Как сделать светодиодный светильник своими руками: работа, советы, расчёты

Содержание

Лампа из ленты со светодиодами

Необходимые материалы:

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

Инструкция по сборке:

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

Светодиодная лампа на 220 В своими руками

https://youtube.com/watch?v=4OVoWexJcLM

Конечно, процесс изготовления своими руками такого прибора, как светодиодная лампочка, работающая от 220 В, требует немалого терпения и, естественно, времени. Но ведь в итоге можно быть уверенным в том, что помещение будет освещено ровным светом на протяжении долгого времени, а это того стоит.

Удобный вариант – это LED-лампа, собранная своими руками на основе отработавшей свое галогенной, снятой с точечного светильника. Для этого потребуются некоторые детали:

непосредственно сама лампочка, с которой нужно снять стекло;
светодиодные элементы, в количестве не более 22 шт. (при большем количестве работа станет достаточно сложной);
клей (желательно быстросохнущий);
медный провод;
небольшая часть алюминиевого листа (0.2 миллиметра). При отсутствии его можно заменить разрезанной банкой от газировки;
резисторы (их данные можно рассчитать через интернет).

Нужно отметить, что самодельные светодиодные лампы уже не новинка, многие сами и без лишних затрат меняют освещение своих квартир на более экономичное.

Отверстия в алюминии при помощи дырокола

Подготовка

Первым делом нужно вытащить само тело галогенной лампы из корпуса

Для этого при помощи обычной отвертки необходимо удалить клей (делается это очень просто), но все действия нужно производить крайне осторожно – материал очень хрупок и его легко повредить

После этого нужно положить лампу так, чтобы ножки контактов были направлены вверх, и аккуратно ударить по ним молотком. В результате светоэлемент должен выпасть. Если на поверхностях осталось немного старого клея – не беда, убирать его не нужно.

Далее необходимо вырезать круг из алюминиевого листа или банки с расчетом, чтобы он чуть притапливался в корпусе (не более чем на 1–2 мм) и сделать в нем отверстия при помощи дырокола по количеству светодиодов, которые будут установлены в лампе.

Сборка светодиодов на алюминии

Теперь нужно вставить световые элементы будущей самодельной светодиодной лампы в проделанные дыроколом отверстия в алюминиевой фольге. Их также необходимо будет зафиксировать. Делать это лучше всего термопистолетом, но подойдет и обычный силиконовый герметик, он тоже сохнет очень быстро. Фиксировать нужно аккуратно, не попадая клеем на ножки светодиодов, иначе при пайке будет выделяться очень едкий дым. При фиксации герметиком его лучше залить в медицинский шприц, так будет удобнее наносить.

Элементы расположить нужно так, чтобы ножка анода одного находилась рядом с ножкой катода другого, это сделает более удобной последующую пайку. Удобнее будет, если минусовые ножки диодов подрезать, сделав их чуть короче – монтаж станет намного проще. Рекомендуется спаивать последовательно по 4 диода.

При условии, что схема лампы содержит в себе 20 световых элементов, после пайки получатся свободными 5 плюсовых и 5 минусовых ножек. Теперь к контактам со знаком «-» припаиваются резисторы, а все контакты со знаком «+» спаиваются в один. Торопливость при пайке не нужна, т. к. есть опасность испортить диод, который находится рядом.

И последний шаг монтажа схемы – пайка двух небольших кусков медного провода. Один идет от плюсового контакта, второй от резисторов, собранных в одно целое. Перед тем как собрать LED-лампу, необходимо убедиться, что ни одна ножка, ни один контакт не соприкасаются между собой, если это не предусматривает схема.

Последние этапы сборки светодиодной лампы

Сборка светодиодных ламп

Алюминиевая платформа со светодиодами помещается внутрь корпуса лампы так, чтобы припаянные медные провода вышли в тех местах, где находились ножки контактов галогенной лампы. Собирая изделие, в местах промазки контактов старой лампы также нужно нанести быстросохнущий клей и подождать, чтобы он затвердел. Остается лишь поставить сбоку контактов на корпусе лампы минусовую и плюсовую метки.

