Как сделать недорогую, но очень мощную светодиодную лампу

Как сделать светодиодную лампу своими руками?

Лампы накаливания давно отжили свой век, а на смену им пришли различные энергосберегающие технологии. Даже на государственном уровне с 2009 года введено ограничение на максимально допустимую мощность ламп Ильича – не более 100 Вт, с целью снизить энергопотребление бытового сегмента. Единственным камнем преткновения в массовом использовании энергосберегающих ламп является их цена. Поэтому в качестве альтернативы мы рассмотрим, как сделать светодиодную лампу своими руками из имеющихся средств.

Идея N1 – Галогенка в помощь

Наиболее простой вариант – не изобретать велосипед с нуля, а использовать для базы старую или сгоревшую лампу освещения. Среди большого разнообразия осветительного оборудования довольно широко распространены галогенные лампочки. В быту особенно популярны их модели со штырьковым цоколем G и GU поэтому изготовление светодиодного светильника мы рассмотрим на примере такой лампы.

Для работы вам потребуются такие элементы:

  • Светодиоды – обеспечивают световой поток, от их технических характеристик будет зависеть мощность самодельной лампочки. Для этих целей желательно иметь одинаковые светодиодные элементы, так как это позволит упростить расчет и принцип их соединения.
  • Резисторы – на случай, если вам понадобится ограничить ток в цепи светодиодных деталей, однако можно обойтись и без них, если сопротивления светодиодов будет достаточно при выбранной схеме соединения.
  • Клей, герметик или другой материал для закрепления светодиодных элементов.
  • Соединительные провода, основание для фиксации светодиодов в LED лампочке.
  • Слесарный инструмент (отвертки, молоток, пассатижи), паяльник для электрического соединения светодиодных и резистивных деталей.

При выборе количества светодиодов в лампе изначально составьте схему расположения на пластине, затем выберите способ их подключения – последовательное или последовательно-параллельное. Параллельную схему для самодельной LED лампы можно выбирать лишь в том случае, если каждая деталь рассчитана на 12 В или вы ограничите величину напряжения для каждого из них с помощью резистора.

Схему расположения на будущей лампе можно придумать самому, а можете использовать стандартную форму:

Схема расположения светодиодов

Рис. 1: схема расположения светодиодов

Процесс изготовления светодиодной лампочки будет состоять из следующих этапов:

  • С помощью отвертки удалите герметик от штырьков цоколя старой лампы и выбейте их молотком или пассатижами.

Важно не переусердствовать, чтобы не сломать корпус.

  • Подготовьте основание для светодиодов, подойдет текстолит, гетинакс, электрокартон, также сгодиться бумага наклеенная на алюминиевый лист. Вырежьте круг подходящего диаметра по внутренним размерам галогенного прибора освещения.
  • В соответствии с выбранной схемой расположения сделайте отверстия в основании, для этого можно использовать высечку, дырокол или нож.
  • Установите светодиоды в отверстия на основании и зафиксируйте их при помощи клея.
  • Спаяйте светодиодные элементы в лампе по такой схеме, чтобы ток, протекающий через каждый из них или отдельную группу, не превышал допустимую величину. Компоновать в группы вы можете по своему усмотрению, для ограничения силы тока можете установить в цепь резистор. При пайке обязательно соблюдайте полярность выводов.
  • К полученным выводам от полупроводниковых элементов «+» и «-» припаяйте два куска медного провода. Соединять их скрутками не допускается в соответствии с п.2.1.21 ПУЭ.
  • По окончанию пайки ножки и места соединения желательно покрыть или залить клеем, он будет выступать в качестве диэлектрика новой лампы.
  • Установите диск со светодиодными элементами в корпус лампочки.

Проклейте его по периметру, чтобы закрепить на отражателе. Теперь у вас в руках готовый собранный прибор, не забудьте нанести на выводах маркировку.

Однако заметьте, что подключить лампу напрямую в сеть 220 Вольт нельзя, так как устройство будет рассчитано на 12 В.

Идея N2 – Из энергосберегающей лампочки

Люминесцентные лампы также относятся к категории энергосберегающих, однако в их состав входит токсическая ртуть, пары которой опасны для человека. К сожалению, именно колба является слабым местом этих энергосберегающих лампочек. В результате разгерметизации трубки газовая смесь выходит наружу, и устройство освещения люминесцентного светильника приходит в негодность. Однако переделать его в диодную лампочку под силу даже начинающему электрику.

Для этого вам потребуется компактная люминесцентная лампа, вышедшая со строя, несколько светодиодов и драйвер для них. Проще всего взять драйвер из светодиодной лампы, но если его под рукой нет, можно изготовить своими руками. Простейший способ изготовить драйвер – собрать схему из входного конденсатора, резисторов и моста, приведенного на схеме ниже:

Схема драйвера для лампы

Рис. 7. Схема драйвера для лампы

Процесс будет состоять из следующих этапов:

  • Разберите люминесцентную компактную лампу, однако делайте это на открытом воздухе, чтобы пары ртути не оказались в помещении.

Многие модели выполняются литыми, поэтому их придется распилить.

