Простая светодиодная лампа своими руками. Светодиодная лампочка своими руками Схема светодиодной лампы своими руками
Прежде чем продолжить читать, обязательно ознакомьтесь с этой информацией . Любой источник электроэнергии опасен для жизни, если не соблюдать правила безопасности. Описанные здесь схемы создания LED не имеют трансформаторов и, следовательно, представляют опасность. Сборку таких схем можно выполнять людям, которые имеют элементарные знания основ электротехники.
Светоизлучающий диод - это электронное устройство, излучающее свет, когда через него проходит ток. Светодиоды при своих небольших размерах чрезвычайно эффективны, очень яркие, при этом состоят из дешёвых и доступных электронных компонентов. Многие думают, что светодиоды - просто обычные светоизлучающие лампочки, но это совсем не так.
История светодиодов
Капитан Генри Джозеф Раунд, один из пионеров радио, во время эксперимента заметил необычное свечение, испускаемое карбидом кремния. Свои наблюдения он опубликовал в General World, но объяснить природу явления он не мог.
Русский учёный Олег Лосев наблюдал излучение света кристаллами - диодами. В 1927 году он опубликовал подробности своей работы в российском журнале и оформил патент на «Световое реле».
В 1961 году инфракрасный диод создали Б. Биард и Г. Питмен. Однако отцом-основателем светодиода по праву считывается Ник Холоняк. Его ученик Дж. Крэфорд в 1972 г. создал светодиод жёлтого цвета. В конце 80-х годов благодаря исследованиям русского учёного Ж. И. Алферова были открыты новые светодиодные материалы, которые дали толчок дальнейшему развитию светодиодов.
В начале 70-х впервые были изобретены светодиоды зелёного цвета, в 1971 году появился синий светодиод, который был очень неэффективным. Прорыв сделали японские учёные только в 1996 году, которые изобрели дешёвый светодиод синего цвета.
Принцип работы LED
Как устроена светодиодная лампа на 220 вольт? Светодиоды имеют полярность и, следовательно, не работают, если они подключены в обратном направлении. Самый простой способ проверить полярность общего светодиода - это определить на глаз толщину электродов. Более толстым является катод (-). Свет излучается от катода. Более тонкий электрод представляет собой анод (+). Некоторые производители выпускают светодиоды таким образом, что длина проводов катода и анода различна, анод (+) длиннее катода (-). Это также облегчает определение полярности . Некоторые изготовители изготавливают оба провода электродов одинаковой длины, в этом случае можно определить полярность, воспользовавшись мультиметром.
Преимущества и недостатки светодиодных ламп
Достоинства LED:
Недостатки светодиодов LED:
- Могут быть ненадёжным для наружных применений с большими температурными перепадами.
- Необходимость дополнительно использовать радиаторы для защиты полупроводников от теплового воздействия.
Светодиод используется в самых разных областях применения:
Светодиодное освещение с питанием от сети
Но для построения светодиодной схемы освещения необходимо построить специальные источники питания с регуляторами, трансформаторами или без них. В качестве решения нижеприведенная схема демонстрирует конструкцию светодиодного контура с питанием от сети без использования трансформаторов.
Схема светодиодной лампы на 220 В
Для питания этой цепи используется переменный ток 220 В, который подаётся в качестве входного сигнала. Ёмкостное реактивное сопротивление понижает напряжение переменного тока. Переменный ток поступает на конденсатор, пластины которого непрерывно заряжаются и разряжаются, а связанные токи всегда поступают в пластинки и выходят из них, что вызывает реактивное сопротивление, направленное против потока.
Реакция, создаваемая конденсатором, зависит от частоты входного сигнала. R2 сбрасывает накопленный ток из конденсатора, когда вся цепь выключена. Он способен хранить до 400 В, а резистор R1 ограничивает этот поток. Следующий этап схемы светодиодной лампы своими руками - это мостовой выпрямитель, который предназначен для преобразования сигнала переменного тока в постоянный ток. Конденсатор C2 служит для устранения пульсации в выпрямленном сигнале постоянного тока.
Резистор R3 служит в качестве ограничителя тока для всех светодиодов. В схеме использованы белые светодиоды, которые имеют падение напряжения около 3,5 В и потребляют 30 мА тока. Поскольку светодиоды подключены последовательно, потребление тока очень мало. Поэтому эта схема становится энергоэффективной и имеет бюджетный вариант изготовления.
Светодиодная лампа из отходов
LED 220 В может быть легко выполнена из неработающих ламп, ремонт или восстановление которых нецелесообразны. Лента из пяти светодиодов приводится в действие с использованием трансформатора. В цепи 0,7 uF / 400V полиэфирный конденсатор C1 снижает напряжение сети. R1 - это резистор для разрядки, который поглощает накопленный заряд от C1, когда вход переменного тока выключен.
Резисторы R2 и R3 ограничивают подачу тока при включении схемы. Диоды D1 - D4 образуют мост-выпрямитель, который выпрямляет пониженное напряжение переменного тока, а C2 действует как конденсатор фильтра. Наконец, стабилитрон D1 обеспечивает управление светодиодами.
Порядок изготовления настольной лампы своими руками:
LED для автомобиля
Используя ленту LED, можно легко изготовить самодельную красивую наружную подсветку автомобиля. Нужно использовать 4 светодиодных полосыы по одному метру для чёткого и яркого свечения. Для обеспечения водонепроницаемости и прочности соединения тщательно обрабатывают термоклеем. Правильное выполнение электрических соединений проверяется мультиметром. Реле IGN получает питание, когда двигатель работает и выключается после отключения двигателя. Чтобы понизить автомобильное напряжение, которое может достигать 14,8 V, в схему включается диод, обеспечивающий долговечность светодиодов.
Светодиодная лампа своими руками на 220в
Цилиндрическая лампа LED обеспечивает правильное и равномерное распределение генерируемой освещённости на всех 360 градусах, так что все помещение равномерно освещено.
Лампа оснащена интерактивной функцией защиты от перенапряжений, обеспечивающей идеальную защиту устройства от всех импульсов переменного тока.
