов по 30 штук и получить лампу, мощность которой составит 15 Вт.

Как видим из описанного выше, светодиодный светильник можно сделать своими руками, не только спаяв схему, но и используя различные приборы – светодиодную ленту и лампы разных типов.

Секреты выбора галогенных люстр с пультом управления