  • Удалите из корпуса остатки люминесцентной компактной колбы, верхнюю часть пластика и электронный блок. У вас должен остаться цоколь с выводами и пластиковый корпус.
  • Затем, изготовьте диск со светодиодными элементами по размерам внутреннего отверстия люминесцентной лампочки. Процедура выполнения приведена в описании предыдущей идеи.
  • Припаяйте готовый или самодельный драйвер в корпус, по габаритам он должен прятаться настолько, чтобы свободно закрывался диском.
  • Припаяйте и зафиксируйте диск со светодиодами при помощи клея – самодельный светильник готов.

Этот вариант светодиодной лампы вы уже можете подключать в сеть 220 В напрямую.

Идея N3 –Использование LED ленты

Еще одним способом получения светодиодной лампочки в домашних условиях является сборка светильника из LED лент. По своей конструкции светодиодная лента является универсальным осветительным прибором – ее можно смонтировать практически на любую поверхность. Поэтому роль светодиодной люстры с такими лампочками может выполнять какая угодно конструкция.

Однако у диодных лент есть и весомый недостаток – для питания моделей внутренней установки используется безопасное напряжение 12 В, соответствующее требованиям п.1.7.50 ПУЭ. Для реализации такого электроснабжения необходимо устанавливать отдельный блок питания. Размеры такого преобразователя довольно внушительны, поэтому эту идею актуально реализовать в тех местах, где его можно спрятать, к примеру, в нише подвесного потолка.

  • Определите необходимую длину светодиодной ленты для лампы, исходя из требуемой яркости освещения. Как правило, для каждой модели этот параметр указывается в паспортных данных.
  • Подберите блок питания достаточной мощности для подключения выбранной длины ленты.
  • Разрежьте светодиодную полосу на отрезки по обозначенным на ней отметкам. Наиболее удобно выбирать длину отрезков по минимуму ( по 3 – 4 светодиода), их легко наклеить на любую деталь.
  • Разрежьте пластиковую трубу на части и приклейте на нее светодиодную ленту.
  • Припаяйте полученные отрезки параллельно по несколько кусков для одной лампы.
  • Выводы от светодиодной ленты подключите к цоколю, можно взять от старой лампочки накаливания, люминесцентной или присоедините напрямую к блоку питания.

Вот вы и получили собранный светильник из LED ленты, который полноценно заменит магазинную лампу. Однако заметьте, на ней имеются оголенные контакты, поэтому при установке лампы в светильник или нишу цепь должна быть обесточена.

Идея N4 – Из светодиодов

Этот способ подойдет в том случае, когда у вас есть готовый прибор освещения или хотя бы каркас под него. В качестве примера можно взять настольный светильник, бра или припотолочную люстру. Для изготовления вам понадобится светодиод или сборка из нескольких единиц, радиатор охлаждения и блок питания для мобильного телефона.

Светодиодный модуль и радиатор

Рис. 16. Светодиодный модуль и радиатор

Следует отметить, что светодиодные элементы выбираются в соответствии с мощностью блока питания, если одного источника питания недостаточно, возьмите два.

Процесс изготовления светодиодной лампы будет состоять из следующих этапов:

  • Соотнесите габариты будущего прибора освещения, блока питания и радиатора, они должны нормально размещаться внутри корпуса.
  • При необходимости распилите пластиковый корпус блока питания и извлеките из него плату.

Если запаса пространства хватает, оставьте корпус на месте, он будет выступать в роли основной изоляции.

  • Установите светодиодную сборку на радиатор охлаждения и зафиксируйте с помощью термоустойчивого клея.

В некоторых моделях фиксацию можно произвести болтовым соединением.

  • Подключите контакты блока питания к выводам светодиода при помощи клеммного зажима.
  • Подключите ввод источника лампы к сети питания напрямую. Если вы хотите заменить старую лампу, то подсоедините к выводам цоколя от старой лампы.

Самодельная светодиодная лампа готова и ее можно включить в цепь питания напрямую.

Как сделать для люстры мощную светодиодную лампу
из четырех маломощных

Когда появились первые светодиодные лампы, я в светильнике на кухне заменил установленную ранее лампу накаливания мощностью 150 Вт LED лампой вида «кукуруза» мощностью 13,5 Вт.

Светильник с лампой кукуруза

По расчетам мощности LED лампочки 13,5 Вт для достаточного освещения помещения площадью 8 м 2 должно было быть вполне достаточно. Но на деле оказалось, что света немного не хватало.

Светильник с лампой кукуруза

Анализ показал, что причина недостаточного освещения при достаточной мощности лампы крылась в конструкции LED лампы. В нижней ее части, параллельной горизонту и направленной вниз находилось всего 36 светодиодов, а от остальных 162 световой поток шел в боковые стороны и в дополнение снижался, проходя через матовое стекло плафона. Таким образом, реальная освещенность пола была эквивалентна освещению светодиодной лампочкой направленного света мощностью не более трех ватт.

Из-за ошибочного выбора типа лампочки недостаточная освещенность помещения кухни, особенно в зимнее время, создавала дискомфорт, и пришло осознание того, что пора лампочку в люстре заменить на LED лампу другой конструкции.

Поиск недорогой светодиодной лампочки мощностью около 16-18 Вт с широким углом направленного теплого света не увенчалась успехом. Лампы с мощными одноваттными светодиодами из-за установленной оптики имели малый угол или не подходил цоколь. А подходящие лампы были очень дорогими. Лампы с маломощными светодиодами типа LED-Y-SMD352 или LED-Y-SMD5050 не устраивали по мощности.

