Ремонт гирлянды (электрическая схема китайских гирлянд на светодиодах)

Что нужно знать по поводу гирлянды?

Заводские модели представлены в широком ассортименте, но качество многих гирлянд оставляет желать лучшего. Изготовив его самостоятельно, вы сможете выбрать все комплектующие материалы, а также сэкономить на производстве и доставке.

Прежде чем сделать елочный венок или другое яркое украшение, необходимо определиться со следующими параметрами:

• Тип лампочек — есть светодиодные, лампы накаливания, люминесцентные, галогеновые.
• Способ соединения лампочек – параллельное или последовательное соединение в цепи.
• Напряжение питания — в зависимости от типа осветительных приборов для гирлянды может использоваться напряжение 220В, 24В, 12В, 3В или другие номиналы.
• Применяемый метод сбора — в зависимости от конструкции лампочки он может осуществляться с помощью цоколя, вилки, пайки или соединения.

Ввиду того, что все пункты определяют параметры готового венка, их необходимо продумать еще на этапе приобретения или подготовки материалов. Разберем эти пункты подробнее.

Тип лампочек

Лампы накаливания являются довольно распространенным типом для создания световых эффектов, но эта характеристика обусловлена ​​их относительной дешевизной и неприхотливостью. Лампочки имеют относительно низкое соотношение между производимым световым потоком и потребляемым током из сети.

Сама конструкция достаточно хрупкая и боится механического воздействия, из-за разгрузки колбы лампочка сразу выходит из строя.

Светодиодные лампочки – такие элементы освещения являются самыми современными и все чаще заменяют все остальное оборудование с рынка. Такая популярность светодиодных ламп обусловлена ​​их гораздо большей надежностью и преимуществами для гирлянды.

Свечение светодиодов в лампочке обеспечивает наиболее выгодный световой поток в отношении потребляемой мощности по сравнению с другими типами ламп, но они заметно реагируют на параметры сетевого напряжения. Вместе с лампочками для светодиодных гирлянд используются отдельно установленные светодиоды или ленты с уже смонтированными элементами.

Люминесцентные лампы намного эффективнее по соотношению между генерируемой светоотдачей и потребляемой мощностью, они превосходят по свечению лампы накаливания, но значительно уступают светодиодным лампам.

Но их работа обеспечивается парами ртути и другими газами, которые при надавливании вырываются из колбы и могут нанести вред здоровью. Кроме того, такие лампочки требуют определенного времени прогрева и выходят из строя при низких температурах, поэтому их не используют для уличных гирлянд, работающих зимой.

Галогенные лампы — практичная альтернатива малой мощности для изготовления венков. Но у них относительно низкое соотношение между свечением ламп и потребляемым из сети током.

Но, в отличие от всех вышеперечисленных лампочек, они боятся прикосновений руками, такую ​​модель венка можно брать только через специальную перчатку или нужно поместить в трубку.

Самыми популярными вариантами гирлянд являются лампы накаливания и светодиодные лампочки. Параметры элемента выбираются в соответствии со способом подключения.

Способ подключения

По способу соединения ламп различают последовательное и параллельное соединения. Каждая из схем имеет свои особенности в питании, которые необходимо учитывать еще на этапе проектирования венка.

Последовательное соединение лампочек в электрической гирлянде – это соединение, при котором конец одного элемента соединяется с началом следующего. В этом случае ток, протекающий через гирлянду, будет одинаковым для всех лампочек.

Здесь на гирлянду подается сетевое напряжение, но на каждой отдельной лампочке происходит падение напряжения, пропорциональное ее сопротивлению. Следовательно, необходимо рассчитать значение напряжения для каждого элемента.

Если приложенное напряжение превышает номинальное, в цепь впаивается резистор. Если напряжение меньше номинального, то через сеть будет протекать меньший ток, в результате снизится интенсивность свечения.

Параллельное подключение – это соединение одинаковых выводов светодиодов или лампочек в одну точку.

Особенностью этого варианта подключения является использование входного напряжения к каждому элементу, но ток, протекающий через лампочку, будет зависеть от сопротивления.

Для обеих схем подключения играет роль мощность источника питания. Например, венок на елку, питающийся от электрической сети, ограничен только номиналом автомата на входе. А получение мощности от блока питания будет ограничено заводской мощностью.