А теперь можно подать на сделанную своими руками диодную лампу постоянное напряжение в 12 В и проверить функционирование, а дальше установить выпрямитель, спрятав его за подвесным потолком или сверху кухонного гарнитура, и самодельная LED-лампа с питанием на 220 вольт готова. Можно изготовить лампу не только на 12 В, но и на 36, схема сборки идентична, с той лишь разницей, что в параллель спаивается не 4, а 12 элементов.

Частые причины неисправностей

Заменить светодиод придется, если произойдет скачек напряжения в сети. Преждевременный выход из строя может быть связан с неправильным подключением. Замыкание также пагубно сказывается. Однако в данных случаях поломки чаще всего связаны с тем, что перегорели детали драйвера, тогда как сами элементы свечения остаются работоспособными. Конечно, брак встречается, но чаще всего это у «однодневных» производителей. Именитые заводы предоставляют гарантию, и даже если лампочка не светит, это видно при покупке.

Механические воздействия в виде вибраций и ударов никак не сказываются на диодах, но драйвер может пострадать. Последствия – недостаточно прочные контакты, нарушение целостности конструкции, отсоединения электродеталей и микросхем

Ранее уже было сказано, насколько важно охлаждение. Именно перегрев приводит к тому, что драйвер перестает функционировать или работает некорректно

Когда перегорает конденсатор, света нет в принципе. Поломка резисторов приводит к мерцанию. В итоге устают глаза, и портится зрение.

В этих ситуациях панику раздувать не стоит. Всегда можно отремонтировать светодиодную лампу, если правильно установить суть неисправности и выявить проблемный узел. Конечно, если есть лишние деньги, которые не жалко, покупайте новый осветительный прибор. Но эти затраты нецелесообразны, если сравнивать расходы на приобретение и восстановление работоспособности. Но есть особый случай, когда беда заключена в том, что неправильно сформирована или укомплектована электрическая сеть. Тогда сколько не меняй, итог будет повторяться.

Также к специфическим поломкам относится нарушение кристаллической решетки полупроводниковых элементов. Это возможно когда сам полупроводник изготовлен из материала, который обладает повышенным уровнем инжектированного потока электронов. Недостаточная пропайка становится причиной разрыва контакта. Сначала светодиодный светильник начинает греться, затем мерцать, а после и вовсе гаснет. Но в любом случае восстановить поврежденный светильник своими руками может каждый желающий.

Схемы светодиодных ламп

Прежде всего, следует выработать вариант сборки. Существует два основных способа, каждый из которых имеет собственные плюсы и минусы. Ниже мы рассмотрим их подробнее.

Вариант с диодным мостом

Схема включает четыре диода, которые подключаются разнонаправленно. Благодаря этому мост приобретает возможность трансформировать сетевой ток в 220 V в пульсирующий.

Происходит это следующим образом: при проходе по двум диодам синусоидальных полуволн, они изменяются, что вызывает потерю полярности.

При сборке к плюсовому выходу перед мостом подключается конденсатор; перед минусовой клеммой – сопротивление на 100 Ом. Еще один конденсатор устанавливается позади моста: он понадобится для сглаживания перепадов напряжения.

Изготовление светодиодного элемента

Наиболее простым способом создания LED светильника является выполнение источника света на основе сломанного светильника. Необходимо проверить работоспособность обнаруженных деталей, что можно сделать с помощью аккумулятора на 12 V.

Неисправные элементы нужно заменить. Для этого следует распаять контакты, убрав перегоревшие элементы, поставить на их место новые

При этом важно соблюдать чередование анодов и катодов, которые крепятся последовательно

Если требуется поменять лишь 2-3 штуки чипа, достаточно просто припаять их на участки, где ранее находились вышедшие из строя компоненты.

При полной самостоятельной сборке нужно соединять в ряд по 10 диодов, соблюдая правила полярности. Несколько выполненных цепей припаиваются к проводам.

При изготовлении лампы можно воспользоваться платами со светодиодами, которые можно найти в перегоревших устройствах

Важно лишь проверить их работоспособность. При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя. При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя

При сборке схем важно следить, чтобы спаянные концы не касались друг друга, поскольку это может привести к замыканию прибора и выхода системы из строя

Приспособления для более мягкого света

Чтобы избежать мерцания, свойственного LED-светильникам, описанную выше схему можно дополнить несколькими деталями. Таким образом, она должна состоять из диодного моста, резисторов на 100 и 230 Ом, конденсаторов на 400 нФ и 10 мкФ.

Чтобы защитить устройство от перепадов напряжения в начале схемы помещается резистор в 100 Ом, за которым впаивается конденсатор 400 нФ, после него устанавливается диодный мост и еще один резистор на 230 Ом, за которым идет собранная цепочка светодиодов.

Приборы с резисторным сопротивлением

Подобная схема также вполне доступна начинающему мастеру. Для ее выполнения требуются два резистора 12k и две цепочки из одинакового числа светодиодов, которые припаиваются последовательно с учетом полярности. При этом одна полоса со стороны R1 подсоединяется катодом, а другая – с R2 – анодом.

Выполненные по этой схеме светильники имеют более мягкий свет, поскольку действующие элементы зажигаются по очереди, благодаря чему пульсация вспышек почти незаметна невооруженному глазу.

Устройства успешно применяются в качестве настольной лампы и в других целях. Для создания оптимального освещения специалисты рекомендуют применять ленты из 20-40 диодов. Меньшее количество дает небольшой световой поток, соединение большего числа элементов технически довольно сложно выполнить.

Модернизация галогенной лампочки

Необходимые материалы:

LED-элементы. Количество на ваше усмотрение, но желательно не более 22 штук, так как с большим количеством работать трудно.
Перегоревшая галогенная лампочка.
Суперклей.
Медный провод.
Резисторы.
Кусок алюминиевого листа, подойдет обычная пивная банка.
Инструменты: молоток, паяльник, дырокол.

Пошаговая инструкция

Удалить верхнюю колбу галогенки. Отверткой убрать замазку вокруг штырькового цоколя.
Точными ударами молотка выбить штырьки из гнезд, чтобы выпала старая лампочка.
Исходя из числа диодов, сделать план их расположения и распечатать.
Бумажный трафарет закрепить на алюминиевом листе и дыроколом выбить на нем отверстия.
Скачать в интернете схему подключения диодов в зависимости от их количества.
Установив алюминиевый круг на подставку, вдеть в отверстия светоизлучатели. Для облегчения процесса пайки можно сразу подгибать катодные ножки диодов к анодным других согласно схеме.
Закрепить излучатели света в их посадочных местах суперклеем, избегая его попадания на ножки светодиодов.

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

Рассеиватель

На помощь приходит ацетатная бумага или гитарный лист. Такая прозрачная пленка разной плотности используется в кулинарии для создания декора.

Однако из-за того, что листы изначально идут прозрачными, придется отшлифовать их с обоих сторон наждачкой, там самым придав матовый оттенок.

Всего
понадобится два листа. Загибаете их концы и приклеиваете к алюминиевой подложке
с обратной стороны.

При этом
один лист загибается чуть дальше, другой чуть ближе. Чтобы в итоге они
оказались на разном расстоянии от светодиодной ленты и между ними был
промежуток.

Вот теперь
ваш светильник действительно готов. С рассеивающими листами это похоже на
дорогую настенную лампу.

Просверливаете
сзади отверстия и вешаете ее на любую поверхность в доме. Вертикальное
позиционирование предпочтительнее.

В темноте светильник выглядит шикарно, современно и дорого. Вы можете собрать не один, а два, три, четыре таких светильника, подключить их последовательно через разъемы и полностью осветить всю комнату.

Как сделать светодиодную лампу вечной

Как вы уже поняли, если понизить ток, то светодиоды перестанут перегреваться и выходить из строя. Это снизит мощность лампы, зато сделает её срок эксплуатации практически бесконечным. И снова при наличии паяльника вы можете решить эту проблему самостоятельно.

ФОТО: YouTube.comЧтобы извлечь микросхему с блоком питания, нужно сначала отпаять питающие проводкиФОТО: YouTube.comКонтакт на цоколе просто вынимается ножом или другим острым предметомФОТО: YouTube.comПосле этих манипуляций содержимое лампы легко вынимается из корпуса

Будьте осторожны, чтобы не повредить конструкциюФОТО: YouTube.comОбратите внимание – на микросхеме есть два сопротивления. Они выглядят так или немного иначе, но принцип остаётсяФОТО: YouTube.comЧтобы снизить ток, вам нужно просто выпаять большее сопротивление из имеющихся

Для этого потребуется паяльник. Удалите микроскопическую деталь и пайкой замкните цепь в этом местеФОТО: YouTube.comПосле этого останется только собрать все части лампы, снова подпаять питание к цепи светодиодов и собрать корпус

В результате такого преобразования лампа будет получать пониженный ток, это будет способствовать тому, что светодиоды не будут перегреваться. Свет станет тусклее, но зато прибор будет служить бесконечно долго, а это и было основной задачей.

А вот ещё пример подобного преобразования:

Watch this video on YouTube

Предыдущая ИнженерияБесплатное освещение в подъезде или во дворе дома – задумку повторяют все, кому рассказал
Следующая ИнженерияНародная печь для дачи, гаража, дома – лучше не придумать

Устройство LED-диодов

Устройство светодиодной лампы на 220 вольт не отличается большой сложностью и вполне может быть рассмотрено даже на любительском уровне. Классическая светодиодная лампа на 220 вольт включает в свой состав следующие обязательные элементы:

Несущий корпус с цоколем;
Специальную рассеивающую линзу;
Отводящий тепло радиатор;
Модуль светодиодов LED;
Драйверы светодиодной лампы;
Блок питания.

Ознакомиться со строением LED-лампы на 220 вольт (технология СОВ) можно на размещённом ниже рисунке.

Строение светодиодного осветителя

Этот светодиодный прибор изготавливается как единое целое и содержит в своей конструкции большое количество однородных кристаллов, распаиваемых при сборке с образованием многочисленных контактов. Для его подключения к драйверу достаточно присоединить всего одну из контактных пар (остальные кристаллы подключены параллельно).

По своей форме эти изделия могут быть круглыми и цилиндрическими, а к сети они подсоединяются посредством специального резьбового или штырькового цоколя. Для светодиодной системы общего пользования, как правило, выбираются светильники, показатель цветовой температуры которых составляет 2700К, 3500К или 5000К (при этом градации спектра могут принимать любые значения). Такие приборы довольно часто применяются в декоративных целях и для освещения рекламных баннеров и щитов.

Рассмотрим отдельные модули светодиодной лампы более подробно.

Драйвер

В упрощённом виде схема драйвера, используемого для питания лампы от сети 220 Вольт, выглядит, как это изображено на рисунке ниже.

Схема простейшего драйвера

Количество деталей в этом устройстве, выполняющем согласовательную функцию, относительно невелико, что объясняется особенностями схемного решения. Его электрическая схема содержит в своём составе два гасящих резистора R1, R2 и подключённые к ним по встречно-параллельному принципу светодиоды HL1и HL2.

Дополнительная информация. Такое включение ограничительных элементов обеспечивает защищённость схемы от обратных выбросов напряжения питания. Помимо этого, в результате такого включения частота поступающего на лампы сигнала возрастает вдвое (до 100 Гц).

Сетевое напряжение питания с действующим значением 220 Вольт подаётся в схему через ограничительный конденсатор С1, с которого оно поступает на выпрямительный мостик, а затем – непосредственно на лампу.

Источник питания

Типовая схема источника питания LED-лампы изображена на рисунке, представленном ниже.

Схема модуля питания с драйвером

Эта часть осветительного прибора выполнена в виде отдельного блока и поэтому может свободно извлекаться из корпуса (с целью её ремонта своими руками, например). На входе схемы имеется выпрямительный электролит (конденсатор), после которого пульсации с частотой 100 Герц частично исчезают.

Резистор R1 необходим для образования цепочки разряда конденсатора при отключении схемы от источника питания.

Последовательное подключение

Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее.

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Какие материалы можно использовать

В ходе изготовления самодельных светильников пригодны любые материалы, сочетающиеся со светодиодными лентами и лампочками. Корпус можно изготовить как своими руками, так и взять за основу ранее использовавшийся прибор. При этом обязательно нужно учесть теплоотдачу led-элементов. Без правильно подобранного радиатора они быстро испортятся.

Для диодов большой мощности потребуется теплопроводящий материал. Например, это может быть алюминиевый профиль, труба, конус и прочие металлические предметы. Для таких элементов, как светодиоды 5 мм «соломенная шляпа» с углом распределения светового потока в сто двадцать градусов можно использовать любой материал – пластик, бумагу, дерево, картон – так как они не нагреваются.

Светильник для рабочего стола

Первый
светильник выглядит необычнее всего, но при этом очень полезен для тех, кто
проводит долгие часы за рабочим столом, выполняя мелкую, кропотливую работу.

Самый
главный материал на котором все и собрано – это алюминий. Вам понадобится
тонкий лист алюминия, из которого нужно вырезать две длинные полоски.

Лист должен
быть гладким, не рифленным!

Канцелярским
ножом продавливаете тонкие канавки, а затем многократно сгибая полоску
туда-сюда, отламываете ее от цельного куска.

Также можно
воспользоваться ножницами по металлу.

Эти две
полоски нужно соединить между собой. Иначе светильник получится слишком
маленьким и работать с ним будет не удобно.

Сдвигаете
полоски стык в стык и накладываете поверх еще один короткий кусочек такой же
ширины.

Просверливаете тонким сверлышком отверстия по краям и стягиваете все на болты с гайками (М4). Подложка под лед ленту готова.

Типы светодиодов

За счёт различных подходов к сборке полупроводниковых чипов удалось создать следующие разновидности светодиодных излучателей:

DIP – светодиодные лампы, изготавливаемые на основе кристалла с размещённой сверху линзой и двумя подводящими проводниками. Этот вариант наиболее распространён на практике и используется для организации подсветки в различных световых устройствах;
Так называемая «Пиранья», частично напоминающая предыдущую конструкцию, но имеющая четыре вывода. Увеличение числа контактов повышает её надёжность и способствует улучшению отвода тепла (смотрите рисунок ниже);

SMD-светодиодные излучатели могут размещаться на плоских поверхностях, за счет чего удается уменьшить габариты светильника, а также улучшить теплоотводящие свойства. Они выпускаются в самых различных исполнениях и применяются в современных источниках светового излучения;
Изделия, изготавливаемые по СОВ технологиям, согласно которым чип впаивается непосредственно в плату. За счет такого устройства полупроводниковый лед переход надёжно защищается от окисления и перегрева. Одновременно с этим существенно повышается интенсивность диодного свечения.

Обратите внимание! Особенность перечисленных выше исполнений состоит в том, что в случае перегорания светодиода его придётся менять полностью, поскольку отремонтировать эти изделия путём замены отдельного чипа невозможно. Ещё один недостаток таких светодиодов – их маленький размер, что вынуждает собирать их в группы по несколько штук. Кроме того, встроенный в них кристалл постепенно стареет, вследствие чего яркость лед излучателя со временем снижается

Далее будет рассмотрено устройство светодиодной лампы на 220в

Кроме того, встроенный в них кристалл постепенно стареет, вследствие чего яркость лед излучателя со временем снижается. Далее будет рассмотрено устройство светодиодной лампы на 220в

Ещё один недостаток таких светодиодов – их маленький размер, что вынуждает собирать их в группы по несколько штук. Кроме того, встроенный в них кристалл постепенно стареет, вследствие чего яркость лед излучателя со временем снижается. Далее будет рассмотрено устройство светодиодной лампы на 220в.

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.

Как сделать светодиодный светильник своими руками