Постоянный ток и его источники
У постоянного тока величина и направление не изменяются с течением времени. На современных приборах он обозначается буквами DC
— сокращением от английскогоDirect Current (в дословном переводе – прямой ток). Его графическое обозначение:
Источниками постоянного тока являются батарейки и аккумуляторы. На нем работают все полупроводниковые электронные устройства: мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры, спутниковые системы. Для питания этих устройств от сети переменного тока в их входят блоки питания. Они понижают напряжение сети до нужной величины и преобразуют переменный ток в постоянный. Зарядные устройства для аккумуляторов тоже питаются от сети переменного тока и выполняют те же функции, что и блоки питания.
Подсветка с помощью филиппинского фонаря
Кроме перечисленных выше способом автономного освещения гаражных построек некоторые автолюбители используются так называемый «филиппинский фонарь».
Филиппинский фонарь
Этот способ дает возможность организовать в гараже бесплатное освещение. Причем его вполне можно сделать своими руками. Филиппинский фонарь функционирует по принципу преломления света. Изготовить такой фонарь можно из обычной пластиковой бутылки. При этом ее можно использовать как целиком, так и вырезать из нее часть. Алгоритм изготовления филиппинского фонаря своими руками имеет следующий вид:
- берется прозрачная пластиковая бутылка;
- емкость хорошо моется и очищается от цветной этикетки;
- на нее надеваем прямоугольный или круглый экран, сделанный из нержавейки или оцинковки;
- в бутылку заливается чистая вода. Ее нужно разбавить с хлоркой. Это позволит избежать цветения жидкости и, как следствия – падения интенсивности освещения;
- жидкость заливается таким образом, чтобы ее уровень на три сантиметра был выше установленного экрана;
- далее такая бутылка монтируется в крышу гаражного сооружения. Сама бутылка должна крепиться на жесткое основание.
Установка филиппинского фонаря
Если крыша была изготовлена из профнастила, то просто в листе материала следует вырезать отверстие нужного диаметра. Чтобы минимизировать риск протекания крыши через отверстия, все места стыков бутылки с крышей нужно хорошо обработать силиконом или герметиком. Использовать филиппинский фонарь в качестве дополнительного автономного освещения для гаража можно в тех регионах, где большую часть года светит солнце. Для увеличения уровня освещенности можно установить несколько таких самодельных фонариков. В пасмурную погоду такая конструкция будет давать настолько тусклый свет, что работать при нем будет опасно для жизни. Кроме этого стоит отметить, что при нарушении последовательности изготовления филиппинского фонаря, освещение внутри гаража также будет плохим.
Аккумуляторное освещение
Отсеяв оригинальные и малоприменимые варианты, обратимся к наиболее востребованному источнику питания для освещения в гараже. Таковым, по прежнему остается автомобильный аккумулятор на 12В. Емкость подойдет самая обычная – 55Ач.
Для светодиодных лампочек или лед ленты, одного заряда при щадящем режиме может хватать более чем на 10 часов непрерывной работы и даже больше.
Естественно это должна быть отдельная батарея, а не та, которая используется в вашем авто. После падения напряжения, аккумулятор придется нести домой на подзарядку.
При использовании аккумуляторов всегда следите за напряжением разряда.
Большинство батарей после просадки менее 10-10,5В уже трудно восстановимы для полноценной работы.
Поэтому для контроля всегда ставьте параллельно в цепь питания миниатюрный цифровой вольтметр.
1 of 2
Заказать такой можно здесь.
Также можно воспользоваться и клеммами со встроенным цифровым измерителем напряжения.
Естественно все освещение, хоть оно и на 12В, нужно будет подключать через аппараты защиты – автоматические выключатели 5-10А.
Наиболее эффективно такая подсветка организуется на основе светодиодных лент.
Вот хорошее видео о том, как мужчина собрал почти полноценное освещение в своем загородном доме с помощью светодиодной ленты и АКБ, и пользовался им несколько месяцев.
https://youtube.com/watch?v=-Xkl6Z3S8nE%3F
Некоторые собирают подобные схемы на основе аккумулятора и инвертора. Но зачем тратить изначальную энергию еще и на работу преобразователя?
Когда у вас уже есть лампочки или Led лента на 12В, то гораздо проще и дешевле сразу их и подключать от этого напряжения.
Если вам нужно подсветить не весь гараж, а только отдельные зоны, то с этим могут справиться обычные литий-ионные батарейки. Даже аккумулятор покупать не придется.
Как собрать такую конструкцию и на какое время хватит этой подсветки можно узнать из статьи ниже.
У кого нет желания аккуратно делать схему, укладывать провода, могут вообще все гаражное освещение собрать буквально “на коленке”.
Берете б/у аккумулятор от ИБП. На толстой картонке монтируете минивольтметр и кнопку вкл/выкл.
После чего подключаете от этой конструкции светодиодные полоски – дневные ходовые огни. Такая конструкция особенно оправдана в погребах и небольших помещениях.
Использовать нужно именно ходовые огни, потому что они изначально водонепроницаемы. Все контакты и места соединения желательно заизолировать.
Вот видео, как собрать такое освещение за несколько минут.
Конструкция светодиодных ламп
Светодиодные лампы предназначены для напряжения 12 В и соответственно конструкция устройства отличается от люминесцентных аналогов или в которых используется нить накаливания. Конструктивно она выполнена из следующих основных компонентов:
- Стеклянная колба. Может изготавливаться из прозрачного или матового стекла и иметь сферическую или плоскую форму. Купольная конструкция увеличивает угол рассеивания светового потока до 270°. Модели лампочек с плоской стеклянной поверхностью применяются в точечных светильниках для подсветки интерьера или разбивки площади на отдельные зоны. Угол освещения 30 – 60°.
- Светодиоды. Источники света последовательно соединяются в одну схему подключения, что повышает светоотдачу устройства.
- Радиатор. Представляет собой металлическую пластину из алюминиевого сплава. Она предназначена для отвода тепла, излучаемого светодиодами.
- Корпус. Изготавливается из высокопрочного пластика, который является диэлектриком и выполняет защитные функции от поражения электрическим током при монтаже или демонтаже источника света.
- Драйвер. Предназначен для стабилизации напряжения и преобразования тока из переменного в постоянный.
- Цоколь. Может изготавливаться под патроны разных видов: стандартной конструкции E27 и E14 или G4, G13, GU10 и так далее.
В зависимости от количества излучаемого света одним диодом и числа определяется яркость светодиодной лампы. Среднее значение освещенность рассчитывается из соотношения 1 Лм (Люмен – единица измерения яркости светового потока) на 100 Вт.
Советы по выбору
Во-первых, определите, для каких целей покупается низковольтная лампочка
Исходя из цели обращайте внимание на:
- Мощность (для жилых помещений достаточно 5-8 Вт).
- Параметры света: угол рассеивания (чем больше, тем шире светит лампочка), коэффициент цветопередачи (не меньше 80), цветовая температура (теплый, нейтральный или холодный свет).
- Габаритные размеры (особенно актуально, если приобретается новый тип источников света для замены устаревшего).
- Срок службы.
- Стоимость.
- Для автомобилей обратите на ограничения на цвет и мощность ламп для фар (лампы ближнего/дальнего света, противотуманные и т.п.)
Можно ли заменить галогенные лампы 12 вольт на светодиодные?
Этот вопрос задается часто. Светодиодным лампам для правильной работы необходим постоянный ток. Добиться этого позволяет специальный блок питания или led-драйвер. Для «галогенок» достаточно более простого блока питания (типа понижающего трансформатора). Поэтому просто заменять галогенные лампы на светодиодные не стоит. Для надежной и долгой работы светодиодных источников света следует заменить блок питания на led-драйвер.
|
Драйвер для светодиодных ламп |
Трансформатор для галогеновых ламп |
Конструкция
Светодиодные лампы на 12 вольт состоят из корпуса с радиатором, цоколя с кернениями (углублениями) для крепления, кластера с диодами, драйвера, выпрямляющего ток и снижающего напряжение, и рассеивателя. Количество светодиодов разное, чаще всего они соединяются последовательно. Кластер выполняет роль понижающего трансформатора, равномерно распределяя напряжение по чипам. Недостаток такой конструкции – выход из строя всех диодов при перегорании одного.
Самый важный элемент светодиодной лампы – драйвер, так как от него зависит срок службы изделия. Он крепится к корпусу при помощи силикона. В дешевых изделиях его заменяют резистором. Яркость повышается, но лампочка быстро перегорает. В дорогих моделях драйверы монтируются из специальных микросхем.
Радиатор чаще всего изготовлен из алюминия, размер зависит от мощности. Основное предназначение колбы – защитить внутренние элементы от пыли и влаги. Изнутри она покрывается люминофором, меняющим цвет свечения.
Блок питания для ламп 12 В
Низковольтные источники света требуют питания постоянным током напряжением 12 В. Для понижения напряжения бытовой сети до нужного значения используются специальные блоки питания.
Для питания галогенных и ламп накаливания применяют простые блоки питания (по принципу понижающего трансформатора). Для светодиодных необходимо более сложное устройство, специальный источник питания или led-драйвер. Имейте это в виду при покупке.
В зависимости от назначения светильника блоки питания разделяют на:
- Герметичные (ip55-ip69): хороший вариант для работы во влажном или пыльном помещении (гараж, ванная комната, баня и т.п.);
- Негерметичные (ip20- ip55): подходят для работы в помещениях с нормальных уровнем влажности;
- С активной системой охлаждения: оснащен дополнительным вентилятором, что позволяет увеличить мощность изделия;
- С пассивной системой охлаждения: оснащен радиатором. Работает бесшумно, но ограниченная мощность.
Для выбора блока питания необходимо знать несколько параметров.
Мощность. Рассчитывается по формуле:
где Р – суммарная мощность;
Кз – коэффициент запаса, Кз = 1,1-1,5;
Рi – мощность отдельного источника света;
n – количество источников света.
- Выходной ток зависит от числа подключенных ламп. Он должен совпадать с требуемой силой тока для каждой лампы.
- Выходное напряжение в данном случае равно 12 В.
Подключить лампы к блоку питания довольно просто и безопасно, так как 12 В – это безопасное для человека напряжение. Тем не менее, перед подключением внимательно изучите электрическую схему и разберитесь в маркировке блока питания (вход/выход). Проводка при такой схеме должна быть минимально возможной длины и большого сечения. Иначе лампы будут работать не на полную мощность.
Электрическая схема подключения блока питания 12 В
Разновидности
По источнику питания лампочки делятся на две основные категории — низковольтные, предназначенные для эксплуатации от сети 12 В, и обычные, подключаемые к сети 220 В. Существуют и другие разновидности – на 24, 36 или 48 В, которые относятся к категории низковольтных светодиодных ламп. Низковольтные от обычных отличаются использованием драйвера (он же блок питания), стабилизирующего напряжение. Он может быть по умолчанию вмонтирован в конструкцию изделия или устанавливаться отдельно, как самостоятельный элемент.
Мощность таких источников обычно невелика и находится в диапазоне 0,4–8,0 Вт. Причем дробные величины мощности используются чаще целых.
Еще один критерий для классификации 12-вольтовых светодиодных приборов — форма стеклянной колбы. Выделяют следующие разновидности:
- открытого типа;
- устройства с колбами различных геометрических форм;
- круглые плоские изделия, похожие на диск.
Самыми распространенными считаются лампы SMD-типа. Яркость светового потока выбирается в зависимости от размеров данного изделия — чем больше светодиодов, тем более интенсивным будет освещение.
Варианты автономной подсветки гаража
Как уже было сказано, самым лучшим выбором для любых гаражных сооружений будут светодиоды. Они имеют массу преимуществ, среди которых нужно выделить следующие моменты:
- создание равномерного и яркого освещения;
- по интенсивности свечения такой светильник создает световой поток, который приравнивается к дневному свету;
- экономное расходование электроэнергии;
- такие осветительные приборы можно запитать от различных приспособлений (например, от аккумулятора) в ситуации, когда нет источника электричества.
Наиболее часто для подсветки гаражных помещений используют светодиодные ленты на 12 вольт. С ее помощью можно создать как общее освещение, пустив ленту по периметру сооружения. В такой ситуации свет, исходящий от ленты, будет падать равномерно. С помощью светодиодной ленты можно также создать локальную подсветку полок и стеллажей, а также смотровой ямы.
Эти же условия и требования характерны и для подвала. В связи с этим осветительная установка, которая будет использоваться здесь, не должны иметь мощность выше 12 вольт. О том, что в определенных местах гаража нужно установить влагозащищенный светильник нужно помнить, как при создании автономного освещения, так и при наличии электричества.
Способы применения
Особенно широко преобразователи тока с 12 на 220 В применяются в местах, где отсутствует снабжение электроэнергией. От любого автомобильного аккумулятора можно сделать 220 В для обеспечения подачи электричества в загородный дом.
Следует помнить, что инверторы напряжения из 12 В в 220 В преобразуют форму электрического тока, которая ограничивает его использование. То есть не все электрические приборы способны воспринимать напряжение, подающееся графически почти по прямоугольной форме. Конструктивно инверторы бывают:
Если рассматривать выходную мощность, то автомобильные АКБ максимально выдают 500 Вт, а стационарные — до 10 тыс. Вт. Если при выезде за город на отдых или дачный участок необходимо в вечернее время осветить помещение или место ночевки, то самый простой способ заключается в подсоединении к преобразователю светодиодного светильника.
Стационарные преобразователи напряжения 12—220 вольт в основном применяются для трансформирования электрической энергии солнечных батарей и ветряных конструкций. Мобильные инверторные преобразователи подключаются к сети от 12 до 50 В и считаются неприхотливыми в выборе источника питания. Для обслуживания автомобилей это устройство представляет собой зарядное устройство с розеткой.
ИБП
В качестве готового решения можно использовать компьютерные источники бесперебойного питания UPS. Прокладка аварийной осветительной группы в этом случае должна осуществляться отдельным кабелем, от силовой группы, но осуществлять питание светильников транзитом, через UPS. В данном устройстве можно применять обычные и люминесцентные компактные лампы на 220 вольт.
Кстати, о том, мы рассказывали в соответствующей статье. Ознакомьтесь с советами, если хотите сделать аварийное освещение в доме, используя ИБП.
Обзор данной идеи предоставлен на видео:
Применение бесперебойника
Еще одна интересная идея изображена на схеме:
В данной схеме есть зарядное устройство, низковольтное реле, диод, и преобразователь 12/220. Его можно не ставить, а вместо него использовать светодиодные модули на 12 Вольт.
В нормальном состоянии, когда напряжение подается на зарядное устройство, реле, подключенное к клеммам, втянуто, и модули не подключены к аккумулятору. При прекращении подачи на зарядное устройство напряжения, реле замыкает другую группу контактов, включая световые модули. Диод в схеме блокирует разряд батареи через обмотку реле. Данный проект, проще не придумаешь, поэтому он будет под силу человеку, далекому от нюансов электроники.
Инверторный бензогенератор
Предлагаем купить песок в Москве с доставкой от 30 минут. Своя перевалочная база!
Возьмем в качестве примера генератор китайского производства Werk IG-2600, который выдает мощность 2,3 кВт и стоит около 22 000 рублей. Расход топлива при номинальной мощности составляет 0,9 л/час (по паспорту). Для удобства расчета стоимость топлива приравняем к цене бензина АИ-92, которая равна 36 руб/литр. Чтобы определить стоимость одного кВт/час произведем следующие действия: 1 кВт/час = 36 руб/литр х 0,9 литр/час: 2,3 кВт = 14,0 руб.
Величина 14,0 руб. за один кВт – это в принципе неплохо, но не нужно забывать, что за инверторный бензогенератор Werk IG-2600 было уплачено 22 000 рублей. И если взять моторесурс этого прибора равным 5000 часов, то можно получить окончательную стоимость одного кВт/часа. Для этого 22 000 руб. : 5 000 час и получаем 4,4 рубля. Теперь в сумме один кВт/час будет стоить: 14,0 + 4,4 = 18,4 руб. Если брать тарифы на электроэнергию по Москве, которые равны 5,38 кВт/час, то можно увидеть, что себестоимость автономного освещения на даче будет приблизительно в 3,4 раза больше.
Выгодно это или нет, каждый решает для себя, исходя из своих денежных доходов. Сейчас многие производители генераторов снижают себестоимость одного киловатта тем, что создают приборы, работающие как на бензине, так и на сжиженном газе, который в два раза дешевое бензина.
Автономная гаражная подсветка и способы ее реализации
В гараже автономное освещение необходимо в ситуации, когда на участке нет электричества или с ним бывают частые перебои. Поэтому, чтобы свет в гараже был всегда, многие автовладельце делают автономное освещение.
Сегодня существует много способов сделать своими руками автономную подсветку гаража. Наиболее популярными среди автовладельцев являются следующие способы организовать свет в гараже без наличия в нем электричества:
- размещение солнечных батарей;
- установка ветрогенератора;
- покупка бензинового генератора;
- использование аккумулятора;
- садовый светильник;
- филиппинский фонарь.
Для лучшего понимания рассмотрим каждый способ подсветки более детально.
Варианты подключения точечных 12-вольтовых осветителей
Осветительные устройства на 12В считаются практически полностью безопасными, так как такое низкое напряжение полностью исключает опасность поражения человека электротоком, возгорания. Также двенадцативольтовое напряжение позволило разработать нити накаливания стандартных ламп большего диаметра, соответственно сделать более надежными, а главное, увеличить их срок эксплуатации.
Схема подключения 12В точечных осветителей предусматривает использование трансформатора — специального устройства для преобразования сетевого напряжения 220 В в низкое 12В.
Преимущества электронных трансформаторов
- Небольшой вес изделия.
- Компактность (малые габариты).
- Наличие защиты от короткого замыкания.
- Устройство отличается плавным пуском, что помогает увеличить эксплуатационный период светового источника.
- На выходе постоянное напряжение.
- Напряжение регулируется автоматически.
- Изделие работает практически без шума.
Особенности такой подсветки
Чтобы понять, стоит ли делать в доме или квартире освещение на 12 вольт, особенно это касается часто посещаемых помещений (гостиная, спальня, кухня, ванная комната), необходимо выяснить особенности такого типа подсветки. Поскольку предполагается работа светильников с нестандартным напряжением в 12 вольт, то сразу же становится понятным – необходим трансформатор для преобразования напряжения. Это основная особенность такой подсветки. Но вот что действительно необходимо учесть, так это ток, который будет течь в проводах 12-вольтовой сети. Чтобы понять значимость этого факта, рассмотрим следующий пример:
- у нас есть лампочка с мощностью в 60 Ватт и нам необходимо ее запитать;
- в ситуации с напряжением цепи в 220 вольт с такой лампочкой ток по проводам будет течь примерно в 0.3 ампера;
- а вот при наличии 12-ти вольтного напряжения, при тех же условиях, ток будет иметь уже 5 ампер.
Как видно, при организации такого типа освещения необходимо правильно подобрать сечение провода, чтобы добиться нужного уровня тока. Для решения этой проблемы (уменьшение значения тока), нужно уменьшить суммарную мощность потребления осветительных приборов, применяемых для освещения помещения. Но следует помнить, что здесь имеются потери проводов и, в конечном счете, уместить всю суммарную мощность даже в пределах 60 Ватт не всегда получается. Самым рациональным решением при создании освещения на 12 вольт в квартире или доме будет разбивка осветительных приборов на отдельные группы. Такие группы светильников в доме (в ванной, гостиной, спальне и т.д.) можно размещать рядом. Но при этом каждая такая группа должна иметь свой отдельный трансформатор (220/12 вольт). Вот таким простым и нехитрым способом решается главная проблема в такого рода подсветке — высокий ток в проводах.
Светодиодное освещение гостиной
Кроме этого необходимо помнить, что с таким напряжением могут работать современные экономные источники света. Среди них самыми экономными и выгодными в плане эксплуатации являются светодиодные лампочки. Экономия электроэнергии при их использовании будет максимальной по сравнению с остальными вариантами лампочек. Еще одним плюсом установки именно светодиодных лампочек является возможность подключения к схеме питания контроллера. Он позволит эффективно настраивать и регулировать освещение.
Немного информации в помощь
Для того, чтобы вам было легче понять, какое напряжение с блока питания вы получите, я составил небольшую таблицу. Пользоваться ей нужно по такому принципу: положительное напряжение + ноль =итог.
| Положительное | Ноль | Итог |
| +12V | 0V | +12V |
| +5V | -5V | +10V |
| +12V | +3,3V | +8,7V |
| +3,3V | -5V | +8,3V |
| +12V | +5V | +7V |
| +5V | 0V | +5V |
| +3,3V | 0V | +3,3V |
| +5V | +3,3V | +1,7V |
| 0V | 0V | 0V |
Надеюсь, сегодняшняя статья была понятна и полезна. Теперь вы знаете, как получить нужное напряжение с блока питания компьютера и каким образом взять 12 Вольт. Однако помните, что обращение с электроприборами требует соблюдения правил техники безопасности. В случае, если вы не уверены в своих знаниях, лучше попросить помощи у профессионала.
Точечные светильники – отличное решение
Одним из достоинств 12-вольтного освещения в ванной является то, что здесь самыми эффективными осветительными приборами будут точечные светильники.
Точечные светильники в ванной
Преимущества использования этих светильников кроются в нескольких нюансах:
- красивый внешний вид;
- монтаж в подвесную потолочную конструкцию, что делает лампочки практически не выступающими из потолочной поверхности;
- возможность разнообразного размещения ламп на потолке;
- некоторые модели имеют возможность поворота источника света, что позволяет создавать направленный световой поток для освещения нужной области в ванной;
- доступная стоимость.
Как видим, использование низковольтной системы подсветки с точечными светильниками будет наиболее эффектным способом освещения в ванной комнате.
Нестандартное решение
Осветительные изделия на 12 вольт не всегда находят своего потребителя по нескольким причинам. Во-первых, это связано с нестандартным напряжением светильников — всего 12 вольт.
Во–вторых, для установки осветительных приборов на 12 вольт нужен специальный преобразователь (например, блок питания), который будет преобразовывать напряжение в сети из 220 вольт в нужное 12-ти вольтное. В третьих, чтобы освещение на 12 вольт работало, необходимо правильно собрать и подключить электрическую схему, особенно, если все работы будут проводиться своими руками.
Светильник на 12 вольт
Вот по этим причинам, многие сегодня не сильно горят желанием устанавливать в доме или квартире такое освещение. Но если разобраться в ситуации, то здесь сразу будут видны неоспоримые плюсы, о которых мы поговорим несколько ниже.
Вывод
Если вы хотите организовать точечное освещение в подвесном потолке в ванной комнате, можете взять 12-вольтовые светодиодные лампочки с блоком питания. Они отлично выдерживают влажность, и такое напряжение более безопасное.
Если не готовы заморачиваться с дополнительными комплектующими, берите обычные светодиодные лампочки на 220 В. Для организации точечного освещения можно взять изделия софитовой формы соответствующей цветовой температуры.
Что еще стоит знать про светодиодные лампы:
- Почему быстро перегорают светодиодные лампы?
- Как защитить лампочки от кражи в подъездах: народный опыт
