У мастеров часто возникает желание сделать диодную лампочку как минимум по той причине, что она позволяет сэкономить в 10 раз больше электроэнергии, если сравнивать ее с лампой накаливания. Это крайне выгодно с точки зрения денежных затрат. Но для самостоятельной сборки необходим опыт в работе со схемами светотехники.
Сначала следует ознакомиться с принципом функционирования светодиодной лампы и узнать, какие существуют ее разновидности. После этого можно приступить к подбору необходимых материалов и инструментов. Чтобы лампочка прослужила долго, лучше покупать только качественные элементы конструкции.
Принцип работы светодиодной лампочки
В основе работы светодиодных ламп лежит действие полупроводника размером в 1-2 мм. Внутри него происходит движение заряженных элементарных частиц, преобразующих ток в постоянный из переменного. Однако кристалл чипа имеет и другой тип электропроводимости – отрицательных электронов.
Рис.1 – принцип работы LED-ламп.
Сторона с минимальным количеством электронов называется «p-тип». Другая, где находится больше частиц, – «n-тип». Когда они сталкиваются, происходит генерация частиц света – фотонов. Если система находится под напряжением, светодиоды продолжат излучать поток света. По данному принципу работают все современные лампочки-LED.
Мероприятия по борьбе с мерцанием светодиодов
Светодиодная лампа из энергосберегающей своими руками имеет огромное преимущество, но нужно потрудиться, чтобы при работе самоделки пользователей не беспокоило излишнее мерцание LED:
Управляйте светодиодными продуктами с использованием источника питания светодиода, который предназначен для их расчётной нагрузки.- Убедитесь, что все используемые продукты LED совместимы с цепями управления и источником питания.
- Проверьте отсутствие проводов и других неисправностей светильника и убедитесь, что диммеры не перегружены.
- Рассмотрите возможность использования постоянного тока светодиодного драйвера.
- При установке системы поэкспериментируйте, чтобы узнать, есть ли минимальный уровень затемнения, который вам мешает.
Чтобы избежать влияния мерцания светодиодов, нужно всегда помнить о вышеуказанных моментах.
Виды устройств LED
Вид конкретной лампы определяется в зависимости от расположения светодиодов:
- COB. Светодиод впаивается в плату. Это повысит интенсивность свечения и защитит от перегрева;
- DIP. Здесь кристалл подключается к двум проводникам, а над ними устанавливается увеличитель. Модификацию используют при производстве гирлянд и рекламных баннеров;
- SMD. Для улучшения отведения тепла диоды монтируют сверху. За счёт этого удаётся уменьшить габариты лампочки;
- «Пиранья». Речь идет о сверхъярких светоизлучающих диодах с повышенной защитой от вибрации. В большинстве случаев устанавливаются в автомобили, так как характеризуются надежностью.
Вариант ДИП-светодиода под названием Straw Hat или «соломенная шляпа».
Самым существенным недостатком обладает конструкция COB. Если из строя выйдет хотя бы один чип, заменить его не получится, придётся менять механизм полностью или покупать новую лампу.
Какие материалы потребуются для изготовления
Для сборки лампочки нужно купить следующие элементы конструкции:
- корпус;
- светодиоды (по отдельности или установленные на ленту);
- выпрямительные диоды или диодный мост;
- предохранители (если есть сгоревшая ненужная лампа, их можно снять с неё);
- конденсатор. Емкость и напряжение должно соответствовать количеству чипов и электросхеме;
- если придётся изготавливать каркас для установки чипов, необходимо приобрести теплоустойчивый материал, который не проводит ток. Металл не подойдёт, поэтому лучше купить плотный картон или прочный пластик.
Из инструментов для работы понадобятся плоскогубцы, паяльник, ножницы, держатель и пинцет. Также потребуются жидкие гвозди или клей для монтажа светодиодов в случае использования картона.
История светодиодов
Капитан Генри Джозеф Раунд, один из пионеров радио, во время эксперимента заметил необычное свечение, испускаемое карбидом кремния. Свои наблюдения он опубликовал в General World, но объяснить природу явления он не мог.
Русский учёный Олег Лосев наблюдал излучение света кристаллами — диодами. В 1927 году он опубликовал подробности своей работы в российском журнале и оформил патент на «Световое реле».