40 светодиодов объединены в одну длинную цепь светодиодов, соединённых последовательно одна за другой. Для входного напряжения 220 В можно подключить около 90 светодиодов в ряд, для напряжения 120 В - 45 светодиодов.
Расчёт получен путём деления выпрямленного напряжения 310 В постоянного тока (от 220 В переменного тока) на прямое напряжение светодиода. 310/3,3 = 93 единиц, а для входов 120 В - 150/3,3 = 45 единиц. Если уменьшить количество светодиодов ниже этих цифр, возникнет риск перенапряжения и выход со строя собранной схемы.
Как сделать лампочку своими руками
Схема состоит из высоковольтного конденсатора, низкореактивного сопротивления для понижения тока, двух резисторов и конденсатора на положительном источнике для снижения входного напряжения и колебаний сети. Фактически коррекция всплеска производится C2, установленным после моста (между R2 и R3). Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе схемы.
Список деталей:
Самодельные LED имеют защиту, а их срок службы увеличен путём добавления стабилитрона по линиям питания. Показанное значение zener составляет 310 В/2 Вт, и подходит, если LED включает в себя светодиоды от 93 до 96 В. Для другого, меньшего количества светодиодных строк необходимо уменьшить значение zener в соответствии с общим вычислением прямого напряжения светодиодной строки.
Например, если используется 50 светодиодная строка, а светодиод имеет 3,3 В, то рассчитываем 50×3,3 = 165 В, поэтому стабилизатора на 170 В будет достаточно, чтоб защитить светодиод.
Автоматическая цепь ночного освещения LED
Схема автоматически включит ночью лампу и отключит через заданное время, используя несколько транзисторов и таймер NE555. Схема недорогая и простая в установке. В качестве датчика здесь используется LDR. В дневное время сопротивление LDR будет низким, напряжение на нем упадет, а транзистор Q1 будет находиться в режиме проводки. Когда освещённость в помещении падает, сопротивление LDR увеличивается, как и напряжение на нем. Транзистор Q1 выключается. База Q2 подключена к эмиттеру Q1 и поэтому Q2 смещается и, в свою очередь, включает IC1.
NE555 автоматически включается при включении питания. Автоматический запуск происходит с помощью конденсатора C2. Выход IC1 остаётся высоким в течение времени, определяемого резистором R5 и конденсатором C4. Когда на выходе IC1 поступает транзистор Q3, он включается, запускает триггер T1 и лампа светится. В цепь входит 9-вольтная батарея для питания таймера во время сбоёв питания. Резистор R1, диод D1, конденсатор C1 и Zener D3 образуют секцию питания схемы. R7 и R8 являются токоограничивающими резисторами.
Схема светодиодного освещения своими руками
Примечания:
- Предустановка R2 может использоваться для настройки чувствительности схемы.
- Предустановку R5 можно использовать для настройки времени включения лампы.
- При R5 @ 4,7M время включения будет около трёх часов.
- Мощность L1 не должна превышать 200 Вт.
- Для BT136 рекомендуется использовать радиатор.
- IC1 должен быть установлен на держателе.
Мероприятия по борьбе с мерцанием светодиодов
Светодиодная лампа из энергосберегающей своими руками имеет огромное преимущество, но нужно потрудиться, чтобы при работе самоделки пользователей не беспокоило излишнее мерцание LED:
Чтобы избежать влияния мерцания светодиодов, нужно всегда помнить о вышеуказанных моментах.
Изготовление светодиодной лампы на 220 В своими руками занятие интересное, требующее терпения. Дополнительно нужны небольшие знания физики, и умение паять. Главная задача состоит в создании схемы преобразователя переменного тока сети на постоянный в 12 В, на котором работает светодиодный светильник.
Светодиодная лампа
Представляет маленький светящийся диодный элемент, работающий от постоянного тока в основном в 12В. Для создания ламп их собирают по несколько, в зависимости от требуемой интенсивности света . Преимущества такого освещения:
- мизерное потребление электроэнергии;
- срок службы от 100 000 часов;
- могут работать сутками, без отключения;
- в продаже имеется большой выбор различных моделей.
На упаковке светильника указаны расчетные данные, исходящие из характеристик и количества светодиодных элементов. Поэтому по факту световой поток купленной лампы значительно ниже требуемого и освещение слабое. Сами лампы и детали для создания схем стоят копейки. Поэтому проще всего умельцам сделать все своими руками.
Использование светодиодных светильников
В домах и квартирах часто необходимо постоянное освещение какого-то места. Это могут быть лестницы и детские комнаты, туалеты, где нет окон, а в доме живет ребенок, который не может дотянуться до выключателя.
Неяркий свет и малое потребление энергии позволяют ставить освещение в подъездах и на крыльце, перед калиткой и воротами гаража. Светильники с мягким свечением за счет гашения бликов, применяются для освещения рабочих столов в кабинетах и на кухне.
Создание светодиодного светильника своими руками
Многих мучает вопрос, как сделать светодиодную лампу своими руками и возможно ли это. Схем для создания светодиодного освещения, работающего от сети переменного тока в 220 В, много, все они решают ряд общих задач:
При создании светодиодного освещения своими руками приходится решать еще и задачи:
- куда поместить схемы и светодиоды;
- как изолировать осветительную конструкцию;
- правильный теплообмен.
Схемы светодиодных ламп
Выравнивание переменного пота и создание необходимой мощности и сопротивления для светодиодных светильников решается двумя способами. Схемы условно можно разделить на:
- с диодным мостом;
- резисторные, с четным количеством светодиодных элементов.
Каждый вариант имеет простые схемы и свои преимущества.
Схема преобразователя с диодным мостом
Диодный мост состоит из 4 диодов , направленных в разные стороны. Его задача превратить синусоидальный переменный ток в пульсирующий. Каждая полуволна проходит через два элемента , и минус меняет свою полярность.
