Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

LED-світильники знаходять широке застосування в організації побутового, вуличного, промислового освітлення. Їх важливими достоїнствами є економічність, екологічність, невибагливість в обслуговуванні.

Виготовлена світлодіодна лампа своїми руками обов'язково знайде своє застосування в вашому домі. Докладну інструкцію з виготовлення, як і схеми складання ви знайдете в наведеній публікації.

Принцип роботи LED-пристрої

Основою світлодіодної лампи є односторонній напівпровідник, величина якого становить кілька міліметрів. У ньому відбувається односпрямоване рух електронів, що дозволяє перетворювати змінний струм в постійний.

Що складається з декількох шарів кристалу світлодіода властиві два типи електропровідності: позитивно і негативно заряджених частинок.

Сторона, де міститься мінімальна кількість електронів, отримала назви доречний (p-тип), тоді як інша з великою кількістю цих частинок іменується електронної (n-тип).

Між двома сторонами світлодіодного елемента є умовна межа - електронно-дірковий перехід (pn). Тут частинки стикаються між собою, в результаті чого спостерігається світіння.

При зіткненні елементів на pn-переході вони стикаються, генеруючи частки світла фотони. Якщо в цей час підтримувати систему в постійній напрузі, світлодіод буде випромінювати стабільний потік світла. Цей ефект використовується в усіх конструкціях LED-ламп.

Чотири різновиди світлодіодних пристроїв

Залежно від розміщення світлодіодів подібні моделі можна розділити на наступні категорії:

  1. DIP. Кристал скомпонований з двома провідниками, над якими знаходиться збільшувач. Модифікація отримала широке поширення при виготовленні вивісок і гірлянд.
  2. «Піранья». Прилади збирають аналогічно попередньому варіанту, але передбачають чотири виведення. Надійні і міцні конструкції найчастіше застосовують для оснащення автомобілів.
  3. SMD. Кристал розміщується зверху, що значно покращує відведення тепла, а також допомагає зменшити габарити пристроїв.
  4. СОВ. В цьому випадку світлодіод упаюється безпосередньо в плату, що сприяє збільшенню інтенсивності світіння і захисту від перегріву.

Істотний недолік COB-пристроїв - неможливість заміни окремих елементів, через що доводиться купувати новий механізм через одного-єдиного вийшов з ладу чіпа.

У люстрах і інших побутових освітлювальних приладах зазвичай застосовується конструкція SMD.

Пристрій LED-ламп

Світлодіодна лампа складається з шести наступних частин:

  • світлодіод;
  • цоколь;
  • драйвер;
  • розсіювач;
  • радіатор.

Чинним елементом подібного приладу є світлодіод, що генерує потік світлових хвиль.

Світлодіодні прилади можуть бути розраховані на різну напругу. Найбільш затребувані невеликі вироби на 12-15 Вт і більші світильники на 50 ват

Цоколь, який може мати різний вигляд і розмір, застосовується і для інших видів ламп - люмінесцентних, галогенних, розжарювання. У той же час деякі LED-прилади, наприклад, світлодіодні стрічки, можуть обходитися без цієї деталі.

Важливим елементом конструкції є драйвер, що перетворює мережеве напруга в тягу, на якій працює кристал.

Від цього вузла багато в чому залежить ефективна робота лампи, крім того, якісний драйвер, який має хорошу гальванічну розв'язку, забезпечує яскравий постійний світловий потік без натяку на моргання.

Звичайний світлодіод виробляє спрямований пучок світла. Щоб змінити кут його розподілу і забезпечити якісне освітлення, використовується розсіювач. Ще однією функцією цього компонента є захист схеми від механічних і природних впливів.

Радіатор призначений для відводу тепла, надлишки якого можуть пошкодити приладу. Надійна робота радіатора дозволяє оптимізувати роботу лампи і продовжити їй життя.

Чим менше ця деталь, тим більшу теплове навантаження доведеться витримувати светодиоду, що позначиться на швидкості його вигоряння.

Перевага і недоліки саморобної лампи

Спеціалізовані магазини пропонують великий вибір світлодіодних апаратів. Однак часом в асортименті неможливо знайти прилад, що відповідає необхідним параметрам. Крім того, LED-прилади традиційно відрізняються високою вартістю.

До недоліків виробів слід віднести відсутність гарантії від виробника. Крім того, при недбалої збірці подібні пристрої можуть мати непривабливий зовнішній вигляд

Тим часом, цілком можливо заощадити кошти і отримати ідеальну лампу, виконавши складання самостійно. Зробити це нескладно і досить буде елементарних технічних знань і практичних умінь.

