Чи можна своїми руками від початку до кінця зробити світлодіодну лампу (LED), яка працює від напруги 220 вольт? Виявляється, можна. У цьому захоплюючому занятті вам допоможуть наші поради та інструкції.
Переваги світлодіодних ламп
Світлодіодне освітлення в будинку – це не просто сучасно, а й стильно, і яскраво. Консервативним любителям ламп розжарювання залишаються слабкі «лампочки Ілліча» – Федеральний закон «Про енергозбереження», ухвалений у 2009 році, з 1 січня 2011 року забороняє виробництво, імпорт та продаж ламп розжарювання потужністю понад 100 Вт. Просунуті користувачі давно перейшли на компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ). Але світлодіоди оминають усіх своїх попередників:
- енергоспоживання світлодіодної лампи менше у 10 разів, ніж у відповідної лампи розжарювання, і майже на 35% менше, ніж у КЛЛ;
- сила світла LED лампи більша відповідно на 8 і на 36%;
- досягнення повної потужності світлового потоку відбувається миттєво, на відміну від КЛЛ, яким для цього потрібно близько 2 хвилин;
- собівартість - за умови виготовлення лампи самостійно - прагне нуля;
- світлодіодні лампи екологічні, тому що не містять ртуті;
- термін служби світлодіодів вимірюється десятками тисяч годин. Тому LED лампи майже вічні.
Сухі цифри підтверджують: за LED – майбутнє.
Конструкція сучасної заводської LED лампи
Світлодіод тут спочатку зібраний з багатьох кристалів. Тому для того, щоб зібрати таку лампу, не потрібно припаювати численні контакти, треба приєднати лише одну пару.
Світлодіодна лампа складається з цоколя, драйвера, радіатора, самого світлодіода та розсіювача.
Типи світлодіодів
Світлодіод - напівпровідниковий багатошаровий кристал з електронно-дірковим переходом. Пропускаючи через нього постійний струм ми отримуємо світлове випромінювання. Від звичайного діода світлодіод відрізняється і тим, що при неправильному підключенні він негайно згоряє, оскільки має мале значення пробивної напруги (кілька вольт). Якщо світлодіод перегорає, його треба повністю змінювати, ремонт неможливий.
Є чотири основні типи світлодіодів:
Саморобна та правильно зібрана LED лампа служитиме багато років, при цьому її можна буде ремонтувати.
Перед тим, як приступити до самостійного складання, потрібно вибрати спосіб електроживлення для нашої майбутньої лампи. Варіантів багато: від батарейки до мережі змінного струму на 220 вольт – через трансформатор чи безпосередньо.
Найпростіше зібрати LED на 12 вольт із перегорілої «галогенки». Але вона вимагатиме досить потужного зовнішнього блоку живлення. Лампа зі звичайним цоколем, розрахована на напругу 220 вольт, підходить до будь-якого патрона в будинку.
Тому в нашому посібнику ми не розглядатимемо створення 12-вольтового LED джерела світла, а покажемо пару варіантів конструювання лампи на 220 вольт.
Оскільки ми не знаємо рівня вашої електротехнічної підготовки, то не можемо дати гарантії, що у вас на виході вийде правильно працюючий прилад. Крім того, ви працюватимете з небезпечною для життя напругою, і якщо щось буде зроблено неточно і неправильно, можливі пошкодження та збитки, за що ми не нестимемо відповідальності. Тому будьте обережні та уважні. І у вас все вийде.
Драйвери для світлодіодних ламп
Яскравість світла світлодіодів прямо залежить від сили струму, що проходить через них. Для стійкої роботи вони потребують джерела постійної напруги та стабілізованого струму, що не перевищує гранично допустиму для них величину.
Резисторами – обмежувачами струму – можна обійтися лише для малопотужних світлодіодів. Можна спростити нескладний розрахунок кількості та характеристик резисторів, знайшовши в мережі калькулятор світлодіодів, в якому не лише видаються дані, а й створюється готова електрична схема конструкції.
Для живлення лампи від мережі необхідно використовувати спеціальний драйвер, що перетворює вхідну змінну напругу на робочу для світлодіодів. Найпростіші драйвери складаються з мінімальної кількості деталей: вхідного конденсатора, кількох резисторів та діодного мосту.
У схемі найпростішого драйвера через обмежувальний конденсатор напруга живлення подається на випрямний міст, а потім на лампу
Підключення потужних світлодіодів здійснюється через електронні драйвери, що контролюють та стабілізують струм та мають високий ККД (90-95%). Вони забезпечують стабільний струм навіть за різких змін напруги живлення в мережі. Резистори цього робити не вміють.
Розглянемо найпростіші і найчастіше використовувані драйвери для світлодіодних ламп:
- лінійний драйвер дуже простий і застосовується для малих (до 100 мА) робочих струмів або у випадках, коли напруга джерела дорівнює падінню напруги на світлодіоді;
- імпульсний знижувальний драйвер складніший. Він дозволяє запитувати сильні світлодіоди джерелом набагато більш високої напруги, ніж потрібно для їх роботи. Недоліки: великий розмір та електромагнітні перешкоди, що генеруються дроселем;
- імпульсний підвищує драйвер використовується, коли робоча напруга світлодіода більша, ніж напруга, що отримується від джерела живлення. Недоліки ті самі, що й у попереднього драйвера.
У будь-яку лампу LED на 220 вольт для забезпечення оптимального режиму роботи завжди вбудований електронний драйвер.
