Максимальный ток у устройства составляет 1А, в связи с чем вопрос о подключении трёх или четырёх светодиодов можно считать закрытым. Когда все аспекты ясны, пора приступать к монтажу. Я сверлю отверстия и прочно фиксирую блок питания на месте.
Светодиодная лампа своими руками: схема, нюансы конструкции, самостоятельная сборка
LED-светильники обрели широкую популярность для организации освещения как в быту, так и на улице, а также в промышленных помещениях. Основными преимуществами этих приборов являются их высокая экономичность, экологичность и относительно простое обслуживание.
Созданная незавisimо, светодиодная лампа может служить отличным дополнением к вашему дому, обеспечивая свет и уют. В этой статье вы найдете подробные инструкции по изготовлению таких ламп, а также схемы их сборки.
Принцип работы LED-устройства
Конструкцией светодиодной лампы является полупроводник, устройство которого имеет небольшие размеры — всего несколько миллиметров. Внутри этого полупроводника происходит одностороннее движение электронов, что делает возможным преобразование переменного тока в постоянный.
Светодиод представляет собой многоуровневый кристалл, где наблюдаются два типа электропроводимости — положительно и отрицательно заряженные частицы. Сторона, содержащая меньшее количество электронов, известна как дырочная (p-тип), в то время как сторона с избыточным количеством электронов называется электронной (n-тип).
Между этими двумя сторонами светодиодного элемента есть граница, называемая электронно-дырочным переходом (p-n). В этой области происходит столкновение зарядов, что и вызывает свечение.
При контакте электронов и «дырок» в области p-n-перехода происходит выделение фотононов — частиц света. Если одновременно поддерживать систему под постоянным напряжением, светодиод будет стабильно излучать свет. Этот принцип заложен во многих конструкциях LED-ламп.
Чтобы получить «вечную» ЛЕД-лампу, наиболее важным элементом является система охлаждения. Многие производители экономят на данных системах, что может привести к перегреву устройства и, как следствие, выходу из строя светодиодов. Кроме того, это может негативно сказаться на электронной начинке лампы. Конструкция может быть такой, как представлено на изображении ниже.
Светодиодную лампу можно починить: как это сделать?
Светодиодная лампа является ремонтопригодным устройством, и этот факт известен не всем. Для того чтобы выполнить ремонт такой лампы, вам понадобится лишь обычный паяльник. Наиболее частая причина её неработоспособности заключается в сгорании одного из светодиодов. При этом размыкается электрическая цепь, и все остальные светодиоды не смогут загореться. Поэтому для восстановления работоспособности достаточно просто исключить перегоревший элемент из цепи.
ФОТО: YouTube.com. Разобрать лампу не составляет большой сложности — достаточно аккуратно провести монтажным или обычным ножом вдоль стыка прозрачной и непрозрачной частей колбы, чтобы их разъединить.
ФОТО: YouTube.com. Внутри лампы вы обнаружите несколько маленьких светодиодов, соединённых последовательно в цепь. Необходимо найти тот, который перегорел.
ФОТО: YouTube.com. Перегоревший светодиод можно определить визуально: на нём появится тёмное пятно или точка. Дополнительно можно воспользоваться простым самодельным тестером для определения неисправного элемента.
ФОТО: YouTube.com. Восстановить диод можно, используя в качестве источника питания адаптер от телефона или ноутбука, что довольно просто.
ФОТО: YouTube.com. Удалённый перегоревший светодиод следует просто исключить из схемы, замкнув его выводы пайкой.
ФОТО: YouTube.com. После выполнения этой процедуры цепь будет замкнута, и остальные светодиоды вернутся в рабочее состояние. Однако практика показывает, что при таком подходе они также могут вскоре выйти из строя — поочередно, один за другим.
Как сделать светодиодную лампу вечной
Как уже было замечено, снижение токового напряжения позволит избежать перегрева светодиодов и увеличит их срок службы. Хотя это может привести к потере яркости лампы, такой подход значительно продлевает её эксплуатационный ресурс. Кроме того, при наличии паяльника решить эту задачу возможно самостоятельно.
ФОТО: YouTube.com. Для извлечения микросхемы из блока питания, сначала необходимо отпаять её питающие провода.
ФОТО: YouTube.com. Контакт в цоколе просто извлекается с помощью ножа или другого острого инструмента.
ФОТО: YouTube.com. После выполнения данных действий, содержимое лампы без труда извлекается из корпуса. Важно быть осторожным, чтобы не повредить её конструкцию.
