Светодиодные светильники схемы и описания. Как собрать светодиодный светильник своими руками? Крепление патрона к резистору и транзистору
Постепенно приборы освещения переходят на светодиодные лампы. Произошло это не сразу, был затяжной переходный период с применением так называемых экономок – компактных газоразрядных лампочек со встроенным блоком питания (драйвером) и стандартным патроном Е27 или Е14.
Такие лампы широко применяются и сегодня, поскольку их стоимость в сравнение с LED источниками света не такая «кусачая».
При неплохом балансе цены и экономичности (разница в цене с обычными лампами накаливания со временем окупается за счет экономии электроэнергии), газоразрядные источники света имеют ряд недостатков:
- Срок службы ниже, чем у ламп накаливания.
- Высокочастотные помехи от блока питания.
- Лампы, не любят частого включения – выключения.
- Постепенное снижение яркости.
- Влияние на расположенные рядом поверхности: на поверхности потолка (над лампой) со временем появляется темное пятно.
- Да и вообще, иметь в доме колбу с некоторым количеством ртути как-то не очень хочется.
Прекрасная альтернатива – светодиодные светильники. Список достоинств весомый: - Потрясающая экономичность (до 10 раз в сравнение с лампами накаливания).
- Огромный срок службы.
- Совершенные и безопасные блоки питания (драйверы).
- Абсолютно не зависят от количества включений.
- При нормальном охлаждении не теряют яркости практически весь период эксплуатации.
- Полная механическая безопасность (даже если разбить декоративный рассеиватель, никаких вредных веществ в помещение не попадет).
- Направленность светового потока предъявляет высокие требования при конструировании рассеивателя.
- Все-таки они дорого стоят (речь идет о качественных брендах, безымянные изделия среднего уровня вполне доступны).
Но именно в этой конструкции кроется «засада».
Перед нами качественная (при этом относительно недорогая) лампа с яркостью свечения 1000 Lm (эквивалент 100 ваттной лампы накаливания), и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня такие LED источники света работают по много лет, светят приятным теплым светом (температура 2700 K), и никакой деградации яркости со временем не наблюдается.
Но для мощного света, требуется серьезное охлаждение. Поэтому корпус у этой лампы на 2/3 состоит из радиатора. Он пластиковый, не портит внешний вид, и достаточно эффективен. Из конструкции следует главный недостаток – реальным источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет подбор светильника – не в каждой рожковой люстре такая лампа будет выглядеть гармонично.
Есть лишь один выход – покупать готовые LED светильники, конфигурация которых изначально рассчитана под конкретные источники света.
Ключевое слово – покупать. А куда девать любимые торшеры, люстры и прочие светильники в квартире?
Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно
Основной критерий – минимизация стоимости.Есть два основных направления при разработке светодиодных источников света:
1. Применение маломощных (до 0.5 Вт) светодиодов. Их требуется много, можно сконфигурировать любую форму. Не нужен мощный радиатор (мало греются). Существенный недостаток – более кропотливая сборка.
2. Использование мощных (1 Вт – 5 Вт) LED элементов. Эффективность высокая, трудозатраты в разы меньше. Но точечное излучение требует подбора рассеивателя, и для реализации проекта нужны хорошие радиаторы.
Для экспериментальных конструкций я выбрал первый вариант. Самое недорогое «сырье»: 5 мм светодиоды с рассеиванием 120° в прозрачном корпусе. Их называют «соломенная шляпа».
Характеристики следующие:
- прямой ток = 20 мА (0.02 А)
- падение напряжения на 1 диоде = 3,2-3,4 вольта
- цвет – теплый белый
Я купил несколько упаковок по 100 шт. на aliexpress (ссылка на покупку). Обошлось чуть меньше, чем по 1 р. за штуку.
В качестве блоков питания (точнее сказать источников тока), я решил использовать проверенную схему с гасящим (балластным) конденсатором. Достоинства такого драйвера – экстремальная дешевизна, и минимальное потребление энергии. Поскольку нет ШИМ контроллера, или линейного стабилизатора тока – лишняя энергия в атмосферу не уходит: в этой схеме нет элементов с рассеивающим тепло радиатором.
Недостаток – отсутствие стабилизации тока. То есть, при нестабильном напряжении электросети, яркость свечения будет меняться. У меня в розетке ровно 220 (+/- 2 вольта), поэтому такая схема в самый раз.
Элементная база тоже не из дорогих.
- диодные мосты серии КЦ405А (можно любые диоды, хоть Шоттки)
- пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (с запасом)
- 1-2 ваттные резисторы
- электролитические конденсаторы 47 mF на 400 вольт (можно взять емкость побольше, но это выходит за рамки экономности)
- такие мелочи, как макетная плата и предохранители, обычно есть в арсенале любого радиолюбителя
После аккуратного (на улице!) извлечения колбы со ртутными парами, остается прекрасная заготовка для творчества.
Основа основ – расчет и принцип работы токового драйвера с гасящим конденсатором
Типовая схема изображена на иллюстрации:
Как работает схема:
Резистор R1 ограничивает скачок тока при подаче питания, пока схема не стабилизируется (около 1 секунды). Значение от 50 до 150 Ом. Мощность 2 Вт.Резистор R2 обеспечивает работу балластного конденсатора. Во-первых, он его разряжает при отключении питания. Как минимум для того, чтобы вас не тряхнуло током при выкручивании лампочки. Вторая задача – не допустить токового броска в случае, когда полярность заряженного конденсатора и первой полуволны 220 вольт не совпадают.
Собственно, гасящий конденсатор С1 – основа схемы. Он является своеобразным фильтром тока. Подбирая емкость, можно установить любой ток в цепи. Для наших диодов он не должен превышать 20 мА в пиковых значениях напряжения сети.
Далее работает диодный мост (все-таки светодиоды – это элементы с полярностью).
Электролитический конденсатор C2 нужен для предотвращения мерцания лампы. Светодиоды не имеют инертности при включении-выключении. Поэтому глаз будет видеть мерцание с частотой 50 Гц. Кстати, этим грешат дешевые китайские лампы. Проверяется качество конденсатора с помощью любого цифрового фотоаппарата, хоть смартфона. Посмотрев на горящие диоды через цифровую матрицу, можно увидеть моргание, неразличимое для человеческого глаза.
Кроме того, этот электролит дает неожиданный бонус: светильники выключаются не сразу, а с благородным медленным затуханием, пока емкость не разрядится.
Расчет гасящего конденсатора производится по формуле:
I = 200*C*(1.41*U cети - U led)
I – полученный ток цепи в амперах
200 – это константа (частота сети 50Гц * 4)
1,41 – константа
С – емкость конденсатора С1 (гасящего) в фарадах
U сети – предполагаемое напряжение сети (в идеале – 220 вольт)
U led – суммарное падение напряжения на светодиодах (в нашем случае – 3,3 вольта, помноженное на количество LED элементов)
Подбирая количество светодиодов (с известным падением напряжения) и емкость гасящего конденсатора, надо добиться требуемого тока. Он должен быть не выше указанного в характеристиках светодиодов. Именно силой тока вы регулируете яркость свечения, и обратно пропорционально – срок жизни светодиодов.
Для удобства можно создать формулу в Exel.
Схема проверена неоднократно, первый экземпляр собран почти 3 года назад, трудится в светильнике на кухне, сбоев в работе не было.
Переходим к практической реализации проектов. Количество LED элементов и емкость конденсатора в отдельных схемах обсуждать нет смысла: проекты индивидуальные для каждого светильника. Рассчитывались строго по формуле. Приведенная выше схема на 60 светодиодов с конденсатором на 68 микрофарад – не просто пример, а реальный расчет для тока в цепи 15 мА (для продления жизни светикам).
LED лампа в рожковую люстру
Выпотрошенный патрон от экономки используем в качестве корпуса для схемы и несущей конструкции. В этом проекте я не использовал макетную плату, собрал драйвер на кругляше из ПВХ толщиной 1 мм. Получилось как раз в размер. Два конденсатора – по причине подбора емкости: не нашлось нужного количества микрофарад в одном элементе.
В качестве корпуса для размещения LED элементов использована баночка от йогурта. В конструкции также использовал обрезки листов вспененного ПВХ 3 мм.
После сборки получилось аккуратно и даже красиво. Такое расположение патрона связано с формой люстры: рожки направлены вверх, на потолок.
Далее размещаем светодиоды: по схеме 150 шт. Протыкаем пластик шилом, трудозатраты: один полноценный вечер.
Забегая вперед, скажу: материал корпуса себя не оправдал, слишком тонкий. Следующий светильник был изготовлен из листового ПВХ 1 мм. Для придания формы рассчитал развертку конуса на те же 150 диодов.
Получилось не так изящно, но надежно, и отлично держит форму. Лампа полностью скрыта в рожке люстры, поэтому внешность не столь важна.
Собственно, установка.
Светит равномерно, в глаза не бьёт.
Люмены не мерял, по ощущениям – ярче, чем лампа накаливания 40 Вт, немного слабее 60 Вт.
LED лампа в плоский потолочный светильник на кухню
Идеальный донор для подобного проекта. Все светодиоды буду расположены в одной плоскости.
Рисуем шаблон, вырезаем матрицу для размещения LED элементов. При таком диаметре плоский лист ПВХ будет деформироваться. Поэтому я использовал донышко от пластикового ведра из-под строительных смесей. По внешнему контуру есть ребро жесткости.
Диоды устанавливаются с помощью привычного шила: 2 дырки по разметке.
При любой работе, а также во время отдыха нужен хороший свет. Можно приобрести светильник, но иногда это стоит недешево. В магазине вместо готового светильника можно приобрести светодиодную ленту. Она стоит относительно недорого и режется на куски любой длины. Если поместить ее в корпус или закрепить другим способом, то получится самодельный светильник со светодиодной лентой. Такую лампу можно взять с собой в палатку на рыбалку. В походных условиях светодиодный светильник подключается к автомобильному аккумулятору.
Область применения самодельных LED светильников
Самодельные светодиодные светильники под светодиодную ленту можно использовать вместо обычных:
- подсветка рабочего места при выполнении мелких работ в мастерской или гараже;
- подсветка сверху аквариума (если лента водозащищенная или в герметичном корпусе, то светильник можно опустить в воду);
- подсветка рассады или комнатных растений зимой;
- ночник или настольная лампа;
- подсветка выключателей и розеток;
- освещение клавиатуры компьютера;
- для замены люминесцентных ламп.
В сети Интернет можно найти много других видов торшеров и потолочных люстр из светодиодной ленты с фото и видео, а также отзывы людей, которые собирали и пользовались такими лампами.
Виды и параметры светодиодных лент
Варианты расцветок светодиодной лентыСветодиодные ленты выпускаются разного исполнения по типу защищенности. Они могут быть разной яркости и различного цвета, который определяется цветовой температурой – от теплого белого (2700К) до холодного (6800К), а также цветные или способные менять свой цвет – ленты RGB. Это дает возможность подобрать тип устройства для конкретных целей.
Устройство светодиодной ленты
Светодиодная лента – это гибкая пластиковая полоска с нанесенными на ней токопроводящими полосками. Две расположены по краям и к ним производится подключение. Остальные соединяют светодиоды и резисторы между собой. Они расположены группами – три светодиода, соединенных последовательно, и резистор, служащий для ограничения тока, протекающего через них.
Параметры светодиодной ленты Саму полоску можно разрезать на участки, кратные трем светодиодам. В этих местах есть отметки, указывающие место реза и контактные площадки, к которым припаиваются или подключаются с помощью коннекторов провода.
Светодиоды могут быть покрыты слоем силикона с одной или двух сторон. Это определяет степень защиты от внешних воздействий. С обратной стороны на полосу нанесен клеящий слой, как на двухстороннем скотче. С его помощью светодиоды крепятся к основанию.
Самое распространенное напряжение питания — постоянное, 12В. Встречаются конструкции, рассчитанные на подключение к напряжению 24В и более высокое, но это малораспространенные конструкции.
Типы применяемых светодиодов
Светодиоды и резисторы в ленте используются серии SMD, без выводов. Светодиоды при производстве используются различного размера, который определяет маркировку ленты — 5050 и 3528. Эти цифры показывают размер светодиода в десятых долях миллиметра
Наглядное отличие 5050 и 3528 
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Задать вопрос экспертуЧем больше размер, тем выше яркость и потребляемые ток и мощность. Она зависит также от количества светодиодов на метр длины.
Соответственно, маркировка ленты SMD 5050 с плотностью 60 светодиодов означает, что на метр длины установлены 60 светодиодов SMD 5050.
Контроллеры, блоки питания для светодиодных лент
контроллер и блок питания Так как светодиодная лента рассчитана на постоянное напряжение 12В, то для подключения необходим блок питания или контроллер.
Важно! При включении светодиодной ленты в сеть 220 вольт, она мгновенно перегорит!
Блоки питания производятся разной мощности и формы. От маломощных, похожих на зарядные устройства от планшета до мощных конструкций в металлическом корпусе со встроенными кулерами.
Мощность блока питания светодиодных лент Некоторые блоки питания оснащаются диммерами и пультами дистанционного управления. Для лент RGB необходим RGB-контроллер, позволяющий управлять цветом.
Есть модели с управлением по WiFi, с цветомузыкальными эффектами, например, ARILUX® AL-LC01.
Если нет в наличии специального блока, то можно использовать:
- Любой трансформатор с выходным напряжением 12В. К выходу необходимо подключить диодный мост и сглаживающий конденсатор.
- Блок питания компьютера как в самом компьютере, так и отдельно.
- Если нужны 3-6 светодиодов, то для ограничения тока можно использовать конденсатор, а также диодный мост и конденсатор, сглаживающий пульсации свечения. Такая схема применяется в светодиодных лампах, устанавливаемых вместо ламп накаливания. Емкость конденсатора можно вычислить с помощью онлайн-калькулятора.
- Сделать из платы неисправной энергосберегающей лампы.
- Соединить последовательно 20 кусочков светодиодной ленты и подключить через диодный мост и сглаживающий конденсатор в сеть 220В.
Подготовка материалов и деталей
создание светильника своими руками Перед началом работы нужно определить необходимое количество и яркость светодиодной полоски, а также мощность блока питания.
Прежде всего, нужно определить длину. Для светильников, используемых в разных местах нужны:
- ночник и подсветка выключателей и розеток – отрезок в три светодиода;
- аквариумная подсветка – по длине стенки;
- подсветка грядки с рассадой – несколько кусков, длиной, равной длине грядок;
- компьютерная клавиатура – по длине клавиатуры;
- для замены люминесцентной лампы необходимо несколько кусков, длиной, равной длине лампы.
Яркость ленты, размер и плотность светодиодов определяется исходя из конкретных условий.
Мощность блока питания должна быть не меньше мощности светодиодного светильника, а, желательно, на 20% больше. Это необходимо для более надежной работы блока.
Кроме того, понадобятся провода, термоусадочная трубка для изолирования места подключения, паяльник с оловом и канифолью или коннектор для подключения.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос экспертуВнимание! Паять ленту кислотой нельзя! Пары кислоты окисляют и разрушают провода, а также могут привести к короткому замыканию.
Если светильник будет использоваться в аквариуме для внутренней подсветки, то понадобиться прозрачная трубка и силиконовый герметик для обеспечения герметичности конструкции.
Сборка светильника
сборка светодиодной лампы После разработки конструкции будущего светильника и подготовки всех инструментов и материалов собирается сам светильник.
Иногда весь процесс сборки заключается в наклеивании ленты на основание, например, при подсветке клавиатуры, находящейся на выдвижной полке под столом.
В других случаях необходимо светильник необходимо изготовить или переделать существующий.
Особенности и этапы выполнения монтажных работ
Монтаж и подключение светильника из светодиодной ленты имеет ряд особенностей:
- Блок питания должен располагаться как можно ближе к светодиодам. Чем длиннее провода, тем больше потери напряжения в них, что приводит к потерям яркости светильника.
- Желательно изолировать светодиоды от основания, если оно металлическое.
- При подключении устройства прямо от сети 220В (через конденсатор) использовать только ленту, покрытую силиконом с двух сторон.
Осторожно! На такой ленте присутствует высокое напряжение, поэтому все манипуляции с ней производятся в отключенном состоянии.
Что делать, если нет готовой светодиодной ленты
Если нет готовой светодиодной ленты, то ее можно сделать самостоятельно.
Для этого необходимое количество светодиодов необходимо соединить последовательно, и подключить к ним токоограничивающее сопротивление. Собрать такую конструкцию можно на полоске гетинакса или текстолита, где для монтажа светодиодов сверлятся отверстия. Такое устройство можно собрать на любое необходимое напряжение и количество светодиодов.
Благодаря малому энергопотреблению, теоретической долговечности и снижению цены стремительно вытесняют лампы накаливания и энергосберегающие. Но, несмотря на заявленный ресурс работы до 25 лет, зачастую перегорают, даже не отслужив гарантийный срок.
В отличие от ламп накаливания, 90% перегоревших светодиодных ламп можно успешно отремонтировать своими руками, даже не имея специальной подготовки. Представленные примеры помогут Вам отремонтировать отказавшие светодиодные лампы.
Прежде, чем браться за ремонт светодиодной лампы нужно представлять ее устройство. Вне зависимости от внешнего вида и типа применяемых светодиодов , все светодиодные лампы, в том числе и филаментные лампочки, устроены одинаково. Если удалить стенки корпуса лампы, то внутри можно увидеть драйвер, который представляет собой печатную плату с установленными на ней радиоэлементами.
Любая светодиодная лампа устроена и работает следующим образом. Питающее напряжение с контактов электрического патрона подается на выводы цоколя . К нему припаяны два провода, через которые напряжение подается на вход драйвера. С драйвера питающее напряжение постоянного тока подается на плату, на которой распаяны светодиоды.
Драйвер представляет собой электронный блок – генератор тока, который преобразует напряжение питающей сети в ток, необходимый для свечения светодиодов.
Иногда для рассеивания света или защиты от прикосновения человека к незащищенным проводникам платы со светодиодами ее закрывают рассеивающим защитным стеклом.
О филаментных лампах
По внешнему виду филаментная лампа похожа на лампу накаливания. Устройство филаментных ламп отличается от светодиодных тем, что в качестве излучателей света в них используется не плата со светодиодами, а стеклянная герметичная заполненная газом колба, в которой размещены один или несколько филаментных стержней. Драйвер находится в цоколе.
Филаментный стержень представляет собой стеклянную или сапфировую трубку диаметром около 2 мм и длиной около 30 мм, на которой закреплены и соединены последовательно покрытые люминофором 28 миниатюрных светодиодов. Один филамент потребляет мощность около 1 Вт. Мой опыт эксплуатации показывает, что филаментные лампы гораздо надежнее, чем изготовленные на базе SMD светодиодов. Полагаю, со временем они вытеснят все другие искусственные источники света.
Примеры ремонта светодиодных ламп
Внимание, электрические схемы драйверов светодиодных ламп гальванически связаны с фазой электрической сети и поэтому следует соблюдать предельную осторожность. Прикосновение не защищенным участком тела человека к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может нанести серьезный урон здоровью, вплоть до остановки сердца.
Ремонт светодиодной лампы
ASD LED-A60, 11 Вт на микросхеме SM2082
В настоящее время появились мощные светодиодные лампочки, драйверы которых собраны на микросхемах типа SM2082. Одна из них проработала менее года и попала мне в ремонт. Лампочка бессистемно гасла и опять зажигалась. При постукивании по ней она отзывалась светом или гашением. Стало очевидно, что неисправность заключается в плохом контакте.
Чтобы добраться к электронной части лампы нужно с помощью ножа подцепить рассеивающее стекло в месте соприкосновения его с корпусом. Иногда отделить стекло трудно, так как при его посадке на фиксирующее кольцо наносят силикон.
После снятия светорассеивающего стекла открылся доступ к светодиодам и микросхеме – генератора тока SM2082. В этой лампе одна часть драйвера была смонтирована на алюминиевой печатной плате светодиодов, а вторая на отдельной.
Внешний осмотр не выявил дефектных паек или обрывов дорожек. Пришлось снимать плату со светодиодами. Для этого сначала был срезан силикон и плата поддета за край лезвием отвертки.
Чтобы добраться до драйвера, расположенного в корпусе лампы пришлось его отпаять, разогрев паяльником одновременно два контакта и сдвинуть вправо.
С одной стороны печатной платы драйвера был установлен только электролитический конденсатор емкостью 6,8 мкФ на напряжение 400 В.
С обратной стороны платы драйвера был установлен диодный мост и два последовательно соединенных резистора номиналом по 510 кОм.
Для того, чтобы разобраться в какой из плат пропадает контакт пришлось их соединить, соблюдая полярность, с помощью двух проводков. После простукивания по платам ручкой отвертки стало очевидным, что неисправность кроется в плате с конденсатором или в контактах проводов, идущих из цоколя светодиодной лампы.
Так как пайки не вызывали подозрений сначала проверил надежность контакта в центральном выводе цоколя. Он легко вынимается, если поддеть его за край лезвием ножа. Но контакт был надежным. На всякий случай залудил провод припоем.
Винтовую часть цоколя снимать сложно, поэтому решил паяльником пропаять пайки подходящих от цоколя проводов. При прикосновении к одной из паек провод оголился. Обнаружилась «холодная» пайка. Так как добраться для зачистки провода возможности небыло, то пришлось смазать его активным флюсом «ФИМ», а затем припаять заново.
После сборки светодиодная лампа стабильно излучала свет, не смотря за удары по ней рукояткой отвертки. Проверка светового потока на пульсации показала, что они значительны с частотой 100 Гц. Такую светодиодную лампу допустимо устанавливать только в светильники для общего освещения.
Электрическая схема драйвера
светодиодной лампы ASD LED-A60 на микросхеме SM2082
Электрическая схема лампы ASD LED-A60, благодаря применению в драйвере для стабилизации тока специализированной микросхемы SM2082 получилась довольно простой.
Схема драйвера работает следующим образом. Питающее напряжение переменного тока через предохранитель F подается на выпрямительный диодный мост, собранный на микросборке MB6S. Электролитический конденсатор С1 сглаживает пульсации, а R1 служит для его разрядки при отключении питания.
С положительного вывода конденсатора питающее напряжение подается непосредственно на последовательно включенные светодиоды. С вывода последнего светодиода напряжение подается на вход (вывод 1) микросхемы SM2082, в микросхеме ток стабилизируется и далее с ее выхода (вывод 2) поступает на отрицательный вывод конденсатора С1.
Резистор R2 задает величину тока, протекающего через светодиоды HL. Величина тока обратно пропорциональна его номиналу. Если номинал резистора уменьшить, то ток увеличится, если номинал увеличить, то ток уменьшится. Микросхема SM2082 допускает регулировать резистором величину тока от 5 до 60 мА.
Ремонт светодиодной лампы
ASD LED-A60, 11 Вт, 220 В, E27
В ремонт попала еще одна светодиодная лампа ASD LED-A60 похожая по внешнему виду и с такими же техническими характеристиками, как и выше отремонтированная.
При включении лампа на мгновенье зажигалась и далее не светила. Такое поведение светодиодных ламп обычно связано с неисправностью драйвера. Поэтому сразу приступил к разборке лампы.
Светорассеивающее стекло снялось с большим трудом, так как по всей линии контакта с корпусом оно было, несмотря на наличие фиксатора, обильно смазано силиконом. Для отделения стекла пришлось по всей линии соприкосновения с корпусом с помощью ножа искать податливое место, но все равно без трещины в корпусе не обошлось.
Для получения доступа к драйверу лампы на следующем шаге предстояло извлечь светодиодную печатную плату, которая была по контуру запрессована в алюминиевую вставку. Несмотря на то, что плата была алюминиевая, и можно было извлекать ее без опасения появления трещин, все попытки не увенчались успехом. Плата держалась намертво.
Извлечь плату вместе с алюминиевой вставкой тоже не получилось, так как она плотно прилегала к корпусу и была посажена внешней поверхностью на силикон.
Решил попробовать вынуть плату драйвера со стороны цоколя. Для этого сначала из цоколя был поддет ножом, и вынут центральный контакт. Для снятия резьбовой части цоколя пришлось немного отогнуть ее верхний буртик, чтобы места кернения вышли из зацепления за основание.
Драйвер стал доступен и свободно выдвигался до определенного положения, но полностью вынуть его не получалось, хотя проводники от светодиодной платы были отпаяны.
В плате со светодиодами в центре было отверстие. Решил попробовать извлечь плату драйвера с помощью ударов по ее торцу через металлический стержень, продетый через это отверстие. Плата продвинулась на несколько сантиметров и в что-то уперлась. После дальнейших ударов треснул по кольцу корпус лампы и плата с основанием цоколя отделились.
Как оказалось, плата имела расширение, которое плечиками уперлось в корпус лампы. Похоже, плате придали такую форму для ограничения перемещения, хотя достаточно было зафиксировать ее каплей силикона. Тогда драйвер извлекался бы с любой из сторон лампы.
Напряжение 220 В с цоколя лампы через резистор - предохранитель FU подается на выпрямительный мост MB6F и после него сглаживается электролитическим конденсатором. Далее напряжение поступает на микросхему SIC9553, стабилизирующую ток. Параллельно включенные резисторы R20 и R80 между выводами 1 и 8 MS задают величину тока питания светодиодов.
На фотографии представлена типовая электрическая принципиальная схема, приведенная производителем микросхемы SIC9553 в китайском даташите.
На этой фотографии представлен внешний вид драйвера светодиодной лампы со стороны установки выводных элементов. Так как позволяло место, для снижения коэффициента пульсаций светового потока конденсатор на выходе драйвера был вместо 4,7 мкФ впаян на 6,8 мкФ.
Если Вам придется извлекать драйвера из корпуса данной модели лампы и не получится извлечь светодиодную плату, то можно с помощью лобзика пропилить корпус лампы по окружности чуть выше винтовой части цоколя.
В конечном итоге все мои усилия по извлечению драйвера оказались полезными только для познания устройства светодиодной лампы. Драйвер оказался исправным.
Вспышка светодиодов в момент включения была вызвана пробоем в кристалле одного из них в результате броска напряжения при запуске драйвера, что и ввело меня в заблуждение. Надо было в первую очередь прозвонить светодиоды.
Попытка проверки светодиодов мультиметром не привела к успеху. Светодиоды не светились. Оказалось, что в одном корпусе установлено два последовательно включенных светоизлучающих кристалла и чтобы светодиод начал протекать ток необходимо подать на него напряжение 8 В.
Мультиметр или тестер, включенный в режим измерения сопротивления, выдает напряжение в пределах 3-4 В. Пришлось проверять светодиоды с помощью блока питания, подавая с него на каждый светодиод напряжение 12 В через токоограничивающий резистор 1 кОм.
В наличии небыло светодиода для замены, поэтому вместо него контактные площадки были замкнуты каплей припоя. Для работы драйвера это безопасно, а мощность светодиодной лампы снизиться всего на 0,7 Вт, что практически незаметно.
После ремонта электрической части светодиодной лампы, треснувший корпус был склеен быстро сохнущим супер клеем «Момент», швы заглажены оплавлением пластмассы паяльником и выровнены наждачной бумагой.
Для интереса выполнил некоторые измерения и расчеты. Ток, протекающий через светодиоды, составил 58 мА, напряжение 8 В. Следовательно мощность, подводимая на один светодиод составляет 0,46 Вт. При 16 светодиодах получается 7,36 Вт, вместо заявленных 11 Вт. Возможно производителем указана общая мощность потребления лампы с учетом потерь в драйвере.
Заявленный производителем срок службы светодиодной лампы ASD LED-A60, 11 Вт, 220 В, E27 у меня вызывает большие сомнения. В малом объеме пластмассового корпуса лампы, с низкой теплопроводностью выделяется значительная мощность - 11 Вт. В результате светодиоды и драйвер работают на предельно допустимой температуре, что приводит к ускоренной деградации их кристаллов и, как следствие, к резкому снижению времени их наработки на отказ.
Ремонт светодиодной лампы
LED smd B35 827 ЭРА, 7 Вт на микросхеме BP2831A
Поделился со мной знакомый, что купил пять лампочек как на фото ниже, и все они через месяц перестали работать. Три из них он успел выбросить, а две, по моей просьбе, принес для ремонта.
Лампочка работала, но вместо яркого света излучала мерцающий слабый свет с частотой несколько раз в секунду. Сразу предположил, что вспучился электролитический конденсатор, обычно если он выходит из строя, то лампа начинает излучать свет, как стробоскоп.
Светорассеивающее стекло снялось легко, приклеено небыло. Оно фиксировалось за счет прорези на его ободке и выступу в корпусе лампы.
Драйвер был закреплен с помощью двух паек к печатной плате со светодиодами, как в оной из выше описанных ламп.
Типовая схема драйвера на микросхеме BP2831A взятая с даташита приведена на фотографии. Плата драйвера была извлечена и проверены все простые радиоэлементы, оказались все исправны. Пришлось заняться проверкой светодиодов.
Светодиоды в лампе были установлены неизвестного типа с двумя кристаллами в корпусе и осмотр дефектов не выявил. Методом последовательного соединения между собой выводов каждого из светодиодов быстро определил неисправный и заменил его каплей припоя, как на фотографии.
Лампочка проработала неделю и опять попала в ремонт. Закоротил следующий светодиод. Через неделю пришлось закоротить очередной светодиод, и после четвертого лампочку выкинул, так как надоело ее ремонтировать.
Причина отказа лампочек подобной конструкции очевидна. Светодиоды перегреваются из-за недостаточной поверхности теплоотвода, и ресурс их снижается до сотен часов.
Почему допустимо замыкать выводы сгоревших светодиодов в LED лампах
Драйвер светодиодных ламп, в отличие от блока питания постоянного напряжения, на выходе выдает стабилизированную величину тока, а не напряжения. Поэтому вне зависимости от сопротивления нагрузки в заданных пределах, ток будет всегда постоянным и, следовательно, падение напряжения на каждом из светодиодов будет оставаться прежним.
Поэтому при уменьшении количества последовательно соединённых светодиодов в цепи будет пропорционально уменьшаться и напряжение на выходе драйвера.
Например, если к драйверу последовательно подключено 50 светодиодов, и на каждом из них падает напряжение величиной 3 В, то напряжение на выходе драйвера составлял 150 В, а если закоротить 5 из них, то напряжение снизится до 135 В, а величина тока не изменится.
Но коэффициент полезного действия (КПД) драйвера, собранного по такой схеме будет низкий и потери мощности, составят более 50%. Например, для LED лампочки MR-16-2835-F27 понадобится резистор номиналом 6,1 кОм мощностью 4 ватта. Получится, что драйвер на резисторе будет потреблять мощность, превышающую мощность потребления светодиодами и его разместить в маленький корпус LED лампы, из-за выделения большего количества тепла, будет недопустимо.
Но если нет другого способа отремонтировать светодиодную лампу и очень надо, то драйвер на резисторе можно разместить в отдельном корпусе, все равно потребляемая мощность такой LED лампочки будет в четыре раза меньше, чем лампы накаливания. При этом надо заметить, что чем больше будет в лампочке последовательно включенных светодиодов, тем выше будет КПД. При 80 последовательно соединенных светодиодов SMD3528 понадобится уже резистор номиналом 800 Ом мощностью всего 0,5 Вт. Емкость конденсатора С1 нужно будет увеличить до 4,7 µF.
Поиск неисправных светодиодов
После снятия защитного стекла появляется возможность проверки светодиодов, без отклеивания печатной платы. В первую очередь проводится внимательный осмотр каждого светодиода. Если обнаружена даже самая маленькая черная точка, не говоря уже о почернении всей поверхности LED, то он точно неисправен.
При осмотре внешнего вида светодиодов, нужно внимательно осмотреть и качество паек их выводов. В одной из ремонтируемых лампочек оказалось плохо припаянных сразу четыре светодиода.
На фотографии лампочка, у которой на четырех LED были очень маленькие черные точки. Я сразу пометил неисправные светодиоды крестами, чтобы их было хорошо видно.
Неисправные светодиоды могут и не иметь изменений внешнего вида. Поэтому необходимо каждый LED проверить мультиметром или стрелочным тестером , включенным в режим измерения сопротивления.
Встречаются светодиодные лампы, в которых установлены по внешнему виду стандартные светодиоды, в корпусе которых смонтировано сразу два последовательно включенных кристалла. Например, лампы серии ASD LED-A60. Для прозвонки таких светодиодов необходимо приложить к его выводам напряжение более 6 В, а любой мультиметр выдает не более 4 В. Поэтому проверку таких светодиодов можно выполнить только подав на них с источника питания напряжение более 6 (рекомендуется 9-12) В через резистор 1 кОм.
Светодиод проверяется, как и обычный диод, в одну сторону сопротивление должно быть равно десяткам мегаом, а если поменять щупы местами (при этом меняется полярность подачи напряжения на светодиод), то небольшим, при этом светодиод может тускло светиться.
При проверке и замене светодиодов лампу необходимо зафиксировать. Для этого можно использовать подходящего размера круглую банку.
Можно проверить исправность LED и без дополнительного источника постоянного тока. Но такой метод проверки возможен, если исправен драйвер лампочки. Для этого необходимо подать на цоколь LED лампочки питающее напряжение и выводы каждого светодиода последовательно закорачивать между собой перемычкой из провода или, например губками металлического пинцета.
Если вдруг все светодиоды, засветятся, значит, закороченный точно неисправен. Этот метод пригоден, если неисправен только один светодиод из всех в цепи. При таком способе проверки нужно учесть, что если драйвер не обеспечивает гальванической развязки с электросетью, как например, на приведенных выше схемах, то прикосновение рукой к пайкам LED небезопасно.
Если один или даже несколько светодиодов оказались неисправны и, заменить их нечем, то можно просто закоротить контактные площадки, к которым были припаяны светодиоды. Лампочка будет работать с таким же успехом, только несколько уменьшится световой поток.
Другие неисправности светодиодных ламп
Если проверка светодиодов показала их исправность, то значит, причина неработоспособности лампочки заключается в драйвере или в местах пайки токоподводящих проводников.
Например, в этой лампочке была обнаружена холодная пайка проводника, подающего питающее напряжение на печатную плату. Выделяемая из-за плохой пайки копоть даже осела на токопроводящие дорожки печатной платы. Копоть легко удалилась протиркой ветошью, смоченной в спирте. Провод был выпаян, зачищен, залужен и вновь запаян в плату. С ремонтом этой лампочки повезло.
Из десяти отказавших лампочек только у одной был неисправен драйвер, развалился диодных мостик. Ремонт драйвера заключался в замене диодного моста четырьмя диодами IN4007, рассчитанными на обратное напряжение 1000 В и ток 1 А.
Пайка SMD светодиодов
Для замены неисправного LED его необходимо выпаять, не повредив печатные проводники. С платы донора тоже нужно выпаять на замену светодиод без повреждений.
Выпаивать SMD светодиоды простым паяльником, не повредив их корпус, практически невозможно. Но если использовать специальное жало для паяльника или на стандартное жало надеть насадку , сделанную из медной проволоки, то задача легко решается.
Светодиод имеют полярность и при замене нужно правильно его установить на печатную плату. Обычно печатные проводники повторяют форму выводов на LED. Поэтому допустить ошибку можно только при невнимательности. Для запайки светодиода достаточно установить его на печатную плату и прогреть паяльником мощностью 10-15 Вт его торцы с контактными площадками.
Если светодиод сгорел на уголь, и печатная плата под ним обуглилась, то прежде чем устанавливать новый светодиод нужно обязательно очистить это место печатной платы от гари, так как она является проводником тока. При очистке можно обнаружить, что контактные площадки для пайки светодиода обгорели или отслоились.
В таком случае светодиод можно установить, припаяв его к соседним светодиодам, если печатные дорожки ведут к ним. Для этого можно взять отрезок тонкого провода, согнуть его вдвое или трое, в зависимости от расстояния между светодиодами, залудить и припаять к ним.
Ремонт светодиодной лампы серии "LL-CORN" (лампа-кукуруза)
E27 4,6 Вт 36x5050SMD
Устройство лампы, которая в народе называется лампа-кукуруза, изображенной на фотографии ниже отличается, от выше описанной лампы, поэтому и технология ремонта другая.
Конструкция ламп на LED SMD подобного типа очень удобна для ремонта, так как есть доступ для прозвонки светодиодов и их замены без разборки корпуса лампы. Правда, я лампочку все равно разобрал для интереса, чтобы изучить ее устройство.
Проверка светодиодов LED лампы-кукурузы не отличается от выше описанной технологии, но надо учесть, что в корпусе светодиода SMD5050 размещено сразу три светодиода, обычно включаемые параллельно (на желтом круге видны три темные точки кристаллов), и при проверке должны светиться все три.
Неисправный светодиод можно заменить новым или закоротить перемычкой. На надежность работы лампы это не повлияет, только незаметно для глаза, уменьшится немного световой поток.
Драйвер этой лампы собран по простейшей схеме, без развязывающего трансформатора, поэтому прикосновение к выводам светодиодов при включенной лампе недопустимо. Лампы такой конструкции недопустимо устанавливать в светильники, к которым могут добраться дети.
Если все светодиоды исправны, значит, неисправен драйвер, и чтобы до него добраться лампу придется разбирать.
Для этого нужно снять ободок со стороны, противоположной цоколю. Маленькой отверткой или лезвием ножа нужно, пробуя по кругу, найти слабое место, где ободок хуже всего приклеен. Если ободок поддался, то работая инструментом, как рычагом, ободок нетрудно отойдет по всему периметру.
Драйвер был собран по электрической схеме, как и у лампы MR-16, только С1 стоял емкостью 1 µF, а С2 - 4,7 µF. Благодаря тому, что провода, идущие от драйвера к цоколю лампы, были длинными, драйвер легко вынулся из корпуса лампы. После изучения его схемы, драйвер был вставлен обратно в корпус, а ободок приклеен на место прозрачным клеем «Момент». Отказавший светодиод заменен исправным.
Ремонт светодиодной лампы "LL-CORN" (лампа-кукуруза)
E27 12 Вт 80x5050SMD
При ремонте более мощной лампы, 12 Вт, такой же конструкции отказавших светодиодов не оказалось и чтобы добраться до драйверов, пришлось вскрывать лампу по выше описанной технологии.
Эта лампа преподнесла мне сюрприз. Провода, идущие от драйвера к цоколю, оказались короткими, и извлечь драйвер из корпуса лампы для ремонта было невозможно. Пришлось снимать цоколь.
Цоколь лампы был сделан из алюминия, закернен по окружности и держался крепко. Пришлось высверливать точки крепления сверлом 1,5 мм. После этого поддетый ножом цоколь легко снялся.
Но можно обойтись и без сверления цоколя, если острием ножа по окружности поддевать и немного отгибать его верхнюю кромку. Предварительно следует нанести метку на цоколе и корпусе, чтобы цоколь было удобно устанавливать на место. Для надежного закрепления цоколя после ремонта лампы, достаточно будет надеть его на корпус лампы таким образом, чтобы накерненные точки на цоколе попали на старые места. Далее продавить эти точки острым предметом.
Два провода были подсоединены к резьбе прижимом, а другие два запрессованные в центральный контакт цоколя. Пришлось эти провода перекусить.
Как и ожидалось, драйверов было два одинаковых, питающих по 43 диода. Они были закрыты термоусаживающейся трубкой и соединены вместе скотчем. Для того, чтобы драйвер можно было опять поместить в трубку, я обычно ее аккуратно разрезаю вдоль печатной платы со стороны установки деталей.
После ремонта драйвер окутывается трубкой, которая фиксируется пластмассовой стяжкой или заматывается несколькими витками нитки.
В электрической схеме драйвера этой лампы уже установлены элементы защиты, С1 для защиты от импульсных выбросав и R2, R3 для защиты от бросков тока. При проверке элементов сразу были обнаружены на обоих драйверах в обрыве резисторы R2. Похоже, что на светодиодную лампу было подано напряжение, превышающее допустимое. После замены резисторов, под рукой на 10 Ом не оказалось, и я установил на 5,1 Ом, лампа заработала.
Ремонт светодиодной лампы серии "LLB" LR-EW5N-5
Внешний вид лампочки этого типа внушает доверие. Алюминиевый корпус, качественное исполнение, красивый дизайн.
Конструкция лампочки такова, что разборка ее без применения значительных физических усилий невозможна. Так как ремонт любой светодиодной лампы начинается с проверки исправности светодиодов, то первое что пришлось сделать, это снять пластмассовое защитное стекло.
Стекло фиксировалось без клея на проточке, сделанной в радиаторе буртиком внутри него. Для снятия стекла нужно концом отвертки, которая пройдет между ребрами радиатора, опереться за торец радиатора и как рычагом поднять стекло вверх.
Проверка светодиодов тестером показала их исправность, следовательно, неисправен драйвер, и надо до него добраться. Плата из алюминия была прикручена четырьмя винтами, которые я открутил.
Но вопреки ожиданиям, за платой оказалась плоскость радиатора, смазанная теплопроводящей пастой. Плату пришлось вернуть на место и продолжить разбирать лампу со стороны цоколя.
В связи с тем, что пластмассовая часть, к которой крепился радиатор, держалась очень крепко, решил пойти проверенным путем, снять цоколь и через открывшееся отверстие извлечь драйвер для ремонта. Высверлил места кернения, но цоколь не снимался. Оказалось, он еще держался на пластмассе за счет резьбового соединения.
Пришлось отделять пластмассовый переходник от радиатора. Держался он, так же как и защитное стекло. Для этого был сделан запил ножовкой по металлу в месте соединения пластмассы с радиатором и с помощью поворота отвертки с широким лезвием, детали были отделены друг от друга.
После отпайки выводов от печатной платы светодиодов драйвер стал доступен для ремонта. Схема драйвера оказалась более сложной, чем у предыдущих лампочек, с разделительным трансформатором и микросхемой. Один из электролитических конденсаторов 400 V 4,7 µF был вздутый. Пришлось его заменить.
Проверка всех полупроводниковых элементов выявила неисправный диод Шоттки D4 (на фото внизу с лева). На плате стоял диод Шоттки SS110, заменил имеющимся аналогом 10 BQ100 (100 V, 1 А). Прямое сопротивление у диодов Шоттки в два раза меньше, чем у обыкновенных диодов. Светодиодная лампочка засветила. Такая же неисправность оказалась и у второй лампочки.
Ремонт светодиодной лампы серии "LLB" LR-EW5N-3
Эта светодиодная лампа по внешнему виду очень похожа на "LLB" LR-EW5N-5, но конструкция ее несколько отличается.
Если внимательно присмотреться, то видно, что на стыке между алюминиевым радиатором и сферическим стеклом, в отличие от LR-EW5N-5, имеется кольцо, в котором и закреплено стекло. Для снятия защитного стекла достаточно небольшой отверткой подцепить его в месте стыка с кольцом.
На алюминиевой печатной плате установлено три девяти кристальных сверх ярких LED. Плата прикручена к радиатору тремя винтами. Проверка светодиодов показала их исправность. Следовательно, нужно ремонтировать драйвер. Имея опыт ремонта похожей светодиодной лампы "LLB" LR-EW5N-5, я не стал откручивать винты, а отпаял токоподводящие провода, идущие от драйвера и продолжил разбирать лампу со стороны цоколя.
Пластмассовое соединительное кольцо цоколя с радиатором снялось с большим трудом. При этом часть его откололась. Как оказалось, оно было прикручено к радиатору тремя саморезами. Драйвер легко извлекся из корпуса лампы.
Саморезы, прикручивающие пластмассовое кольцо цоколя закрывает драйвер, и увидеть их сложно, но они находятся на одной оси с резьбой, к которой прикручена переходная часть радиатора. Поэтому тонкой крестообразной отверткой к ним можно добраться.
Драйвер оказался собран по трансформаторной схеме. Проверка всех элементов, кроме микросхемы, не выявила отказавших. Следовательно, неисправна микросхема, в Интернете даже упоминание о ее типе не нашел. Светодиодную лампочку отремонтировать не удалось, пригодится на запчасти. Зато изучил ее устройство.
Ремонт светодиодной лампы серии "LL" GU10-3W
Разобрать перегоревшую светодиодную лампочку GU10-3W с защитным стеклом оказалось, на первый взгляд, невозможно. Попытка извлечь стекло приводила к его надколу. При приложении больших усилий, стекло трескалось.
Кстати, в маркировке лампы буква G означает, что лампа имеет штыревой цоколь, буква U, что лампа относится к классу энергосберегающих лампочек, а цифра 10 – расстояние между штырями в миллиметрах.
Лампочки LED с цоколем GU10 имеют особые штыри и устанавливаются в патрон с поворотом. Благодаря расширяющимся штырям, LED лампа защемляется в патроне и надежно удерживается даже при тряске.
Для того чтобы разобрать эту LED лампочку пришлось в ее алюминиевом корпусе на уровне поверхности печатной платы сверлить отверстие диаметром 2,5 мм. Место сверления нужно выбрать таким образом, чтобы сверло при выходе не повредило светодиод. Если под рукой нет дрели, то отверстие можно проделать толстым шилом.
Далее в отверстие продевается маленькая отвертка и, действуя, как рычагом приподымается стекло. Снимал стекло у двух лампочек без проблем. Если проверка светодиодов тестером показала их исправность, то далее извлекается печатная плата.
После отделения платы от корпуса лампы, сразу стало очевидно, что как в одной, так и в другой лампе сгорели токоограничивающие резисторы. Калькулятор определил по полосам их номинал, 160 Ом. Так как резисторы сгорели в светодиодных лампочках разных партий, то очевидно, что их мощность, судя по размеру 0,25 Вт, не соответствует выделяемой мощности при работе драйвера при максимальной температуре окружающей среды.
Печатная плата драйвера была добротно залита силиконом, и я не стал ее отсоединять от платы со светодиодами. Обрезал выводы сгоревших резисторов у основания и к ним припаял более мощные резисторы, которые оказались под рукой. В одной лампе впаял резистор 150 Ом мощностью 1 Вт, во второй два параллельно 320 Ом мощностью 0,5 Вт.
Для того чтобы исключить случайное прикосновение вывода резистора, к которому подходит сетевое напряжение с металлическим корпусом лампы, он был заизолирован каплей термоклея. Он водостойкий, отличный изолятор. Его я часто применяю для герметизации, изоляции и закрепления электропроводов и других деталей.
Термоклей выпускается в виде стержней диаметром 7, 12, 15 и 24 мм разных цветов, от прозрачного до черного. Он плавится в зависимости от марки при температуре 80-150°, что позволяет его расплавлять с помощью электрического паяльника. Достаточно отрезать кусок стержня, разместить в нужном месте и нагреть. Термоклей приобретет консистенцию майского меда. После остывания становится опять твердым. При повторном нагреве опять становиться жидким.
После замены резисторов, работоспособность обеих лампочек восстановилась. Осталось только закрепить печатную плату и защитное стекло в корпусе лампы.
При ремонте светодиодных ламп для закрепления печатных плат и пластмассовых деталей я использовал жидкие гвозди «Монтаж» момент. Клей без запаха, хорошо прилипает к поверхностям любых материалов, после засыхания остается пластичным, имеет достаточную термостойкость.
Достаточно взять небольшое количество клея на конец отвертки и нанести на места соприкосновения деталей. Через 15 минут клей уже будет держать.
При приклейке печатной платы, чтобы не ждать, удерживая плату на месте, так как провода выталкивали ее, зафиксировал плату дополнительно в нескольких точках с помощью термоклея.
Светодиодная лампа начала мигать как стробоскоп
Пришлось ремонтировать пару светодиодных ламп с драйверами, собранными на микросхеме, неисправность которых заключалась в мигании света с частотой около одного герца, как в стробоскопе.
Один экземпляр светодиодной лампы начинал мигать сразу после включения в течении первых нескольких секунд и затем лампа начинала светить нормально. Со временем продолжительность мигания лампы после включения стала увеличиваться, и лампа стала мигать беспрерывно. Второй экземпляр светодиодной лампы стал мигать беспрерывно внезапно.
После разборки ламп оказалось, что в драйверах вышли из строя электролитические конденсаторы, установленные сразу после выпрямительных мостов. Определить неисправность было легко, так как корпуса конденсаторов были вздутые. Но даже если по внешнему виду конденсатор выглядит без внешних дефектов, то все равно ремонт светодиодной лампочки со стробоскопическим эффектом нужно начинать с его замены.
После замены электролитических конденсаторов исправными стробоскопический эффект исчез и лампы стали светить нормально.
Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке
При ремонте светодиодных ламп возникает необходимость в определении номинала резистора . По стандарту маркировка современных резисторов производиться путем нанесения на их корпуса цветных колец. На простые резисторы наносится 4 цветных кольца, а на резисторы повышенной точности – 5.
Простейший настольный или настенный светодиодный светильник своими руками можно собрать даже при отсутствии опыта в области электрической техники.
При этом понадобится приобрести минимальный набор материала и инструмента.
Какие светодиоды стоит использовать?
Выбор диодов в настоящее время очень широкий.
В зависимости от типа светового потока и конструктивных особенностей светодиоды могут быть:
- источники общего назначения, отличающиеся формированием качественного рассеянного света и предназначенные для монтажа в жилых и офисных помещениях;
- источники направленного светового потока, используемые для обустройства акцентированного подсвечивания отдельных участков;
- источники линейного типа, востребованные для освещения офисных помещений и торговых залов.
Источники света выполняются на основе индикаторных светодиодов, SMD-диодов, COB-диодов и филаментных диодов. Светодиоды с высокими показателями мощности значительно выгоднее, что обусловлено повышенной трудоемкостью. Оптимальным является сверхяркий диод 1W с питанием 3,2-3,4V, потребляемым током 350 ma, длиной волны 6500K и световым потоком 140l m.
При выборе источника света целесообразно отдавать предпочтение выводным светодиодам, так как их применение позволяет выполнить все монтажные работы максимально быстро и легко.
Источники питания
Любые светодиоды отличаются повышенной чувствительностью к разнообразным внешним воздействиям, способным очень негативно сказываться на сроке эксплуатации и качественных характеристиках освещения.
В качестве источника питания для светодиодного светильника можно рассматривать три основных направления, представленных:
- источниками тока в виде блока питания или драйвера;
- блоками аварийного питания;
- защитными устройствами для светодиодных осветительных приборов.
Популярные модели источников тока от ведущих производителей разрабатываются с учетом всех основных особенностей отечественных электрических сетей.
Серии источников питания для осветительных приборов светодиодного типа отличаются мощностью, выходным напряжением и токами, коэффициентами пульсации и многими другими основными параметрами.
Использование радиатора для светодиодов
С целью охлаждения светодиодных светильников и компонентов, выделяющих значительное количество тепловой энергии, применяются радиаторы, работающие по принципу:
- излучения тепловой энергии или тепловой конвекции;
- турбулентной конвекции.
Первый вариант является способом пассивного охлаждения, при котором определенное количество энергии выделяется в атмосферные слои посредством инфракрасного потока, а некоторое количество – посредством воздушной циркуляции. Второй вариант относится к категории активных способов, поэтому предполагает применение вентиляторов или иных механических приспособлений.
Радиатор для светодиода
Достоинства и недостатки используемых систем охлаждения:
- Пассивная система не обладает действующими механизмами, поэтому не нуждается в каком-либо обслуживании. Однако такой вариант потребует установки большого, достаточно тяжелого и дорогостоящего теплового отвода. Предпочтение рекомендуется отдавать алюминиевым радиаторам.
- Активная система чаще всего основана на процессе охлаждения с высокими показателями производительности. Такой способ отличается повышенной чувствительностью ко многим климатическим условиям и повышенными показателями шума.
Для светодиодных осветительных приборов оптимальными температурными показателями являются 65 о С. Тем не менее, при низких температурных режимах повышается уровень КПД светодиодного источника света и ресурс работоспособности.
Перед выполнением сборки светодиодного устройства требуется определить вид применяемого радиатора:
- штыревого или игольчатого типа с естественным охлаждением;
- ребристого типа с принудительным охлаждением.
Как показывает практика, радиатор штыревого типа при равных габаритах с ребристыми радиаторами обладает производительностью примерно на 65-70 %.
Стандартный расчёт общей площади охлаждающего элемента для осветительного прибора в виде светодиодной лампы осуществляется посредством проектного и поверочного способа.
Процесс изготовления светильника своими руками
Рассмотрим, как сделать светодиодный светильник своими руками. Основные материалы и элементы для самостоятельного изготовления светильника светодиодного типа представлены:
- светодиодами выводного типа;
- источником питания в виде драйвера тока без корпуса с наличием гальванической развязки;
- алюминиевым, рассеивающим тепло радиатором в виде П-образного строительного профиля;
- теплопроводящим двусторонним скотчем.
В качестве корпуса целесообразно использовать металлическую конструкцию, так как полупроводники, представленные диодами, под воздействием электрического тока способны значительно нагреваться.
Самодельный светильник
Лучше всего воспользоваться для изготовления диодным драйвером на 12W LED с уровнем входного напряжения на 100-240V и выходным напряжением на 18-46V.
Основные этапы самостоятельного изготовления светодиодного светильника своими руками следующие:
- вставить в цокольную часть резистор и пару конденсаторов;
- впаять небольшой выпрямитель;
- обработать поверхность;
- создать изолирующую прослойку при помощи полимерной трубки;
- осмотреть светодиодные контакты и проверить их работоспособность;
- собрать конструкцию, припаяв платы на конденсатор;
- выполнить заключительную изоляцию клеящим составом;
- проверить соединение диодов;
- подпаять конденсатор и резистор.
На заключительном этапе осуществляется клеевая изоляция всех контактов. Полностью готовая к эксплуатации осветительная конструкция может быть оставлена в исходном состоянии или накрыта абажуром, что позволит значительно смягчить свечение светильника.
Для самостоятельного создания мощного диодного светильника на основе сразу нескольких десятков светодиодов потребуется выполнить мероприятия, представленные:
- определением количества диодов;
- определением номинальной мощности;
- подключением светодиодов к отрицательному контакту диодного моста;
- спаиванием всех диодов «плюс на минус»;
- объединением всех групп проводами;
- добавлением диодного моста.
Вывод на плюс подключается к плюсовому проводу на первой группе, а отрицательный - к общему проводу на последнем диоде группы. Затем готовится цокольная часть, а провода припаиваются на входы переменного напряжения диодного моста.
Заключительные работы включают в себя соединение платы винтами и гайками, а также изоляцию плат схемы при помощи клеящего состава.
Крепление патрона к резистору и транзистору
Паяльные работы включают в себя тщательную зачистку поверхности и последующий монтаж выпрямителя. Затем производится термоусадка монтажным клеем. Готовый осветительный светодиодный прибор нужно протестировать с целью определения его работоспособности.
Видео на тему
По статистическим данным, было выявлено, что стоимость светодиодных светильников значительно понизилась. Такие показатели повлекли за собой увеличение приобретения высокоэкономичных средств освещения в частные дома и квартиры. Тем, кто отлично управляется с паяльником, вовсе не потребуется поход в магазин для того, чтобы обустроить свое жилье, так как можно создать светильник своими руками, без обращения к заводским изделиям. Таким образом можно сэкономить большую сумму денег и подобрать дизайн прибора такой, который будет подходить под интерьер квартиры.
Схема светодиодного светильника.
У светодиодов есть своя особенность, заключающаяся в режиме работы постоянного тока и в низкой степени напряжения. Потому для осуществления процесса освещения преимущественно используются такие устройства, как блоки питания. Некоторые самостоятельно паяют электрические схемы на платах, что не так уж просто, особенно для тех, кто не знаком с этой сферой деятельности.
Создавая светильник своими руками, лампу или любой другой осветительный прибор, нужно брать в учет тот факт, что одна треть от такой единицы, как номинальная мощность, будет уходить на преобразование светового потока, остальные же части нужны для тепловых потерь.
Важно помнить о том, что при перегреве светодиодов может произойти сокращение срока работы. Собирая самостоятельно любую конструкцию из светодиодов, должно предусматриваться отведение тепла от всей конструкции во время подачи питания.
Какие светодиоды стоит использовать?
Таблица разновидностей светодиодов.
Первоначально желательно выбрать определенный вид светодиодов, который потребуется. Если рассматривать мощные и маломощные, то первый вид намного выгоднее, из-за того что трудоемкость выше. Отношение маломощных к мощным составляет 20:1. По таким показателям можно сделать вывод о том, что с маломощными светодиодами предстоит намного больше спаивания. Среди мощных светодиодов можно выделить пару разновидностей, одни из которых предназначены для выводных монтажных работ, а другие — для поверхностных. В большинстве случаев используют выводные, так как с ними монтажные работы проводятся намного быстрее.
Источники питания
Для долговечности светодиодов нужен отличный драйвер, а по-другому его можно назвать источником питания. Драйвер может быть корпусным и бескорпусным, с присутствием гальванической развязки и без нее. Если рассматривать именно переделку светильников, то желательно применять вид бескорпусного драйвера, в котором идет гальваническая развязка.
Вид без корпуса очень полезен тем, что он компактен по размеру, а также имеет меньшую степень нагревания. Но есть и свои определенные недостатки, которые проявляются в сложности при креплении.
Использование гальванической развязки, как правило, требуется для обеспечения безопасности, так как в этом случае можно избежать удара током. При отсутствии такой технологии некоторые получают минимальные удары электрического разряда.
Электрическая схема светодиодного светильника.
При выборе драйверов желательно обращать свое внимание на указание минимального и максимального количества светодиодов, которое можно подвести к подключению. Если же такие данные отсутствуют, то стоит просматривать выходные показатели напряжения источника питания.
Источник питания может быть двух видов, один из которых состоит из фильтра электромагнитной помехи, а второй, соответственно, его не имеет. Устройства, которые не имеют фильтров, в большей степени обладают помехами электромагнитных волн и проведения частот на приемники.
Использование радиатора для светодиодов
Для того чтобы пользоваться светодиодом успешно и долго, стоит применять радиаторы, так как они такие же важные составляющие процесса, как и источники питания. Радиатор должен быть выполнен исключительно из алюминия. Найти такой материал очень просто, так как у каждого человека найдется старая посуда из алюминия. Для того чтобы можно было рассеять тепло со светодиода, нужно брать в учет именно размер площади, а не толщину. Стоит отметить, что на компьютерных кулерах установлены вентиляторы, так как без такого устройства тепло от светодиода будет отводиться с минимальной скоростью.
Процесс изготовления светильника своими руками
Перед тем как начать разработку светильника самостоятельно, желательно подготовить все необходимые инструменты. В частности, желательно обзавестись:
Схема корпуса светильника.
- базовыми и запасными светодиодами;
- микротрансформатором;
- мультиметром;
- красными светодиодными лампочками;
- резистором на 100 Ом;
- конденсатором на 400 мкФ и на 10 мкФ;
- патроном;
- обезжиривателем;
- паяльником;
- монтажным клеем;
- доской;
- абажуром.
Первоначально желательно провести проверку каждого светодиода, который будет включен в цепь, и качество питающего напряжения в сетевом кабеле. Чтобы осуществить такой процесс, стоит использовать микротрансформатор. Таким образом, при настраивании и при тестовой проверке будущего прибора освещения регулировка будет проводиться намного плавне.
Для того чтобы измерять, падает напряжение при постоянном токе и воздействии на резистор или нет, и для точного расчета тока диодов применяют мультиметр. Как правило, при самостоятельной сборке стараются использовать шестивольтовые светильники, но нередко могут понадобиться и те, которые рассчитаны на 12 вольт.
Сами же диоды должны быть высокого качества, чтобы можно было избежать неприятного голубоватого свечения, которое не просто испортит внешний вид светильника, но также и навредит глазам.
Схема подключения светодиодных частей на корпус светильника.
Схему сборки можно назвать очень простой и без потери для драйвера. Единственный недочет состоит в отсутствии изоляции у проводов, то есть сам светильник из светодиодов может быть подвержен токовым ударам. Ориентируясь на последние данные, стоит учитывать, что желательно беречь лампу от падения, но впоследствии схема может быть модернизирована.
- Резисторы нужны для защиты платы при подключении к сети, чтобы избежать скачка напряжения. В случае его отсутствия желательно применение крошечного выпрямительного моста.
- Использование конденсатора 400 мкФ требуется для того, чтобы установить энергию на нужном уровне, которая требуется для передачи и дополнительного добавления ламп, при свободной пропускной способности. Перед работой желательно убедиться в том, что в работе идет именно вид номинального напряжения, которое, как правило, вполовину больше обычного тока в сети.
- Применение конденсатора 10 мкФ нужно для создания идеального источника света, а также для исключения таких последствий, как блики и мигания. Высота номинального напряжения в этом случае должна превышать показатели предыдущего конденсатора вдвое.
Если нет возможности приобретения нового патрона, его можно изъять из старой лампы. Для этого нужно аккуратно разбить лампочку, причем так, чтобы не повредилась гнездовая часть патрона. После такой процедуры сам патрон стоит защитить и обработать при помощи обезжиривателя. Важно, что перед установкой отверстие в патроне проверяется еще раз на наличие остатков лампы, которые могут навредить будущей системе освещения, и желательно провести дополнительную обработку при помощи ацетона или спирта.
Крепление патрона к резистору и транзистору
Далее дело идет за паяльными работами. Посредством паяльника проводится установка крошечного выпрямителя, причем материалы должны быть заранее подготовлены и находиться под рукой. Поверхность обрабатывается в обязательном режиме, а сами действия должны быть максимально точны и аккуратны, для того чтобы исключить повреждения уже установленных деталей.
Для того чтобы провести термоусадку, применяют любой вид монтажного клея, так как материал должен быть предназначен для проведения подобных действий, и ни в коем случае не канцелярского назначения.
Установка светодиодных ламп считается самым важным и интересным моментом во всей сборке светильника. Основой будет служить заранее купленная или же приготовленная от старых приборов доска. Если она принадлежала старым конструкциям, то, соответственно, доска должна быть очищена от деталей и различных заусенцев.
Проводя и подключая каждый контакт, их стоит проверять и очищать, если сигнал не поступает. Остается совсем немного — и светильник сможет радовать своего создателя. Для того чтобы завершить работу, нужно попросту собрать все детали, которые имеются. Если быть точнее, то каждая деталь припаивается к планшетке и к устройству резистора. Далее все изолируется при помощи клея, проверяются соединения между диодами для правильного распространения света.