Виконане своїми руками LED-пристрій має ряд значних переваг над придбаним в магазині аналогом. Вони відрізняються економічністю: при акуратній збірці і використанні якісних деталей період експлуатації досягає 100 тисяч годин.

Такі прилади показують високий ступінь енергоефективності, яка визначається співвідношенням споживаної потужності і яскравості виробленого світла. Нарешті, їх вартість на порядок нижче, ніж фабричних аналогів.

Проблеми самостійного виготовлення

Головними питаннями, які доводиться вирішувати при виготовленні LED-ламп, є переклад змінного електричного струму в пульсуючий і його вирівнювання до постійного. Крім цього, має бути обмежити силу електропотока 12 вольтами, що необхідно для харчування діода.

Для самостійного створення світильника на світлодіодах можна скористатися деталями, купленими в спеціалізованих магазинах, або елементами з перегорілих приладів

Продумуючи пристрій, слід також вирішити ряд конструктивних завдань, а саме:

  • як розташувати схему і світлодіоди;
  • як ізолювати систему;
  • як забезпечити теплообмін в пристрої.

Перед складанням бажано продумати всі ці проблеми з урахуванням вимог, які пред'являються до саморобного джерела світла.

Схеми світлодіодних ламп

Перш за все, слід виробити варіант збірки. Існує два основних способи, кожен з яких має свої плюси і мінуси. Нижче ми розглянемо їх докладніше.

Варіант з доданими мостом

Схема включає чотири діода, які підключаються різноспрямовано. Завдяки цьому міст набуває можливість трансформувати мережевий струм в 220 V в пульсуючий.

Схема світлодіодного моста відрізняється простотою і логічністю. Виконати її може навіть початківець майстер, освоює ази самостійної роботи

Відбувається це в такий спосіб: при проході по двом диодам синусоїдальних полуволн, вони змінюються, що викликає втрату полярності.

При складанні до плюсового виходу перед мостом підключається конденсатор; перед мінусовій клемою - опір на 100 Ом. Ще один конденсатор встановлюється позаду моста: він знадобиться для згладжування перепадів напруги.

Виготовлення світлодіодного елемента

Найбільш простим способом створення LED світильника є виконання джерела світла на основі зламаного світильника. Необхідно перевірити працездатність виявлених деталей, що можна зробити за допомогою акумулятора на 12 V.

Несправні елементи потрібно замінити. Для цього слід розпаяти контакти, прибравши перегорілі елементи, поставити на їх місце нові. При цьому важливо дотримуватися чергування анодів і катодів, які кріпляться послідовно.

Якщо потрібно поміняти лише 2-3 штуки чіпа, досить просто припаяти їх на ділянки, де раніше знаходилися вийшли з ладу компоненти.

При повній самостійній збірці потрібно з'єднувати в ряд по 10 діодів, дотримуючись правил полярності. Кілька виконаних ланцюгів припаиваются до проводів.

При виготовленні лампи можна скористатися платами зі світлодіодами, які можна знайти в перегорілих пристроях. Важливо лише перевірити їх працездатність

При складанні схем важливо стежити, щоб спаяні кінці не торкалися одне одного, оскільки це може призвести до замикання приладу і виходу системи з ладу.

Пристосування для більш м'якого світла

Щоб уникнути мерехтіння, властивого LED-світильників, описану вище схему можна доповнити декількома деталями. Таким чином, вона повинна складатися з діодного моста, резисторів на 100 і 230 Ом, конденсаторів на 400 нФ і 10 мкФ.

Щоб захистити пристрій від перепадів напруги на початку схеми поміщається резистор в 100 Ом, за яким упаюється конденсатор 400 нФ, після нього встановлюється діодний міст і ще один резистор на 230 Ом, за яким йде зібрана ланцюжок світлодіодів.

Прилади з резисторного опором

Подібна схема також цілком доступна починаючому майстрові. Для її виконання потрібні два резистора 12k І два ланцюги зо однакового числа світлодіодів, які припаиваются послідовно з урахуванням полярності. При цьому одна смуга з боку R1 під'єднується катодом, а інша - з R2 - анодом.

Виконані за цією схемою світильники мають більш м'яке світло, оскільки діючі елементи запалюються по черзі, завдяки чому пульсація спалахів майже непомітна неозброєним оком.

