Как сделать диодную лампу своими руками

Светодиодная лампа своими руками, преимущества и недостатки, схема, инструкция

Казалось бы, зачем делать светодиодную лампу из подручных материалов своими руками, если огромное количество и в большом разнообразии лэд-светильников сегодня можно купить в магазинах – стоимость, энергоэффективность и долговечность у самодельных светоисточников при правильном подходе могут быть намного лучше, чем у покупных аналогов. Рассмотрим принцип работы, плюсы и минусы, виды схем и поэтапный процесс сборки такого прибора.

Принцип работы led-устройства

В основе работы любого led-элемента лежит небольшой полупроводниковый плоский кристалл. При прохождении через него электрического тока образуется однонаправленное перемещение электронов, в результате которого образует столкновение частиц на границе p-n-перехода. При поддержании стабильности этого процесса посредством подачи постоянного напряжения генерируется поток световых частиц – фотонов. Собранная своими руками на базе такого лэд-кристалла или заводская светодиодная лампа излучает свет.

Обратите внимание! Существуют 4 основных типа светодиодных матриц – DIP с двумя проводниками (используется в гирляндной продукции), «Пиранья» с четырьмя выводами (применяется в авто-светильниках), SMD (наиболее распространенный вариант в бытовых лампах) с верхним компактным расположением кристалла и СОВ с размещением светодиода непосредственно в плате.

Преимущество и недостатки самодельной лампы

Самый большой недостаток промышленных светодиодных ламп – чрезмерно высокая цена. Поэтому есть смысл в изготовлении ее своими руками. Так у самодельных версий есть следующий ряд преимуществ:

  1. При соблюдении правил сборки и качественных материалах срок службы прибора может превышать далеко за 100 тыс. часов непрерывного свечения.
  2. Энергоэффективность (соотношение затраченной мощности и произведенной светимости – Вт/Лм) существенно выше чем у аналогов.
  3. В расчете на суммарную стоимость всех применяемых компонентов самодельная лампа окупается гораздо быстрее своих покупных версий.

Главным минусом самостоятельно собранных лэд-лампочек является отсутствие на нее гарантии. Однако при использовании исключительно качественных комплектующих и правильной сборке он легко нивелируется.

Основная проблема тех, кто своими руками хочет собрать светодиодную лампу, это трансформация электрического тока для ее питания из переменного в пульсирующий и постоянный и перевод напряжения на 12 вольт. Кроме того, придется решать такие практические задачи – как в пространстве распределить диоды и компоненты, выполнить качественную изоляцию и обеспечить хороший отвод тепла.

Схемы светодиодных ламп

Существует два основных варианта схем для светодиодных ламп, которые можно изготовить своими руками:

  1. На диодном мосте.
  2. С резисторным сопротивлением.

Рассмотрим их подробно, а также как изготовить светодиодный элемент на их основе.

Вариант с диодным мостом

Данная схема включает четыре разнонаправленно подключаемых диодных элемента. Подобный мост преобразует обычный ток сети на 220 В синусоидального характера в необходимый для самодельной лэд-лампочки – пульсирующий. Принцип его работы достаточно прост: каждая полуволна пропускается через два диода-модуля, и потому они переменяются, теряя свою полярность. Подключение выглядит следующим образом:

  1. Перед самим мостом (со стороны подсоединения бытовой сети) на «+» подводится конденсатор, например, С10,47х250 В.
  2. Перед контактом «-» устанавливается блок сопротивления на 100 Ом.
  3. С тыла моста параллельно монтируется еще один с аналогичными параметрами конденсатор. Его назначение – сглаживание перепада напряжения сети.

Изготовление светодиодного элемента

Проще всего сделать самому лэд-светильник, взяв за основу плату от уже отработанного аналогичного прибора. Однако прежде чем начать сборку, нужно удостовериться в том, что все компоненты сохраняют работоспособность. Для этой цели можно применить блок питания от компьютера, телефонной подзарядки или любой АКБ. Главное, чтобы их выходное напряжение не превышало значения в 12 вольт.

Важно! Если нужно собрать на старой лед-матрице от ранее использованной лампы, то вышедшие из строя светодиодные элементы можно просто распаять своими руками, а на их место поставить новые. При этом основное внимание должно уделяться правильному расположению анодов и катодов, их плотному соединению. Ни в коем случае нельзя допускать случайного соединения соседних электродов – это может привести к замыканию и перегоранию схемы.

Как вариант, цепочка на светодиодах может собираться полностью с нуля. В этом случае алгоритм действий своими руками выглядит следующим образом:

  1. Десять светодиодных элементов последовательно спаиваются по принципу – анод одного к катоду соседнего.
  2. В итоге девять соединений и пара свободных проводников по краям цепочки.
  3. Далее концы припаиваются к проводникам.

Приборы с резисторным сопротивлением

Собрать своими руками схему также можно на двух резисторах 12 k. Для этого потребуется спаять последовательно состоящие из одинакового количества светодиодных кристаллов две цепочки. При этом если одна из них присоединяется к первому модулю катодом, то другая ко второму – анодом.

Ввиду того, что инициация лэд-элементов происходит в схеме последовательно, эффект пульсации сглаживает и свет от нее идет мягкий, полезный и не раздражающий зрение. Поэтому ее можно рекомендовать для замены стандартной настольной лампы.

Чтобы получить светильник большой яркости можно подобным образом своими руками соединить до 40 led-кристаллов. Большее количество светодиодных элементов требует особых навыков и опыта в сборке электросхем.

Собираем простую лампочку из светодиодов

Прежде чем решиться на сборку светодиодной лампы своими руками, нужно тщательно продумать, где и как будет крепиться и помещаться такая схема. Рассмотрим, какие основные материалы для этого понадобятся, какие варианты корпусов для них можно применить и как выглядит пошагово процесс сборки самодельного светильника.

Материалы для изготовления

Для изготовления светодиодной лампы с заданными характеристиками своими руками потребуются следующие материалы:

  1. Светодиоды. Это могут быть как отдельные элементы, например, НК6 с силой тока 100 мА и падением напряжения в 3 В, так и готовые лед-полоски.
  2. Диоды-выпрямители или мосты, например, 1N4007.
  3. Предохранитель (можно извлечь из цоколя отработанной лампы).
  4. Конденсатор, емкостью и величиной напряжения равными лэд-кристаллам в собранной цепочке.
  5. Основа для крепления светодиодов. Это может быть пластиковая или картонная конструкция с хорошими электроизолирующими и пожаробезопасными свойствами.
  6. Клеящее средство для монтажа диодов к каркасу.

Важно! Нередко для работоспособности лампы, собранной своими руками из схемы светодиодных элементов, требуется драйвер. Это может быть устройство как самодельного, так и заводского изготовления, типа bp 2832а.

Корпуса для светодиодных приборов

Для максимальной просты и быстроты сборки светодиодной схемы можно использовать следующие варианты корпуса:

  1. Цоколь лампы накаливания.
  2. Корпус люминесцентного светильника.
  3. Галогеновая лампочка.
  4. Специально изготовленный каркас.

Использование первого метода предполагает извлечение колбы и спирали, а затем размещение внутри схемы, а снаружи на плате диодных элементов. Собранную конструкцию можно закрутить в любой патрон, однако эстетичность такого светильника будет не на высоте. Поэтому подходит больше для закрытых плафонов.

Второй способ более удобен и практичен. При этом сначала колбу нужно демонтировать, а плату из цоколя извлечь. Далее возможны следующие варианты сборки:

  1. Лед-кристаллы вставляются в заранее просверленные отверстия в крышке, размещаемой под колбой, а компоненты устанавливаются в цоколь.
  2. Плата со светодиодами помещается внутри цоколя, при этом лэд-элементы крепятся в крышке из-под пластиковой бутылки или подходящего размера кружка из пластика.

Оба варианта имеют эстетичный вид и вполне позволяют использовать такую светодиодную лампу в открытой люстре. Применение галогенок для этой цели весьма ограниченно – ввиду невозможности потом вкрутить их в стандартный патрон. Такой метод применим для изготовления своими руками индикаторов и специальных приборов.

Пошаговая инструкция

Рассмотрим, как изготовить своими руками простейшую светодиодную лампу на базе люминесцентного цоколя типа Е27. Для начала необходимо подготовить следующие материалы:

  1. Цоколь модификации Е27 от перегоревшей старой энергосберегающей лампы.
  2. RLD2-1-драйвер.
  3. НК6-диоды.
  4. Фрагмент плотного картона, лучше пластика.
  5. Моментальный клей.
  6. Провода.
  7. Ножницы, паяльная станция, плоская отвертка, плоскогубцы и прочие сопутствующие инструменты.

Сама инструкция по сборке своими руками элементарной светодиодной лампы выглядит так:

  • Разбирается старая люминесцентная лампа. Для этого на цоколе находятся углубления с защелками. Их нужно просто поддеть отверткой, и трубка с платой отсоединится.
  • Далее нужно демонтировать светоизлучающие трубки и извлечь круглую пластинку с шестью отверстиями.
  • К пластике закрепляется аналогичного диаметра картонное или пластиковое основание – для надежного крепления светодиодов.
  • В основании прокалываются по два отверстия под каждый из шести монтируемых диодов. Если используется картон, то последние нужно приклеить, а если пластик – просто прижать лед-элементы за счет электродов.
  • К каждой паре из 3 светодиодов по 0,5 Вт подсоединяется параллельно по одному драйверу RLD2-1 в соответствии со следующей схемой.

  • Припаять входные контакты драйверов к клеммам цоколя и установить их внутрь.
  • При этом между ними и платой обязательно положить еще одну картонную или пластиковую прокладку для электроизоляции.
  • Вставить основание с диодами в цоколь.
  • Подключить к сети и проверить работоспособность светодиодной лампы.

Собранный своими руками по такой схеме лед-светильник будет потреблять всего 3 ватта и выдавать светимость порядка 120 Лм. Ее можно закрутить в любой подходящий по параметрам электропатрон.

Рекомендация! При вскрытии люминесцентной лампы нужно быть крайне осторожным, чтобы не повредить трубки, так как в них содержатся ядовитые вещества! Выкидывать в места утилизации бытового мусора содержимое прибора также не рекомендуется.

Основные выводы

Наличие в широком доступе радиотоваров и бытовой осветительной техники позволяет любому желающему своими руками изготовить светодиодную лампу. По сравнению с магазинскими аналогами она будет иметь следующие плюсы:

  1. Долговечность свыше 100 тыс. часов.
  2. Высокая энергоэффективность.
  3. Низкая себестоимость.

Таким образом можно сделать светодиодную лампу вечной – по факту при правильной эксплуатации она проработает и 50 и более лет. При этом существует два варианта сборки ее схемы – на диодном мосте и с резисторным сопротивлением. Второй метод позволяет сделать более мощные и сложные по конструкции светильники.

Для изготовления своими руками лампы на базе светодиодных элементов потребуется старый цоколь от люминесцентного прибора освещения, диоды, конденсаторы, предохранитель, провода, материал для крепления, а также паяльник, ножницы, отвертка, плоскогубцы и другие простейшие бытовые инструменты.

Если вы знаете другие способы изготовления своими руками светодиодной лампы, обязательно поделитесь информацией с нашими читателями в комментариях.

Способы самостоятельного изготовления светодиодной лампы

Популярность использования светодиодного освещения обусловлена экономией электроэнергии, яркостью, стильным дизайном и долгим сроком эксплуатации. В продаже имеются светодиодные приборы различных модификаций, но цена их достаточно высокая, поэтому можно сделать светодиодную лампу своими руками.

Для самостоятельной сборки потребуются элементарные знания в области электротехники, навыки работы с паяльником и огромное желание. Собрать простейшую модель может и начинающий радиолюбитель.

Преимущества самодельной лампы

  1. Экономия. В качестве ее составных частей могут применяться бывшие в употреблении детали от неисправных аналогов. При их наличии приобрести нужно только светодиоды.
  2. Возможность ремонтировать прибор в дальнейшем. Зная его устройство, при поломке можно легко заменить вышедшие из строя детали.
  3. Процесс сборки — увлекательное занятие, отличная возможность отвлечься от повседневной суеты.

к содержанию ↑

Устройство светодиодной лампы

Перед началом работы необходимо знать, что собой представляет эта лампа и что должно получиться в результате самостоятельного изготовления.

  1. Корпус (рассеиватель света).
  2. Плата со светодиодами.
  3. Источник питания (драйвер), служит для преобразования в постоянный (12 В) переменного тока напряжением 220 В. Стандартный прибор оснащен конденсаторами, приспособленными для длительной работы при высоких температурах, в нем предусмотрена автоматическая защита от короткого замыкания. Рабочий режим устройства — при напряжении от 85 до 265 В.
  4. Цоколь.

Лампа из ленты со светодиодами

  • 2 перегоревших люминесцентных светильника длиной 50 см;
  • LED-лента с излучателями света НК6 с силой тока около 100-120 мА, напряжением 3-3,3 В;
  • выпрямительные диоды 1N4007;
  • предохранитель (можно взять из неисправного светильника);
  • конденсатор;
  • каркас из пластика для крепления ленты;
  • суперклей или жидкие гвозди.

Инструкция по сборке:

  1. Не повредив провода, демонтировать светильники. Нужна предельная аккуратность: если люминесцентная лампа разобьется, содержащиеся в ней ядовитые вещества могут вызвать тяжелое отравление.
  2. ЛЕД-элементы в ленте подключены параллельно по 3 штуки. В данном случае эта схема не подходит. Надо разрезать ленту на куски с тремя диодами в каждом и извлечь преобразователи. Провода в ней спаять так, чтобы получилось 22 параллельно подключенные группы по три LED-элемента с напряжением в каждой из них 12 В.
  3. Для преобразования переменного тока в постоянный необходим выпрямитель постоянного тока. Для этого из люминесцентного осветителя нужно вытащить конденсатор.
  4. Закрепить диодную полоску на пластиковый каркас жидкими гвоздями (не стоит надеяться на самоклеящийся слой ленты), собрать конструкцию.

Получившиеся самодельные светодиодные лампы можно использовать для направленного освещения рабочего места, в подсобных помещениях, в коридоре. Поток света от них в 1,5 раза ярче, чем у люминесцентных аналогов, но потребление электроэнергии значительно меньше.

Простейшая в сборке лампочка из светодиодов

  • неисправная энергосберегающая лампочка;
  • светодиоды HK6;
  • картон;
  • инструменты: пассатижи, паяльник.

Аккуратно отделить цокольную часть от корпуса-рассеивателя энергосберегайки. Обычно она собирается при помощи специальных защелок, которые надо найти и осторожно зацепить. Если цоколь прикреплен с помощью точечных углублений на нем, необходимо аккуратно просверлить их или срезать ножовкой.

  1. Цоколь почистить и обезжирить спиртом/ацетоном. В местах спайки тщательно удалить излишки припоя.
  2. На цокольной крышке располагается шесть отверстий, использовавшихся для крепления газоотводных трубок. Они будут местом установки ЛЕД-элементов, для фиксации которых понадобится еще кусок картона соответствующего диаметра с вырезанными в нем отверстиями.
  3. Светодиоды HK6 состоят из шести параллельно соединенных кристаллов. Мощность их небольшая, но поток света достаточно яркий. Вставив светоизлучатели в ячейку-основание, соединить их в две ветки по три штуки по параллельной схеме. Далее обе цепи последовательно должны присоединяться к выходящим проводам драйвера.
  4. Поместить в цоколь драйвер. Между ним и диодной платой установить еще один круг из картона (чтобы не произошло короткое замыкание между диодными контактами и элементами драйвера).

Входящие провода драйвера распределить следующим образом: один выводится наружу через центр цоколя и припаивается, другой будет фиксироваться на цокольной резьбе при сборке. Закрепить драйвер с помощью термоклея.

  1. Присоединить контакты диодов ко второй паре проводов драйвера. Все соединения припаять.
  2. Установив пластинку, приклеить термоклеем, собрать цоколь.
  3. Выведенный наружу провод припаять к резьбе.
  4. В качестве рассеивателя можно приспособить нижнюю часть пластиковой бутылки подходящего размера.

Этот самый простой способ изготовления обходится практически даром, за исключением покупки шести светоизлучателей.

Модернизация галогенной лампочки

  1. LED-элементы. Количество на ваше усмотрение, но желательно не более 22 штук, так как с большим количеством работать трудно.
  2. Перегоревшая галогенная лампочка.
  3. Суперклей.
  4. Медный провод.
  5. Резисторы.
  6. Кусок алюминиевого листа, подойдет обычная пивная банка.
  7. Инструменты: молоток, паяльник, дырокол.
  1. Удалить верхнюю колбу галогенки. Отверткой убрать замазку вокруг штырькового цоколя.
  2. Точными ударами молотка выбить штырьки из гнезд, чтобы выпала старая лампочка.
  3. Исходя из числа диодов, сделать план их расположения и распечатать.
  4. Бумажный трафарет закрепить на алюминиевом листе и дыроколом выбить на нем отверстия.
  5. Скачать в интернете схему подключения диодов в зависимости от их количества.
  6. Установив алюминиевый круг на подставку, вдеть в отверстия светоизлучатели. Для облегчения процесса пайки можно сразу подгибать катодные ножки диодов к анодным других согласно схеме.
  7. Закрепить излучатели света в их посадочных местах суперклеем, избегая его попадания на ножки светодиодов.

  1. После высыхания клея спаять ножки по схеме. При этом по одной минусовой и плюсовой ножке оставить для подключения к питающей сети. Чтобы в дальнейшем не ошибиться в их полярности, можно минусовую немного обрезать.
  2. Спаять резисторы с минусовыми контактами. В итоге должно получиться по шесть плюсовых выводов и минусовых (с резисторами).
  3. Припаять резисторы по схеме.
  4. К оставленным для подключения к питанию двум контактам припаять по куску медного провода, которые станут штырьковым цоколем. Один из них, минусовой, также можно сделать чуть короче, чтобы не спутать полярность. Пространство между ними нужно проклеить, чтобы в дальнейшем не случилось короткое замыкание.
  5. Конструкцию установить на отражатель и приклеить.
  6. Маркером обозначить плюсовой и минусовой контакты. Желательно также отметить уровень напряжения: 12 В.
  7. Проверить работоспособность изделия, подключив его к автомобильному аккумулятору или блоку питания 220/12 В.

к содержанию ↑

Модель на основе энергосберегающей лампочки

  • неисправная энергосберегающая лампочка;
  • кусок стеклотекстолита;
  • резисторы;
  • конденсатор;
  • светодиоды;
  • вспомогательные материалы: соль поваренная, лак д/ногтей, медный купорос;
  • инструменты: паяльник, дрель.

Пошаговая инструкция

  1. Вырезать стеклотекстолитовую плату в форме круга d=3 см.
  2. Используя лак для ногтей, нанести чертеж схемы на плату.
  3. Растворить в теплой воде 1 ст. л. медного купороса и 2 ст. л. соли.
  4. После застывания лака положить плату в полученный раствор на одни сутки. В результате реакции исчезнет медное покрытие платы, за исключением чертежа, защищенного лаком.
  5. Ацетоном снять лак с платы и пролудить дорожки.
  6. Просверлить дрелью отверстия согласно чертежу.
  7. Спаять все элементы драйвера.
  8. Разобрать старую энергосберегайку, оставив лишь проводки, идущие от цоколя.
  9. Установить в цокольной части плату, спаять провода, закрепить плату клеем.
Читайте также:  Почему диодная лампа светится после выключения

к содержанию ↑

Лампочка из LED-ленты

При недостатке навыков работы с паяльником и создания схемы на плате, можно собрать изделие при помощи LED-ленты. Вместо драйвера возможна установка блока питания для преобразования тока из 220 в 12 В. Из-за крупных габаритов блока этот способ подходит лишь для освещения с точечными светильниками, которые будут подключены к одному блоку, спрятанному в потолке.

  • кусок трубы из пластика (будущий каркас самоделки);
  • LED-лента;
  • медная проволока;
  • инструмент: паяльник.

Инструкция по сборке

  1. Подготовить каркас.
  2. Обклеить трубу отрезками ленты. Следует знать, что резать ленту можно лишь в указанных производителем местах.
  3. Используя пайку, параллельно соединить диоды. К минусовой и плюсовой группам проводов пристыковать по куску медной проволоки, которые позже будут присоединены к блоку питания. При монтаже самодельной конструкции в цоколь старой энергосберегайки выводящие контакты ленты надо припаять к его проводкам.

к содержанию ↑

Советы по безопасности

  1. Несмотря на то, что самостоятельное изготовление LED-лампочки – достаточно простое занятие, не стоит даже пытаться ее собрать, не обладая необходимыми знаниями и навыками электротехнических работ. В противном случае самоделки могут вызвать короткое замыкание, способное навредить всей домашней сети. Для светодиодной техники характерно, что при неверной схеме подключения возможен также взрыв.
  2. В домашней сети используется переменный ток с напряжением 220 вольт. Об этом всегда надо помнить и не подключать к домашней сети светильники и другие приборы, рассчитанные на 12 вольт.
  3. Рекомендуется соединять контакты при помощи пайки. Если вместо этого применять клеящий состав, то надежность соединения будет низкой, изделие быстро выйдет из строя.

Представленные выше способы сборки не требуют значительных денежных затрат, кроме покупки светодиодов и небольшого количества расходных материалов. Основные используемые элементы — бывшие в употреблении детали от перегоревших приборов. Себестоимость самоделки в несколько раз ниже купленной в магазине. Получив навыки монтажа, вы можете изготовить светильники различной яркости по своему желанию.

Создание светодиодной лампы на 220 вольт своими руками: инструкция, схемы, видео

Можно ли своими руками от начала до конца сделать светодиодную лампу (LED), работающую от напряжения 220 вольт? Оказывается, можно. В этом увлекательном занятии вам помогут наши советы и инструкции.

Преимущества светодиодных ламп

Светодиодное освещение в доме — это не просто современно, но и стильно, и ярко. Консервативным любителям ламп накаливания остаются слабенькие «лампочки Ильича» – Федеральный закон «Об энергосбережении», принятый в 2009 году, с 1 января 2011 года запрещает производство, импорт и продажу ламп накаливания мощностью более 100 Вт. Продвинутые пользователи давно перешли на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Но светодиоды обходят всех своих предшественников:

  • энергопотребление светодиодной лампы меньше в 10 раз, чем у соответствующей лампы накаливания, и почти на 35% меньше, чем у КЛЛ;
  • сила света LED лампы больше соответственно на 8 и на 36%;
  • достижение полной мощности светового потока происходит мгновенно, в отличие от КЛЛ, которым для этого требуется около 2 минут;
  • себестоимость — при условии изготовления лампы самостоятельно — стремится к нулю;
  • светодиодные лампы экологичны, потому что не содержат ртути;
  • срок службы светодиодов измеряется десятками тысяч часов. Поэтому LED лампы практически вечны.

Сухие цифры подтверждают: за LED — будущее.

Конструкция современной заводской LED лампы

Светодиод здесь изначально собран из множества кристаллов. Поэтому для того, чтобы собрать такую лампу, не нужно припаивать многочисленные контакты, надо присоединить лишь одну пару.

Светодиодная лампа состоит из цоколя, драйвера, радиатора, самого светодиода и рассеивателя

Типы светодиодов

Светодиод — полупроводниковый многослойный кристалл с электронно-дырочным переходом. Пропуская через него постоянный ток, мы получаем световое излучение. От обычного диода светодиод отличается и тем, что при неправильном подключении он немедленно сгорает, так как имеет малое значение пробивного напряжения (несколько вольт). Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, ремонт невозможен.

Есть четыре основных типа светодиодов:

  • наиболее распространённый в световых украшениях и табло DIP (The Direct In-line Package — кристалл с линзой и двумя проводниками);
  • яркая автомобильная «Пиранья» (сходная конструкция, но выводов — четыре, что надёжнее в монтаже и лучше для отвода тепла);
  • Поверхностно монтируемый диод SMD (Surface Mount Devices — меньше габариты, лучше теплоотвод и больше вариантов применения);
  • СОВ (Chip-on-Board, впаянный в плату — контакт меньше окисляется и не перегревается, интенсивность свечения гораздо выше).

Светодиоды, изготовленные по технологии COB, представляют собой готовую сборку из нескольких бескорпусных элементов, соединённых в единый источник света

Самодельная и правильно собранная LED лампа будет служить многие годы, при этом её можно будет ремонтировать.

Перед тем как приступить к самостоятельной сборке, нужно выбрать способ электропитания для нашей будущей лампы. Вариантов много: от батарейки до сети переменного тока на 220 вольт — через трансформатор или напрямую.

Проще всего собрать LED на 12 вольт из перегоревшей «галогенки». Но она потребует довольно массивного внешнего блока питания. Лампа же с обычным цоколем, рассчитанная на напряжение 220 вольт, подходит к любому патрону в доме.

Поэтому в нашем руководстве мы не будем рассматривать создание 12-вольтового LED источника света, а покажем пару вариантов конструирования лампы на 220 вольт.

Поскольку мы не знаем уровня вашей электротехнической подготовки, то не можем дать гарантии, что у вас на выходе получится правильно работающий прибор. Кроме того, вы будете работать с опасным для жизни напряжением, и если что-то будет сделано неточно и неправильно, возможны повреждения и ущерб, за что мы не будем нести ответственность. Поэтому будьте осторожны и внимательны. И у вас всё получится.

Драйверы для светодиодных ламп

Яркость свечения светодиодов прямо зависит от силы тока, проходящего через них. Для устойчивой работы они нуждаются в источнике постоянного напряжения и стабилизированном токе, не превышающем предельно допустимую для них величину.

Резисторами — ограничителями тока — можно обойтись лишь для маломощных светодиодов. Можно упростить несложный расчёт количества и характеристик резисторов, найдя в сети калькулятор светодиодов, в котором не только выдаются данные, но и создаётся готовая электрическая схема конструкции.

Для питания лампы от сети необходимо использовать специальный драйвер, преобразующий входное переменное напряжение в рабочее для светодиодов. Простейшие драйверы состоят из минимального количества деталей: входного конденсатора, нескольких резисторов и диодного моста.

В схеме простейшего драйвера через ограничительный конденсатор напряжение питания подаётся на выпрямительный мост, а затем на лампу

Рассмотрим самые простые и чаще всего используемые драйверы для светодиодных ламп:

  • линейный драйвер совсем прост и применяется для малых (до 100 мА) рабочих токов или в случаях, когда напряжение источника равно падению напряжения на светодиоде;
  • импульсный понижающий драйвер более сложен. Он разрешает запитывать мощные светодиоды источником намного более высокого напряжения, чем необходимо для их работы. Недостатки: большой размер и электромагнитные помехи, генерируемые дросселем;
  • импульсный повышающий драйвер используется, когда рабочее напряжение светодиода больше, чем напряжение, получаемое от источника питания. Недостатки те же, что и у предыдущего драйвера.

В любую LED лампу на 220 вольт для обеспечения оптимального режима работы всегда встроен электронный драйвер.

Чаще всего несколько неисправных светодиодных ламп разбирают, удаляют перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера, а из целых монтируют одну новую конструкцию.

Но можно сделать светодиодную лампу и из обычной КЛЛ. Это вполне себе привлекательная идея. Мы уверены, что у многих рачительных хозяев в ящиках с деталями и запчастями сохраняются неисправные «энергосберегайки». Выкинуть жалко, применить некуда. Сейчас мы расскажем, как из энергосберегающей лампы (цоколь E27, 220 В) создать светодиодную лампу буквально за пару часов.

Неисправная КЛЛ всегда даёт нам качественный цоколь и корпус под светодиоды. Кроме того, из строя обычно выходит именно газоразрядная трубка, но не электронное устройство для её «поджига». Действующую электронику мы опять откладываем в загашник: её можно разобрать, а в умелых руках эти детали ещё послужат чему-нибудь хорошему.

Виды цоколей современных ламп

Цоколь — это резьбовая система для быстрого соединения и фиксации источника света и патрона, подачи питания источнику от электросети и обеспечения герметичности вакуумной колбы. Маркировка цоколей расшифровывается следующим образом:

  1. Первая буква маркировки обозначает тип цоколя:
    • B — со штифтом;
    • Е — с резьбой (разработан ещё в 1909 году Эдисоном);
    • F — с одним штырём;
    • G — с двумя штырями;
    • H — для ксенона;
    • K и R — соответственно с кабельным и утопленным контактом;
    • P — фокусирующий цоколь (для прожекторов и фонарей);
    • S — софитный;
    • T — телефонный;
    • W — с контактными вводами в стекле колбы.
  2. Вторая буква U, A или V показывает, в каких лампах применяется цоколь: в энергосберегающих, автомобильных или с коническим концом.
  3. Следующие за буквами цифры обозначают диаметр цоколя в миллиметрах.

Самым распространённым цоколем с советских времён считается E27 — резьбовой цоколь диаметром 27 мм на напряжение 220 В.

Создание светодиодной лампы E27 из энергосберегающей с применением готового драйвера

Для самостоятельного изготовления светодиодной лампы нам понадобятся:

  1. Вышедшая из строя лампа КЛЛ.
  2. Светодиоды HK6.
  3. Пассатижи.
  4. Паяльник.
  5. Припой.
  6. Картон.
  7. Голова на плечах.
  8. Умелые руки.
  9. Аккуратность и внимательность.

«Космос» является одной из самых популярных марок современных энергосберегающих ламп, поэтому у многих рачительных хозяев обязательно найдётся несколько её неисправных экземпляров

Пошаговая инструкция изготовления светодиодной лампы

  1. Находим неисправную энергосберегающую лампу, которая давно лежит у нас «на всякий случай». Наша лампа имеет мощность 20 Вт. Пока главный интересующий нас компонент — цоколь.
  2. Аккуратно разбираем старую лампу и удаляем из неё все, кроме цоколя и идущих от него проводов, с которыми мы потом соединим пайкой готовый драйвер. Лампа собрана с помощью выступающих над корпусом защёлок. Нужно разглядеть их и чем-нибудь поддеть. Иногда цоколь крепится к корпусу сложнее — кернением точечных углублений по окружности. Тут придётся высверлить точки кернения или аккуратно пропилить их ножовкой. Один питающий провод припаян к центральному контакту цоколя, второй — к резьбе. Оба они очень короткие. Трубки при этих манипуляциях могут лопнуть, поэтому надо действовать осторожно.
  3. Очищаем цоколь и обезжириваем его ацетоном или спиртом. Повышенное внимание стоит уделить отверстию, которое тоже тщательно очищаем от лишнего припоя. Это нужно для дальнейшей пайки в цоколе.

Пусковая плата для газоразрядной трубки, встроенная в люминесцентную лампу, для создания светодиодного устройства нам не подойдёт

С обратной стороны цоколь имеет шесть круглых отверстий, в которые мы будем устанавливать светодиоды

Каждый светодиод светит довольно ярко сам по себе, поэтому шесть штук в составе лампы обеспечат хорошую силу света

Две цепочки из трёх параллельно включённых светодиодов каждая соединяются последовательно

Шесть вставленных в гнёзда светодиодов образуют мощный и равномерный источник света

Драйвер подключается к светодиодам по параллельной схеме

Положительное отличие китайских цоколей от российских: паяются они гораздо лучше

Собрав лампу, необходимо подключить её к источнику напряжения и убедиться, что она горит

Мы создали источник с силой света примерно 150—200 лм и мощностью около 3 Вт, аналогичный 30-ваттной лампе накаливания. Но из-за того, что наша лампа имеет белый цвет свечения, она визуально выглядит ярче. Освещаемый ею участок комнаты можно увеличить, подогнув светодиодные выводы. К тому же мы получили замечательный бонус: трехваттную лампу можно даже не выключать — счётчик её практически не «видит».

Создание светодиодной лампы с применением самодельного драйвера

Гораздо интереснее не применять готовый драйвер, а сделать его самостоятельно. Конечно, если вы хорошо владеете паяльником и имеете базовые навыки чтения электрических схем.

Мы рассмотрим травление платы после рисования на ней схемы вручную. И, конечно, всем будет интересно возиться с химическими реакциями, применяя доступные химикалии. Как в детстве.

  1. Кусок фольгированного медью с двух сторон стеклотекстолита.
  2. Элементы нашей будущей лампы согласно сгенерированной схеме: резисторы, конденсатор, светодиоды.
  3. Дрель или мини-дрель для сверления стеклотекстолита.
  4. Пассатижи.
  5. Паяльник.
  6. Припой и канифоль.
  7. Лак для ногтей или канцелярский корректирующий карандаш.
  8. Поваренная соль, медный купорос или раствор хлорида железа.
  9. Голова на плечах.
  10. Умелые руки.
  11. Аккуратность и внимательность.

Текстолит используется в случаях, когда нужны электроизоляционные свойства. Это многослойный пластик, слои которого состоят из ткани (в зависимости от вида волокон тканевого слоя бывают базальттекстолиты, углеродотекстолиты и прочие) и связующего вещества (полиэфирная смола, бакелит и прочее):

  • стеклотекстолит — это стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой. Он отличается высоким удельным сопротивлением и термостойкостью — от 140 до 1800 o C;
  • фольгированный стеклотекстолит — это материал, покрытый слоем гальванической медной фольги толщиной 35—50 мкм. Он используется для изготовления печатных плат. Толщина композита — от 0,5 до 3 мм, площадь листа — до 1 м 2 .

Для изготовления печатных плат используется фольгированный стеклотекстолит

Схема драйвера для светодиодной лампы

Драйвер для LED лампы вполне можно сделать самостоятельно, например, опираясь на простейшую схему, которую мы рассмотрели в начале статьи. Туда необходимо лишь добавить несколько деталей:

  1. Резистор R3, чтобы разряжать конденсатор при отключении питания.
  2. Пару стабилитронов VD2 и VD3 для шунтирования конденсатора, если сгорит или оборвётся светодиодная цепь.

Если мы правильно подберём напряжение стабилизации, то сможем ограничиться и одним стабилитроном. Если же мы заложим напряжение больше 220 В, а под него выберем конденсатор, то обойдёмся вообще без дополнительных деталей. Но драйвер получится по размеру больше, и плата может не уместиться в цоколе.

Эта схема позволяет изготовить драйвер для лампы из 20 светодиодов

Эту схему мы создали, чтобы сделать лампу из 20 светодиодов. Если их больше или меньше, нужно подобрать другую ёмкость конденсатора С1, чтобы через светодиоды по-прежнему проходил ток 20 мА.

Драйвер будет понижать напряжение сети и пытаться сгладить скачки напряжения. Через резистор и токоограничивающий конденсатор напряжение сети подаётся на мостовой выпрямитель на диодах. Через другой резистор подаётся постоянное напряжение на блок светодиодов, и они начинают светить. Пульсации этого выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором, а когда лампа от сети отключается, то первый конденсатор разряжается ещё одним резистором.

Будет удобнее, если конструкция драйвера смонтирована с помощью печатной платы, а не представляет собой некий ком в воздухе из проводов и деталей. Плату вполне можно сделать самому.

Пошаговая инструкция по изготовлению светодиодной лампы с самодельным драйвером

  1. Генерируем с помощью компьютерной программы собственный рисунок для травления платы согласно задуманной конструкции драйвера. Очень удобна и популярна среди радиолюбителей бесплатная компьютерная программа Sprint Layout, позволяющая самостоятельно проектировать печатные платы невысокой сложности и получать изображение их разводки. Есть ещё одна прекрасная отечественная программа — DipTrace, рисующая не только платы, но и принципиальные схемы.

Бесплатная компьютерная программа Sprint Layout генерирует подробную схему травления платы для драйвера

Места контактов пропаиваются слоем припоя, смешанного с канифолью, чтобы защитить медные дорожки от окисления

После всех проведённых операций должна получиться светодиодная лампа, эквивалентная 100-ваттной лампе накаливания

Замечания по безопасности

  1. Хотя самостоятельная сборка светодиодной лампы — не очень сложный процесс, к нему не стоит даже приступать, если вы не обладаете хотя бы начальными электротехническими знаниями. Иначе собранная вами лампа при внутреннем коротком замыкании может навредить всей электрической сети вашего дома, включая дорогие электроприборы. Специфика светодиодной техники в том, что если некоторые элементы её схемы подключить неправильно, то возможен даже взрыв. Так что надо быть предельно аккуратным.
  2. Обычно светильники используются при напряжении 220 В переменного тока. Но конструкции, рассчитанные на напряжение в 12 В, подключать к обычной сети ни в коем случае нельзя, и вы должны об этом всегда помнить.
  3. В процессе изготовления самодельной светодиодной лампы компоненты светильника часто не могут быть сразу полностью изолированы от питающей сети 220 В. Поэтому вас может серьёзно ударить током. Даже если конструкция подключена к сети через блок питания, то вполне возможно, что она имеет простую схему без трансформатора и гальванической развязки. Поэтому к конструкции нельзя прикасаться руками, пока конденсаторы не разрядятся.
  4. Если лампа не заработала, то в большинстве случаев виновата некачественная спайка деталей. Вы были невнимательны или поспешно действовали паяльником. Но не отчаивайтесь. Пробуйте дальше!

Видео: учимся паять

Странное дело: в наш век, когда в магазинах есть абсолютно всё, как правило, недорогое и весьма разнообразное, после двадцатилетней эйфории люди всё чаще возвращаются к тому, чтобы делать домашние вещи своими руками. Немыслимо расцвело рукоделие, занятия столярным и слесарным мастерством. И в этот ряд уверенно возвращается простая прикладная электротехника.

Как сделать простую светодиодную лампу своими руками

Светодиодная лампа на 220 вольт позволяет сэкономить в 1,5–2 раза больше электроэнергии, чем лампа дневного света, и в 10 раз больше, чем лампа накаливания. К тому же при сборке из перегоревшего светильника расходы на изготовление такой лампы будут значительно ниже. Светодиодная лампа своими руками собирается достаточно просто, хотя работать с высоким напряжением вы можете только при наличии у вас соответствующей квалификации.

Преимущества самодельной лампы

В магазине можно найти множество видов ламп. Каждый тип имеет свой недостаток и преимущество. Лампы накаливания постепенно сдают свои позиции из-за высокого потребления энергии, низкой светоотдачи, несмотря на высокий индекс цветопередачи. По сравнению с ними люминесцентные источники света — настоящее чудо. Энергосберегающие лампы — их более современная модернизация, позволившая применять преимущества люминесцентного света в самых распространенных светильниках, с цоколями Е27, лишенная неприятного мерцания старых представителей этого семейства.

Но и у ламп дневного света есть недостатки. Они быстро выходят из строя из-за частого включения-выключения, к тому же содержащиеся в трубках пары ядовиты, а сама конструкция требует специальной утилизации. По сравнению с ними лампа на светодиодах (LED) — вторая революция в области освещения. Они ещё более экономичны, не требуют особой утилизации и работают в 5–10 раза дольше.

У светодиодных ламп есть один, но существенный недостаток — они самые дорогие. Чтобы снизить этот минус до минимума или обернуть его в плюс, потребуется соорудить её из светодиодной ленты своими руками. При этом стоимость источника света становится ниже, чем у люминесцентных аналогов.

Самодельная светодиодная лампа обладает рядом преимуществ:

  • срок службы устройства при правильной сборке составляет рекордные 100 000 часов;
  • по эффективности ватт/люмен они также превосходят все аналоги;
  • стоимость самодельной лампы не выше, чем у люминесцентной.

Разумеется, есть один недостаток — отсутствие гарантий на изделие, который должен компенсироваться точным соблюдением инструкций и мастерством электрика.

Материалы для сборки

Способов создания лампы своими руками великое множество. Наиболее распространены методы с использованием старого цоколя от перегоревшей люминесцентной лампы. Такой ресурс найдется у каждого в доме, поэтому проблем с поиском не будет. Помимо этого понадобятся:

  1. Цоколь от перегоревшего изделия.
  2. Непосредственно ЛЕД. Они продаются в виде светодиодных лент или отдельных светодиодов НК6. Каждый элемент имеет силу тока примерно 100–120 мА и напряжение около 3–3,3 Вольта.
  3. Потребуется диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
  4. Нужен предохранитель, который можно найти в цоколе перегоревшей лампы.
  5. Конденсатор. Его емкость, напряжение и другие параметры выбираются в зависимости от электрической схемы для сборки и количества светодиодов в ней.
  6. В большинстве случаев потребуется каркас, на который будут крепиться светодиоды. Каркас можно сделать из пластика или подобного материала. Главное требование — не должен быть металлическим, токопроводящим и должен быть теплоустойчивым.
  7. Для надежного прикрепления светодиодов к каркасу потребуется суперклей или жидкие гвозди (последние предпочтительней).

Один–два элемента из вышеперечисленного списка могут не пригодиться при некоторых схемах, в других случаях могут, наоборот, добавляться новые звенья цепи (драйвера, электролиты). Поэтому список необходимых материалов нужно составлять в каждом конкретном случае индивидуально.

Собираем лампу из светодиодной ленты

Разберем пошагово создание источника света на 220 В из светодиодной ленты. Чтобы решиться использовать новшество на кухне, достаточно вспомнить, что собранные своими руками светодиодные лампы существенно выгодней люминесцентных аналогов. Они живут в 10 раз дольше, а потребляют в 2–3 раза меньше энергии при одинаковом уровне освещения.

  1. Для конструирования понадобятся две перегоревшие люминесцентные лампы длиной полметра и мощностью 13 ватт. Покупать новые смысла нет, лучше найти старые и неработающие, но не сломанные и без трещин.
  2. Далее идем в магазин и покупаем светодиодную ленту. Выбор большой, поэтому к приобретению подойдите ответственно. Желательно покупать ленты с чистым белым или естественным светом, он не изменяет оттенки окружающих предметов. В таких лентах светодиоды собраны в группы по 3 штуки. Напряжение одной группы 12 вольт, а мощность 14 ватт на метровую ленту.
  3. Затем нужно разобрать люминесцентные лампы на составные части. Осторожно! Не повредите провода, а также не разбейте трубку, иначе ядовитые пары вырвутся наружу и придется проводить уборку, как после разбитого ртутного градусника. Извлеченные внутренности не выбрасывайте, они пригодятся в дальнейшем. Ниже представлена схема светодиодной ленты, которую мы купили. В ней ЛЕД подключены параллельно по 3 штуки в группе. Обратите внимание, что такая схема нам не подходит.
  4. Поэтому нужно разрезать ленту на участки по 3 диода в каждом и достать дорогие и бесполезные преобразователи. Разрезать ленту удобней кусачками или большими и крепкими ножницами. После спаивания проволочек должна получиться схема, приведенная ниже. В итоге должно получиться 66 светодиодов или 22 группы по 3 ЛЕД в каждой, подключенные параллельно по всей длине. Расчеты просты. Так как нам понадобится преобразовать переменный ток в постоянный, то стандартное напряжение 220 Вольт в электрической сети нужно увеличить до 250. Необходимость «накинуть» напряжение связана с процессом выпрямления.
  5. Для выяснения количества секций светодиодов нужно разделить 250 Вольт на 12 Вольт (напряжение для одной группы по 3 штуки). В итоге получим 20,8(3), округлив в большую сторону, получаем 21 группу. Здесь желательно добавить ещё одну группу, поскольку общее количество светодиодов придется разделить на 2 лампы, а для этого нужно четное число. К тому же добавив ещё одну секцию, сделаем общую схему безопаснее.
  6. Нам понадобится выпрямитель постоянного тока, именно поэтому нельзя выбрасывать извлеченные внутренности люминесцентной лампы. Для этого достаем преобразователь, при помощи кусачек удаляем конденсатор из общей цепи. Сделать это достаточно просто, поскольку он расположен отдельно от диодов, то достаточно отломить плату. На схеме показано, что должно в итоге получиться, более подробно.
  7. Далее при помощи пайки и суперклея нужно собрать всю конструкцию. Даже не пытайтесь уместить все 22 секции в один светильник. Выше говорилось, что нужно специально найти 2 полуметровые лампы, поскольку разместить все светодиоды в одной просто невозможно. Также не нужно рассчитывать на самоклеющийся слой на обратной стороне ленты. Он не протянет долго, поэтому светодиоды нужно закрепить при помощи суперклея или жидких гвоздей.

Подведем итоги и выясним достоинства собранного изделия:

  • Количество света от получившихся светодиодных ламп в 1,5 раза больше, чем у люминесцентных аналогов.
  • Потребляемая мощность при этом намного меньше, чем у ламп дневного света.
  • Служить собранный источник света будет в 5–10 раз дольше.
  • Наконец, последнее преимущество — направленность света. Он не рассеивается и направлен строго вниз, благодаря чему используется у рабочего стола или на кухне.

Разумеется, испускаемый свет не отличается высокой яркостью, но главным достоинством является низкое энергопотребление лампы. Даже если включить и никогда не выключать её, то она за год съест всего 4 кВт энергии. При этом стоимость потребляемой электроэнергии в год сопоставима со стоимостью билета в городском автобусе. Поэтому такие источники света особенно эффективно использовать там, где требуется постоянная подсветка (коридор, улица, подсобка).

Собираем простую лампочку из светодиодов

Разберем другой способ создания светодиодного светильника. Люстра или настольная лампа нуждается в стандартном цоколе E14 или E27. Соответственно, схема и используемые диоды будут отличаться. Сейчас широко используются компактные люминесцентные лампы. Нам потребуется один перегоревший патрон, также изменим общий список материалов для сборки.

  • перегоревший цоколь E27;
  • драйвер RLD2-1;
  • светодиоды НК6;
  • кусок картона, но лучше — пластика;
  • суперклей;
  • электрическая проводка;
  • а также ножницы, паяльник, плоскогубцы и другие инструменты.

Приступим к созданию самодельной лампы:

  1. Сначала нужно разобрать старый светильник. В люминесцентных компактных лампах цоколь присоединяется к пластинке с трубками при помощи защелок. Если найти места с защелками и поддеть их отверткой, то цоколь отсоединится достаточно просто. При разборке нужно быть осторожным, чтобы не повредить трубки. Если они лопнут, то наружу попадут ядовитые вещества, содержащиеся в них. При вскрытии следите, чтобы электропроводка, ведущая к цоколю, осталась цела. Также не выбрасывайте содержимое цоколя.
  2. Из верхней части с газоразрядными трубками нужно сделать пластинку, к которой будут крепиться светодиоды. Для этого отсоединяем трубки лампочки. В оставшейся пластинке находится 6 отверстий. Чтобы светодиоды надежно крепились в ней, нужно сделать пластмассовое или картонное «дно», которое также будет изолировать светодиоды. Использовать будем светодиоды НК6 (фото внизу). Их достоинство в том, что они многокристальные (по 6 кристаллов в диоде) с параллельным подключением. Из-за этого источник света получается достаточно ярким при минимальной мощности.
  3. В крышке делаем по 2 отверстия для каждого светодиода. Прокалывайте отверстия аккуратно и равномерно, чтобы их расположение и задуманная схема соответствовали друг другу. При использовании в качестве «дна» куска пластмассы светодиоды будут крепиться довольно прочно, но в случае применения куска картона понадобится склеить основание со светодиодами с помощью суперклея или жидких гвоздей.
  4. Так как лампочка будет применяться в сети с напряжением 220 вольт, то понадобится драйвер RLD2-1. К нему можно подсоединить 3 одноваттных диода. У нас же 6 светодиодов с мощностью 0,5 ватт каждый. Поэтому схема соединения будет состоять из двух последовательно соединенных частей, в каждой части располагается 3 параллельно подсоединенных светодиода. Вверху приведена схема, а в реальности вся конструкция выглядит так:
  5. Перед сборкой нужно изолировать драйвер и плату друг от друга при помощи кусочка картона или пластика. Это позволит избежать короткого замыкания в будущем. Беспокоиться о перегреве не стоит, лампа практически не нагревается.
  6. Осталось собрать конструкцию и проверить в деле.

Световой поток собранного светильника равняется 100–120 люменам. Благодаря чистому белому свету лампочка кажется существенно светлее. Этого хватит для освещения небольшого помещения (коридора, подсобки). Главным достоинством светодиодного источника света является низкое энергопотребление и мощность — всего 3 Ватта. Что в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2–3 раза — люминесцентных. Работает она от обычного патрона с питанием 220 вольт.

Заключение

Значит, имея под руками неработающие линейные или компактные люминесцентные лампы и несколько элементов, приведенных выше в данной статье, можно создать своими руками светодиодную лампу, обладающую рядом преимуществ. Одно из основных — низкая стоимость по сравнению с лампами, которые можно приобрести в магазине. При сборке и монтаже требуется соблюдать меры безопасности, так как приходится работать с высоким напряжением, поэтому следует придерживаться последовательности монтажа по схеме. В итоге получите лампу, которая будет долго работать и радовать глаз.

Видео

Как сделать светодиодную лампу своими руками

Благодаря своим многочисленным положительным качествам, надежности, практичности, светодиодные лампы практически с первых мгновений своего появления завоевали рынок. Светильники со светодиодными источниками света имеют большой срок службы, не нагреваются при работе, потребляют минимальное количество энергии при высокой рассеиваемой мощности излучаемого светового потока. Особенность работы светодиодов связана с технологией изготовления p-n-перехода, выбора кристалла. Современные технологии позволяют изготовить очень яркие светодиоды со световым потоком 4000 К, что намного больше, чем способны излучать даже экономичные люминесцентные лампы.

Выпускаются лампы с желтым или белым свечением, поэтому покупатели могут выбирать наиболее подходящие для своего помещения источники света. Желтые, имея температуру свечения 6000 К, создают теплое свечение, а белые с 4000 К – холодное.

Светодиодные лампы являются более выгодными по сравнению с лампами накаливания или «энергосберегающими», но из-за особенностей изготовления, своей конструктивной сложности они стоят дороже. Хотя, сравнивая конструкцию и технологичность люминесцентных источников света, можно сделать вывод, что производство светодиодных проще.

Светодиодный светильник

Учитывая высокую цену на светодиодные лампы, многие хотят сделать ее своими руками, тем более для этого все необходимые детали можно приобрести на радиорынке. Чего не скажешь о ртутной лампе, в которой не только плата питания сложна, но и колба с газом является недоступным элементом. Поэтому, если хотите изготовить качественные светодиодные лампы для теплицы своими руками, то это можно сделать довольно просто.

Галерея: светодиодные лампы своими руками (25 фото)

Сфера применения

Преимущество светодиодных источников света заключается в универсальности. Производители выпускают различные по мощности излучения, форме и количеству элементов светодиодные матрицы или сами светодиоды. Поэтому можно конструировать светильники на свое усмотрение как на стандартный цоколь от разбитой лампы, так и на специализированный в соответствии с требованиями подключения к драйверу или плате управления.

Преимуществом светодиодных источников света является управляемость яркостью свечения путем изменения напряжения на его входе. Таким образом, можно получить оттенок от еле заметного до чрезмерно яркого. Это свойство дает возможность создавать много полезных вещей:

  • прожекторы;
  • уличные фонари;
  • ночные светильники;
  • индикаторы;
  • фитолампы или светодиодные лампы для растений своими руками;
  • подсветка торговых полок;
  • люстры.

Светодиоды получили применение во многих сферах благодаря своим практическим качествам. Они активно используются в промышленности, быту, медицине, детских дошкольных учреждениях.

Изготовление своими руками

Известно много различных форм светильников и систем подсветки, которые могут быть изготовлены своими руками в корпусе, а может быть использована готовая лента, что также весьма удобно. Например, при создании подсветки клавиатуры или полок в шкафу.

Что же потребуется для изготовления светильника на светодиодах? Долго размышлять не придется, потому что светодиодные источники света являются универсальными. Их можно подключать на переменное или постоянное напряжение любого номинала. Достаточно изготовить качественный драйвер или блок управления и грамотно расположить светодиоды на пластине.

Крепление и установка

Прежде чем приступать к изготовлению светодиодной лампы, стоит подумать над ее назначением. Если она будет устанавливаться в стандартный патрон, то для этого потребуется цоколь Е27, Е14, G9. Взять его можно с любой старой лампочки, например, от люминесцентной. Точно таким принципом руководствуются при освещении теплицы светодиодными лампами.

В зависимости от назначения светодиодные светильники также могут быть различными. Одни предназначены для общего освещения, для использования в качестве ночников или в качестве фитолампы для выращивания растений. В первом случае для изготовления светильников используются яркие светодиоды холодного или теплого свечения, что наиболее предпочтительно. С точки зрения влияния на зрение человека, лампы лучше покупать именно с желтым свечением, точно так же дело касается и выбора самих светодиодов.

А когда речь идет о ночнике или тусклой подсветки, то для его изготовления следует выбирать отличные от белого цвета или же использовать режимы свечения с низкой яркостью. Если же предстоит изготовить фитолампу для выращивания растений, то для этого лучше выбрать красный и синий цвета светового потока. Именно спектр этих оттенков оказывает благоприятное воздействие на рост и обеспечивает интенсивное развитие растений.

Как сделать фитолампу

Светодиодные лампы получили широкое применение, особенно часто их используют для выращивания растений в теплицах. Для этого применяется так называемая фитолампа. Ее особенность заключается в спектре света. Растения хорошо растут при красном, синем и желтом оттенках света. Например, красный способствует лучшему фотосинтезу, синий стимулирует интенсивность роста на клеточном уровне, а желтый обогащает растение прочими немаловажными компонентами. Поэтому светодиодные лампы своими руками станут идеальным вариантом, тем более, когда речь идет о выращивании растений.

Но чтобы растение действительно интенсивно набирало рост в теплице, укреплялось и быстрее формировалось, необходимо выдерживать пропорцию количества красного света к синему в соотношении 1:3. И добавить чуточку желтого. Растение в таких условиях значительно крепче, выносливее и здоровее. Поэтому если решите выращивать рассаду, то фитолампу можно изготовить своими руками. Для этого потребуется купить ленту или комбинировать красные и синие цвета светодиодов в светильниках для теплицы. Такое освещение в теплице не потребует значительных материальных растрат, потому что цена материалов ниже, чем готовой фитолампы.

Благодаря возможности размещения источников освещения в любом удобном месте, можно сэкономить на электричестве. Например, ленту можно протянуть над самими растениями, исключая излишние растраты на освещение пространства всей теплицы.

Для изготовления лампы не потребуется покупать специальные светодиоды, для теплиц вполне подойдут рыночные или заказанные из интернет-магазина. В продаже имеются различные модели, важно, чтобы яркость была достаточной, а цвет соответствовал эффективному спектру.

Базовая конструкция

Когда речь идет об изготовлении своими руками светодиодного освещения для теплиц или для других определенных нужд, то тип конструкции выбирается исходя из особенностей его закрепления. Если предстоит устанавливать в стандартный навесной светильник с патроном на Е27, то, соответственно, лучше применить и стандартный цоколь.

Корпус лампочки можно изготовить из любого прозрачного материала. Но лучший эффект вы получите от непосредственного свечения без использования различных светофильтров. А ведь колбы и рассеиватели как раз таковыми и являются. Когда речь идет об изготовлении лампы для хозяйственных нужд, то красоту можно отложить на второй план.

Выбор источника питания

Светодиодные источники света являются универсальными. Их можно подключать на любое напряжение питания. Но только для осуществления этого потребуется изготовить необходимый драйвер или простейший блок питания, конструкцию устройства следует выбирать исходя из места обустройства освещения. В теплице практически всегда присутствует высокая влажность, поэтому блок питания должен быть герметичным.

На практике существует масса схем подключения светодиодов при изготовлении освещения теплицы своими руками с питанием как от сети постоянного напряжения 12В, так и к сети 220В с переменным током. Но на этом форматы питающих цепей не заканчиваются, потому что путем стандартных расчетов можно использовать любое напряжение.

Как рассчитать источник питания

Чтобы правильно подобрать компоненты и выбрать корректные режимы работы источника освещения для теплицы или другого места, необходимо знать параметры светодиодов. А к ним относятся:

  • Напряжение питания при прямом включении. Практически все светодиоды, если это не сборка, имеют стандартное напряжение питания, равное 3 В.
  • Ток потребления при прямом включении. Стандартный p-n-переход для нормального свечения потребляет 20-30 мА. Но также имеются светодиоды с увеличенным током до 100 и более мА, называемые сверхъяркими. Поэтому важно проверить параметры в справочной литературе, благо она доступна без ограничений на множестве порталов.
  • Пиковый ток и напряжение. Эти значения косвенные, но при расчете качественного и надежного источника важны.

Зная параметры светодиодов, можно приступать к выбору схемы включения. Первым делом составляем геометрию расположения светодиодов на плате или пластине в зависимости от того, для чего светильник изготавливается. Существует 3 схемы включения светодиодов, которые в равносильных долях применяются различными производителями:

  1. Последовательное включение. Наиболее простое и надежное при создании эффективного освещения. Простота заключается в отсутствии необходимости создания различных преобразователей. Например, при использовании для светильника 70 светодиодов источник питания будет состоять всего из одного компонента – резистора с сопротивлением 330 Ом и мощностью рассеивания 0,5 Вт. При этом светодиоды подключаются к сети 220 В. Недостатком схемы может стать то, что при выходе из строя одного из светодиодов перестают светиться сразу все. А при сгорании его на КЗ увеличивается ток, что приведет к выходу еще одного, и так по цепочке. Ток во всей цепи равен току одного светодиода.
  2. Параллельное включение. На каждый из светодиодов подается напряжение 3 В, ограниченное резистором или от стабилизированного источника питания. При выходе из строя одного из светодиодов, остальные продолжают светиться, в чем заключается преимущество. Общий ток схемы рассчитывается как сумма токов в каждом из светодиодов. При подключении тех же 70 LED с током потребления 30 мА суммарная величина составит 2,1 А. Для ограничения тока придется взять резистор сопротивлением 100 Ом и мощностью более 400 Вт. Хотя мощность потребления 1 светодиода составляет менее 10 мВт, а 70 – всего 6,3 Вт. Поэтому лучше изготовить драйвер или использовать конденсаторный источник без трансформатора. Конденсатор не может рассеивать мощность, поэтому она просто ограничится, но на ток 2,1А потребуется большей конденсатор, из-за чего его сложно будет уместить в корпусе светильника.
  3. Комбинированная схема сочетания параллельного и последовательного включений. Довольно часто в бытовых лампах китайского производства с 6 мощными светодиодами наблюдается такое включение. 3 LED соединены последовательно, а цепочки параллельно. Суммарный ток следует рассчитывать частями отдельно в параллельных и последовательных цепях и так далее в зависимости от включения. Источник выбирается исходя из полученного значения.

Например, в случае с лампой на 6 светодиодов общий ток потребления при напряжении питания 9 В составит всего 60 мА. Если использовать токоограничивающий резистор, потребуется использовать сопротивление 3,5 кОм и мощностью рассеивания с запасом в 2 раза – 24 Вт, что тоже совсем неактуально. Ведь общая потребляемая мощность самих светодиодов составит 0,54 Вт. Поэтому лучше применить источник с разделительным конденсатором или трансформаторный драйвер на ШИМ-контроллере. По такому же принципу можно изготовить светодиодные люстры своими руками с любым количеством самодельных лампочек.

Рассмотрим пример расчета источника питания для светильника на 20 светодиодов, подключенных последовательно-параллельно. Первым делом стоит оговориться. Если хотите изготовить действительно надежный источник света, то потребуется добавить в схему:

  • Варистор с импульсными напряжением 278 В при условии подключения схемы на 220 В.
  • Электронный предохранитель, он защитит устройство от превышения тока в случае выгорания одного из светодиодов на КЗ.
  • Стабилизатор. Для повышения надежности светильника в его схему следует включить стабилизатор на 3В и более в зависимости от суммарного напряжения последовательного включения светодиодов. В рассматриваемой лампе их 10, поэтому напряжение стабилизации должно составить 30 В.

Практическая реализация

На практике схема драйвера существенно упрощается, исключая всевозможные защиты и предохранители. Поэтому качественными готовые лампы назвать сложно. Но не всегда это так. Дорогие светодиодные лампы бывают оснащены действительно надежным источником со всеми защитами.

Устройства с разделительным конденсатором

Самой распространенной и практичной схемой питания для светодиодов является именно емкостный источник. Он занимает мало места и не требует много профессиональных навыков для изготовления.

На рисунке ранее была изображена классическая схема традиционного питателя. Она имеет разделительный конденсатор, разрядный резистор, выпрямитель и стабилитрон. Подключать схему без нагрузки не рекомендуется, потому что амплитудное значение напряжения будет высоким и при обрыве одной из цепей светодиодов выйдет из строя стабилитрон.

Драйвер на ШИМ-контроллере

Более выносливыми и качественными являются схемы с драйвером на микроконтроллере и трансформаторе. Его схема представлена на картинке выше. Здесь также не требуется много деталей, а порядок расчета можно найти в описании. Все реализуется довольно просто.

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:

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.

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:

Вот так это выглядит с лицевой стороны:

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:

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:

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:

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:

вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

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:

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:

Окончательная формула принимает следующий вид:

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:

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:

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

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

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

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

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

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:

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.

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.


Ссылка на основную публикацию