Следует учесть, что при последовательном соединении ножек диодов или лампочек перегорание одного из элементов приведет к выходу из строя всей гирлянды. А вот в параллельной схеме такой проблемы нет, если перегорит одна лампочка, остальные в гирлянде продолжат гореть.

Расчет электрической схемы

Например, вы используете для подключения пару батареек типа АА, которые выводят в электрическую цепь гирлянды на 3 В. Для такого напряжения выгодно использовать параллельное соединение светодиодов.

Например, будет установлена ​​модель, потребляющая 0,02 А, при токе на выходе из источника 1 А. Для расчета максимально допустимой величины на нагрузку нужно: 1/0,02 = 50 шт.

Исходя из этого, в венок нельзя устанавливать более 50 светодиодов, если расстояние между ними 5 см, то общая длина составит: 50*5=250 см.

Если вам нужно увеличить длину или установить больше лампочек для увеличения мощности, вам нужно будет использовать другой источник питания. Для последовательной электрической цепи расчет производится по тому же принципу, только по величине приложенного напряжения.

Идея N1. Простейшая гирлянда своими руками

Самый простой вариант венка – это подсветка из светодиодных лент. Они подходят как в качестве новогоднего украшения, так и для подчеркивания контура витрины, элементов интерьера.

Их преимущество заключается в гибкой конструкции, поэтому больше не нужно ничего паять, достаточно приклеить их к опорной поверхности или конструкции. А вот сдвинуть его, как и классический вариант, не получится.

Самые простые модели на 220 В – к ним нужно припаять электрическую вилку и установить в нужное место. Чаще всего их используют для наружной установки.

Для подсветки елочных игрушек в помещении используются светодиодные ленты на 12 В. Это более безопасные модели, но для их подключения требуется блок питания.

Сделать венок из RGB-ленты намного сложнее, так как при ее соединении необходимо использовать большое количество механизмов.

Процесс будет включать следующие этапы:

• Рассчитайте общую длину венка, так как размер ленты не может превышать 5м. Все, что превышает 5 м, должно быть отключено от отдельной системы электропитания.
• Установите блок питания — необходимо понизить напряжение до 12В.
• Подключите контроллер для RGB-ленты к блоку питания — это устройство позволяет выбрать цвет свечения и режим работы.
• При длине более 5 м установите усилитель на следующем диапазоне или подайте питание от другого блока питания/комплекта управления.
• Прикрепите RGB-ленту к поверхности и подключите к контроллеру.

Идея N2. Мигающая гирлянда из светодиодной ленты

Прямое подключение белой светодиодной ленты — это малоиспользуемый вариант венка, так как здесь всего один режим свечения. Но при определенном дополнении его можно значительно модернизировать, изменив режим с обычной лампочки на мигание.

Для этого вам понадобится светодиодная лента, контроллер RGB, пульт для контроллера и блок питания.

• Разделите светодиодную ленту на три секции (они будут мигать в разной последовательности). Минимальная площадь – это расстояние между метками для реза. Отдельные участки по отрицательной шине в специально отведенных местах, как показано на рисунке:
• повторите ту же процедуру с оставшимися двумя частями. В этом примере каждая секция включает три светодиода. При вырезании контактной площадки важно разорвать электрическое соединение между ножками светодиодов.
• Возьмите четыре разноцветных провода, удалите концы и залудите их.
• Нанесите олово на контакты ленты, как показано на рисунке.
• С помощью паяльника припаяйте провода к разъемам на ленте.
• Проведите провода от контактных площадок и от края за лентой, дополнительно их можно оформить изолентой или пластырем.
• Зачистите провода и подключите плоские провода к контроллеру RGB с помощью клеммной колодки.

Гирлянда готова, подключаем ее к сети через блок питания и можно наслаждаться мигающими огоньками. С помощью пульта контроллера можно переключать гирлянду в разные режимы (мигание, попеременное мигание секций и другие варианты).

Идея N4. Гирлянда из светодиодов

Для этого вам понадобится паяльник, припой, канифоль, светодиоды, соединительные провода (подойдут даже тонкие сетевые провода), вилка или батарейка, блок питания, кнопка или переключатель. В данном примере рассмотрим изготовление венка на батарейках.