Для розрахунку потужності лампи необхідно знати величину струму, який проходить через світлодіоди. Цю величину можна розрахувати за наведеною формулою. При цьому потрібно врахувати, що на показник падіння напруги в послідовно з'єднаних 12 світлодіодах складає приблизно 36В

Пристрої успішно застосовуються в якості настільної лампи і в інших цілях. Для створення оптимального освітлення фахівці рекомендують застосовувати стрічки з 20-40 діодів. Менша кількість дає невеликий світловий потік, з'єднання більшого числа елементів технічно досить складно виконати.

Важливий елемент: світлодіодний драйвер

Для коректної роботи LED-пристрої, виконаного своїми руками, слід вирішити питання з драйвером. Схема цього вузла досить проста. Алгоритм функціонування полягає в проходженні змінного струму в 220V на діодний міст через конденсатор C1.

Випрямлений струм переходить на послідовно підключені світлодіоди HL1-HL27, кількість яких можуть досягати 80 штук.

Драйвер для саморобного світлодіодного пристрою збирається за наведеною схемою. Можна також скористатися і готовими елементами bp 3122, bp 2832а або bp 2831а

Щоб уникнути мерехтіння і домогтися стабільно рівного кольору бажано використовувати конденсатор С2, який повинен мати якомога більшу ємність.

Корпуси для світлодіодних приладів

Перед складанням важливо визначитися, де буде міститися зібрана схема.

Існує кілька варіантів вирішення цієї проблеми - для розміщення пристрою можна використовувати:

  • цоколі ламп розжарювання;
  • корпусу від перегорілих енергозберігаючих або галогенних ламп;
  • виконані своїми руками пристосування.

Перший варіант має важливу перевагу. При його використанні легко закрутити зібране світлодіодне пристрій в патрон, тим самим забезпечивши теплообмін.

Слід врахувати, що крім очевидного плюса, цей спосіб має і явні мінуси. Зібрана конструкція має не надто естетичний вигляд, крім того, в цьому випадку складно виконати надійну ізоляцію.

Для того щоб скористатися перегоріли лампою розжарювання для створення світлодіодним, потрібно попередньо акуратно відокремити скляну колбу від цоколя, після чого витягти спіраль. У простір, що утворився обережно вкладається зібрана схема, а над платою зміцнюється лампочка

Зручний і практичний варіант - помістити саморобний прилад в корпус енергозберігаючої лампи. Для цього спочатку необхідно розібрати перегоріли прилад, діставши з нього преобразовательную плату.

Зібрану схему можна вставити, застосувавши різні способи:

  • Діоди поміщаються в отвори, які проробляються в кришці під скляною колбою.
  • Схему можна розташувати всередині цоколя, що гарантує теплообмін. В цьому випадку LED-елементи вставляються і закріплюються в уже наявні отвори.
  • Плату можна заховати в цоколь. Для виконання процесу зручно скористатися звичайною пластиковою кришкою від пляшки з водою.

Для розміщення світлодіодів майстри часто застосовують зроблений своїми руками гурток із пластику або картону, в якому свердлити отвори під діоди. При ретельно виконану роботу такі пристрої виглядають досить естетично.

Ще одним варіантом є застосування корпусу галогенною лампи. Він не отримав широкого поширення, оскільки в даному випадку немає можливості закриття світильник в патрон. Проте подібна модифікація використовується для виконання саморобних індикаторів та інших приладів.

Якщо ви прийняли рішення для роботи використовувати корпус лампочки, то рекомендуємо прочитати іншу нашу статтю, де ми детально описали способи розбирання різних видів лампочок. Детальніше - переходите по посиланню.

Матеріали для виготовлення саморобки

Крім корпусу, для створення лампи будуть потрібні і інші елементи. Це, перш за все світлодіоди, які можна придбати у вигляді LED-стрічок або окремих елементів НК6. Сила струму кожної деталі дорівнює 100-120 мА; напруга 3-3, 3 V.

Збірка деяких схем передбачає використання додаткових ланок, наприклад, драйвера, тому набір компонентів для кожного конкретного випадку розглядається окремо

Необхідні також випрямні діоди 1N4007 або діодний міст, а також запобіжники, виявити які можна в цоколі старого приладу.

Знадобиться і конденсатор, ємність і напруга якого повинні відповідати використовуваної електросхемі і кількості використаних в ній LED-елементів.

Якщо не використовується готова плата, потрібно подумати про каркасі, до якого кріпляться світлодіоди. Для його виготовлення підійде теплотривкий матеріал, який не є металом і непровідний електричний струм.