В 1961 году инфракрасный диод создали Б. Биард и Г. Питмен. Однако отцом-основателем светодиода по праву считывается Ник Холоняк. Его ученик Дж. Крэфорд в 1972 г. создал светодиод жёлтого цвета. В конце 80-х годов благодаря исследованиям русского учёного Ж. И. Алферова были открыты новые светодиодные материалы, которые дали толчок дальнейшему развитию светодиодов.
В начале 70-х впервые были изобретены светодиоды зелёного цвета, в 1971 году появился синий светодиод, который был очень неэффективным. Прорыв сделали японские учёные только в 1996 году, которые изобрели дешёвый светодиод синего цвета.
Схемы светодиодных ламп
Перед тем как начинать сборку светодиодной лампы, нужно выбрать одну из возможных схем. Существует несколько вариантов, все они имеют свои преимущества и недостатки. Также всё зависит от цели изготовления светильника. Одна из самых распространённых схем включает в себя диодный мост и 4 светодиода.
Светодиодный элемент
Если в доме есть сломанный LED светильник, с него можно взять недостающие детали. Но прежде чем переставить какие-либо элементы, необходимо проверить их на корректность работы, используя аккумулятор на 12В. Вышедшие из строя детали следует изъять. Для этого нужно взять паяльник и распаять контакты, убрав сгоревшие диоды.
Рис.3 – готовая площадка с LED-элементами.
Не стоит забывать о соблюдении чередования катодов и диодов, крепящихся последовательно. Если проводится замена 2-3 чипов, их можно припаять на те же участки, где стояли сгоревшие чипы. Далее в ряд устанавливается около 10 диодов с соблюдением полярности. Также нужно проследить, чтобы спаянные концы не прикасались друг к другу. В противном случае при включении это приведет к короткому замыканию.
Схема преобразователя с диодным мостом
Как уже говорилось выше, схема включает в себя 4 светодиода, подключающихся разнонаправленно. Именно поэтому мост может трансформировать ток 220В в пульсирующий. Подобное происходит в процессе перехода по 2 чипам синусоидных волн.
Рис.4 – схема с диодным мостом.
Полярность утрачивается за счет их изменения. В процессе сборки к выходу с плюсом перед мостом нужно подключить конденсатор. Еще один должен находиться позади моста. Он будет выполнять сглаживающую функцию при перепадах напряжения.
Схемы для более мягкого свечения
Если перед мастером стоит задача избавиться от мерцания, которое свойственно практически всем светодиодным лампочкам, в схему нужно включить несколько дополнительных элементов. В целом в неё должны входить конденсаторы, резисторы и диодный мост.
Для защиты лампы от скачков напряжения в сети в начало схемы устанавливается резистор на 100 Ом, после стоит конденсатор на 400 нФ, далее монтируется мост, за ним резистор. Последними в цепь включают светодиоды.
Характеристики
К основным характеристикам излучающих диодов относят:
- рабочий ток – значение силы тока, при котором лампа работает стабильно;
- напряжение – питание, которое нужно для работы устройства;
- мощность – важный показатель, который нужен при выборе блока питания;
- цветовая температура – оттенок свечения, бывает теплым, нейтральным и холодным;
- световой поток – количество света на 1 кв.м.;
- угол рассеивания – определяет площадь, на которую будет направлено освещение.
Также к характеристикам относят размер кристалла.
Расчет необходимой яркости
Прежде чем покупать светильники, определите какая яркость потребуется. Этот параметр должен учитывать площадь комнаты, ее назначение, какую функцию будут выполнять светильники. По нормам на 1 кв.м. гостиной должно быть 300-400 Люкс света, для кухни и спальни около 250 Люкс, для прихожей 100 Люкс.
Управление светом
Управлять яркостью освещения можно различными способами. К ним относятся:
- изменение числа диодов;
- изменение тока, протекающего через диоды;
- при помощи регулятора мощности.
Можно приобрести лампу с регулятором света. С ее помощью можно регулировать яркость подсветки.
Схемы на резисторах
Данная схема вполне по силам даже начинающим мастерам. Чтобы собрать устройство на её основе, необходимо купить 2 резистора по 12к, а также пару цепей с одинаковым количеством последовательно припаянных чипов с учетом полярности. Одну полосу диодов со стороны (R2) подсоединяют анодом, а другую (R1) – катодом. Устройства, которые собраны по данной схеме, отличаются мягким светом, поскольку в момент включения светодиоды зажигаются поочередно.
Рис.5 – резистор для светодиодной лампы.
Благодаря этому эффекту невооруженный глаз практически не видит пульсации. Такая лампочка лучше всего подходит для настольного светильника. Чтобы получить оптимальное освещение, рекомендуется приобретать ленты с 20-40 диодами. Если их будет меньше, это даст незначительный световой поток. Но чем больше элементов, тем сложнее работа в техническом плане.
Особенности монтажа своими руками в квартире
Во время монтажа нужно учитывать особенности подсветки. Следует соблюдать технику безопасности и инструкцию по установке ламп.
Схемы точечного диодного освещения помещений
Точечное освещение должно быть смонтировано таким образом, чтобы был отвод тепла
Особенно это важно для натяжных потолков. Есть разные схемы расстановки светильников – круглые, овальные, с центральной люстрой и без нее
Светодиодная лента
Ленту устанавливают в алюминиевый профиль, который будет выступать в качестве отвода тепла. ЛЕД ленты продаются в бобинах по 5 метров. Если нужен меньший кусок, ее разрезают строго по намеченным линиям. Дополнительно приобретается источник питания.
Установка люстры
Люстры бывают с управлением и без него. Прежде чем ставить люстру, ее нужно собрать. Перед монтажом также подключаются все провода в соответствии с инструкцией к прибору. Затем ее можно вешать на потолок и проверять.
Работа проводится при отключенном электропитании!
Лед панели
Панели для потолков фиксируются как на бетонную, так и на деревянную поверхность. Устанавливаются при помощи тросов, которые позволяют регулировать высоту светильников
Важно правильно выполнить разметку на потолке, чтобы затем монтировать панель
Монтаж беспроводного объемного светильника
Беспроводные светильники удобны тем, что для их работы не требуются кабели. Их можно установить в любом месте квартиры – в качестве ночников, подсветки кухонной гарнитуры. Потолочные беспроводные светильники благодаря их малому весу можно крепить на натяжные потолки и изделия из гипсокартона. Настенные крепятся в удобное для пользователей место. ЛЕД подсветка – это эффективный способ создать качественный свет в любом помещении и на улице. Светодиоды обладают массой преимуществ перед классическими источниками. Они экологичны, экономичны, долговечны, безопасны. Разнообразие форм диодных источников позволяет создавать уникальные дизайнерские решения.
Этапы изготовления
Сборка будет рассмотрена на основе стандартного цоколя от люминесцентной лампы. На первом этапе необходимо разобрать светильник. Все люминесцентные устройства подсоединяется к цоколю защелками через пластину с трубками. Здесь задача мастера заключается в том, чтобы найти места креплений и отсоединить цоколь с помощью ножа или плоской отвертки.
Рис.6 – снятие цоколя люминесцентной лампы.
В процессе разборки стоит быть осторожным, чтобы случайно не повредить трубки, в которых содержатся ядовитые вещества. Также следует не допустить повреждения электропроводки, подсоединённой к цоколю. Верхняя часть с трубками используется для изготовления пластинки под установку светодиодов. Для этого трубчатые элементы необходимо убрать.
Рис.7 – лампа в разобранном виде.
На следующем этапе понадобится пластмассовая или картонная крышка, она будет служить для изоляции светодиодов. Например, если в лампу устанавливаются диоды HK6, в каждом из них есть 6 параллельно подключённых кристаллов. При минимальном потреблении энергии они дадут максимально яркий свет.
Чтобы подключить каждый из чипов, в пластинке следует проколоть по 2 отверстия согласно выбранной схеме. На данном материале диоды можно зафиксировать максимально прочно, поэтому плотный картон стоит использовать только в крайних случаях. Но если других вариантов нет, к основанию светодиоды крепят с помощью суперклея или жидких гвоздей.
Согласно приведенному примеру устройство рассчитано на 6 чипов мощностью по 0,5 Вт, поэтому в схему следует включить параллельно подсоединенные элементы. В лампочку, работающую от 220 вольт, нужно установить драйвер. На данном этапе важно изолировать его от оплаты с помощью картона или пластика, чтобы избежать короткого замыкания. О перегреве беспокоиться не стоит, так как эта лампа практически не нагревается.
Рис.8 – драйвер для светодиодной лампы.
На следующем этапе можно приступать к сборке. Лампочки, работающие от стандартного патрона и сети 220В, отличаются незначительным энергопотреблением и мощностью до 3 Вт. Собранная лампа имеет характеристики светового потока от 100 до 120 Лм. Но благодаря белому свету она кажется яркой. Изделие подойдёт для освещения кладовой, коридора или установки в настольную лампу.
LED-лампа Е27 из энергосберегайки и готового драйвера
Можно использовать цоколь от неисправной светодиодной лампы
Чтобы сделать светодиодную лампочку, понадобятся неисправное КЛЛ изделие, светодиоды НК-6, паяльник, пассатижи, припой и картонная основа. Работа осуществляется пошагово:
- Из старой лампочки мощностью 20 Вт извлекается цоколь. Понадобится поддеть защелки или высверлить участки с точеным кернением.
- Пустой цоколь очищается от излишков припоя, обрабатывается спиртом или косметической жидкостью для снятия лака.
- Находится 6 отверстий на крышке цоколя. На кусочке картона делает разметка круглых ниш, которая потом вырезается при помощи маникюрных ножниц.
- Разбирается лента диодов из параллельно соединенных 6 кристаллов.
- Кристаллы соединяются по 3 параллельно.
- Две готовые цепочки с параллельными светодиодами крепятся последовательно.
- На готовый драйвер из сломанной LED-лампочки подключается 6 элементов мощностью 1 Вт.
- Из картона вырезается круг, укладывается между драйвером и платой. Драйвер устанавливается в цоколь.
- Лампочка полностью собирается и проверяется на предмет работоспособности.
В результате получится белый яркий аналог лампочки накаливания на 30 Вт. Яркость изделия будет 150-200 Лм, а мощность – 3 Вт.
Для корректировки участка освещения можно подогнуть выводы светодиодных элементов.
Выбор корпуса для лампы
С корпусом следует определиться еще до того, как выбрать схему. В данном случае можно воспользоваться несколькими вариантами:
- цоколь от лампы накаливания;
- самостоятельно изготовленное приспособление;
- использование корпуса от галогеновой или энергосберегающей лампы.
Мастера предпочитают последний вариант, так как он самый простой.
Корпус энергосберегающей лампы
Изготавливать корпус для светодиодной лампы, сделанной своими руками, рекомендуется только в том случае, если у мастера достаточно опыта. В большинстве случаев берется часть конструкции от энергосберегающей лампы или накаливания. Перегоревшую лампочку следует разобрать и достать преобразовательную плату. Схема устанавливается одним из следующих способов:
- Спрятать в цоколь. Подойдет крышка от пластиковой бутылки.
- Поместить диоды в отверстия, проделанные под колбой в крышке.
- Расположить схемы внутри цоколя. Этот вариант отличается повышенными характеристиками теплообмена. Здесь чипы подключены через уже имеющиеся отверстия.
Для размещения чипов достаточно вырезать круг из плотного картона или пластика. Если выполнить работу аккуратно, устройство будет иметь эстетичный внешний вид.
Цоколь с лампы накаливания
Некоторые мастера выбирают для установки схемы цоколь от лампы накаливания, так как он отличается важным преимуществом: после сборки у мастера не возникнет сложностей с закручиванием лампочки в патрон, что обеспечит теплообмен.
Рис.9 – цоколь лампы накаливания.
Цоколю от лампы накаливания свойственны и свои минусы. В готовом виде конструкция не будет иметь красивый внешний вид, также не удастся сделать качественную изоляцию.
Советуем посмотреть видео: Как собрать светодиодную (LED) лампу своими руками.
Рассеиватель
Тут просторы для творчества могут очень большие. Например, стеклянная подвеска от советской люстры, или переднее стекло от старого фонарика.
Иногда плата от зарядки может быть достаточно длинной и в корпусе патрона не хватит места для ее установки. Тогда на помощь придет пластмассовая коробка, например, от лекарств. Вырезается недостающая длина, и приклеивается к корпусу патрона. Диаметр колбы нужно подобрать соразмерный с диаметром корпуса патрона.
Если лампа будет использоваться как индикатор или ночник, то рассеивателем может послужить крышка от этой же баночки, как на фото ниже.
Следует понимать, что чем ярче вы хотите получить света, тем прозрачнее должен быть рассеиватель. Сделать свет направленным, поможет стекло с линзой. Такие стекла использовали в советских фонариках, так что его можно при желании поискать.
