Светодиодная лампа своими руками: конструкциz, схема, самостоятельная сборка

Что нужно еще знать

Есть также несколько важных моментов, которые следует учитывать:

1. Чтобы сделать гирлянду из ходовых огней, нужно купить трехфазный мультивибратор. Работает только со светодиодным оборудованием.
2. Для наружного применения используйте только диодные изделия, места соединений лучше всего дополнительно защитить термоусадочной трубкой, а розетку и блок управления расположить в помещении. Уличный венок должен быть на порядок прочнее домашнего.
3. Если это старый венок, который не работает, его можно починить. Для этого сначала снимается блок питания, измеряется диаметр используемых диодов, чтобы через интернет узнать их характеристики. Рассчитывается мощность резистора, он впаивается вместо блока, после чего можно включать фары.

Восстановленные по описанной методике венки просто сгорят, без блока управления они не смогут вспыхнуть.

Принцип работы LED-устройства

Основой светодиодной лампы является односторонний полупроводник, размер которого составляет несколько миллиметров. Он имеет однонаправленное движение электронов, что позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный.

Светодиодный кристалл, состоящий из нескольких слоев, характеризуется двумя видами электропроводности: положительно и отрицательно заряженными частицами.

Сторона с наименьшим количеством электронов называется дырочной (р-тип), а другая с большим количеством этих частиц называется электроном (n-тип).

Между двумя сторонами светодиодного элемента имеется условная граница — электронно-дырочный переход (pn). Здесь частицы сталкиваются друг с другом, что приводит к свечению.

Когда элементы сталкиваются в p-n переходе, они сталкиваются и генерируют фотоны световых частиц. Если в это время поддерживать в системе постоянное напряжение, светодиод будет излучать стабильный поток света. Этот эффект используется во всех конструкциях светодиодных ламп.

Четыре разновидности светодиодных устройств

В зависимости от расположения светодиодов такие модели можно разделить на следующие категории:

1. ОКУНАТЬ. Кристалл состоит из двух проводников, над которыми находится увеличительное стекло. Модификация получила широкое распространение в производстве вывесок и гирлянд.
2. «Пираньи». Устройства собраны так же, как и предыдущий вариант, но имеют четыре выхода. Надежные и долговечные конструкции чаще всего используются для оснащения автомобилей.
3. СМД. Кристалл размещен сверху, что значительно улучшает отвод тепла, а также способствует уменьшению габаритов устройств.
4. СОВА. В данном случае светодиод впаян прямо в плату, что увеличивает интенсивность свечения и защищает от перегрева.

Существенным недостатком COB-устройств является невозможность замены отдельных элементов, из-за чего приходится покупать новый механизм из-за одной вышедшей из строя микросхемы.

Люстры и другие бытовые осветительные приборы обычно используют SMD-дизайн.

Устройство LED-ламп

Светодиодная лампа состоит из следующих шести частей:

• светодиод;
• плинтус;
• водитель;
• диффузор;
• радиатор.

Рабочим элементом такого устройства является светодиод, генерирующий поток световых волн.

Светодиодные устройства могут быть рассчитаны на разное напряжение. Наиболее востребованы небольшие изделия на 12-15 Вт и более крупные светильники на 50 Вт

Цоколь, который может иметь разный вид и размер, также используется для других типов ламп – люминесцентных, галогенных, ламп накаливания. В то же время некоторые светодиодные устройства, например светодиодные ленты, могут обходиться без этой детали.

Важным элементом конструкции является драйвер, преобразующий сетевое напряжение в ток, от которого работает кристалл.

От этого узла во многом зависит эффективная работа светильника, кроме того, качественный драйвер с хорошей гальванической развязкой обеспечивает яркий постоянный световой поток без намека на мерцание.

Обычный светодиод излучает направленный световой пучок. Для изменения угла рассеивания и обеспечения качественного освещения используется рассеиватель. Еще одной функцией этого компонента является защита цепи от механических и природных воздействий.

Радиатор предназначен для отвода тепла, которое может повредить устройство. Надежный радиатор оптимизирует работу лампы и продлевает срок ее службы.

Чем меньше эта часть, тем большую тепловую нагрузку должен выдерживать светодиод, что повлияет на скорость выгорания.

Преимущество и недостатки самодельной лампы

Специализированные магазины предлагают большой выбор светодиодных устройств. Однако иногда в ассортименте невозможно найти устройство, отвечающее необходимым параметрам. Кроме того, светодиодные устройства традиционно имеют высокую стоимость.

К недостаткам продукции можно отнести отсутствие гарантии производителя. Кроме того, при неаккуратном монтаже такие устройства могут иметь непривлекательный внешний вид

Между тем вполне возможно сэкономить деньги и получить идеальную лампу, выполнив сборку самостоятельно. Сделать это несложно, достаточно базовых технических знаний и практических навыков.

Самодельный светодиодный прибор имеет ряд существенных преимуществ перед аналогом, купленным в магазине. Они экономичны: при тщательной сборке и использовании качественных деталей срок службы достигает 100 тысяч часов.

Такие устройства показывают высокую степень энергоэффективности, которая определяется соотношением между потребляемой мощностью и яркостью генерируемого света. Наконец, их стоимость на порядок ниже заводских аналогов.

Проблемы самостоятельного изготовления

Основными проблемами, которые необходимо решить при производстве светодиодных светильников, являются преобразование электрического переменного тока в пульсирующий и регулировка его в постоянный. Кроме того, необходимо ограничить силу электрического тока до 12 вольт, что необходимо для управления диодом.

Чтобы самостоятельно сделать светильник на светодиодах, можно использовать детали, купленные в специализированных магазинах, или элементы от сгоревшей бытовой техники

При продумывании устройства следует также решить ряд конструктивных вопросов, а именно:

• как расположить схему и светодиоды;
• как изолировать систему;
• как обеспечить теплообмен в агрегате.

Перед установкой желательно продумать все эти вопросы, и учесть требования, предъявляемые к самодельному источнику света.

Схемы светодиодных ламп

В первую очередь следует разработать вариант крепления. Существует два основных метода, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Ниже мы рассмотрим их более подробно.

Вариант с диодным мостом

Схема включает четыре диода, которые подключены в разные стороны. Благодаря этому мост получает возможность преобразовывать сетевой ток 220 В в пульсирующий.

Схема светодиодного моста проста и логична. Его сможет выполнить даже начинающий мастер, освоивший азы самостоятельной работы

Происходит это следующим образом: при прохождении синусоидальных полуволн через два диода они меняются, вызывая потерю полярности.

При монтаже к плюсовому выводу перед мостом подключается конденсатор; перед минусовой клеммой — сопротивление 100 Ом. За мостом установлен еще один конденсатор: он понадобится для сглаживания перепадов напряжения.

Изготовление светодиодного элемента

Самый простой способ сделать светодиодную лампу — сделать источник света на основе разбитой лампы. Необходимо проверить функционирование обнаруженных деталей, что можно сделать с помощью батареи 12 В.

Неисправные элементы подлежат замене. Для этого ослабьте контакты, снимите сгоревшие элементы, поставьте на место новые. Важно соблюдать чередование анодов и катодов, которые монтируются последовательно.

Если вам нужно поменять только 2-3 части микросхемы, то их нужно просто припаять к местам, где ранее находились вышедшие из строя компоненты.

При полной самостоятельной сборке нужно подключить 10 диодов подряд, соблюдая правила полярности. К проводам припаяно несколько готовых схем.

В производстве светильника можно использовать платы со светодиодами, которые встречаются в сгоревших агрегатах. Важно только проверить их работоспособность

При сборке цепей важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, так как это может привести к короткому замыканию устройства и выходу системы из строя.

Приспособления для более мягкого света

Во избежание характерного для светодиодных ламп мерцания описанную выше схему можно дополнить более подробно. Таким образом, он должен состоять из диодного моста, резисторов на 100 и 230 Ом, конденсаторов на 400 нФ и 10 мкФ.

Для защиты устройства от перепадов напряжения в начале цепи ставится резистор на 100 Ом, за ним конденсатор на 400 нФ, после чего устанавливается диодный мост и еще один резистор на 230 Ом, после чего идет собранная светодиодная цепочка.

Приборы с резисторным сопротивлением

Подобная схема также вполне доступна начинающему мастеру. Для этого требуется два резистора 12k и две цепочки из такого же количества светодиодов, спаянных последовательно с соблюдением полярности. При этом одна полоска со стороны R1 подключается к катоду, а другая — к R2 — к аноду.

Лампы, выполненные по этой схеме, имеют более мягкий свет, так как активные элементы загораются по очереди, благодаря чему пульсация вспышек практически незаметна невооруженным глазом.

Чтобы рассчитать мощность лампы, нужно знать, какой ток проходит через светодиоды. Это значение можно рассчитать по приведенной выше формуле. При этом следует учитывать, что падение напряжения на последовательно соединенных 12 светодиодах составляет около 36В

Приборы успешно используются в качестве настольных ламп и в других целях. Для создания оптимального освещения специалисты рекомендуют использовать ленты из 20-40 диодов. Меньшее количество дает малый световой поток, подключение большего количества элементов выполнить технически довольно сложно.

Важный элемент: светодиодный драйвер

Для корректной работы светодиодного устройства своими руками следует решить проблему с драйвером. Схема этого узла достаточно проста. Алгоритм работы заключается в подаче переменного тока 220В на диодный мост через конденсатор С1.

Выпрямленный ток поступает на последовательно соединенные светодиоды HL1-HL27, количество которых может достигать 80 штук.

Драйвер для самодельного светодиодного устройства собирается по схеме выше. Также можно использовать готовые элементы бп 3122, бп 2832а или бп 2831а

Во избежание мерцания и для достижения ровной равномерной окраски желательно использовать конденсатор С2, который должен иметь как можно большую емкость.

Корпуса для светодиодных приборов

Перед сборкой важно решить, где будет размещена собранная схема.

Есть несколько вариантов решения этой проблемы — для размещения устройства можно использовать:

• цоколи ламп накаливания;
• корпус от перегоревших энергосберегающих или галогенных ламп;
• приспособления ручной работы.

Первый вариант имеет важное преимущество. В процессе эксплуатации собранный светодиодный блок легко ввинтить в патрон, обеспечив таким образом теплообмен.

Следует отметить, что помимо очевидного плюса у этого метода есть и очевидные минусы. Композитная конструкция имеет не очень эстетичный вид, кроме того, в этом случае сложно выполнить надежное утепление.

Чтобы использовать перегоревшую лампу накаливания для изготовления светодиодной лампы, сначала аккуратно отделите стеклянную колбу от основания, затем снимите катушку. Собранная схема аккуратно помещается в получившееся пространство, а над платой крепится лампочка

Удобный и практичный вариант – разместить самодельный прибор в корпусе энергосберегающей лампы. Для этого сначала необходимо разобрать сгоревшее устройство, сняв с него плату преобразователя.

Составная схема может быть вставлена ​​различными способами:

• Диоды помещаются в отверстия, сделанные в крышке под стеклянной колбой.
• Контур можно разместить внутри розетки, что гарантирует теплообмен. В этом случае светодиодные элементы вставляются и фиксируются в имеющихся отверстиях.
• Лоток можно спрятать в подвале. Для завершения процесса удобно использовать обычную пластиковую крышку от бутылки с водой.

Для размещения светодиодов умельцы часто используют сделанный своими руками кружок из пластика или картона, в котором просверливаются отверстия для диодов. При аккуратной работе такие устройства выглядят вполне эстетично.

Другой вариант – использовать корпус галогенной лампы. Широкого распространения не получил, так как в этом случае невозможно вкрутить лампу в патрон. Тем не менее такая модификация используется для создания самодельных индикаторов и других устройств.

Читайте также: Как снять точечный светильник с натяжного потолка: вытаскиваем и заменяем своими руками

 

Материалы для изготовления самоделки

Помимо корпуса, для изготовления светильника потребуются и другие элементы. В первую очередь это светодиоды, которые можно приобрести в виде светодиодных лент или отдельных элементов HK6. Сила тока каждой части 100-120 мА; напряжение 3-3,3 В.

Сборка некоторых схем предполагает использование дополнительных звеньев, например, драйвера, поэтому набор компонентов для каждого случая рассматривается отдельно

Также потребуются выпрямительные диоды 1N4007 или диодный мост, а также предохранители, находящиеся в днище старого блока.

Также потребуется конденсатор, емкость и напряжение которого должны соответствовать используемой электрической цепи и количеству используемых в ней светодиодных элементов.

Если вы не используете готовую плату, вам нужно подумать о каркасе, к которому крепятся светодиоды. Для его изготовления подойдет термостойкий материал, не являющийся металлом и не проводящий электрический ток.

Как правило, такая деталь изготавливается из прочного пластика или плотного картона. Чтобы прикрепить светодиодные элементы к каркасу, вам понадобятся жидкие гвозди или суперклей.

Как сделать светодиодную лампу своими руками?

Идея N1 – Галогенка в помощь

Самый простой вариант – не изобретать велосипед с нуля, а использовать для основы старую или перегоревшую осветительную лампу. Среди широкого ассортимента осветительного оборудования достаточно распространены галогенные лампы. В быту особенно популярны их модели со штыревым цоколем Г и ГУ, поэтому изготовление светодиодной лампы мы рассмотрим на примере такой лампы.

Для работы вам понадобятся следующие предметы:

• Светодиодные – обеспечивают световой поток, от их технических характеристик будет зависеть мощность самодельной лампочки. Для этих целей желательно иметь одинаковые светодиодные элементы, так как это упростит расчет и принцип их соединения.
• Резисторы — на случай, если нужно ограничить ток в цепи светодиодных деталей, однако можно обойтись и без них, если сопротивления светодиодов достаточно для выбранной схемы подключения.
• Клей, герметик или другой материал для крепления светодиодных элементов.
• Соединительные провода, основание для крепления светодиодов в светодиодной лампочке.
• Слесарные инструменты (отвертки, молоток, плоскогубцы), паяльник для электрического соединения светодиодных и резистивных деталей.

При выборе количества светодиодов в светильнике необходимо сначала нарисовать схему на табличке, а затем выбрать, как их соединить — последовательно или последовательно-параллельно. Параллельную схему для самодельной светодиодной лампы можно подобрать только в том случае, если каждая деталь рассчитана на 12 В или вы ограничиваете напряжение каждой из них резистором.

Процесс изготовления светодиодной лампочки будет состоять из следующих этапов:

• С помощью отвертки снимите герметик со штифтов на нижней части старой лампы и выбейте их молотком или пассатижами

Важно не переусердствовать, чтобы не сломать корпус.

• Подготовьте основу для светодиодов, подойдет текстолит, гетинакс, электрокартон, также подойдет бумага, наклеенная на алюминиевый лист. Вырежьте круг подходящего диаметра по внутренним размерам галогенной лампы.
• В соответствии с выбранным макетом сделайте в основе отверстия, для этого можно использовать дырокол, дырокол или нож.
• Установите светодиоды в отверстия на основании и закрепите их клеем.
• Припаяйте светодиодные элементы светильника таким образом, чтобы ток, протекающий через каждый из них или отдельную группу, не превышал допустимого значения. Вы можете организовать в группы по своему усмотрению; для ограничения тока можно установить в цепь резистор. При пайке обязательно соблюдайте полярность проводов.
• К полученным выводам от «+» и «-» полупроводниковых элементов припаять два отрезка медной проволоки. Не допускается их соединение скрутками в соответствии с пунктом 2.1.21 ПУЭ.
• По окончании пайки ножки и стыки желательно покрыть или залить клеем, он будет выполнять роль диэлектрика для новой лампы.
• Установите диск со светодиодными элементами в корпус лампочки.

Приклейте его по периметру, чтобы прикрепить к отражателю. Теперь у вас на руках полностью собранное устройство, не забудьте промаркировать клеммы.

Обратите внимание, однако, что подключать лампу напрямую к сети 220 Вольт нельзя, так как устройство будет рассчитано на 12 В.

Идея N2 – Из энергосберегающей лампочки

Люминесцентные лампы также относятся к разряду энергосберегающих, но в них содержится токсичная ртуть, пары которой опасны для человека. К сожалению, именно лампочка является слабым местом этих энергосберегающих лампочек. В результате разгерметизации трубки газовая смесь улетучивается, и трубка трубки приходит в негодность. Но переделать ее под диодную лампочку сможет даже начинающий электрик.

Для этого понадобится компактная люминесцентная лампа, вышедшая из строя, несколько светодиодов и драйвер для них. Проще всего взять драйвер от светодиодной лампы, но если его нет под рукой, можно сделать самому.

Процесс будет состоять из следующих шагов:

• Разбирайте компактную люминесцентную лампу, но делайте это на открытом воздухе, чтобы пары ртути не попали в помещение.

Многие модели литые, поэтому их надо распиливать.

• Удалите остатки компактной люминесцентной лампы, верхнюю часть пластика и электронный блок из корпуса. У вас должна остаться база с проводами и пластиковый корпус.
• Затем изготовьте пластину из светодиодных элементов по размерам внутреннего отверстия световой трубки. Порядок выполнения приведен в описании предыдущей идеи.
• Впаять в корпус готовый или самодельный драйвер; по габаритам он должен быть скрыт, чтобы его можно было свободно закрыть диском.
• Припаяйте и зафиксируйте клеем диск со светодиодами — самодельный светильник готов.

Вы уже можете подключать этот вариант светодиодной лампы напрямую к сети 220 В.

Идея N3 –Использование LED ленты

Еще один способ получить дома светодиодную лампочку – собрать светильник из светодиодных лент. По своей конструкции светодиодная лента является универсальным осветительным прибором – ее можно монтировать практически на любую поверхность. Поэтому роль светодиодной люстры с такими лампочками может сыграть любая конструкция.

Однако у диодных лент есть и существенный недостаток — для питания комнатных моделей используется безопасное напряжение 12 В, соответствующее требованиям п. 1.7.50 ПУЭ. Для реализации такого блока питания необходимо установить отдельный блок питания.

Размеры такого преобразователя довольно внушительные, поэтому эту идею актуально реализовать в тех местах, где его можно спрятать, например, в нише с подвесным потолком.

• Определите необходимую длину светодиодной ленты для светильника, исходя из требуемой яркости освещения. Как правило, для каждой модели этот параметр указывается в паспортных данных.
• Выберите источник питания с достаточным током для подключения ленты выбранной длины.
• Разрежьте светодиодную ленту на отрезки по обозначенным на ней меткам. Длину сегментов удобнее всего выбирать минимальной (по 3-4 светодиода), их легко прикрепить к любой детали.
• Разрежьте пластиковую трубку на кусочки и приклейте к ней светодиодную ленту.
• Полученные отрезки спаять параллельно, по несколько штук для лампы.
• Подключить провода от светодиодной ленты к цоколю, можно взять от старой лампы накаливания, люминесцентной лампочки или подключить напрямую к блоку питания.

Вот вы и получили навесной светильник из светодиодной ленты, который полностью заменяет магазинный светильник. Однако учтите, что у него оголенные контакты, поэтому при установке светильника в светильник или нишу цепь необходимо обесточить.

Идея N4 – Из светодиодов

Этот способ подходит, когда у вас есть готовый осветительный прибор или хотя бы рамка для него. В качестве примера можно взять настольную лампу, бра или потолочную люстру. Для производства нужен светодиод или сборка из нескольких блоков, радиатор охлаждения и блок питания для мобильного телефона.

Следует отметить, что светодиодные элементы подбираются по мощности блока питания, если одного блока питания недостаточно, берите два.

Процесс производства светодиодной лампы будет состоять из следующих этапов:

• Сравните габариты будущего осветительного блока, блока питания и радиатора, они должны нормально располагаться внутри корпуса.
• При необходимости разрежьте пластиковый корпус блока питания и снимите с него плату.

Если места достаточно, оставьте корпус на месте, он будет выполнять роль основного утеплителя.

• Установите светодиодный блок на радиатор и закрепите его термостойким клеем.

На некоторых моделях крепление может быть выполнено с помощью болтового соединения.

• Подсоедините разъемы источника питания к клеммам светодиода с помощью зажимного зажима.
• Подключите вход источника лампы напрямую к источнику питания. Если вы хотите заменить старую лампу, соедините клеммы на цоколе от старой лампы.

Самодельная светодиодная лампа готова и ее можно подключать прямо в схему.

Собираем простую LED-лампу

Рассмотрим реализацию светильника в стандартном цоколе от люминесцентной лампы. Для этого нам нужно немного изменить список материалов.

В этом случае мы используем:

• старая база Е27;
• светодиоды НК6;
• драйвер РЛД2-1;
• кусок пластика или плотного картона;
• супер клей;
• электрические провода;
• паяльник, плоскогубцы, ножницы.

Для начала нужно разобрать лампу. У люминесцентных приборов соединение цоколя с плитой осуществляется трубами с использованием замков. Важно найти застежку и отверткой поддеть элементы, что позволяет легко извлечь патрон.

Процесс сборки самодельного светодиодного светильника прост. В корпус вставляется драйвер от старого устройства, поверх которого устанавливается плата со светодиодами

При разборке агрегата необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не повредить трубы, в которых находится ядовитое вещество. При этом необходимо следить за целостностью электрических проводов, подсоединенных к основанию, а также хранить содержащиеся в нем детали.

Из верхней части с прикрепленными газоразрядными трубками делаем пластину, необходимую для подключения светодиодов. Достаточно снять трубчатые элементы, а в оставшиеся круглые отверстия закрепить светодиодные детали.

Для надежного крепления лучше сделать дополнительную пластиковую или картонную крышку, которая будет служить для изоляции микросхем.

В светильнике будут использоваться светодиоды НК6, каждый из которых состоит из 6 кристаллов, соединенных параллельно. Они позволяют создать достаточно яркий световой прибор с минимальным энергопотреблением.

Для подключения каждого светодиода к крышке необходимо сделать два отверстия. Их следует аккуратно проколоть в строгом соответствии со схемой.

Пластиковая часть позволяет хорошо крепить светодиодные элементы, тогда как использование картона требует дополнительного крепления светодиодов к основанию с помощью жидких гвоздей или суперклея.

Так как устройство рассчитано на использование шести светодиодов мощностью по 0,5 Вт каждый, в схеме должны быть соединены параллельно три элемента.

Эффектный светильник можно сделать с помощью светодиодных лент. Этот элемент вставляется в трубку, используемую для люминесцентного освещения

В конструкции, которая будет работать от сети 220 В, должен быть поставлен драйвер РЛД2-1, который следует приобрести в магазине или изготовить самостоятельно.

Перед сборкой важно изолировать драйвер и плату друг от друга с помощью пластика или картона, чтобы избежать короткого замыкания. Поскольку лампа почти не нагревается, можно не беспокоиться о перегреве.

Подобрав все составляющие, можно собрать конструкцию по схеме, а затем подключить ее к сети для проверки накала.

Устройство, питающееся от стандартного патрона 220 В, имеет низкое энергопотребление и мощность, эквивалентную 3 Вт. Последний показатель в 2-3 раза меньше, чем у люминесцентных приборов и в 10 раз меньше, чем у ламп накаливания.

Хотя световой поток составляет всего 100-120 люмен, лампа кажется намного ярче благодаря ослепительно белому цвету. Собранный светильник можно использовать как настольную лампу или для освещения компактного помещения, например, коридора или кладовки.