Як правило, подібну деталь виконують з міцних пластиків або щільного картону. Для кріплення світлодіодних елементів до каркасу знадобляться рідкі цвяхи або суперклей.

Збираємо просту LED-лампу

Розглянемо виконання світильника в стандартному цоколі від люмінесцентної лампи. Для цього нам доведеться дещо змінити наведений вище список матеріалів.

В цьому випадку ми використовуємо:

  • старий цоколь Е27;
  • світлодіоди НК6;
  • драйвер RLD2-1;
  • шматок пластика або щільного картону;
  • супер клей;
  • електропроводку;
  • паяльник, плоскогубці, ножиці.

Спочатку потрібно розібрати світильник. У люмінесцентних пристроїв під'єднання цоколя до платівці з трубками здійснюється за допомогою засувок. Важливо виявити місце кріплення і підчепити елементи викруткою, що дозволить легко від'єднати патрон.

Процес складання саморобної світлодіодної лампи простий. У корпус від старого приладу вставляється драйвер, поверх якого встановлюється плата зі світлодіодами

Розбираючи прилад, потрібно дотримуватися граничної обережності, щоб не завдати шкоди трубках, всередині яких знаходиться отруйна речовина. Одночасно необхідно стежити за цілісністю електропроводки, приєднаної до цоколю, а також зберігати деталі, що містяться в ньому.

Верхню частину з приєднаними газорозрядними трубками ми використовуємо для виконання пластинки, необхідної для під'єднання світлодіодів. Досить видалити трубчасті елементи, а в решту круглі отвори закріпити LED-деталі.

Для їх надійного кріплення краще зробити додаткову пластмасову або картонну кришку, яка послужить для ізолювання чіпів.

У лампі будуть застосовуватися світлодіоди НК6, кожен з яких складається з 6 кристалів з паралельним підключенням. Вони дозволяють створити досить яскравий освітлювальний прилад при мінімумі споживаної електрики.

Для підключення кожного світлодіода до кришки необхідно виконати по два отвори. Проколювати їх слід акуратно в суворій відповідності схемою.

Пластикова деталь дозволяє міцно зафіксувати LED-елементи, тоді як використання картону вимагає додаткового закріплення світлодіодів до основи за допомогою рідких цвяхів або суперклею.

Так як пристрій живиться застосування шести світлодіодів потужністю по 0, 5 ват кожен, в схемі потрібно передбачити три паралельно приєднаних елемента.

Ефектний світильник можна виконати, використовуючи світлодіодну стрічку. Цей елемент вставляється в трубку, що застосовується для люмінесцентного освітлення

У конструкції, яка буде працювати від електромережі потужністю 220 В, потрібно передбачити драйвер RLD2-1, який слід придбати в магазині або виконати самостійно.

Щоб уникнути короткого замикання перед початком збирання важливо ізолювати драйвер і плату один від одного, використовуючи пластик або картон. Оскільки лампа майже не нагрівається, не варто турбуватися про перегрів.

Підібравши всі компоненти можна зібрати конструкцію за схемою, а потім підключити її до електромережі, щоб перевірити світіння.

Пристрій, що працює від стандартного патрона з харчуванням 220 В, має низьке енергоспоживання і потужність рівну 3 ват. Останній показник в 2-3 рази менше, ніж у люмінесцентних пристроїв і в 10 разів менше, ніж у ламп розжарювання.

Хоча світловий потік дорівнює всього лише 100-120 люменів, завдяки сліпуче білому кольору лампа здається значно яскравіше. Зібраний світильник можна застосовувати в якості настільного або для освітлення компактного приміщення, наприклад, коридору або комори.

Висновки і корисне відео по темі

У наведеному нижче відеоролику ви можете побачити детальну розповідь фахівця про самостійній збірці LED-світильника:

Лампи на світлодіодах, виконані самостійно, володіють високими технічними характеристиками. Вони майже не поступаються фабричним моделям за такими якостями, як міцність, надійність, довговічність.

Збірка подібних пристроїв доступна практично кожному: для успішного її виконання необхідно лише строго слідувати схемам і акуратно виконувати всі покладені на маніпуляції.

Можливо вам вже доводилося збирати світлодіодну лампу своїми руками і ви можете дати цінну пораду відвідувачам нашого сайту? Або після прочитання статті з'явилися питання? Будь ласка, залишайте свої коментарі в розташованому нижче блоці.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик