LED светильники своими руками
Постепенно приборы освещения переходят на светодиодные лампы. Произошло это не сразу, был затяжной переходный период с применением так называемых экономок – компактных газоразрядных лампочек со встроенным блоком питания (драйвером) и стандартным патроном Е27 или Е14.
Такие лампы широко применяются и сегодня, поскольку их стоимость в сравнение с LED источниками света не такая «кусачая».
При неплохом балансе цены и экономичности (разница в цене с обычными лампами накаливания со временем окупается за счет экономии электроэнергии), газоразрядные источники света имеют ряд недостатков:
Прекрасная альтернатива – светодиодные светильники. Список достоинств весомый:
- Направленность светового потока предъявляет высокие требования при конструировании рассеивателя.
- Все-таки они дорого стоят (речь идет о качественных брендах, безымянные изделия среднего уровня вполне доступны).
Если ценовой вопрос регулируется подбором производителя, то конструктивные особенности не всегда позволяют просто заменить лампу в любимой люстре. Разумеется, есть богатый выбор классических грушевидных LED ламп, которые подходят под любой размер.
Перед нами качественная (при этом относительно недорогая) лампа с яркостью свечения 1000 Lm (эквивалент 100 ваттной лампы накаливания), и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня такие LED источники света работают по много лет, светят приятным теплым светом (температура 2700 K), и никакой деградации яркости со временем не наблюдается.
Есть лишь один выход – покупать готовые LED светильники, конфигурация которых изначально рассчитана под конкретные источники света.
Ключевое слово – покупать. А куда девать любимые торшеры, люстры и прочие светильники в квартире?
Подключение светодиодного прожектора к сети 220В
Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно
Есть два основных направления при разработке светодиодных источников света:
1. Применение маломощных (до 0.5 Вт) светодиодов. Их требуется много, можно сконфигурировать любую форму. Не нужен мощный радиатор (мало греются). Существенный недостаток – более кропотливая сборка.
2. Использование мощных (1 Вт – 5 Вт) LED элементов. Эффективность высокая, трудозатраты в разы меньше. Но точечное излучение требует подбора рассеивателя, и для реализации проекта нужны хорошие радиаторы.
Для экспериментальных конструкций я выбрал первый вариант. Самое недорогое «сырье»: 5 мм светодиоды с рассеиванием 120° в прозрачном корпусе. Их называют «соломенная шляпа».
Такое добро продается по 3 рубля пучок на любом радиорынке.
Я купил несколько упаковок по 100 шт. на aliexpress (ссылка на покупку). Обошлось чуть меньше, чем по 1 р. за штуку.
Недостаток – отсутствие стабилизации тока. То есть, при нестабильном напряжении электросети, яркость свечения будет меняться. У меня в розетке ровно 220 (+/- 2 вольта), поэтому такая схема в самый раз.
- диодные мосты серии КЦ405А (можно любые диоды, хоть Шоттки)
- пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (с запасом)
- 1-2 ваттные резисторы
- электролитические конденсаторы 47 mF на 400 вольт (можно взять емкость побольше, но это выходит за рамки экономности)
- такие мелочи, как макетная плата и предохранители, обычно есть в арсенале любого радиолюбителя
Чтобы не изобретать корпус с патроном Е27, используем сгоревшие (еще один повод от них отказаться) экономки.
После аккуратного (на улице!) извлечения колбы со ртутными парами, остается прекрасная заготовка для творчества.
Устройство прожектора
Как правило, осветительные приборы имеют литой алюминиевый корпус со стеклянным или пластиковым рассеивателем. Направление светового пучка обеспечивается системой наклонных зеркал или зеркальных панелей из металла и пластика.
Сама светодиодная (LED) матрица – это один, или ряд кристаллов полупроводника, установленных на плату.
LED матрица не излучает тепло «наружу», но может перегреваться «внутрь».
Отвод тепла от светодиодов – одна из основных задач, которая повлияет на срок службы прибора.
Для отвода тепла в конструкции предусмотрен радиатор. Температура передаётся ему через подложку с термопастой, обеспечивающей минимум теплового сопротивления.
Для стабильной и длительной работы, светодиодам требуется равномерное напряжение без перепадов. Обеспечивает его драйвер – «коробочка», внутри которой трансформатор, диодный мост, конденсаторы, стабилитроны и т. д.
Уличный прожектор может оснащаться датчиком движения и включаться по необходимости, когда к фонарю кто-то подходит. Такое дополнение позволяет существенно сэкономить на электроэнергии. К тому же это очень удобно на рабочих местах и подворьях, когда руки людей могут быть заняты.
Прожектор в разобранном виде
Автоматический коммутационный аппарат может также реагировать на степень освещённости окружающей среды, подстраивать интенсивность своего излучения и не включаться при достаточном освещении днем, например.
Как известно, в экономичных лампочках имеется ртуть. Разбилась энергосберегающая лампочка – что делать? Этот вопрос задают многие.
Устройство и принцип работы люминесцентной лампы подробно описан в этой теме.
Как самостоятельно подключить светодиодный прожектор к бытовой сети переменного тока
- Чувствительность. Её можно уменьшить, если участились ложные срабатывания.
- Светочувствительность. Подключив фотоэлемент (а некоторые датчики идут со встроенным фотоэлементом), достигается то, что днём искусственное освещение не включается.
- Таймер некоторые приборы работают по выставленному пользователем времени. То есть после загорания (срабатывания), прожектор будет работать определённое время от 20 сек. – до 15 мин.
Необходимые материалы и детали
Необходимые детали для сборки светодиодного прожектора можно взять от старого компьютера или ноутбука. Если нет подходящего корпуса, его можно собрать самостоятельно из металлического профиля.
Материал корпуса
Дешевые фонари делают с пластиковым корпусом. Их преимущество в небольшом весе и невысокой стоимости. Но пластик проигрывает металлу в долговечности, его нельзя эксплуатировать круглый год. Если планируется повесить прожектор над входом в гараж или дом, лучше сделать металлический корпус. В зависимости от условий эксплуатации можно предусмотреть ручку-переноску и защиту от ударов.
Главное в корпусе – это отверстия сверху и снизу для вентиляции
. От долгой работы светодиоды нагреваются, их нужно эффективно охлаждать. Через верхние отверстия воздух входит, обдувает все детали и забирает у них тепло. Через нижние отверстия вентиляторы выдувают отработанный воздух. Такая конструкция прожектора не подходит для улицы.
Источники света
Главный плюс LED-ламп в долговечности службы. Они работают 50000 часов, в 10 раз дольше, чем галогеновые светильники. При грамотном расположении отражателей яркость светодиодов в прожекторе будет намного выше, чем у других ламп.
Если требуется яркий источник света, лучше взять несколько маленьких светодиодов по 1 или 3 Вт. Для устройства среднего размера понадобится 20 штук. Уличный фонарь должен иметь мощность минимум 30 Вт.
Источник питания
Светодиодный прожектор своими руками можно сделать на 12 или 220 Вольт. Подобрать источник питания можно в магазине запчастей для компьютеров. Например, для прожектора с 20 светодиодами по 1 Вт подойдет блок питания от ноутбука на 19 В. Источники тока лучше сразу купить во влагостойком корпусе, тогда не понадобится придумывать собственную защиту.
Схема соединения
Типовая маркировка клемм для монтажа — фаза (L), ноль (N) и земля. Для дополнительного исключения ошибок принята цветовая маркировка кабельных жил: фаза помечена красным (коричневым) цветом, ноль — синим (черным), земля — комбинацией желтого с зеленым.
Для монтажа кабеля необходимо разобрать корпус прожектора, и завести провод через подводящую муфту — гермоввод. Зачистив подсоединяемые концы кабеля, необходимо подключить их к группе контактов по цветами или маркировке.
При необходимости использования в схеме подключения датчика движения или освещенности, нужно иметь в виду, что исполнительные провода датчика подключаются параллельно выключателю осветительного прибора.