Читайте также  Как быстро почистить и измельчить чеснок – совет шеф-повара

Светильник с самодельной LED лампой

Так как имеющийся светильник имел большой плафон, то возникла идея сделать мощную LED лампу своими руками из нескольких маломощных. В результате было куплено четыре недорогие лампы типа MR16 мощностью 4,5 Вт, для них четыре патрона с цоколем GU5.3 и из них сделана одна мощная лампа, свечение которой вы видите на фотографии.

Затраты составили менее $10, времени на переделку ушло несколько часов. Результат получился отличный. Правда, светильник стал выглядеть необычно, как будто соединились прошлое и хай-тек. Сделанная мощная LED лампа из нескольких маломощных получила дополнительное преимущество – в случае перегорания одной из них помещение будет продолжать освещаться в достаточной степени оставшимися лампочками, можно легко менять оттенок света, установив, например, две лампочки теплого, а две холодного света.

Изготовление мощной LED лампы

Любая работа по изготовлению самоделок начинается с эскизных работ – измерения размеров деталей и с учетом их габаритных и присоединительных размеров составления общего эскиза будущего изделия.

Эскизы деталей лампы

Для изготовления составной одной мощной LED лампы из нескольких маломощных понадобится цоколь под патрон Е27 с основанием от энергосберегающей ламы, четыре лампы MR16 и четыре патрона для них GU5.3. Габаритные и присоединительные размеры их вы видите на фотографии эскизов.

Эскиз основания мощной LED лампы

Далее, исходя из полученных размеров деталей, нужно начертить эскиз основания будущей лампы. В качестве основания была выбрана пластина из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и диаметром 90 мм. Основание можно сделать также из любого металла, например, алюминия или стали толщиной 1 мм.

Разметка основания штангенциркулем

Следующий шаг это разметка будущего основания лампы. С помощью штангенциркуля или школьного циркуля наносится образующая линия основания. Далее наносятся в соответствии с эскизом точки сверления отверстий под цоколи для лампочек и проводов. Круглую форму основанию можно придать с помощью электрического или ручного лобзика. Основание можно сделать и прямоугольной формы, вырезав его с помощью ножниц по металлу. После выпиливания или резки острые кромки нужно снять с помощью мелкой наждачной бумаги.

Сверление отверстий и нарезание резьбы в основании

Для получения отверстий в точно размеченных местах лучше сначала их просверлить тонким сверлом, например диаметром 1 мм, а затем уже рассверлить до нужного диаметра более толстым сверлом.

Цоколи GU5.3 к основанию решено было закрепить с помощью винтов с метрической резьбой М3. Поэтому сначала были просверлены отверстия диаметром 2,5 мм, а затем с помощью метчика нарезана резьба.

У отверстий, через которые будут проходить электрические провода, с помощью сверла большего диаметра были сняты острые края и сделаны фаски.

Основание LED лампы

Основание для самодельной лампы готово и можно приступать к монтажу на него деталей. Для придания основанию эстетического вида можно его покрасить краской или оклеить пленкой.

Основание LED лампы покрыто алюминиевой фольгой

Самым простым способом является оклейка основания самоклеящейся алюминиевой фольгой. Полоски достаточной ширины у меня не оказалось, и поэтому получился шов. Если нет фольги, покрытой липким слоем, то можно приклеить с помощью клея, например, «Момент» обыкновенную алюминиевую фольгу, которую используют для бытовых нужд или обертку от шоколадки.

Закрепление на основании цоколя е27

Цоколь от основания энергосберегающей лампы Е27 к основанию крепится с помощью двух уголков метрическими винтами, согнутых под прямым углом из планок, зажимающих сетевой провод в электрических вилках С1-b советского образца. Уголки можно сделать, нарезав полоски из стального листа толщиной 1-2 мм, а в качестве крепежа использовать саморезы.

Пропиливание основания цоколя для прокладки проводов

Для того, чтобы основание энергосберегающей лампы не попортило изоляцию проводов, идущих от цоколей GU5.3, в нем с четырех сторон с помощью круглого напильника были сделаны выборки.

Закрепление на основании цоколя GU5.5

Первыми на основание будущей составной лампы устанавливаются и закрепляются электрические патроны GU5.3. Провода, выходящие из патронов, были довольно длинными. Я не стал их укорачивать, так как места для укладки проводов в основании от энергосберегающей лампы было достаточно.

Скрутка и пайка проводов идущих от цоколя GU5.5

Далее по одному проводу, идущему из каждого патрона, скручиваются вместе. Оставшиеся четыре провода от патронов тоже скручиваются вместе. Полученные скрутки пропаиваются с помощью паяльника оловянно-свинцовым припоем. Если нет возможности паять, то соединение можно выполнить с помощью клеммной колодки.

Укладка проводов идущих от цоколя GU5.5

Осталось выложить провода по спирали и их концы соединить с концами проводов, подсоединенных к цоколю основания энергосберегающей лампы. Цветовая маркировка проводов в данном случае значения не имеют.

Припайка проводов от цоколя GU5.5 к цоколю е27

Скрученные провода, идущие от патронов и цоколя, соосно внахлест прикладываются друг к другу и скрепляются каплей припоя. На место пайки для изоляции надевается кусок хлорвиниловой трубки.

Собранное основание самодельной led лампы

Осталось заправить провода в основание энергосберегающей лампы и зафиксировать его на основании лампы с помощью двух винтов. Новая составная лампа готова и можно ее вкручивать в патрон светильника и устанавливать в патроны GU5.3 светодиодные лампочки.