Найчастіше кілька несправних світлодіодних ламп розбирають, видаляють світлодіоди, що перегоріли, і радіодеталі драйвера, а з цілих монтують одну нову конструкцію.
Але можна зробити світлодіодну лампу і із звичайної КЛЛ. Це цілком приваблива ідея. Ми впевнені, що у багатьох дбайливих господарів у ящиках з деталями та запчастинами зберігаються несправні «енергозберігання». Викинути шкода, застосувати нікуди. Зараз ми розповімо, як із енергозберігаючої лампи (цоколь E27, 220 В) створити світлодіодну лампу буквально за пару годин.
Несправна КЛЛ завжди дає нам якісний цоколь та корпус під світлодіоди. Крім того, з ладу зазвичай виходить саме газорозрядна трубка, але не електронний пристрій для її запалювання. Чинну електроніку ми знову відкладаємо в загашник: її можна розібрати, а в умілих руках ці деталі ще послужать чогось хорошого.
Види цоколів сучасних ламп
Цоколь - це різьбова система для швидкого з'єднання та фіксації джерела світла та патрона, подачі живлення джерелу від електромережі та забезпечення герметичності вакуумної колби. Маркування цоколів розшифровується так:
- Перша буква маркування означає тип цоколя:
- B – зі штифтом;
- Е - з різьбленням (розроблений ще 1909 року Едісоном);
- F - з одним штирем;
- G - з двома штирями;
- H – для ксенону;
- K і R - відповідно з кабельним та утопленим контактом;
- P - фокусуючий цоколь (для прожекторів та ліхтарів);
- S – софітний;
- T – телефонний;
- W – з контактними введеннями у склі колби.
- Друга буква U, A чи V показує, у яких лампах застосовується цоколь: в енергозберігаючих, автомобільних чи з конічним кінцем.
- Наступні букви цифри позначають діаметр цоколя в міліметрах.
Найпоширенішим цоколем з радянських часів вважається E27 – різьбовий цоколь діаметром 27 мм на напругу 220 В.
Створення світлодіодної лампи E27 з енергозберігаючої із застосуванням готового драйвера
Для самостійного виготовлення світлодіодної лампи нам знадобляться:
- Лампа КЛЛ, що вийшла з ладу.
- Пасатижі.
- Паяльник.
- Припій.
- Картон.
- Голова на плечах.
- Вмілі руки.
Ми перероблятимемо під світлодіодну несправну КЛЛ марки «Космос».
«Космос» є однією з найпопулярніших марок сучасних енергозберігаючих ламп, тому у багатьох дбайливих господарів обов'язково знайдеться кілька її несправних екземплярів.
Покрокова інструкція з виготовлення світлодіодної лампи
- Знаходимо несправну енергозберігаючу лампу, яка давно лежить у нас «про всяк випадок». Наша лампа має потужність 20 Вт. Поки що головний цікавий для нас компонент - цоколь.
- Акуратно розбираємо стару лампу і видаляємо з неї все, крім цоколя і проводів, що йдуть від нього, з якими ми потім з'єднаємо пайкою готовий драйвер. Лампа зібрана за допомогою засувок, що виступають над корпусом. Потрібно роздивитися їх і чимось підчепити. Іноді цоколь кріпиться до корпусу складніше – керненням точкових заглиблень по колу. Тут доведеться висвердлити точки кернення або акуратно пропиляти їх ножівкою. Один провід живлення припаяний до центрального контакту цоколя, другий - до різьблення. Обидва вони дуже короткі. Трубки за цих маніпуляціях можуть луснути, тому треба діяти обережно.
- Очищаємо цоколь та знежирюємо його ацетоном або спиртом. Підвищена увага варто приділити отвору, який також ретельно очищаємо від зайвого припою. Це потрібно для подальшого паяння у цоколі.
Пускова плата для газорозрядної трубки, вбудована в люмінесцентну лампу, для створення світлодіодного пристрою нам не підійде
- Кришечка цоколя має шість отворів – у них кріпилися газорозрядні трубки. Використовуємо ці дірки для наших світлодіодів. Підкладемо під верхню частину вирізане манікюрними ножицями коло такого ж діаметра з відповідного шматочка пластику. Пригодиться і щільний картон. Він і зафіксує контакти світлодіодів.
На звороті цоколь має шість круглих отворів, в які ми будемо встановлювати світлодіоди.
- У нас є багатокристальні світлодіоди HK6 (напруга 3,3 В, потужність 0,33 Вт, 100-120 мА струм). Кожен діод зібраний із шести кристалів (з'єднаних паралельно), тому світить яскраво, хоча потужним і не називається. З огляду на потужність цих світлодіодів з'єднуємо їх по три штуки паралельно.
Кожен світлодіод світить досить яскраво сам по собі, тому шість штук у складі лампи забезпечать добру силу світла.
- Обидва ланцюжки з'єднуємо послідовно.
Два ланцюжки з трьох паралельно включених світлодіодів кожен з'єднуються послідовно
- Простий готовий драйвер можна взяти зі зламаної світлодіодної лампи. Зараз, щоб підключити шість білих одноватних світлодіодів, ми використовуємо такий драйвер на 220 вольт, наприклад, RLD2-1.
Драйвер підключається до світлодіодів за паралельною схемою
- Вставляємо драйвер у цоколь. Ще одне вирізане коло пластику або картону поміщаємо між платою та драйвером, щоб уникнути замикання між контактами світлодіодів та деталями драйвера. Лампа не нагрівається, тому прокладка годиться будь-яка.
Позитивна відмінність китайських цоколів від російських: паяються вони набагато краще
- Збираємо нашу лампу і перевіряємо, чи вона працює.
Зібравши лампу, необхідно підключити її до джерела напруги та переконатися, що вона горить
В результаті одержуємо досить гарну конструкцію.
Шість вставлених у гнізда світлодіодів утворюють потужне та рівномірне джерело світла.
Ми створили джерело з силою світла приблизно 150-200 лм та потужністю близько 3 Вт, аналогічне 30-ватній лампі розжарювання. Але через те, що наша лампа має білий колір свічення, вона візуально виглядає яскравіше. Ділянку кімнати, що нею висвітлюється, можна збільшити, підігнувши світлодіодні висновки. До того ж ми отримали чудовий бонус: триватну лампу можна навіть не вимикати – лічильник її практично не «бачить».
Створення світлодіодної лампи із застосуванням саморобного драйвера
Набагато цікавіше не використовувати готовий драйвер, а зробити його самостійно. Звичайно, якщо ви добре володієте паяльником і маєте базові навички читання електричних схем.
Ми розглянемо травлення плати після малювання схеми вручну. І, звичайно, всім буде цікаво возитися з хімічними реакціями, застосовуючи доступні хімікалії. Як у дитинстві.
Нам знадобляться:
- Шматок фольгованого міддю із двох сторін склотекстоліту.
- Елементи нашої майбутньої лампи згідно з генерованою схемою: резистори, конденсатор, світлодіоди.
- Дриль або міні-дриль для свердління склотекстоліту.
- Пасатижі.
- Паяльник.
- Припій та каніфоль.
- Лак для нігтів або канцелярський коригувальний олівець.
- Поварена сіль, мідний купорос чи розчин хлориду заліза.
- Голова на плечах.
- Вмілі руки.
- Акуратність та уважність.
Текстоліт використовується у випадках, коли потрібні електроізоляційні властивості. Це багатошаровий пластик, шари якого складаються з тканини (залежно від виду волокон тканинного шару бувають базальттекстоліти, вуглеродотекстоліти та інші) та сполучної речовини (поліефірна смола, бакеліт та інше):
- склотекстоліт - це склотканина, просочена епоксидною смолою. Він відрізняється високим питомим опором та термостійкістю - від 140 до 1800 o C;
- фольгований склотекстоліт – це матеріал, покритий шаром гальванічної мідної фольги товщиною 35-50 мкм. Він використовується виготовлення друкованих плат. Товщина композиту – від 0,5 до 3 мм, площа листа – до 1 м 2 .
Для виготовлення друкованих плат використовується фольгований склотекстоліт.
Схема драйвера для світлодіодної лампи
Драйвер для LED лампи можна зробити самостійно, наприклад, спираючись на найпростішу схему, яку ми розглянули на початку статті. Туди потрібно лише додати кілька деталей:
- Резистор R3, щоб розряджати конденсатор при вимкненні живлення.
- Пару стабілітронів VD2 і VD3 для шунтування конденсатора, якщо згорить або обірветься світлодіодний ланцюг.
Якщо ми правильно підберемо напругу стабілізації, зможемо обмежитися і одним стабилитроном. Якщо ж ми закладемо напругу більше 220 В, а під неї виберемо конденсатор, то обійдемося взагалі без додаткових деталей. Але драйвер вийде за розміром більше, і плата може не поміститися в цоколі.
Ця схема дозволяє виготовити драйвер для лампи з 20 світлодіодів.
Цю схему ми створили, щоб зробити лампу із 20 світлодіодів. Якщо їх більше або менше, потрібно підібрати іншу ємність конденсатора С1, щоб через світлодіоди, як і раніше, проходив струм 20 мА.
Драйвер знижуватиме напругу мережі і намагатиметься згладити стрибки напруги. Через резистор і струмообмежуючий конденсатор напруга мережі подається на бруківку на діодах. Через інший резистор подається постійна напруга на блок світлодіодів і вони починають світити. Пульсації цієї випрямленої напруги згладжуються конденсатором, а коли лампа від мережі відключається, перший конденсатор розряджається ще одним резистором.
Буде зручніше, якщо конструкція драйвера змонтована за допомогою друкованої плати, а не є якоюсь ком в повітрі з проводів і деталей. Плату цілком можна зробити самому.
Покрокова інструкція з виготовлення світлодіодної лампи із саморобним драйвером
- Генеруємо за допомогою комп'ютерної програми власний малюнок для травлення плати згідно з задуманою конструкцією драйвера. Дуже зручна та популярна серед радіоаматорів безкоштовна комп'ютерна програма Sprint Layout, що дозволяє самостійно проектувати друковані плати невисокої складності та отримувати зображення їхньої розводки. Є ще одна чудова вітчизняна програма – DipTrace, яка малює не лише плати, а й принципові схеми.
Безкоштовна комп'ютерна програма Sprint Layout генерує докладну схему травлення плати для драйвера
- Вирізаємо із склотекстоліту коло діаметром 3 см. Це і буде наша плата.
- Вибираємо спосіб перенесення схеми на плату. Усі способи – страшенно цікаві. Можна, можливо:
- намалювати схему прямо на шматку склотекстоліту канцелярським коригувальним олівцем або спеціальним маркером для друкованих плат, що продається в магазині радіодеталей. Тут є тонкість: лише цей маркер дозволяє малювати доріжки менші або рівні 1 мм. В інших випадках ширина доріжки, як не намагайся, не буде меншою за 2 мм. Та й мідні п'ятачки для паяння вийдуть неакуратними. Тому потрібно після нанесення малюнка підкоригувати його бритвою чи скальпелем;
- роздрукувати схему на струменевому принтері на фотопапері та припарити роздрук праскою до склотекстоліту. Елементи схеми покриються фарбою;
- намалювати схему лаком для нігтів, який є в будь-якому будинку, де живе жінка. Це найпростіший спосіб, ним і скористаємося. Старанно та акуратно пензликом від флакона малюємо доріжки на платі. Чекаємо, доки лак добре висохне.
- Розводимо розчин: 1 столову ложку мідного купоросу та 2 столові ложки кухонної солі розмішуємо в окропі. Мідний купорос використовується у сільському господарстві, тому його можна купити у садівничих та будівельних магазинах.
- Опускаємо плату в розчин на півгодини. В результаті залишаться лише мідні доріжки, які ми захистили лаком, решта міді зникне під час реакції.
- Ацетоном видаляємо лак, що залишився, зі склотекстоліту. Відразу потрібно залудити (покрити припоєм за допомогою паяльника) краю плати і місця контактів, щоб мідь стрімко не окислилася.
Місця контактів пропаюються шаром припою, змішаного з каніфоллю, щоб захистити мідні доріжки від окислення
- Відповідно до схеми робимо отвори дрилем.
- Пропаюємо на платі світлодіоди та всі деталі саморобного драйвера з боку друкарських доріжок.
- Встановлюємо плату в корпус лампи.
Після всіх проведених операцій має вийти світлодіодна лампа, еквівалентна 100-ватній лампі розжарювання
Зауваження щодо безпеки
- Хоча самостійне складання світлодіодної лампи - не дуже складний процес, до нього не варто навіть приступати, якщо ви не маєте хоча б початкових електротехнічних знань. Інакше зібрана вами лампа при внутрішньому короткому замиканні може зашкодити всій електричній мережі вашого будинку, включаючи дорогі електроприлади. Специфіка світлодіодної техніки в тому, що якщо деякі елементи її схеми неправильно підключити, то можливий навіть вибух. Тож треба бути гранично акуратним.
- Зазвичай світильники використовуються при напрузі 220 змінного струму. Але конструкції, розраховані на напругу 12 В, підключати до звичайної мережі в жодному разі не можна, і ви повинні про це завжди пам'ятати.
- У процесі виготовлення саморобної світлодіодної лампи компоненти світильника часто не можуть бути відразу повністю ізольовані від мережі живлення 220 В. Тому вас може серйозно вдарити струмом. Навіть якщо конструкція підключена до мережі через блок живлення, цілком можливо, що вона має просту схему без трансформатора і гальванічної розв'язки. Тому до конструкції не можна торкатися руками, доки конденсатори не розрядяться.
- Якщо лампа не запрацювала, то здебільшого винна неякісна спайка деталей. Ви були неуважні чи поспішно діяли паяльником. Але не впадайте у відчай. Спробуйте далі!
Відео: вчимося паяти
Дивна річ: у наш час, коли в магазинах є абсолютно все, як правило, недороге і дуже різноманітне, після двадцятирічної ейфорії люди все частіше повертаються до того, щоб робити домашні речі своїми руками. Немислимо розквітло рукоділля, заняття столярною та слюсарною майстерністю. І до цього ряду впевнено повертається проста прикладна електротехніка.
Без електроенергії сьогодні неможливо собі уявити нормальне життя. Однак постійне підвищення цін на благо цивілізації диктує свої умови, змушуючи людину шукати джерела світла з меншим споживанням. З цієї причини лампи розжарювання поступово стали замінювати люмінесцентними та КЛЛ. А зараз взагалі встановлюються освітлювальні прилади на світлодіодах. Але тоді постає питання, що робити зі старими світильниками від ЛД? Сьогодні розглянемо схему замість люмінесцентної.
Причини та приводи заміни випромінювачів
Незважаючи на те, що люмінесцентні світильники досить економічні, у них є дуже великий недолік. Колба трубки наповнена газом, у складі якого містяться пари важких металів, зокрема ртуті. Це означає, що вони потребують утилізації за певними правилами. Такою роботою займаються спеціальні сервіси, але їхня робота коштує грошей. Утилізувати такі світлові прилади, як побутові відходи, не можна.
Якщо планується заміна освітлення у квартирі чи приватному будинку, де світильників під люмінесцентні лампи небагато, домашні майстри не замислюючись, їх викидають, купуючи нові, на світлодіодах. Але подібні дії - це неприпустиме марнотратство. Уважно розібравшись у питанні, можна без особливих витрат праці та часу модернізувати старі світильники власноруч. При цьому коштуватиме переробка ні копійки.
замість люмінесцентної
Зробити зі світильника одного типу інший досить просто, особливих навичок чи умінь така робота не вимагає. Якщо в приміщенні встановлені КЛЛ (компактні люмінесцентні лампи) із звичайним цоколем, тоді ніяких дій взагалі не потрібно. Достатньо просто поміняти одні джерела світла на інші. Це найпростіший варіант. Якщо ж встановлені звичайні трубчасті лампи, потрібно невелика модернізація світильників. На кожну точку домашнього майстра без досвіду подібних дій піде не більше 15 хвилин. Розберемося покроково, які дії потрібно вжити.
Інструмент, необхідний для роботи
Для заміни люмінесцентних ламп на світлодіодні знадобляться:
- плоскогубці;
- викрутки (проста, фігурна, індикаторна);
- ніж для зняття ізоляції.
Підготовчі роботи полягають лише у придбанні необхідної кількості трубок на світлодіодах відповідної довжини. Виробник сьогодні пропонує безліч типорозмірів подібних ламп, тому підібрати відповідні не складе ніяких труднощів. Підготувавши все необхідне, можна приступати до роботи.
Алгоритм дій: покрокова інструкція
Заміна люмінесцентних ламп на світлодіодні починається з повного зняття напруги. Не варто думати, що для цього достатньо натиснути клавішу вимикача. Невідомо, чи правильно його змонтовано. Якщо через нього у розрив підключили нульовий провід, наслідки будуть плачевними – ураження електричним струмом небезпечне для життя людини. Для надійного вимкнення живлення слід використовувати ввідний автомат.
Наступним кроком перевіряється відсутність напруги на контактах за допомогою індикаторної викрутки – страховка не зашкодить. Трубчасті лампи знімаються, а сам світильник демонтується.
Корисна інформація! Після модернізації 3-4 приладів, з появою досвіду, всі роботи можна виконувати, не знімаючи прилад зі стелі або стіни, але спочатку зручніше працювати внизу.
Все обладнання, що знаходиться у світильнику (ЕПРА, ПРА, стартери) демонтується. На своїх місцях мають залишитися лише «патрони» (посадкові місця). Схема підключення світлодіодної лампи замість люмінесцентної:
- На кожному патроні з'єднуємо обидва контакти між собою перемичками.
- Від першого контакту клемника простягаємо провід до однієї зі сторін, від другого – до іншого.
Важливо зрозуміти, що світлодіодна трубка має по два штирі тільки для зручності та схожості з люмінесцентною лампою. Усередині корпусу кожна пара з'єднана. Харчування подається з протилежних сторін - фаза з одного, нуль з іншого.
Після проведеної модернізації встановлюються світлодіодні трубки і подається напруга для перевірки працездатності. Переконавшись у правильності зібраної схеми можна встановлювати прилад на колишнє місце.
Для тих, хто хоче детальніше розібратися у схемі підключення світлодіодної лампи замість люмінесцентної, пропонується наступне відео.
Виконавши таку нескладну роботу, можна заощадити чималі гроші, особливо якщо йдеться про невеликий офіс. Адже в такому разі не доведеться витрачатися на придбання нових корпусів для світлодіодних трубок.
На закінчення
Реалії сучасного світу диктують необхідність найбільшої економії – максимум результату при мінімумі витрат. Подібна модернізація і є подібним рішенням. Адже якщо є можливість отримати новий світильник, не витративши на нього жодної копійки, чому б цього не зробити? До того ж зайвий досвід домашньому майстру в майбутньому може стати в нагоді.
Енергозберігаючі лампи активно позиціонувалися як заміна низькоекономічним та ненадійним лампам розжарювання. Поступове зниження цін на «економки» призвело до того, що вони набули практично повсюдного поширення.
Найбільший мінус світлодіодів – їхня висока вартість. Не дивно, що багато хто займається переробкою енергозберігаючих ламп у світлодіодні, використовуючи максимально доступну і недорогу елементну базу.
Теоретичне обґрунтування
Світлодіоди працюють при низькій напрузі – близько 2-3В. Але найголовніше, для нормальної роботи потрібна не стабільність напруги, а стабільність струму, Що за ними протікає. При зниженні струму знижується яскравість свічення, а перевищення призводить до виходу з діодного ладу елемента. Напівпровідникові пристрої, до яких відносяться світлодіоди, мають яскраво виражену залежність від температури. При нагріванні опір переходу падає та зростає прямий струм.
Простий приклад: джерело стабільної напруги видає 3В при струмі споживання світлодіода 20мА. При підвищенні температури напруга на світлодіоді залишається незмінною, а струм зростає аж до неприпустимих значень.
Для виключення описаної ситуації, джерела світла на напівпровідниках запитують від стабілізатора струму, він драйвер. За аналогією з люмінесцентними лампами драйвер іноді називають баластом для світлодіодів.
Наявність вхідної напруги 220В разом з вимогою стабілізації струму призводить до необхідності створення складної схеми живлення світлодіодних ламп.
Практична реалізація ідеї
Найпростіше джерело живлення світлодіодів від мережі 220В має такий вигляд:
На наведеному малюнку резистор забезпечує падіння надлишку напруги мережі живлення, а діод, включений паралельно, захищає LED елемент від імпульсів напруги зворотної полярності.
Як видно з малюнка, що можна перевірити розрахунками, потрібно резистор великої потужності, що гасить, що виділяє під час роботи багато тепла.
Нижче наведена схема, де замість резистора використовується конденсатор, що гасить
Використання як баласт конденсатора дозволяє позбавитися потужного резистора і підвищити ККД схеми. Резистор R1 обмежує струм у момент увімкнення схеми, R2 служить для швидкого розряду конденсатора в момент вимикання. R3 додатково обмежує струм через групу світлодіодів.
Конденсатор С1 служить гасіння надлишків напруги, а З2 згладжує пульсації харчування.
Діодний міст утворений чотирма діодами типу 1N4007, які можна випаяти із непридатної енергозберігаючої лампи.
Розрахунок схеми зроблено для світлодіодів HL-654H245WC з робочим струмом 20мА. Не виключено застосування аналогічних елементів з струмом.
Так само, як і в попередній схемі, не забезпечується стабілізація струму. Щоб виключити вихід світлодіодів з ладу, у схемі баласту для світлодіодних ламп ємність конденсатора С1 та опір резистора R3 обрані із запасом, щоб при максимальній вхідній напрузі та підвищеній температурі світлодіодів струм через них не перевищував допустимих значень. У нормальному режимі струм через діоди дещо менш номінального, але на яскравості лампи це практично не позначається.
Недолік подібної схеми полягає в тому, що використання більш потужних світлодіодів вимагатиме збільшення ємності конденсатора, що гасить, що має великі габарити.
Аналогічно виконується живлення світлодіодної стрічки від плати енергозберігаючої лампи. Важливо, щоб струм світлодіодної стрічки відповідав лінійці світлодіодів, тобто 20мА.
Використовуємо драйвер енергозберігаючої лампи
Більш надійна схема, коли використовується драйвер з енергозберігаючої лампи з мінімальними переробками. Як приклад на малюнку показано переробку енергозберігаючої лампи потужністю 20Вт для живлення потужного світлодіода зі струмом споживання 0.9А.
Переробка світлодіодної лампи для живлення світлодіодів Переробка електронного баласту для світлодіодних ламп у цьому прикладі мінімальна. Більшість елементів у схемі залишено від драйвера старої лампи. Змін піддався дросель L3 і доданий випрямний міст. У старій схемі між правим виведенням конденсатора С10 та катодом діода D5 була включена люмінесцентна лампа.
Тепер конденсатор і діод з'єднані безпосередньо, а дросель використовується як трансформатор.
Переробка дроселя полягає в намотуванні вторинної обмотки, з якої і зніматиметься напруга для живлення світлодіода.
Не розбираючи дросель, на нього потрібно намотати 20 витків емальованого дроту діаметром 0,4 мм. При включенні напруга холостого ходу новоствореної обмотки має становити близько 9.5-9.7В. Після підключення моста та світлодіода, амперметр, включений у розрив живлення LED елемента, має показувати близько 830-850мА. Більше чи менше значення потребує корекції кількості витків трансформатора.
Діоди 1N4007 або аналогічні можна використовувати від іншої несправної лампи. Діоди в економках використовуються з великим запасом струму і напруги, тому виходять з ладу вкрай рідко.
Всі наведені схеми світлодіодних драйверів з енергозберігаючої лампи, хоч і забезпечують низьковольтне живлення, мають гальванічну зв'язок з мережею змінного струму, тому при роботі з налагодженням потрібно дотримуватися запобіжних заходів.
Найкращим і найбезпечнішим буде використання під час роботи розділяючого трансформатора з однаковими первинною та вторинною обмотками. Маючи на виході ті самі 220В, трансформатор забезпечуватиме надійну гальванічну розв'язку первинної та вторинної ланцюгів.
Незважаючи на високу вартість, споживання електроенергії напівпровідниковими світильниками (LED) набагато менше, ніж у ламп розжарювання, а термін служби у 5 разів більший. Схема світлодіодної лампи працює при подачі 220 вольт, коли вхідний сигнал, що викликає свічення, перетворюється до робочої величини за допомогою драйвера.
Світлодіодні світильники на 220 В
Хоч би якою була напруга живлення, на один світлодіод подається постійна напруга 1,8-4 В.
Типи світлодіодів
Світлодіод – це напівпровідниковий кристал із кількох шарів, що перетворює електрику у видиме світло. При зміні його складу виходить випромінювання певного кольору. Світлодіод робиться на основі чіпа - кристала з майданчиком для підключення провідників живлення.
Щоб відтворити біле світло, синій чіп покривається жовтим люмінофором. При випромінюванні кристала люмінофор випромінює своє. Змішування жовтого та синього світла утворює білий.
Різні способи складання чіпів дозволяють створювати 4 основні типи світлодіодів:
- DIP – складається з кристала з розташованою зверху лінзою та приєднаними двома провідниками. Він найбільш поширений і використовується для підсвічування, у світлових прикрасах та табло.
- "Пірання" - схожа конструкція, але з чотирма висновками, що робить її більш надійною для монтажу і покращує відведення тепла, що виділяється. Здебільшого застосовується у автомобільної промисловості.
- SMD-світлодіод – розміщується на поверхні, за рахунок чого вдається зменшити габарити, покращити тепловідведення та забезпечити безліч варіантів виконання. Використовується у будь-яких джерелах світла.
- СОВ-технологія, де чіп впаюється у плату. За рахунок цього контакт краще захищений від окислення та перегріву, а також значно підвищується інтенсивність свічення. Якщо світлодіод перегорає, його треба повністю змінювати, оскільки ремонт своїми руками із заміною окремих чіпів неможливий.
Недоліком світлодіода є його невеликий розмір. Щоб створити велике яскраве світлове зображення, потрібно багато джерел, об'єднаних у групи. Крім того, кристал згодом старіє, і яскравість ламп поступово падає. У якісних моделей процес зношування протікає дуже повільно.
Пристрій LED-лампи
До складу лампи входять:
- корпус;
- цоколь;
- розсіювач;
- радіатор;
- блок світлодіодів;
- безтрансформаторний драйвер.
Пристрій LED-лампи на 220 вольт
На малюнку зображено сучасну LED-лампу за технологією СОВ. Світлодіод виконаний як одне ціле, з безліччю кристалів. Для нього не потрібно розпаювання численних контактів. Достатньо приєднати лише одну пару. Коли робиться ремонт світильника з світлодіодом, що перегорів, його змінюють повністю.
За формою лампи бувають круглими, циліндричними та іншими. Підключення до мережі живлення здійснюється через різьбові або штиркові цоколі.
Під загальне освітлення вибираються світильники з колірною температурою 2700К, 3500К та 5000К. Градації спектра можуть бути будь-якими. Їх часто використовують для висвітлення реклам та в декоративних цілях.
Найпростіша схема драйвера для живлення лампи від мережі зображена нижче. Кількість деталей тут мінімальна, за рахунок наявності одного або двох резисторів, що гасять R1, R2 і зустрічно-паралельного включення світлодіодів HL1, HL2. Так вони захищають одна одну від зворотної напруги. При цьому частота мерехтіння лампи збільшується до 100 Гц.
Найпростіша схема підключення LED-лампи до мережі 220 вольт
Напруга живлення 220 вольт надходить через обмежувальний конденсатор С1 на випрямний міст, а потім – на лампу. Один із світлодіодів можна замінити на звичайний випрямний, але при цьому мерехтіння зміниться до 25 Гц, що погано вплине на зір.
На малюнку нижче зображено класичну схему джерела живлення LED-лампи.Він застосовується в багатьох моделях, і його можна витягувати, щоб робити ремонт своїми руками.
Класична схема включення LED-лампи до мережі 220 В
На електролітичному конденсаторі випрямлена напруга згладжується, що усуває мерехтіння частотою 100 Гц. Резистор R1 розряджає конденсатор при вимкненні живлення.
Ремонт своїми руками
У простій LED-лампі з окремими світлодіодами можна зробити ремонт із заміною несправних елементів. Вона легко розуміється, якщо акуратно відокремити від скляного корпусу цоколь. Усередині розташовуються світлодіоди. У лампи MR 16 їх 27 штук. Для доступу до друкованої плати, на якій вони розміщені, треба видалити захисне скло, підчепивши його викруткою. Деколи цю операцію зробити досить важко.
Лампа світлодіодна на 220 вольт
Світлодіоди, що прогоріли, відразу замінюються. Інші слід продзвонити тестером або подати на кожну напругу 1,5 В. Справні повинні загорятися, інші підлягають заміні.
Виробник розраховує лампи так, щоб робочий струм світлодіодів був якомога вище. Це значно знижує їхній ресурс, але “вічні” пристрої продавати невигідно. Тому послідовно до світлодіодів можна підключити резистор, що обмежує.
Якщо світильники моргають, причиною може бути вихід із ладу конденсатора С1. Його слід замінити іншою, з номінальною напругою 400 В.
Виготовити своїми руками
Наново світильники на світлодіодах роблять рідко. Лампу простіше виготовити із несправної. Фактично виходить, що ремонт та виготовлення нового виробу – це один процес. Для цього LED-лампу розбирають і відновлюють світлодіоди, що перегоріли, і радіодеталі драйвера. У продажу часто бувають оригінальні світильники з нестандартними лампами, яким надалі важко знайти заміну. Простий драйвер можна взяти з несправної лампи, а світлодіоди – зі старого ліхтарика.
Схема драйвера збирається за класичним зразком, розглянутим вище. Тільки до неї додається резистор R3 для розрядки конденсатора С2 при відключенні пари стабілітронів VD2,VD3 для його шунтування на випадок обриву ланцюга світлодіодів. Можна обійтися одним стабілітроном, якщо правильно підібрати напругу стабілізації. Якщо вибрати конденсатор під напругу більше 220 В, можна обійтися без додаткових деталей. Але в цьому випадку його розміри збільшаться і після того, як буде зроблено ремонт, плата з деталями може не поміститися в цоколь.
Драйвер LED-лампи
Схему драйвера наведено для лампи з 20 світлодіодів. Якщо їх кількість буде іншою, необхідно підібрати таку величину ємності конденсатора С1, щоб через них проходив струм 20 мА.
Схема живлення LED-лампи є найчастіше безтрансформаторною, і слід бути обережним при монтажі своїми руками на металевому світильнику, щоб не було замикання фази або нуля на корпус.
Конденсатори підбираються за таблицею, залежно від кількості світлодіодів. Їх можна закріпити на алюмінієвій пластині у кількості 20-30 шт. Для цього в ній свердляться отвори і на термоклей встановлюються світлодіоди. Їх паяння виробляється послідовно. Усі деталі можна розмістити на друкованій платі зі склотекстоліту.Вони розташовуються з боку, де немає друкованих доріжок, за винятком світлодіодів. Останні – кріпляться пайкою висновків на платі. Їхня довжина становить близько 5 мм. Потім пристрій збирається у світильнику.
Настільна лампа на світлодіодах
Лампа на 220 Ст.
Про виготовлення світлодіодної лампи на 220 В своїми руками можна дізнатися із цього відео.
Правильно виготовлена саморобна схема світлодіодної лампи дозволить експлуатувати її багато років. Для неї можливий ремонт. Джерела живлення можуть бути будь-які: від звичайної батареї до мережі на 220 вольт.
Саморобна Супер яскрава лампа на світлодіодах 7020 36лід, Переробка світильника 220В в 12В
Вирішив коротко показати як я перевів один із давно вже не працюючих світильників у ванній кімнаті з 220 Вольт у 12 вольт. Із заміною блоку лампи на світлодіодні стрічки. З використанням сучасних світлодіодів СМД 7020 складаються з двох лінійок по 18 світлодіодів кожна смужка на алюмінієвій підкладці.
Дані світлодіодні лінійки справили на мене тільки позитивні враження, тому що я думав, що більше світла від таких маленьких світлодіодів як 3528, 5050, 5630. Але протестувавши світлодіоди 7020 дійшов висновку, що ще рано списувати з рахунків такі світлодіоди.
Для тих хто робить настільні світильники або зонне підсвічування, і ті, хто хоче отримати максимум світла, рекомендую спробувати подібні лінійки.
З приводу стрічок довжиною 5 метрів я чесно кажучи не впевнений, що достатньо їх просто приклеїти до стіни або до дерева. Так як стрічки на мах допустимій напрузі добре нагріваються! Так що майте на увазі і перед жорсткою установкою переконайтеся, що температура знаходиться в робочій зоні світлодіода, це не більше 60 гр Цельсія.
peling.ru
ПЕРЕДІЛКА СВЕТОДІОДНОЇ ЛАМПИ
Не секрет, що лампи розжарювання та денного освітлення поступово поступаються світлодіодам, які все впевненіше завойовують ринок. Світлодіоди за тієї ж потужності можуть дати світла в 5-10 разів більше, ніж лампа розжарювання, майже не гріються і не випромінюють шкідливих інфрачервоних променів. У техніці вже застосовуються білі надяскраві світлодіоди та світлодіодні модулі. Ціна світлодіодних світильників та модулів звичайно дорожча, ніж звичайні лампи розжарювання та лампи денного світла.Нещодавно в магазині на очі потрапив світильник за 3 долари, який був куплений і розібраний. Живилася LED лампа від напруги 220 вольт, потрібна вихідна знижена напруга забезпечувалася компактним вбудованим блоком живлення.
Блок живлення імпульсний, на виході 12 V постійного струму. Усередині 3 надяскраві світлодіоди з потужністю 1 ват кожен. Світлодіоди підключені послідовно. Недоліком є те, що світильник був забезпечений оптикою, яка фокусує світло в точковий потік. Для усунення цього, плату зі світлодіодами було знято разом з блоком живлення.
Після цього модуль зі світлодіодами був укріплений на тепловідвід, який був знятий з комп'ютерного блоку живлення. Тепловідведення тут потрібне обов'язково, оскільки світлодіоди перегріваються, і потрібно ефективно відводити тепло. Бажано, щоб між платою зі світлодіодами та радіатором знаходилася термопаста – для кращої тепловіддачі.
Світло яскраво-біле, що віддається такою переробленою лампою, споживання модуля 3 вата, як і було обіцяно виробником. Поліпшене охолодження дозволило трохи підняти струм живлення – що ще збільшило яскравість. Потім саморобну світлодіодну лампу з радіатором було закріплено на стіні. Завдяки великому тепловідведення перегріву зовсім не спостерігається. Фотографії демонструють освітлення світильника.
Візуально модуль віддає стільки світла, скільки і 40 ватна лампа розжарювання, загалом задоволений.
Надалі є намір повністю перейти на світлодіодне освітлення у квартирі та присадибній ділянці. Автор – АКА.
Форум з LED ламп
Обговорити статтю ПЕРЕДІЛКА СВЕТОДІОДНОЇ ЛАМПИ
radioskot.ru
Світлодіодні лампи 220в замість галогенок 12в
Запитання:
У люстрі стоять галогенки 12в через трансформатор. Бракує світла, але потужність трансформатора не дозволяє поставити лампи потужніше. Чи можна просто викинути трансформатор і замінити лампи на світлодіодні 220в? Чи є різниця у перерізі дротів до патронів для 12 та 220?
Відповідь:
Швидше за все, у Вашій люстрі встановлені маленькі лампи з цоколем G4. Все, що написано нижче, виходить саме з цього припущення.
А яскравіше, може, не й вийде
Ви не вказали потужність встановлених галогенних ламп, але якщо вона 20 Вт або більше, то заміною ламп на світлодіодні Ви не отримаєте більше світла. Взагалі ніяк, щоби там не говорили в магазинах продавці. У кращому разі світла буде стільки ж.
Просте рішення
Якщо мета - просто зробити яскравішим, незважаючи на витрату ЕЕ, то варто прибрати трансформатор і поставити потужніші галогенки, але на 220 вольт. Наявних дротів до ламп точно вистачить за такого підходу, т.к. струми будуть значно нижчими. Але збільшиться тепловиділення – потрібно дивитися по плафонах, чи допускають вони таку потужність, чи перегріву не буде.
Якщо використовуються зовсім маленькі галогенки G4, так звані "мізинчикові", то знайти такі на 220 вольт може бути складно - вони є, але трапляються рідше, ніж на 12 вольт. В цьому випадку можна купити галогенки на цоколі GU4 на 220 вольт – вони трохи більше, але майже завжди можуть бути вставлені в цоколь G4 (ці цоколі, як правило, універсальні).
Як замінити лампи світлодіодними?
Якщо все-таки хочете поставити світлодіодні лампи, то в жодному разі не варто купувати світлодіодні лампи G4 на 220 вольт. Ось тут ми відповіли, чому немає потужних ламп G4 і на 220 вольт. Ось типові проблеми покупців таких виробів:
Погано працюють лампи G4 на 220 вольт
Світлодіодні лампи G4 на 220 вольт мерехтять
Також подивіться нашу відповідь на аналогічне запитання.
Для заміни ламп на світлодіодні потрібно змінювати трансформатор на світлодіодний і ставити максимально яскраві лампи G4, які помістяться в плафон за розмірами. Але, ще раз – більше світла, ніж від 20 ватних галогенок Ви не отримаєте, ніяк взагалі. Але є й достоїнства: витрата електроенергії впаде в 8-10 разів, а люстра перестане нагріватися, тобто. ніяких потемніння стелі над люстрою більше не буде.
Процедуру заміни заміни галогенок G4 у люстрі ми описали у цій відповіді на запитання.