ФОТО: YouTube.com. Заметьте, на микросхеме присутствуют два сопротивления, которые могут выглядеть по-разному, однако принцип их работы остаётся тем же.
ФОТО: YouTube.com. Для понижения тока потребуется просто выпаять одно из сопротивлений, используя паяльник. Удалите эту маленькую деталь и с помощью пайки замкните цепь.
ФОТО: YouTube.com. После выполнения всех манипуляций, остаётся лишь собрать все части лампы обратно, подпаять питание к цепи светодиодов и закрепить корпус.
Таким образом, подача снижения тока будет способствовать ещё большему отведению тепла от светодиодов. Это обеспечит их долговечность. Хотя яркость будет немного меньше, срок службы устройства возрастёт многократно, что и является основной целью данной модификации.
Я решил, что мои обманки будут сразу с системой стабилизации напряжения, чтобы даже китайский светодиод работал долго. Когда я искал резистор на 10Ом мощностью 5Вт, но в наличии оказался только 110 Ом, я решил, что смогу работать и с ним. Так и собрал схему на этих резисторах.
Какие лампочки подходят для переделки
Чтобы гарантировать, что переделанная лампа будет служить долго, рекомендуется использовать качественные модели. Хорошими вариантами являются товары от следующих производителей:
Обратите внимание на лампы российских производителей, поскольку они уже адаптированы для работы в условиях местных электросетей и, как правило, более устойчивы к перепадам напряжения.
Что нужно, чтобы переделать светодиодную лампочку в вечную
- держатель;
- клей;
- нож;
- паяльник с тонким жалом;
- новые диоды (в случае замены);
- резистор большего сопротивления;
- позистор для плавного включения;
- пинцет;
- конденсатор.
Конденсатор, в данном случае, необходим для эффективного отвода тепла, избыточное количество которого может значительно сократить срок службы всех компонентов лампы. Этот элемент устанавливается между пластиной со светодиодами и цоколем, а его параметры подбираются в зависимости от мощности самой лампочки.
Для самостоятельного создания светильника на светодиодах можно использовать детали, приобретённые в специализированных магазинах, или элементы из старых, вышедших из строя приборов.
Идея N4 – Из светодиодов
Этот способ идеально подойдёт вам, если у вас есть готовый осветительный прибор или хотя бы его каркас. Например, это может быть настольный светильник, бра или потолочная люстра. Для создания такой лампы вам потребуется несколько светодиодов или модуль, радиатор для их охлаждения, а также блок питания, подходящий по параметрам. Оптимальный вариант — это адаптер от мобильного телефона.
При выборе светодиодных элементов необходимо учитывать их совместимость с мощностью блока питания. Если одного источника питания не хватает, можно использовать два или более.
Процесс сборки светодиодной лампы включает в себя несколько этапов:
- Сначала определите размеры будущего устройства, блока питания и радиатора, чтобы они нормально размещались внутри корпуса.
- В случае необходимости, распилите пластиковый корпус блока питания и извлеките из него плату.
Если у вас достаточно пространства, вы можете оставить корпус на своем месте, ведь он будет служить в качестве основной изоляции.
В некоторых моделях возможно использовать болтовые соединения для фиксации элементов.
Когда вы завершите сборку, самодельная светодиодная лампа будет готова к подключению к электросети.
Для оптимальной работы LED-устройства, сконструированного самостоятельно, важно решить вопрос с драйвером. Схема этого узла относительно проста: переменный ток 220 В сначала проходит через диодный мост, а затем через конденсатор C1.
Срок службы светодиода во многом зависит от характеристик всего светильника. Однако основным фактором, который может продлить или сократить этот срок — это условия эксплуатации. Важнейшим условием тут является эффективное отведение тепла, ведь многие лампы имеют радиаторы, которые забирают тепло от кристаллов и рассекают его в окружающем пространстве.
Существует множество методов, позволяющих продлить срок службы светодиодных ламп, главным образом они направлены на улучшение теплоотведения. Используются различные способы:
- периодическая очистка ламп от пыли с помощью пылесоса (без каких-либо моющих средств);
- установка радиаторов для лучшего теплоотведения;
- для светодиодных лент рекомендуется использование алюминиевого профиля, что предотвращает нагрев.
Существуют компании, которые занимаются установкой освещения и созданием оптимальных условий для работы светодиодов. Если вам сложно самостоятельно решить этот вопрос, рекомендуется обратиться за помощью к профессионалам.
Как отличить качественную продукцию от некачественной
На первый взгляд распознать подделку от оригинальной продукции может быть трудно. Этим пользуются недобросовестные производители, которые выпускают светодиодные лампы под брендами известных компаний, но без соответствующего качества.
Лампы из Китая
Китай является одним из основных поставщиков светодиодных ламп на российском рынке. К преимуществам этого товара можно отнести их доступную цену, однако они зачастую страдают от ненадежности. Поэтому китайские производители иногда предлагают товары не самого высокого качества, стремясь продать как можно больше и минимизировать расход на возвратные операции: не подошла — купите ещё, ведь это всё же недорого.
При выборе светодиодной лампы для домашнего использования рекомендуется обращать внимание на бренд. Отдавайте предпочтение проверенным маркам, например Gauss или Philips.
При выборе китайской светодиодной лампы не стоит основываться на упаковке. Начните с моделей средней ценовой категории. Самые дешевые, скорее всего, будут иметь низкое качество. Однако среди товаров среднего ценового сегмента иногда встречаются действительно хорошие образцы. Эта особенность объясняется спецификой китайского производства.
В Китае существует огромное количество производителей, постоянно конкурирующих друг с другом. Это раз. Полупроводниковая промышленность всё еще находится в фазе развития, и на рынок ежегодно выходят новые экспериментальные модели, которые, как правило, стоят дешевле проверенных и надежных аналогов. Это два. Поэтому приобрести качественную китайскую лампочку часто можно сравнить с лотереей.
При покупке обязательно обратите внимание на признаки некачественной продукции:
- мерцание, заметное на камеру мобильного телефона, говорит о низком качестве драйвера;
- обратите внимание на систему охлаждения — радиатор должен быть не только пластиковым, но и выполненным хотя бы из композитных материалов или, что ещё лучше, из металла (алюминий является идеальным вариантом).
Если собираетесь заказывать на Алиэкспресс, попросите продавца снять видео. Если вы заметите на этом видео подобные дефекты, то от покупки лучше отказаться или быть готовым к тому, что срок службы может оказаться очень коротким. Хорошая лампа всегда будет иметь массивный радиатор с ребрами, светится быстро, но плавно, и не будет мерцать ни при каких обстоятельствах.
Также вам потребуется конденсатор, емкость и напряжение которого должны соответствовать имеющейся в электросхеме конфигурации и количеству LED-элементов.
Материалы для изготовления самодельной светодиодной люстры
Необходимые материалы для создания светильника
При изготовлении светодиодного светильника вам понадобятся отдельные светодиоды марки НК6 или светодиодные ленты. Сила тока должна составлять 100-120 мА, а заданное напряжение — 3-3,3 В.
К тому же вам понадобятся диоды-выпрямители 1N4007 или диодный мост, а также предохранители, которые можно извлечь из старых устройств.
Настоятельно рекомендуется иметь конденсатор, параметры напряжения и емкости которого полностью соответствуют техническим предпосылкам схемы. Если готовую плату не планируется использовать, необходимо позаботиться о каркасе, который будет служить основой для крепления всех частей. Материал, из которого будет изготовлен самодельный каркас, должен быть теплоустойчивым и непроводящим ток. Для крепления элементов применяются суперклей или жидкие гвозди.
Материалы для самостоятельной сборки
Многокристальные светодиоды HK6
Для создания источника света на основе светодиодов вам понадобятся следующие материалы:
- цоколь от сгоревшей люминесцентной лампочки;
- LED-элементы с силой тока 100-120 мА и напряжением 3-3,3 В (можно использовать ленты или отдельные светодиоды марки НК-6);
- диодный мост или диоды-выпрямители с маркировкой 1N4007;
- предохранитель, извлечённый из цоколя сгоревшего источника света;
- конденсатор (параметры подбираются в зависимости от схемы и числа светодиодов);
- пластиковый каркас для крепления диодов;
- суперклей или жидкие гвозди;
- электролиты и драйверы.
Перед тем как начинать сборку, рекомендуется заранее составить полный список необходимых материалов.
Для создания «вечной» LED-лампы лучше использовать светодиоды повышенной или средней мощности. Приступать к работе следует лишь в том случае, если у вас нет проблем с электроинфраструктурой, поскольку нестабильность сети способна привести к перегоранию диодов или драйверов независимо от их качества.
Светодиодный светильник из перегоревших светодиодных ламп
На сегодня большинство людей для освещения своих домов предпочитает использовать светодиодные лампы. Как и любые другие источники света, они время от времени выходят из строя. В 70% случаев причина заключается в неисправности драйвера, в то время как сами светодиоды остаются рабочими. Из имеющихся у меня семи вышедших из строя ламп, только в одной случае был «подгулявший» светодиод. Накапливая старые неисправные LED-лампы, я столкнулся с вопросом: выбрасывать их или можно использовать повторно? Так как я увлекаюсь радиоэлектроникой и у меня есть образование в области энергетики, душа не позволила мне просто так выбросить горящие LED-лампы, а вместо этого решила сделать что-то новое. Более того, на работе мне стал доступен ненужный светильник с лампой накаливания, который мог послужить каркасом для нового освещения.
Итак, для проекта мне понадобятся:
- сгоревшие светодиодные лампы;
- светильник от лампы накаливания;
- блок питания (LED-драйвер) на 12В с выходным током 1А;
- соединительные провода;
- любой LED для декорации;
- паяльник;
- дрель или шуруповерт;
- мультиметр;
- источник напряжения для проверки (аккумулятор или блок питания);
- пара болтов и гаек;
- двухсторонний скотч.
Светильник выглядит следующим образом:
Я убрал верхнее стекло светильника, теперь вместо него использую оргстекло, которое удобно проложилось на металлической основе, хотя из-за этого стало немного труднее видеть.
Я вырезал и заматировал одну сторону оргстекла с помощью наждачной бумаги.
На старом стекле был такой круглый уплотнитель:
Я решил его не выкидывать — возможно, он может пригодиться в дальнейшем!
С плоским стеклом-рассеивателем светильник приобрел совершенно другой вид.
Высота светильника составляет примерно 5-6 см.
Эти светодиоды я выбрал для повторного использования:
Я не стал использовать лампы с тремя светодиодами. Чтобы разобрать верхний матовый чехол, достаточно просто его выкрутить.
На данном этапе лампа разобрана. На фотографии можно видеть «проблемный» драйвер, который отказывается нормально функционировать!
Решив проверить работу драйвера, я вспомнил, что к его проводам подключения подаю 12В и все светодиоды начинают гореть. Они все светятся ярко и хорошо, но если через некоторое время подождать 5 минут, светодиоды начинают мигать. Это происходит из-за того, что один из них начал плохо работать, и сила рабочего потока падает. Все светодиоды моргают, потому что они соединены последовательно. В свете этого, если вы решитесь на создание светильника из ресторанных светодиодов, рекомендую сначала подключить их к источнику питания и дать немного поработать. К сожалению, обнаружить неисправный светодиод визуально не получится. Для диагностики я поочередно выпаивал каждый светодиод и заменял его на рабочий, пока не нашел тот, что не работает.
То, что обещает производитель и реальные сроки службы
На упаковке светодиодных ламп часто указаны довольно заманчивые сроки службы — до 50 тысяч часов. Простой расчет показывает, что если лампа работает по 8 часов в день, общая продолжительность её эксплуатации составляет около 17 лет. Однако на практике появляется ряд странностей.
Технология производства светодиодов практически аналогична по всему миру. Конструкция и принцип работы этих приборов не допускают значительных отклонений от общепринятых стандартов. Это подразумевает, что готовая продукция должна иметь примерно одинаковые характеристики. Однако на практике всё обстоит иначе: на одних упаковках заявлен срок 25 тысяч часов, на других — все 50 тысяч. Объяснить такое расхождение особенностями конструкции или различиями в условиях эксплуатации не представляется возможным, так как источники света практически не отличаются друг от друга.
Недобросовестные производители часто завышают характеристики своей продукции. От этого существуют две причины:
- это обыденный маркетинговый ход, при этом пользователям проще продать LED светильник с высокими заявлениями, поэтому производители используют завышенные характеристики;
- разница в условиях испытаний и эксплуатации.
Если с первой причиной всё ясно, то со второй стоит разобраться подробнее. Заводские испытания проводятся в лабораториях, где созданы оптимальные условия для работы осветительных приборов. Пользователь же приобретает лампу для использования в домашних или других помещениях, где климатические условия далеки от идеала. Поэтому всегда возможно объяснить расхождение между заявленной и реальной продолжительностью работы светильника несоблюдением правил эксплуатации.
Для светодиодных ламп необходимо низковольтное питание — каждый крystal требует около 3-4 В электроэнергии. В каждом светильнике установлен драйвер, который используется для преобразования входящего 220 В переменного тока в постоянный, необходимый для функционирования кристаллов. Поэтому перепады напряжения в сети не являются серьезной угрозой, поскольку преобразованное значение все равно будет соответствовать заданным параметрам.