Собранное основание со стойкой фиксатора

Испытания показали, что светодиодные лампочки в патронах удерживаются с достаточной силой. Но вероятность их выпадения все же, существовала. Поэтому для надежного их закрепления в центре основания была дополнительно установлена стойка с резьбой.

Собранное основания с шайбой

После установки LED лампочек к стойке с помощью винта М3 закреплялась большая шайба, которая прижимала лампочки за края к патронам и исключала со временем их самопроизвольное выскальзывание. Вместо шайбы на стойке можно закрепить, например, матовое стекло для получения более мягкого света или декоративное украшение.

Собранное основание со стороны цоколя е27

На фотографии изображена сделанная своими руками мощная LED лампочка из четырех маломощных. Снимок лампы сделан со стороны цоколя. Лампа чем-то напоминает мне современный космический летательный аппарат.

Основание лампы со стороны светодиодных ламп мр16

А на этой фотографии запечатлен вид самодельной лампы из четырех маломощных MR16 со стороны их установки.

Люстра с установленной мощной самодельной LED лампой

Все, кто из знакомых видел светильник с модернизированной лампой, удивлялись диковинке, и отмечали отличную освещенность, которую обеспечивали лампочки в помещении кухни. Хотя, придумывая эту конструкцию, я в воображении хорошо представлял, что в конечном итоге должно получиться, но результат превзошел все мои ожидания. Получилось гораздо интереснее.

Предложенную технологию изготовления светодиодной лампы можно использовать для изготовления адаптера с целью возможности установки лампочки в светильник с типом цоколя, отличного от типа патрона светильника.

Светодиодная лампа на 220В своими руками

Осветительные приборы — вещь действительно нужная. Ведь если задуматься — это практически самый массовых электрический прибор, ведь в каждом городе, в каждом доме, в каждой квартире, в каждой комнате есть лампочки для освещения, причём для достижения нужной освещённости включены могут быть сразу несколько одновременно. Ещё несколько десятилетий назад выбора у людей практически не было — если лампочки, то только лампочки накаливания, лишь не так давно появились светодиодные, которые поначалу были весьма дороги, но теперь подешевели и почти полностью вытеснили все остальные виды ламп. Преимуществом светодиодных ламп является то, что их можно собрать самостоятельно из отдельных светодиодов, в этом случае появляется возможность подобрать форму, яркость, направленность излучения именно под свои нужды, такой вариант отлично подойдёт любителям сделать что-нибудь своими руками и обладающими знаниями из области электроники.

Обратите внимание, что подключать конденсатор нужно в соответствии с полярность, которая указана на схеме, минус указан на корпусе конденсатора вертикальной полоской. Параллельно конденсатору стоит цепочка из 15-ти последовательно включенных светодиодов с токоограничивающим резистором R2, использовать здесь можно практически любые светодиоды мощностью 1-3Вт. Помимо мощности, светодиоды могут иметь разную цветовую температуру (холодный или тёплый свет), разный угол направленности светового пучка. Кроме того, использовать можно светодиоды разных цветов, если есть необходимость создать в помещении необычную атмосферу. Также можно использовать ультрафиолетовые или инфракрасные светодиоды, если есть необходимость в создании такой лампы, например, для засветки фоторезиста ультрафиолетом. Все светодиоды нужно включать последовательно, анод к катоду, если перепутать полярность хотя бы одного светодиода, либо запаять нерабочий — лампа не будет светить вообще, поэтому перед установкой желательно проверять работоспособность каждого светодиода.

Светодиодная лампа на 220В своими руками

Все элементы монтируются на двух печатных платах. Одна из них внешняя, на ней расположены все светодиоды, эта плата располагается в самой широкой части конуса лампы и служит одновременно «крышкой». На второй плате располагаются все остальные элементы. Также можно и смонтировать всё без плат, навесным монтажом, но в этом случае нужно тщательно всё изолировать, либо залить конструкцию компаундом, ведь замыкания в сети 220В могут привести к плохим последствиям. Платы изготавливаются на обычном фольгированным текстолите с помощью метода ЛУТ, файлы плат для открытия в программе Sprint Layout даны в архиве в конце статьи. Плат имеет круглые размеры, по форме КЛЛ лампочки, но также можно изготовить их каких угодно форм и размеров, под используемый корпус, подредактировав файлы в Sprint Layout. При этом необходимо выдерживать достаточное расстояние между дорожками на плате, чтобы, например, случайно попавший металлический мусор не привёл к замыканию.

К цоколю с внутренней стороны подпаиваются небольшие отрезки проводков, для подключения к плате. Цоколь выполнен из стали, поэтому для того, чтобы припаять к нему провод стоит использовать специальные высокоактивные флюсы — с их помощью сталь будет паяться легко, как обычная мель. Но после пайки обязательно нужно тщательно смыть остатки флюса, ведь оставшаяся на металле кислота со временем может его разъесть, контакт нарушится.

В последнюю очередь две половинки лампы соединяются обратно, все электронные компоненты оказываются полностью внутри корпуса, поэтому случайные прикосновения исключены. Соединить две половинки лампы можно с помощью клея, но при этом нужно учитывать, чтобы клей не плавился от нагрева, ведь при работе светодиоды выделяют вокруг себя тепло, к тому же используемый клей должен быть полностью диэлектрическим — но этим свойством и так обладают практически все клеи. Таким образом, получилась самодельная светодиодная лампа, для постройки которой не пришлось покупать дорогостоящих элементов — всё можно собрать буквально из имеющихся под рукой элементов. Внешне лампа ничем не отличается от заводской, имеет тот же самый корпус и подойдёт подойдёт под любой интерьер, но зато имеет важное преимущество в эффективности — по словам автора, светит получившаяся лампа на «обычные» 60Вт, но потребляет в разы меньше электроэнергии. Данную схему можно модифицировать, если добавить цепь стабилизации напряжения для светодиодов на стабилитроне, в этом случае возрастёт надёжность схемы, напряжение стабилизации можно будет рассчитать под любое количество светодиодов. Удачной сборки!

Читайте также  Почтовый ящик Деда Мороза


led_lampa_ot_igoran.rar [9,36 Kb] (скачиваний: 19)

Простая светодиодная лампа своими руками

Внимание! Данная конструкция не имеет гальванической развязки от высоковольтной сети переменного тока. Строго соблюдайте технику безопасности. При повторении конструкции Вы всё делаете на свой страх и риск. Автор не несёт никакой ответственности за Ваши действия.

В статье рассмотрена конструкция светодиодной лампы с питанием от сети переменного тока с напряжением до 240 В и частотой 50/60 Гц. Данная лампа мне служит уже более двух лет и я хочу поделится с Вами этой конструкцией. Лампа имеет очень простую схему ограничения тока, что даёт возможность повторения конструкции начинающим радиолюбителям. Она имеет небольшую мощность и может применяться в качестве ночника или для подсветки помещения, где не нужна большая яркость свечения, но важен такой фактор, как низкое энергопотребление и долгий срок службы. Её можно повесить в подъезде или на лестничной площадке и не переживать о выключении или высоком расходе электричества — срок её службы практически ограничен сроком службы применённых светодиодов, так как данная лампа не имеет импульсного преобразователя, которые часто выходят из строя быстрее самих светодиодов, а радиоэлементы здесь подобраны таким образом, что не превышаются номинальные напряжения и рабочие токи как конденсаторов с диодами, так и самих светодиодов даже при максимальном допустимом напряжении и частоты в питающей электросети.

Лампа имеет следующие характеристики:

Напряжение питания: до 240 В
Частота питающей сети: 50/60 Гц
Потребляемая мощность: не более 1,8 Вт
Количество светодиодов: 9 штук
Общее число кристаллов: 27 единиц
Тип преобразования: с гасящим конденсатором

В лампе использованы трёхкристалльные светодиоды тёплого белого свечения типа smd5050:

Светодиоды smd5050

При протекании номинального тока 20 мА на одном кристалле светодиода падает напряжение порядка 3,3 В. Это основные параметры для расчёта гасящего конденсатора для питания лампы.

Светодиоды smd5050

Кристаллы всех девяти светодиодов соединены последовательно друг с другом и таким образом через каждый кристалл протекает одинаковый ток. Этим достигается одинаковое свечение и максимальный срок службы светодиодов и следовательно всей лампы. Схема соединения светодиодов показана на рисунке:

После спаивания получается вот такая светодиодная матрица:

Спаянная светодиодная матрица из светодиодов 5050

Вот так это выглядит с лицевой стороны:

Спаянная светодиодная матрица из светодиодов 5050

Представляю Вам принципиальную схему данной светодиодной лампы:

В лампе используется двухполупериодный выпрямитель на диодах D1-D4. Резистор R1 ограничивает бросок тока во время включения лампы. Конденсатор C2 является фильтрующим и сглаживает пульсации тока через светодиодную матрицу. Для данного случая его ёмкость в микрофарадах примерно можно рассчитать по формуле:

C=10I/U

где I это ток через светодиодную матрицу в миллиамперах и U — падение напряжения на ней в вольтах. Не стоит гнаться за слишком большой ёмкостью этого конденсатора, так как токогасящий конденсатор играет роль ограничителя тока, а подключённая светодиодная матрица является стабилизатором напряжения.

В данном случае можно использовать конденсатор ёмкостью 2,2-4,7 мкФ. Параллельно ему установленный резистор R3 обеспечивает полную разрядку этого конденсатора после выключения питания. Резистор R2 играет ту же роль для токогасящего конденсатора C1. Теперь главный вопрос — как рассчитать ёмкость гасящего конденсатора? В интернете есть много формул и онлайн калькуляторов для этого, но все они занижали результат и давали более низкую ёмкость, что подтвердилось на практике. При использовании формул с различных сайтов и после применения онлайн калькуляторов в большинстве случаев получилась ёмкость 0,22 мкФ. При установке же конденсатора с данной ёмкостью и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока был получен результат 12 мА при напряжении сети 240 В и частоты 50 Гц:

Напряжение сети 240 В

Ток потребления 12 мА

Тогда я пошёл более длинным путём и сначала рассчитал необходимое гасящее сопротивление, а затем вывел ёмкость гасящего конденсатора. За исходные данные мы имеем:

  • Напряжение питающей сети: 220 В. Возьмём максимально возможное — 240 В.
  • Частоту сети я взял в 60 Гц. При частоте в 50 Гц через матрицу будет протекать меньший ток и лампа будет светить менее ярче, но, зато будет запас.
  • Напряжение, падающее на светодиодной матрице составит 27*3,3=89,1 В, так как у нас 27 последовательно включённых светодиодных кристаллов и на каждом из них будет падать примерно 3,3 В. Округлим это значение до 90.
  • При максимальной частоте 60 Гц и напряжении в сети 240 В, протекающий через матрицу ток, не должен превышать 20 мА.