В схеме, для светодиодной лампы, перед мостом со стороны источника переменного тока на плюс подсоединяется конденсатор С10,47х250 v. Перед минусовой клеммой ставится сопротивление на 100 Ом. Позади моста, параллельно ему, устанавливается еще один конденсатор – С25х400 v, который сглаживает перепад напряжений. Сделать своими руками такую схему легко , достаточно иметь навыки работы с паяльником.
Светодиодный элемент
Плата со светодиодными элементами применяется стандартная, от вышедшего из строя светильника. Необходимо проверить перед сборкой, чтобы все детали были рабочими. Для этого используется аккумулятор на 12 V, можно от автомобиля. Нерабочие элементы можно заменить, распаяв аккуратно контакты и поставив новые. Внимательно следите за расположением ножек анода и катода. Они соединяются последовательно.
При замене 2 – 3 деталей, вы просто припаиваете их в соответствии с положением, которое занимали вышедшие из строя элементы.
Собирая новый светодиодный светильник своими руками, нужно помнить простое правило. Лампы соединяются по 10 последовательно , затем эти цепи подключаются параллельно. На практике это выглядит так:
- 10 светодиодов ставите в ряд и спаиваете ножки анод одной с катодом второй. Получается 9 соединений и по одному свободному хвостику по краям.
- Все цепочки припаиваете к проводам. К одному катодные концы, к другому анодные.
В текстах часто используется словесное обозначение контактов, на схемах значки. Напоминание для начинающих электриков:
- катод, положительный - «+», присоединяется к минусу;
- Анод отрицательный – «-», присоединяется к плюсу.
При сборке схем своими руками, следите, чтобы спаянные концы не касались других. Это приведет к замыканию и сгорит вся схема, которую вы сумели сделать.
Схемы для более мягкого свечения
Чтобы светодиодная лампа не раздражала глаза миганием, в схему сборки надо добавить несколько деталей. В целом преобразователь тока состоит из:
- диодный мост;
- конденсаторы на 400 нФ и 10 мкФ;
- резисторы на 100 и 230 Ом.
Для защиты от скачков напряжения, вначале ставится резистор на 100 Ом, и за ним впаивается конденсатор в 400 нФ . В предыдущем варианте они установлены на разных концах входа. За конденсатором после диодного моста устанавливается еще один резистор 230 Ом. За ним идет последовательная цепочка светодиодов (+).
Схемы на резисторах
Самая простая схема для желающих сделать все своими руками состоит из двух резисторов 12 k и двух цепочек с одинаковым количеством светодиодных элементов припаиваются соединенные последовательно лампы с разной направленностью. Со стороны R 1 одна полоса припаивается катодом, вторая – анодом. Другой отводок к R 2 наоборот.
Это создает более мягкое свечение ламп, поскольку светодиодные элементы горят поочередно и пульсация вспышек для глаз практически незаметна. Такие светильники можно использовать даже в качестве местного освещения при работе за столом, заменив, таким образом, обычную настольную лампу.
Специалисты, которые сделали своими руками не одну лампу, рекомендуют собирать не менее 20 светодиодов для этой схемы . Чаще используют 40. Это обеспечивает хорошее освещение и схема собирается легко. Для большего количества сложно производить качественную пайку схемы, не задев соседних контактов. Да и собирать ее в корпус трудно.
Можно делать светильник из 4 или 6 более мощных светодиодов. Для расчета схем использовать специальный калькулятор, который можно найти в интернете.
При создании различных схем своими руками из светодиодных приборов и других, можно использовать для правильного расчета онлайн-калькулятор . Его легко найти на сайтах, которые посвящены электрическим приборам и описанию, как их сделать. Его использование значительно упростит процесс расчета силы тока, сопротивления и позволит проверить правильность подбора деталей.
Корпуса для светодиодных ламп
Для удобного включения светодиодной лампы, которую сделали своими руками, в обычные осветительные приборы, используют:
- цоколи обычных ламп накаливания;
- корпуса от энергосберегающих ламп;
- галогенные лампы;
- самодельные приспособления.
Каждый специалист, делая светодиодную лампу своими руками, выбирает наиболее подходящий вариант. Цоколь дает возможность закрутить лампу в обычный патрон и одновременно обеспечивает теплообмен. Перегреваясь, светодиодная лампа быстрее выходит из строя.
Цоколь с лампы накаливания
Аккуратно отделяем стеклянную колбу и извлекаем спираль. Затем внутрь цоколя помещается схема и сверху на плате крепятся лампы. Недостаток такого основания в неприглядном виде и плохой изоляции.
Корпус энергосберегающей лампы
Самый удобный и практичный вариант для создания светодиодной лампы своими руками. Способы крепления диодов могут быть разные. Вначале аккуратно разбирается сгоревшая лампа. Затем из нее извлекается плата преобразователя. Далее, имеются варианты.
Можно разместить в отверстиях крышки, которые сделаны под стеклянные колбы. Это в варианте лампы с тремя дугообразными световыми элементами. Схема располагается внутри цоколя , обеспечивающего теплообмен. Светодиоды вставляются в уже готовые отверстия и крепятся в них.
Готовую плату со светодиодами можно поместить в цоколь с помощью простой пластиковой крышки от бутыли с водой. Можно использовать сделанный самостоятельно кружок и просверлить в нем отверстия под диоды. В результате удобно использовать и эстетичный вид.
Некоторые умельцы, делая своими руками, используют корпус галогенной лампы. Неудобство такого варианта в отсутствии обычной для цоколя возможности закрутить лампу в патрон. Такой вариант больше подходит для создания своими руками индикаторов и светильников постоянного тока.
Несмотря на высокую стоимость, потребление электроэнергии полупроводниковыми светильниками (LED) намного меньше, чем у ламп накаливания, а срок службы в 5 раз больше. Схема светодиодной лампы работает при подаче 220 вольт, когда входной сигнал, вызывающий свечение, преобразуется до рабочей величины с помощью драйвера.
Светодиодные светильники на 220 В
Каким бы ни было напряжение питания, на один светодиод подается постоянное напряжение 1,8-4 В.
Типы светодиодов
Светодиод – это полупроводниковый кристалл из нескольких слоев, преобразующий электричество в видимый свет. При изменении его состава получается излучение определенного цвета. Светодиод делается на основе чипа – кристалла с площадкой для подключения проводников питания.