• Припаяйте провода питания к разъемам в корпусе блока питания для аккумуляторов.
• Припаяйте светодиоды к проводам, но помните, что напряжение на светодиоде не должно превышать его номинальное напряжение, поэтому при последовательном соединении диодов в цепь светодиода обязательно включается резистор.

Сопротивление резистора рассчитано таким образом, чтобы падение напряжения на светодиоде было снижено до номинального.

• Повторите ту же процедуру для остальных светодиодов.
• Припаяйте переключатель к блоку питания от батареи.
• Подключите светодиоды к блоку питания и вставьте батарейки в блок питания. Если не держат, можно обмотать батарею скотчем или зафиксировать резинкой, венок готов.

Идея N5. Ретро гирлянда

Ретро-гирлянды популярны для украшения фотозон, террас, беседок, витрин и других объектов. И совсем не обязательно покупать готовое изделие, так как собрать его может любой желающий.

Для этого потребуются: соединительный провод (хорошо брать провода в тканевой изоляции), патроны (наиболее удобные модели с зажимами для проводов), сами лампочки (можно и светодиодные принести), вилка и выключатель .

В данном примере рассмотрим последовательное соединение лампочек, будем использовать несколько патронов со встроенным выключателем.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

На китайской венке перестали работать два из четырех каналов. Лампочки зазвонили, все в норме. Я так понимаю, что неисправность в самой панели управления. Есть ли способ отремонтировать его самостоятельно или мне придется покупать новый венок?

Все, что сделали китайцы, теоретически можно починить. Скорее всего схема вашего щита управления краном аналогична той, что изображена на рисунке.

Так как из четырех линий две рабочие, то, вероятно, вышли из строя два управляющих тиристора (VS1-VS4). Все, что вам нужно сделать, это проверить тиристоры и заменить сгоревшие. О том, как диагностируются тиристоры, вы можете прочитать в статье: https://www.asutpp.ru/tiristory.html

Устройство и принцип работы

Устройство светодиодной гирлянды принципиально не отличается от обычного освещения лампами накаливания. Но низкое энергопотребление, присущее светодиодным излучателям, позволило сделать блок управления в виде миниатюрной коробочки — мощные ключевые элементы (тиристоры) уже не нужны, да и радиаторы для них не нужны.

Появление недорогих микросхем контроллеров позволяет добиться невообразимого ранее набора цветовых эффектов.

Составные элементы гирлянды

Большинство елочных венков состоят из трех элементов:

• сетевой кабель;
• контроллер (блок управления), управляющий зажиганием светоизлучающих элементов;
• цепочки светодиодов (обычно от 2 до 4), которые собственно и создают световые эффекты.

Цепочки состоят из последовательно соединенных светодиодов в таком количестве, чтобы их суммарное рабочее напряжение было не менее 310 (не 220) вольт. Как правило, каждая цепочка состоит из излучателей одного цвета.

Компоненты гирлянды

Обязательным элементом в каждой схеме является токоограничивающий резистор.

Схемотехника контроллера

В недорогих венках используются блоки управления на базе микроконтроллера Q803 (можно использовать аналоги QD0056C и другие).

Специализированный микроконтроллер (контроллер освещения) QD0056C

Назначение контактов Q803:

• 1 — синхронизация, питается переменным напряжением 50 или 60 Гц;
• 2 — общий провод;
• 3,4,5,6 — выходы управления тиристорами;
• 9 — выбор программы;
• 10 — еда.

Вывод 7.8 не использовался.

Типовая схема подключения кранового контроллера QD0056C

Принципиальная схема реального блока управления показана на рисунке. Напряжение сети подается на диодный мост, с которого снимается выпрямленное напряжение. Для питания микросхемы она сглаживается фильтром из резистора 150 кОм и конденсатора 10 мкФ.

Цепочки светодиодов тоже питаются от выпрямленного напряжения (некоторые блоки управления используют выпрямленную полуволновую схему). Переменное напряжение для этой цели использовать нельзя, так как слабым местом светодиодов является их чувствительность к обратному напряжению.

Постоянное напряжение вызовет проблемы с отключением тиристоров.

На вход Sync (вывод 1) подается переменное сетевое напряжение для организации фазового управления тиристорами, что позволяет плавно изменять накал. Контроллер подключается по стандартной схеме, где может управлять до 4 цепочек светодиодов.

Переключатель SA1 выбирает нужную программу. Прошивка микроконтроллера содержит 8 различных световых эффектов.

Диагностика и ремонт

Чтобы найти неисправность в осветительном приборе, без мультиметра в большинстве случаев не обойтись. Для ремонта светодиодного кольца после обнаружения проблемы также понадобится паяльник с набором расходных материалов.

Гирлянда не включается

В первую очередь проверьте пайку. Качество сборки дешевых китайских гирлянд оставляет желать лучшего. Ненадежная пайка приводит со временем к потере электрического контакта, и во многих случаях это можно обнаружить визуально.

Если места пайки не выглядят подозрительно, проверьте мультиметром, идет ли от розетки к венку 220 вольт. Это можно сделать, измерив напряжение на выходе ЛЭП на плате, не спешите их восстанавливать. В большинстве случаев это результат выхода из строя элемента, и восстановление без обнаружения проблемы приведет к очередному прогоранию.

Осмотр платы блока управления

Не горит один цвет

Эта ошибка в большинстве случаев сводится к нескольким вариантам.

1. Нарушен контакт в одной из цепей. Надо будет поискать. Скорее всего вместо пайки к плате. Во многих случаях его обнаруживают визуально. Обнаружил плохой контакт, нужно подпаять.
2. Перегорел (сломан) один из светодиодов в цепочке. Вы должны назвать каждый элемент. Если в случае с лампами накаливания можно было проверить на обрыв половину цепи и локализовать проблемный источник света (и так далее, разделить каждый неисправный участок пополам), то в светодиодном венке нужно проверять каждый светодиод.

Щупы тестера с иглами

Так как выводы каждого элемента изолированы, щупы тестера нужно будет немного модернизировать. Каждую клемму необходимо обмотать проводом или припаять иглами, способными проткнуть изоляцию провода. Каждый светодиод тестируется вперед и назад. В одном направлении он должен открываться и тестер покажет некоторое сопротивление.

Если вам повезет, светодиод может загореться от приложенного тестового напряжения, это будет обнаружено визуально и будет обеспечена непрерывность. Если нет, проверьте в обратном направлении — рабочий светодиод будет закрыт, а сопротивление будет бесконечным.

Светодиодный тест

Этот метод приводит к повреждению изоляции. Уличные гирлянды после такой проверки можно использовать только внутри помещений.

Бракованные товары должны быть заменены. Если их в цепочке всего 1..2, то неисправный светодиод можно просто вынуть, а провод спаять в месте обрыва (обязательно пайкой с последующей изоляцией!).

Это несколько изменит режим всей цепочки и немного приблизит смерть следующего светодиода, но до следующего Нового года этого должно хватить.

1. Вышел из строя тиристор, управляющий соответствующей цепью. Диагностировать неисправность можно без выпайки полупроводникового элемента, переключив соединение двух цепей. Если проблемный цвет заработал, а ранее исправный нет, то неисправность в тиристоре. Его необходимо заменить.
2. Выход контроллера, управляющий соответствующей цепочкой, не работает. В этом случае просто замените чип, который помогает восстановить безель.

Также нужно проверить целостность пайки и следов в цепи контроллер-тиристор-светодиод. Лучше всего сделать это в первую очередь.

Читайте также: Принципиальные схемы компьютерных блоков питания (описание ATX 300, 350, 400, 450, 550W)

Тускло светит

Если при полном нагреве не светятся все цепи, первым делом нужно проверить диоды моста. Если тускло светится только одна цепь, это, скорее всего, связано с плохим контактом. В большинстве случаев это происходит в месте плохой пайки. Такой контакт обычно нестабилен, и его можно обнаружить, осторожно покачивая провода.

Это нужно делать осторожно. Провод вместо плохой пайки может оторваться и приблизиться к другой схеме или, что еще хуже, к телу человека.

Если обнаружить плохой контакт таким способом не удалось, необходимо начать с внимательного осмотра мест пайки проводов. Эту процедуру необходимо выполнять при отключенном сетевом напряжении. Если найти проблемный участок все равно не удалось, лучше пропаять сразу все точки.

Также возможен разрыв жилы одного из проводов. Недорогие венки делают из проводников неизвестного сплава и недостаточного сечения. Неудачно согнув проволоку, ее легко сломать. Поиск в этом случае будет сложным и утомительным. Проще оставить все как есть.

Беспорядочное моргание светодиодов

Если светодиоды мигают хаотично, это может свидетельствовать о проблеме с питанием микросхемы или с синхронизацией. Необходимо проверить правильность в порядке:

• резистор подключен к контакту 1;
• резистор, подключенный к контакту 10;
• конденсатор подключен к выводу 10.

Сначала визуально осматриваются все элементы на наличие трещин, прожогов. Конденсаторы проверяются на наличие вздутий, протечек электролита и т.п. Если все в порядке, проверяются сопротивления мультиметром в режиме омметра.

Конденсатор проверяется тестером в режиме измерения емкости — измеренное значение не должно радикально отклоняться от написанного на корпусе элемента. Если у вас есть тестер электронных компонентов, вы можете использовать его. Помимо проверки емкости, нужно смотреть и другие параметры, которые можно измерить с помощью этого прибора.

 

Так что падение напряжения не должно превышать нескольких процентов, а ESR — нескольких Ом. Если это не так, элемент отбрасывается и заменяется.

Проверка оксидного конденсатора тестером электронных компонентов

Как отремонтировать контроллер

Для ремонта контроллера необходимо проверить каждый из элементов. На самом деле их не так много и вы можете просто проверить каждый из них. Но лучше сначала проанализировать ситуацию, это сэкономит время и силы.

Так что есть основания предполагать выход из строя элементов диодного моста, если на плату приходит 220 вольт, а она не подает признаков жизни. То же касается и ситуации, когда все цепи не сгорают на полную мощность. Необходимо последовательно проверить все диоды с помощью тестера в режиме проверки диодов.

Если одна цепь не горит и она заведомо исправна, скорее всего вышел из строя тиристор. Это можно проверить мультиметром, но сначала попробуйте припаять исправную цепь к подозрительному тиристору.

Если он перестанет светиться, необходимо менять полупроводниковый прибор. Если ничего не помогает, проверьте пассивные элементы (резистор, конденсатор). Если они в порядке, скорее всего, чип неисправен.

Основные причины неисправностей

Микросхема, являющаяся основным рабочим элементом, редко перегорает. К наиболее частым поломкам относятся:

• Плохой контакт на проводах.
• Поломка одного из светодиодов.
• Проблемы с конденсатором.
• Сопротивление сгорело.
• Проблемы с диодным мостом или тиристорами.

В устройстве китайской гирлянды на лампочках могут использоваться дешевые некачественные комплектующие, требующие замены.

Некачественная пайка

Если светодиодная секция не работает, необходимо проверить контакты платы

Если гирлянда перестала работать, в первую очередь проверяется качество соединений питающих и выходных проводов. При слабом контакте на устройство не будет поступать напряжение. Эта проблема характерна для дешевых китайских гирлянд. Они сделаны с использованием тонких нитей, которые легко рвутся в местах соединения.

Для обеспечения надежного соединения места контакта необходимо заполнить толстым слоем клея-расплава.

Перегорел светодиод

Прозвонить провода к венку мультиметром

В гирлянде светодиоды соединены последовательно. Если перегорит один элемент, вся цепочка перестанет работать. Вы должны отремонтировать цепь, заменив неработающий компонент. Чтобы определить перегоревшую лампочку, нужен мультиметр.

Три тонкие иглы на концах щупов для проверки диодов. Кончик должен выступать на 5-8 мм. Сверху все нужно обмотать плотным слоем изоленты.

В первую очередь венок необходимо отключить от электрической сети. Проверка начинается с последнего диода, так как к нему напрямую подключена линия питания от блока управления.

Светодиоды припаяны, так что просто вытащить их как обычную лампочку не получится. Для проверки проткните дырки в изоляции до появления медных проводов.

Мультиметр должен быть переведен в кольцевой режим. После этого последовательно проткните питающие провода рядом с каждым подозрительным светодиодом по всей длине цепи.

Если используется кольцо на 12 или 24 В, диод должен загораться при касании щупами. При питании от сети 220 В проверьте полученные показания мультиметром. Для рабочих элементов они будут практически одинаковыми, на неисправном диоде будет зафиксирован обрыв.

При таком способе нарушается целостность изоляции. Если проверяли уличный венок, его можно использовать только в помещении.

Хаотические мигания лампочек

При случайной прошивке проблема кроется в электролитическом конденсаторе
При включении гирлянды может наблюдаться ситуация, когда диоды загораются хаотично с разной яркостью. Такое мерцание не связано с режимами работы и заводским эффектом, а именно из-за проблем в самом венке.

Вероятная причина такого эффекта — пробой электролитического конденсатора. Он может вздуться, и это будет хорошо видно невооруженным глазом. Поврежденный компонент необходимо заменить аналогичным по стоимости. Значение емкости указано на корпусе элемента.

Если замена конденсатора не помогла, резистор мог сгореть. Нужен тестер для проверки. По маркировке нужно узнать номинальное сопротивление, а затем сравнить его с измеренным значением. Если параметры не совпадают, резистор необходимо заменить на новый. После замены ламп они должны перестать мигать.

Можно ли подключить без контроллера

Контроллер в системе освещения елки нужен не только для создания световых эффектов. Контроллер также содержит диодный мост, который позволяет управлять цепочкой светодиодов. Светодиодные излучатели, в отличие от ламп накаливания, не могут питаться переменным током.

Несмотря на то, что p-n переходы для светодиодов имеют однонаправленную разводку, полупроводниковые излучатели света не предназначены для использования в качестве высоковольтных выпрямителей. В стандартной схеме светодиодные цепочки питаются не от постоянного, а от пульсирующего напряжения.

В противном случае было бы невозможно отключить тиристоры при отсутствии управляющего сигнала. Преимущество этого режима в том, что пульсирующее напряжение можно получить с помощью одного выпрямительного диода. Поэтому, если возникает необходимость эксплуатации гирлянды напрямую от сети, необходимо предпринять следующие шаги:

• отсоедините все цепи от блока управления;
• соединить все начала цепочек;
• соедините все концы цепочек;
• к получившемуся венку подключить выпрямительный диод так, чтобы он включался согласно полярности светодиодов (диод должен быть рассчитан на полный ток цепи).

После этого нужно подключить шнур питания, изолировать все пайки, и венок готов к работе.

Подключить венок без контроллера с дополнительным диодом

Если на коробке блока управления написано, что венок работает от 12 или 24 вольт, включать такой венок напрямую в сеть нельзя! Для этого нужно правильно подобрать источник питания (например, адаптер питания от старых мобильных телефонов). Дополнительный диод в этом случае не требуется.

Особенности ремонта китайских изделий

Дешевые китайские изделия «славятся» плохим качеством сборки. В первую очередь это касается пайки. И не только потому, что спаяно неумелыми руками. Просто используемые материалы тоже оставляют желать лучшего, а «медный» провод часто оказывается омедненной сталью или алюминием.

Или просто сплав на основе стали, который плохо паяется флюсами на основе канифоли. Отсюда и плохие контакты в плате.

Если коробка с контроллером уже разобрана, есть смысл в профилактических целях пропаять каждую точку. А вот кислотный флюс, как ни заманчиво, использовать нельзя — через некоторое время будет только хуже. Провода после пайки желательно зафиксировать каплями горячего клея — меньше риск обрыва или плохого контакта.

Прикрепите провода горячим клеем

Все это лучше сделать до начала диагностики по двум причинам:

1. Исключите ситуацию, когда устраняется неисправность, а сразу возникает новая.
2. Возможно, после пайки и фиксации проводов проблема исчезнет сама собой.

Также необходимо обратить внимание на качество изоляции проводов. Довольно быстро он твердеет, становится ломким и крошится. Поэтому дешевые гирлянды в качестве уличного освещения лучше не использовать – утеплитель там стареет гораздо быстрее.

В целом ремонт венка вполне реален. Но в каждом конкретном случае нужно выяснять, стоит ли оно того — иногда дешевле и быстрее купить новый, ведь эти устройства вполне доступны по цене.