В расчётах используются действующие значения токов и напряжений. По закону Ома гасящее сопротивление должно составлять:

R = (Uc-Um)/Im

(240-90)/0.02 = 7500 Ом

где Uc — напряжение в сети (В)

Um — напряжение на светодиодной матрице (В)

Im — ток через матрицу (A).

Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то Xc = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:

Xc = 1/(2πfC)

вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

C = 1000000/(2πfXc)

1000000/(2*3.14159265*60*7500) ≈ 0,35 мкФ

где f — частота питающей сети (Гц)

Xc — необходимое ёмкостное сопротивление (Ом)

Напоминаю, что полученное в данном случае значение ёмкости конденсатора справедливо для частоты питающей сети 60 Гц. Для частоты же 50 Гц по расчётам получается значение 0,42 мкФ. Для проверки справедливости я временно поставил два параллельно соединённых конденсатора по 0,22 мкФ с получившейся суммарной ёмкостью в 0,44 мкФ и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока было зафиксировано значение в 21 мА:

Ток потребления 21 мА

Но для меня была важна долговечность и универсальность и по расчёту на частоту 60 Гц с результатом необходимой ёмкости в 0,35 мкФ я взял близкий номинал с ёмкостью в 0,33 мкФ. Вам так же советую брать конденсатор немного меньшей ёмкости, чем расчётная, что бы не превышать допустимый ток используемых светодиодов.

Далее подставив формулу для расчёта сопротивления в формулу для определения ёмкости и сократив всё выражение я вывел универсальную формулу в которую, подставив исходные значения, можно вычислить необходимую ёмкость конденсатора для любого числа светодиодов в лампе и любого питающего напряжения:

C = 1000000/(6,283f((Uc-Um)/Im))

159159/(1000f((Uc-Um)/Im))

Окончательная формула принимает следующий вид:

C = 159Id/(f(Uc-nUd))

Где C — ёмкость гасящего конденсатора (мкФ)

Id — допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)

f — частота питающей сети (Гц)

Uc — напряжение питающей сети (В)

n — количество используемых светодиодов

Ud — падение напряжения на одном светодиоде (В)

Может быть кому то будет лень производить эти расчёты, но по этой формуле можно определить ёмкость для любой светодиодной лампы с любым числом последовательно соединённых светодиодов любого цвета. Можно например сделать лампу из 16 красных светодиодов подставляя в формулу соответствующее красным светодиодам падение напряжения. Главное придерживаться разумных пределов, не превышать количество светодиодов с общим напряжением на матрице до напряжения питающей сети и не использовать слишком мощные светодиоды. Таким образом можно изготовить лампу с мощностью до 5-7 Вт. В противном случае может понадобиться конденсатор слишком большой ёмкости и могут возникнуть сильные пульсации тока.

Вернёмся к моей лампе и на фотографии ниже показаны радиоэлементы, которые я использовал:

Используемые радиоэлементы

У меня не нашлось конденсатора ёмкостью 0,33 мкФ и я поставил параллельно включённых два конденсатора с ёмкостью 0,22 и 0,1 мкФ. С такой ёмкостью протекающий через матрицу ток, будет немного меньше расчётного. Фильтрующий конденсатор в моём случае на напряжение 250 В, но я настоятельно рекомендую использовать конденсатор на напряжение от 400 В. Хотя падение напряжения на моей светодиодной матрице и не превышает 90 В, но в случае обрыва или перегорания хоты бы одного из светодиодов напряжение на фильтрующем конденсаторе достигнет амплитудного значения, а это более 330 В при действующем напряжении в питающей сети 240 В. (Ua = 1,4U)

В качестве корпуса я использовал часть компактной энергосберегающей люминесцентной лампы вытащив из неё электронную начинку:

Корпус светодиодной лампы

Плату я выполнил навесным монтажом и она с лёгкостью поместилась в указанный корпус:

Плата светодиодной лампы с навесным монтажом

Светодиодную матрицу я приклеил двойным скотчем к круглому куску гетинакса, который привинтил к корпусу двумя винтами с гайками:

Светодиодная матрица в корпусе

Так же я сделал небольшой рефлектор, вырезав его из жестяной банки:

Светодиодная лампа в сборе

Я провёл реальные измерения при напряжении в питающей сети 240 В и частоте 50 Гц:

Напряжение сети 240 В

Постоянный ток через светодиодную матрицу принял значение 16 мА, что не превышает номинального тока используемых светодиодов:

Постоянный ток через светодиодную матрицу

Так же я разработал печатную плату под радиоэлементы в программе Sprint-Layout. Все детали поместились на площади 30Х30 мм. Вид данной печатной платы Вы можете видеть на рисунках:

Вид печатной платы снизу Вид печатной платы сверху

Я предоставил эту печатную плату в форматах PDF, Gerber и Sprint-Layout. Вы свободно можете скачать указанные файлы. Хотя на схеме и указаны диоды КД105, но так как в настоящее время они являются редкостью, то печатная плата разведена под диоды 1N4007. Так же можно использовать другие выпрямительные диоды средней мощности на напряжение от 600 В и на ток в 1,5-2 раза больший тока потребления светодиодной матрицы. Дам рекомендацию на счёт сборки этой матрицы. Все светодиоды лицевой стороной я временно приклеил к малярному скотчу и спаял все выводы согласно схеме, после чего готовую матрицу со стороны выводов приклеил на двусторонний скотч и снял бумажный малярный скотч с лицевой стороны. Если у Вас будет возможность, я рекомендую расположить светодиоды на большем расстоянии друг от друга, так как они будут выделять тепло и от близкого расположения могут перегреваться и быстро деградировать.