Чтобы воспроизвести белый свет, “синий” чип покрывается желтым люминофором. При излучении кристалла люминофор испускает собственное. Смешивание желтого и синего света образует белый.
Разные способы сборки чипов позволяют создавать 4 основных типа светодиодов:
- DIP – состоит из кристалла с расположенной сверху линзой и присоединенными двумя проводниками. Он наиболее распространен и используется для подсветки, в световых украшениях и табло.
- “Пиранья” – похожая конструкция, но с четырьмя выводами, что делает ее более надежной для монтажа и улучшает отвод выделяющегося тепла. Большей частью применяется в автомобильной промышленности.
- SMD-светодиод – размещается на поверхности, за счет чего удается уменьшить габариты, улучшить теплоотвод и обеспечить множество вариантов исполнения. Используется в любых источниках света.
- СОВ-технология, где чип впаивается в плату. За счет этого контакт лучше защищен от окисления и перегрева, а также значительно повышается интенсивность свечения. Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, поскольку ремонт своими руками с заменой отдельных чипов не возможен.
Недостатком светодиода является его маленький размер. Чтобы создать большое красочное световое изображение, требуется много источников, объединенных в группы. Кроме того, кристалл со временем стареет, и яркость ламп постепенно падает. У качественных моделей процесс износа протекает очень медленно.
Устройство LED-лампы
В состав лампы входят:
- корпус;
- цоколь;
- рассеиватель;
- радиатор;
- блок светодиодов LED;
- бестрансформаторный драйвер.
Устройство LED-лампы на 220 вольт
На рисунке изображена современная LED-лампа по технологии СОВ. Светодиод выполнен как одно целое, с множеством кристаллов. Для него не требуется распайка многочисленных контактов. Достаточно присоединить всего одну пару. Когда делается ремонт светильника с перегоревшим светодиодом, его меняют целиком.
По форме лампы бывают круглыми, цилиндрическими и прочими. Подключение к сети питания производится через резьбовые или штырьковые цоколи.
Под общее освещение выбираются светильники с цветовой температурой 2700К, 3500К и 5000К. Градации спектра могут быть любыми. Их часто используют для освещения реклам и в декоративных целях.
Простейшая схема драйвера для питания лампы от сети изображена на рисунке ниже. Количество деталей здесь минимальное, за счет наличия одного или двух гасящих резисторов R1, R2 и встречно-параллельного включения светодиодов HL1, HL2. Так они защищают друг друга от обратного напряжения. При этом частота мерцания лампы увеличивается до 100 Гц.
Простейшая схема подключения LED-лампы в сеть 220 вольт
Напряжение питания 220 вольт поступает через ограничительный конденсатор С1 на выпрямительный мост, а после – на лампу. Один из светодиодов можно заменить на обычный выпрямительный, но при этом мерцание изменится до 25 Гц, что плохо повлияет на зрение.
На рисунке ниже изображена классическая схема источника питания LED-лампы. Он применяется во многих моделях, и его можно извлекать, чтобы производить ремонт своими руками.
Классическая схема включения LED-лампы в сеть 220 В
На электролитическом конденсаторе выпрямленное напряжение сглаживается, что устраняет мерцание с частотой 100 Гц. Резистор R1 разряжает конденсатор при отключении питания.
Ремонт своими руками
В простой LED-лампе с отдельными светодиодами можно сделать ремонт с заменой неисправных элементов. Она легко разбирается, если аккуратно отделить от стеклянного корпуса цоколь. Внутри располагаются светодиоды. У лампы MR 16 их 27 штук. Для доступа к печатной плате, на которой они размещены, надо удалить защитное стекло, поддев его отверткой. Порой эту операцию сделать довольно трудно.
Лампа светодиодная на 220 вольт
Прогоревшие светодиоды сразу заменяются. Остальные следует прозвонить тестером или подать на каждый напряжение 1,5 В. Исправные должны загораться, а остальные подлежат замене.
Изготовитель рассчитывает лампы так, чтобы рабочий ток светодиодов был как можно выше. Это значительно снижает их ресурс, но “вечные” устройства продавать невыгодно. Поэтому последовательно к светодиодам можно подключить ограничивающий резистор.
Если светильники моргают, причиной может быть выход из строя конденсатора С1. Его следует заменить на другой, с номинальным напряжением 400 В.
Изготовить своими руками
Заново светильники на светодиодах делают редко. Лампу проще изготовить из неисправной. Фактически получается, что ремонт и изготовление нового изделия – это один процесс. Для этого LED-лампу разбирают и восстанавливают перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера. В продаже часто бывают оригинальные светильники с нестандартными лампами, которым в дальнейшем трудно найти замену. Простой драйвер можно взять из неисправной лампы, а светодиоды – из старого фонарика.
Схема драйвера собирается по классическому образцу, рассмотренному выше. Только к ней добавляется резистор R3 для разрядки конденсатора С2 при отключении и пара стабилитронов VD2,VD3 для его шунтирования на случай обрыва цепи светодиодов. Можно обойтись одним стабилитроном, если правильно подобрать напряжение стабилизации. Если конденсатор выбрать под напряжение больше 220 В, можно обойтись без дополнительных деталей. Но в этом случае его размеры увеличатся и после того, как будет сделан ремонт, плата с деталями может не поместиться в цоколь.
Драйвер LED-лампы
Схема драйвера приведена для лампы из 20 светодиодов. Если их количество будет другим, необходимо подобрать такую величину емкости конденсатора С1, чтобы через них проходил ток 20 мА.
Схема питания LED-лампы является чаще всего бестрансформаторной, и следует соблюдать осторожность при монтаже своими руками на металлическом светильнике, чтобы не было замыкания фазы или нуля на корпус.
Конденсаторы подбираются по таблице, в зависимости от количества светодиодов. Их можно закрепить на алюминиевой пластине в количестве 20-30 шт. Для этого в ней сверлятся отверстия, и на термоклей устанавливаются светодиоды. Их пайка производится последовательно. Все детали можно разместить на печатной плате из стеклотекстолита. Они располагаются со стороны, где отсутствуют печатные дорожки, за исключением светодиодов. Последние – крепятся пайкой выводов на плате. Их длина составляет около 5 мм. Затем устройство собирается в светильнике.
Настольная лампа на светодиодах
Лампа на 220 В. Видео
Об изготовлении светодиодной лампы на 220 В своими руками можно узнать из этого видео.
Правильно изготовленная самодельная схема светодиодной лампы позволит эксплуатировать ее многие годы. Для нее бывает возможным ремонт. Источники питания могут быть любые: от обычной батарейки до сети на 220 вольт.
LED-светильники находят широкое применение в организации бытового, уличного, промышленного освещения. Их важными достоинствами является экономичность, экологичность, неприхотливость в обслуживании.
Изготовленная светодиодная лампа своими руками обязательно найдет свое применение в вашем доме. Подробную инструкцию по изготовлению, как и схемы сборки вы найдете в представленной статье.
Основой светодиодной лампы является односторонний полупроводник, величина которого составляет несколько миллиметров. В нем происходит однонаправленное движение электронов, что позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный.
Состоящему из нескольких слоев кристаллу светодиода свойственны два типа электропроводимости: положительно и отрицательно заряженных частиц.
Сторона, где содержится минимальное количество электронов, получила названия дырочной (p-тип), тогда как другая с большим количеством этих частиц именуется электронной (n-тип).
При столкновении элементов на p-n-переходе они сталкиваются, генерируя частицы света фотоны. Если в это время поддерживать систему в постоянном напряжении, светодиод будет излучать стабильный поток света. Этот эффект используется во всех конструкциях LED-ламп.
Четыре разновидности светодиодных устройств
В зависимости от размещения светодиодов подобные модели можно разделить на следующие категории:
- DIP . Кристалл скомпонован с двумя проводниками, над которыми находится увеличитель. Модификация получила широкое распространение при изготовлении вывесок и гирлянд.
- «Пиранья» . Приборы собирают аналогично предыдущему варианту, но предусматривают четыре вывода. Надежные и прочные конструкции чаще всего применяют для оснащения автомобилей.
- SMD . Кристалл размещается сверху, что значительно улучшает отведение тепла, а также помогает уменьшить габариты устройств.
- СОВ . В этом случае светодиод впаивается непосредственно в плату, что способствует увеличению интенсивности свечения и защите от перегрева.
Существенный недостаток COB-устройств - невозможность замены отдельных элементов, из-за чего приходится приобретать новый механизм из-за одного-единственного вышедшего из строя чипа.
В люстрах и других бытовых осветительных приборах обычно применяется конструкция SMD.
Устройство LED-ламп
Светодиодная лампа состоит из шести следующих частей:
- светодиод;
- цоколь;
- драйвер;
- рассеиватель;
- радиатор.
Действующим элементом подобного прибора является светодиод, генерирующий поток световых волн.
Светодиодные приборы могут быть рассчитаны на различное напряжение. Наиболее востребованы небольшие изделия на 12-15 Вт и более крупные светильники на 50 ватт
Цоколь, который может иметь различный вид и размер, применяется и для других видов ламп – люминесцентных, галогенных, накаливания. В то же время некоторые LED-приборы, например, светодиодные ленты, могут обходиться без этой детали.
Важным элементом конструкции служит драйвер, преобразующий сетевое напряжение в ток, на которой работает кристалл.
От этого узла во многом зависит эффективная работа лампы, кроме того, качественный , имеющий хорошую гальваническую развязку, обеспечивает яркий постоянный световой поток без намека на моргание.
Обычный светодиод производит направленный пучок света. Чтобы изменить угол его распределения и обеспечить качественное освещение, используется рассеиватель. Еще одной функцией этого компонента является защита схемы от механических и природных воздействий.
Радиатор предназначен для отвода тепла, излишки которого могут повредить прибору. Надежная работа радиатора позволяет оптимизировать работу лампы и продлить ей жизнь.
Чем меньше эта деталь, тем большую тепловую нагрузку придется выдерживать светодиоду, что скажется на быстроте его выгорания.
Преимущество и недостатки самодельной лампы
Специализированные магазины предлагают большой выбор светодиодных аппаратов. Однако порой в ассортименте невозможно найти прибор, отвечающий необходимым параметрам. Кроме того, LED-приборы традиционно отличаются высокой стоимостью.
К недостаткам изделий следует отнести отсутствие гарантии от производителя. Кроме того, при небрежной сборке подобные устройства могут иметь непривлекательный внешний вид
Между тем, вполне возможно сэкономить средства и получить идеальную лампу, выполнив сборку самостоятельно. Сделать это несложно и достаточно будет элементарных технических знаний и практических умений.
Выполненное своими руками LED-устройство имеет ряд значительных преимуществ над приобретенным в магазине аналогом. Они отличаются экономичностью: при аккуратной сборке и использовании качественных деталей период эксплуатации достигает 100 тысяч часов.
Такие приборы показывают высокую степень энергоэффективности, которая определяется соотношением потребляемой мощности и яркости выработанного света. Наконец, их стоимость на порядок ниже, чем фабричных аналогов.
Проблемы самостоятельного изготовления
Главными вопросами, которые приходится решать при изготовлении LED-ламп, является перевод переменного электрического тока в пульсирующий и его выравнивание до постоянного. Помимо этого, предстоит ограничить силу электропотока 12 вольтами, что необходимо для питания диода.
Для самостоятельного создания светильника на светодиодах можно воспользоваться деталями, купленными в специализированных магазинах, или элементами из перегоревших приборов
Продумывая устройство, следует также решить ряд конструктивных задач, а именно:
- как расположить схему и светодиоды;
- как изолировать систему;
- как обеспечить теплообмен в устройстве.
Перед сборкой желательно продумать все эти проблемы с учетом требований, которые предъявляются к самодельному источнику света.
Схемы светодиодных ламп
Прежде всего, следует выработать вариант сборки. Существует два основных способа, каждый из которых имеет собственные плюсы и минусы. Ниже мы рассмотрим их подробнее.
Вариант с диодным мостом
Схема включает четыре диода, которые подключаются разнонаправленно. Благодаря этому мост приобретает возможность трансформировать сетевой ток в 220 V в пульсирующий.
Происходит это следующим образом: при проходе по двум диодам синусоидальных полуволн, они изменяются, что вызывает потерю полярности.
При сборке к плюсовому выходу перед мостом подключается конденсатор; перед минусовой клеммой – сопротивление на 100 Ом. Еще один конденсатор устанавливается позади моста: он понадобится для сглаживания перепадов напряжения.
Изготовление светодиодного элемента
Наиболее простым способом создания LED светильника является выполнение источника света на основе сломанного светильника. Необходимо проверить работоспособность обнаруженных деталей, что можно сделать с помощью аккумулятора на 12 V.
Неисправные элементы нужно заменить. Для этого следует распаять контакты, убрав перегоревшие элементы, поставить на их место новые. При этом важно соблюдать чередование анодов и катодов, которые крепятся последовательно.
Если требуется поменять лишь 2-3 штуки чипа, достаточно просто припаять их на участки, где ранее находились вышедшие из строя компоненты.
При полной самостоятельной сборке нужно соединять в ряд по 10 диодов, соблюдая правила полярности. Несколько выполненных цепей припаиваются к проводам.
При изготовлении лампы можно воспользоваться платами со светодиодами, которые можно найти в перегоревших устройствах. Важно лишь проверить их работоспособность
При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя.
Приспособления для более мягкого света
Чтобы избежать мерцания, свойственного LED-светильникам, описанную выше схему можно дополнить несколькими деталями. Таким образом, она должна состоять из диодного моста, резисторов на 100 и 230 Ом, конденсаторов на 400 нФ и 10 мкФ.
Чтобы защитить устройство от перепадов напряжения в начале схемы помещается резистор в 100 Ом, за которым впаивается конденсатор 400 нФ, после него устанавливается диодный мост и еще один резистор на 230 Ом, за которым идет собранная цепочка светодиодов.
Приборы с резисторным сопротивлением
Подобная схема также вполне доступна начинающему мастеру. Для ее выполнения требуются два резистора 12k и две цепочки из одинакового числа светодиодов, которые припаиваются последовательно с учетом полярности. При этом одна полоса со стороны R1 подсоединяется катодом, а другая – с R2 – анодом.
Выполненные по этой схеме светильники имеют более мягкий свет, поскольку действующие элементы зажигаются по очереди, благодаря чему пульсация вспышек почти незаметна невооруженному глазу.
Материалы для изготовления самоделки
Помимо корпуса, для создания лампы потребуются и другие элементы. Это, прежде всего светодиоды, которые можно приобрести в виде LED-лент или отдельных элементов НК6. Сила тока каждой детали равна 100-120 мА; напряжение 3-3,3 V.
Сборка некоторых схем предполагает использование дополнительных звеньев, например, драйвера, поэтому набор компонентов для каждого конкретного случая рассматривается отдельно
Необходимы также выпрямительные диоды 1N4007 либо диодный мост, а также предохранители, обнаружить которые можно в цоколе старого прибора.
Понадобится и конденсатор, емкость и напряжение которого должны соответствовать используемой электросхеме и количеству использованных в ней LED-элементов.
Если не используется готовая плата, нужно подумать о каркасе, к которому крепятся светодиоды. Для его изготовления подойдет теплоустойчивый материал, не являющийся металлом и непроводящий электрический ток.
Как правило, подобную деталь выполняют из прочных пластиков или плотного картона. Для крепления светодиодных элементов к каркасу понадобятся жидкие гвозди или суперклей.
Собираем простую LED-лампу
Рассмотрим выполнение светильника в стандартном цоколе от люминесцентной лампы. Для этого нам придется несколько изменить приведенный выше список материалов.
В этом случае мы используем:
- старый цоколь Е27;
- светодиоды НК6;
- драйвер RLD2-1;
- кусок пластика или плотного картона;
- суперклей;
- электропроводку;
- паяльник, плоскогубцы, ножницы.
Первоначально требуется разобрать светильник. У люминесцентных устройств подсоединение цоколя к пластинке с трубками осуществляется с помощью защелок. Важно обнаружить место крепежа и поддеть элементы отверткой, что позволит легко отсоединить патрон.
Процесс сборки самодельной светодиодной лампы простой. В корпус от старого прибора вставляется драйвер, поверх которого устанавливается плата со светодиодами
Разбирая прибор, нужно соблюдать предельную осторожность, чтобы не нанести вреда трубкам, внутри которых находится ядовитое вещество. Одновременно необходимо следить за целостностью электропроводки, подсоединенной к цоколю, а также сохранять детали, содержащиеся в нем.
Верхнюю часть с подсоединенными газоразрядными трубками мы используем для выполнения пластинки, необходимой для подсоединения светодиодов. Достаточно удалить трубчатые элементы, а в оставшиеся круглые отверстия закрепить LED-детали.
Для их надежного крепления лучше сделать дополнительную пластмассовую или картонную крышку, которая послужит для изолирования чипов.
В лампе будут применяться светодиоды НК6, каждый из которых состоит из 6 кристаллов с параллельным подключением. Они позволяют создать довольно яркий осветительный прибор при минимуме потребляемого электричества.
Для подключения каждого светодиода к крышке необходимо выполнить по два отверстия. Прокалывать их следует аккуратно в строгом соответствии схеме.
Пластиковая деталь позволяет прочно зафиксировать LED-элементы, тогда как использование картона требует дополнительного закрепления светодиодов к основанию при помощи жидких гвоздей либо суперклея.
Так как устройство рассчитано на применение шести светодиодов мощностью по 0,5 ватт каждый, в схеме нужно предусмотреть три параллельно подсоединенных элемента.
Эффектный светильник можно выполнить, используя светодиодную ленту. Этот элемент вставляется в трубку, применяющуюся для люминесцентного освещения
В конструкции, которая будет работать от электросети мощностью 220 В, нужно предусмотреть драйвер RLD2-1, который следует приобрести в магазине или выполнить самостоятельно.
Во избежание короткого замыкания перед началом сборки важно заизолировать драйвер и плату друг от друга, используя пластик или картон. Поскольку лампа почти не нагревается, не стоит беспокоиться о перегреве.
Подобрав все компоненты можно собрать конструкцию по схеме, а затем подключить ее к электросети, чтобы проверить свечение.
Устройство, работающее от стандартного патрона с питанием 220 В, имеет низкое энергопотребление и мощность равную 3 Ваттам. Последний показатель в 2-3 раза меньше, нежели у люминесцентных устройств и в 10 раз меньше, чем у ламп накаливания.
Хотя световой поток равен всего лишь 100-120 люменов, благодаря ослепительно белому цвету лампа кажется значительно ярче. Собранный светильник можно применять в качестве настольного либо для освещения компактного помещения, например, коридора или чулана.
Выводы и полезное видео по теме
В приведенном ниже видеоролике вы можете увидеть подробный рассказ специалиста о самостоятельной сборке LED-светильника:
Лампы на светодиодах, выполненные самостоятельно, обладают высокими техническими характеристиками. Они почти не уступают фабричным моделям по таким качествам, как прочность, надежность, долговечность.
Сборка подобных устройств доступна практически каждому: для успешного ее выполнения необходимо лишь строго следовать схемам и аккуратно выполнять все предписанные манипуляции.
Возможно вам уже приходилось собирать светодиодную лампу своими руками и вы можете дать ценный совет посетителям нашего сайта? Или после прочтения статьи появились вопросы? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.
Светодиодная лампа на сегодняшний день до сих пор является непонятной и дорогой вещью, имеющая не всем понятный принцип работы. На самом деле многие желают иметь у себя подобный источник света, но останавливает цена. Предлагаем рассмотреть, как сделать светодиодную лампу своими руками, а также познакомиться с их достоинствами.
Вам наверняка будут интересны следующие статьи:
1 .
3.
4.
5.
Естественно, что для того, чтобы сделать светодиодную лампу своими руками вам потребуется достаточно много времени и терпения. Однако, с другой стороны, вам будут обеспечены огромное количество часов яркого чистого света, а это стоит потраченных сил. Светодиодные лампы изготавливаются на основе обычных галогенновых ламп GU4 (MR11), и в конечном итоге получается устройство рассчитанное на 12 вольт, которое можно применять как на улице, так и в доме.
Для изготовления светодиодной лампы своими руками вам потребуется:
- Одна галогенная лампа со снятым стеклом, перегоревшая или же можете взять и разобрать новую, это все по желанию.
- Светодиоды. Количество по желанию. Однако помните, что при работе более чем с 22 светодиодами процесс становится достаточно сложным.
- Потребуется также и доступ к он-лайн калькулятору разработки схем для монтажа светодиодных ламп. Этот сервис выдает вам схему как раз по вашему случаю, а именно количество светодиодов, напряжение источника питания и так далее. Калькулятор вы сможете найти на сайте .
- Монтажный клей и супер-клей. В принципе подойдет любой обычный клей, который способен быстро схватываться и высыхать.
- Кусок медного провода.
- Маленький кусок листового алюминия толщиной около 0,2 мм. Для этого будет подходить даже жестяная банка, в том случае, если получится разравнять отрезанный кусок.
- Резисторы. Какие резисторы потребуются следует смотреть по схеме полученной из калькулятора.
- Еще несколько бытовых предметов и достаточно много терпения.
Последовательность действий по сбору светодиодной лампы:
1. Вынимайте все содержимое и ненужное из галогеновой лампы. Берите обыкновенную отвертку и начинайте вынимать замазку возле ножек лампы, она белого цвета и хорошо видна. Она отлично поддается крошению. Удалите всю замазку до того, как начать следующий шаг. Помните, что действовать следует осторожно, т.к. галогеновая лампа очень хрупкая. Не нужно испортить ее чересчур сильным давлением отвертки.
2. Удалите лампочку из отражателя. После удаления замазки, нужно взять молоток и положить лампочку ножками наверх. Далее необходимо ударить по этим ножкам молотком, сильно, но мягко. После этого галогеновая лампочка выпадет на стол, а отражатель станет пустым. В том случае, если в лампе будет оставаться чуть-чуть замазки, не обращайте внимания, т.к. она может быть полезной в последующих операция.
3. Изготовьте алюминиевый диск, на котором в последующем станут крепиться светодиоды. Этот полученный диск еще станет работать отражателем. Для его изготовления потребуется бумажный шаблон. Подобные шаблоны можете найти по адресу — http://www.instructables.com/files/orig/FPR/GJDA/FM2KBQ0E/FPRGJDAFM2KBQ0E.pdf . Эти шаблоны рассчитываются на светодиоды в 5 мм и их следует распечатывать так, как они есть, т.е. в натуральную величину. Подготовьте необходимый вам шаблон (распечатайте и вырежьте, но дырочки вырезать не следует). Далее капелькой клея приклейте шаблон к алюминиевому листу и обрежьте лист по шаблону, а после этого выбивайте дырки с помощью дырокола.
4. Следующим шагом будет генерация схемы соединения светодиодов. Для этого на странице http://led.linear1.org/led.wiz заполняйте 4 поля:
- Source voltage – это напряжения источников питания. Чаще всего для светодиодных ламп оно составляет 12 вольт;
- Diode forward voltage – это напряжение светодиода. Здесь различия существуют в зависимости от цвета светодиода: Красный цвет – 2.0, зеленый – 2.2, желтый – 2.1, истинный зеленый – 3.3, ультрафиолетовый – 3.3, белый – 3.3, синий – 3.3, синий (430 nm) – составляет 4.6 В.
- Diode forward current – это сила тока используемого светодиода, измеряемое в миллиамперах. Это значение должно быть определено на заводской упаковке светодиодов. В том случае, если этого значения на упаковке не имеется, то следует ставить здесь значение 20.
- Number of LEDs in your array – это количество светодиодов в вашей лампе.
5. Далее следует собирать вместе все светодиоды. Диск нужно положить на какую-либо подставку, типа как на фотографии. Если похожего ничего не найдете, то вполне подойдет часть любой трубки, которая подходит по диаметру. Затем вставляйте в дырки круга светодиоды ножками к верху. Обращайте внимание на расположение светодиодов – ножка катода одного светодиода должна располагаться рядом с анодом другого. Благодаря этому станет легче их пропаять.
Между светодиодами нужно наносить немного клея. Это делать нужно с аккуратностью и следить за тем, чтобы клей не попадал на ножки свтеодиодов. В противном случае во время пайки клей будет испаряться дымком, который является токсичным и опасным для глаз.
6. Далее необходимо провести окончательную проклейку. После выставления всех светодиодов строительным клеем заливайте светодиоды вплоть до ножек, таким образом, чтобы обеспечивалась единость конструкции. Время на застывание может потребоваться различное, все будет зависеть от используемого клея, но в любом случае нужно ожидать полного его высыхания.
7. После этого можно приступать к пайке светодиодов. Подрезайте ножки светодиодов, но не забывайте, что анод одного располагается рядом с катодом другого. Главной задачей будет не спутать их.
Схема рекомендует спаивать цепи по четыре светодиода в каждой, а значит и вам нужно пропаять четыре светодиода последовательно – минус к плюсу. У первого светодиода в цепи, который потом будет подключаться к питанию следует плюсовую ножку оставлять длинной, а у последнего длинной оставить минусовую. Советуем для того, чтобы не спутать минусы и плюсы, сделать ножки на минус более короче плюсовых, лучше всего в половину.
8. Подключайте резисторы. После пайки у вас должна получиться цепь светодиодов, у который выступают 6 плюсовых ножек (длинные) и 6 ножек минуса (покороче). Настало время припаивать резисторы к минусовым выводам.
Однако для начала нужно пропаять плюсовые ножки таким образом, чтобы все светодиоды были соединены. Обращайте внимание на то, чтобы ножки «+» не были в контакте ни с чем другим и тем более с « -», в противном случае получите короткое замыкание. После этого припаивайте резисторы вертикально к минусовым выводам. Не стоит торопиться, т.к. температура от паяльника легко сможет разрушить рядом находящийся светодиод.
Следующим шагом будет пропайка резисторов по схеме, но теперь рекомендуем их укладывать на светодиоды, для того, чтобы позже можно было все поместить в отражатель.
После процедуры пайки, в итоге, должны оставаться две группы выводов – плюсовые светодиодов и минусовые резисторов. Далее нужно припаять к ним по кусочку медного провода. Это дает возможность сымитировать цоколь лампы. Тот кусок, который припаивается к минусовым выводам, должен быть выполнен короче. Дополнительно можете сделать следующее. Если имеется клеевой пистолет, то заполняйте все пространство между ножками, во избежание их закорочения.
9. Теперь приступает непосредственно к сборке светодиодной лампы своими руками. На отражатель светодиодной лампы нужно вставить светодиодный диск. Места должно хватать, если расположение элементов примерно, как на фото. Приклеивайте диск к отражателю любым клеем. Проклейку нужно выполнить качественно, т.к. только клей соединяет два элемента.
Во время застывания клея лучше всего будет подержать отражатель и светодиодный диск прижатыми. После застывания нужно написать на цоколе, где находится минус, а где плюс. Не забудьте про номинальное напряжение.
10 Завершающим этапом будет отрезание проволоки таким образом, чтобы их длина соответствовала длине ножек галогенной лампы.
Все, можете проверять. Подсоединяйте к источнику питания 12 В и пользуйтесь своим творением.
Когда вы будете разбираться, как сделать светодиодную лампу своими руками, то учитывайте, что достаточно важным моментом будет выбор светодиодов. В описанном случае лучше работать будет чуть-чуть рассеянный свет, чем узконаправленный. И напоследок еще один совет: собранная своими руками светодиодная лампа будет лучше работать не с обычным напряжением 220 вольт, а как раз на 12 вольтовом напряжении.
А вот если использовать в качестве источника света светодиодную ленту, то схема светодиодной лампы будет следующая:
Достоинства энергосберегающих ламп
Достоинства использования энергосберегающих ламп всем знакомы. Во-первых, небольшое потребление электроэнергии. Во-вторых, высокая надежность. На сегодняшний день самыми популярными являются люминесцентные лампы, которые потребляют около 20 Вт и имеют такую степень освещенности, как и обычные лампы накаливания мощностью 100 Вт. Сделать вывод о экономии довольно просто.
В настоящее время все активнее начинают осваивать диодные лампы не имеющие цоколя. Параметры подобных ламп на порядок выше, чем имеют люминесцентные светильники. По сравнению с лампами накаливания они потребляют до 10 раз меньше электроэнергии, а долговечность достигает до 50 тыс. часов против 1 тыс. у ламп накаливания. А люминесцентные имеют ресурс около 4 тыс. часов, которых они обычно не выдерживают. Прочитайте как сделать светодиодную подсветку потолка своими руками .
Подобные диодные лампы, конечно же, стоят дороже обычных лампочек, но потребляемая мощность и ресурс работы с лихвой компенсируют их дороговизну.
Преимущества самостоятельного изготовления
Распространенные в продаже светодиодные лампы обычно имеют повышенные характеристики. Производители заявляют количество света, дающего светильник, исходя из суммы световых потоков светодиодов, имеющихся в светильнике. Однако, это не верно.
Объясняется это следующими вещами. Отражатель, линза или рассеиватель обычно уменьшают количество света, которое дает лампа. Например, галогенные лампы под матовым рассеивателем теряют до половины своего светового потока.
Нужно знать о подобных вещах, чтобы не было разочарований после покупки светодиодных светильников. К тому же продавцы часто не способны давать качественные консультации в этой сфере. Именно поэтому разобраться, как сделать диодную лампу своими руками быть уверенным, что собранный источник света будет иметь те характеристики, которые и были нужны.