Читайте также  Изготовление плетеного забора

Светодиодная лампа

Лично у меня эта лампа светит по семь часов в день уже третий год и пока не было никаких проблем. К статье прилагаю также таблицу Exsel с формулой для расчёта. В ней просто нужно подставить исходные значения и в результате получите необходимою ёмкость гасящего конденсатора. Всем ярких и долговечных лампочек. Оставляйте отзывы и делитесь статьёй, так как в интернете много неправильных формул и калькуляторов дающих неверный результат. Здесь же всё проверено опытом и подтверждено временем и реальными измерениями.

Как сделать самому светодиодную лампу на 220В — схема изготовления

Светодиодные источники света обеспечивают экономию электричества в 1,5-2 раза в сравнении с лампочками дневного света и в 10 раз по сравнению с лампами накаливания. Чтобы сэкономить еще больше, изделия можно не приобретать в магазинах. Светодиодная лампа своими руками на 220 В собирается из расходников, которые можно найти в закромах мастера.

Выгоды применения самодельных светодиодных ламп

На прилавках магазинов представлено несколько типов устройств. Лампы накаливания с высоким индексом цветопередачи потребляют большое количество энергии. Энергосберегающие в основном выпускаются с цоколем Е27, люминесцентные выделяют при нагреве ядовитые пары. LED-устройства почти не нагреваются, отличаются стойкостью к механическим повреждениям, имеют мощность 10 Вт. При силе светового потока 800 Лм светодиодный прибор прослужит 50 тыс. часов.

Минус источников света на диодах – высокая стоимость. Этот недостаток можно сделать преимуществом, если изготовить светодиодную лампу качественно своими руками. Ее будут отличать:

  • длительный ресурс работы – около 10 тыс. часов;
  • высокая эффективность ватт/люмен по сравнению с аналогами;
  • ценовой диапазон расходников, аналогичный люминесцентным приборам.

Преимущества самодельного устройства достигаются при условии правильной сборки.

Конструктивные отличия заводских LED-ламп

Изделия с заводской сборкой представляют поликристаллические светодиоды без многочисленных контактов. Лампочки имеют несколько отличий.

Разновидности светодиодов

Светодиод является полупроводниковым многослойным кристаллом с переходом электронно-дырочного типа. Световое излучение получается при пропускании тока, но перегоревший элемент ремонту не подлежит. Производители применяют такие светодиоды:

  • DIP – в виде кристалла с двумя проводниками и линзы. Используются для гирлянд и табло с подсветкой.
  • Пиранья – кристалл с линзой и четырьмя выводами для проводников. Отличается яркостью, подходит для фар машин.
  • SMD – сверхъяркий тип небольшого размера, который устанавливается на поверхность.
  • СОВ – с неокисляемыми и ненагреваемыми контактами, отличной интенсивностью свечения. Впаивается в специальную плату.

Перед самостоятельной сборкой определитесь с источником питания.

Типы драйверов

Драйвер обеспечивает питание лампочки от электросети посредством трансформации переменного напряжения в рабочее. Самый простой элемент сконструирован из резисторов, диодного моста и конденсатора на входе.

Для светодиодных устройств применяются несколько типов драйверов:

  • линейные – рассчитаны на малые рабочие токи (до 100 мА) или для источников питания с напряжением, аналогичным падению напряжения диода;
  • импульсные понижающие – запитывает мощные светодиоды, но дроссель может создавать помехи электромагнитного характера;
  • импульсные повышающие – применяется для моделей с рабочим напряжением большим, чем у источника питания.

В LED-приборы 220 В встраиваются электронные драйверы.

Виды цоколей современных ламп

Цоколь представляет собой резьбу, необходимую для присоединения лампочки к патрону, подачи электропитания и защиты вакуумной колбы. На изделии уже стоит заводская маркировка цоколя.

Первая литера обозначает тип цоколя, указанный в таблице:

Буква Расшифровка
В штифтовый
Е резьбовой
F 1 штырь
G 2 штыря
H под ксенон
K контакт кабельного типа
R утопленный контакт
P фокусировка
S софит
T для телефонии
W вводные контакты в стекле колбы

Вторая литера указывает на тип источника света: U – энергосберегающий, A – для машины, V – с кончиком конической формы.

Цифры после букв обозначают диаметр в миллиметрах.

Под напряжение 220 В подходит цоколь Е27.

Материалы для самостоятельной сборки

Делать самостоятельно источник света на диодах можно при помощи таких материалов:

  • цоколя от сгоревшей люминесцентной лампочки;
  • LED-элементов с силой тока 100-120 мА и напряжением 3-3,3 В – понадобится лента или отдельные светодиоды НК-6;
  • диодного моста или диодов-выпрямителей с маркировкой 1N4007;
  • предохранителя из цоколя сгоревшего источника света;
  • конденсатора – параметры зависят от схемы сборки и числа светодиодов;
  • пластикового каркаса для крепления светодиодов;
  • суперклея или жидких гвоздей;
  • электролитов и драйверов.

Составляйте список материалов заранее.

LED-лампа Е27 из энергосберегайки и готового драйвера

Чтобы сделать светодиодную лампочку, понадобятся неисправное КЛЛ изделие, светодиоды НК-6, паяльник, пассатижи, припой и картонная основа. Работа осуществляется пошагово:

  1. Из старой лампочки мощностью 20 Вт извлекается цоколь. Понадобится поддеть защелки или высверлить участки с точеным кернением.
  2. Пустой цоколь очищается от излишков припоя, обрабатывается спиртом или косметической жидкостью для снятия лака.
  3. Находится 6 отверстий на крышке цоколя. На кусочке картона делает разметка круглых ниш, которая потом вырезается при помощи маникюрных ножниц.
  4. Разбирается лента диодов из параллельно соединенных 6 кристаллов.
  5. Кристаллы соединяются по 3 параллельно.
  6. Две готовые цепочки с параллельными светодиодами крепятся последовательно.
  7. На готовый драйвер из сломанной LED-лампочки подключается 6 элементов мощностью 1 Вт.
  8. Из картона вырезается круг, укладывается между драйвером и платой. Драйвер устанавливается в цоколь.
  9. Лампочка полностью собирается и проверяется на предмет работоспособности.

В результате получится белый яркий аналог лампочки накаливания на 30 Вт. Яркость изделия будет 150-200 Лм, а мощность – 3 Вт.

Для корректировки участка освещения можно подогнуть выводы светодиодных элементов.

Светодиодная лампочка на основе самодельного драйвера

Самодельный драйвер получится только в том случае, если мастер умеет работать с паяльником, читать простые электросхемы и применять химические реактивы. Лампа из светодиодов своими руками изготавливается поэтапно.

Процесс подготовки

Состоит из таких шагов:

  1. Подготовка материалов. Понадобятся фольгированный медью стеклотекстолит, LED-элементы, конденсаторы, резистор, маленькая дрель, канифоль и припой, паяльник и пассатижи, лак для покрытия ногтей или канцелярский карандаш-корректор.
  2. Подготовка реактивов. Травление платы производится при помощи поваренной соли, медного купороса или раствора хлорида железа.

Берите стеклотекстолит толщиной от 0,5 до 3 мм.

Схема изготовления драйвера

Чтобы делать драйвер, стоит добавить к списку основных материалов резистор R3, стабилитроны VD2 и VD3, конденсаторы С1 и С2. Такого количества элементов хватит для лампы из 20 элементов. Схема устройства работает по принципу прохождения переменных токов на диоды через первый конденсатор. Второй помогает исключить мерцание и обеспечить ровность светового потока.

Напряжение сети будет проходить через резистор и конденсатор токоограничения, которые сглаживают колебания напряжения. Второй резистор понадобится для подачи напряжения на диодный блок и получения свечения. Пульсацию сглаживает конденсатор.

Для монтажа драйверных элементов используйте печатную плату.

Последовательность сборки схемы

Самодельная схема изготавливается следующим образом:

  1. В программе Sprint Layout или DipTrace генерируется рисунок под травление платы.
  2. Из стеклотекстолитовой пластины вырезается круг под плату 3 см в диаметре.
  3. Переносится набросок схемы специальным маркером, лаком для ногтей или распечатывается на бумаге.
  4. Готовится смесь для травления из 1 ст. л. медного купороса и 2 ст. л. соли, разведенных в кипятке.
  5. Плата опускается в раствор на 30 мин. Вследствие реакции удаляется вся медь, кроме покрытых рисунком элементов.
  6. При помощи жидкости для снятия лака удаляется покрытие с материала.
  7. Края и точки крепления контактов залуживаются припоем.
  8. Проделываются дрелью отверстия, куда будут выходить светодиоды.
  9. Элементы пропаиваются на плате, которая потом помещается в корпус.

Результатом работы будет лампочка с эквивалентом лампе накаливания на 100 Вт.

Материалы для изготовления корпуса

Чтобы сделать корпус для светодиодного светильника с питанием от сети 220 В, можно использовать несколько подручных средств.

Цоколь от лампочки накаливания

С изделия понадобится снять стеклянную колбу, а потом извлечь спираль. Во внутреннюю часть размещается схема. Элементы крепятся на верх платы. Минусом основания будет некачественная изоляция.

Корпус от энергосберегайки

Неисправную лампочку требуется разобрать и достать плату преобразователя. Светодиоды располагаются в отверстиях крышки под стеклянную колбу, если у источника 3 дугообразных элемента. Схема помещается внутрь, а диоды фиксируются в готовых отверстиях.

Требования к безопасности работ

Опытные электрики отмечают:

  1. Нельзя начинать сборку без базовых электротехнических познаний. Неправильная последовательность изготовления может стать причиной взрыва изделия или короткого замыкания сети.
  2. К стандартной электросети не подключаются устройства с напряжением от 12 В.
  3. При отсутствии изоляции конструкции возможно поражение током, если касаться к ней руками.
  4. Готовая лампочка не работает без качественной спайки узлов.

Самостоятельная сборка светодиодного источника света при наличии знаний и умений будет несложной. Если имеются сомнения, вы не разбираетесь в схемах, лучше приобрести готовый светодиодный прибор.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: