Светодиодная лампа своими руками: конструкциz, схема, самостоятельная сборка

Светодиодные лампы широко используются при организации домашнего, уличного и промышленного освещения. Их важные преимущества — экономичность, экологичность и неприхотливость в уходе.

Сделанный своими руками светодиодный светильник обязательно найдет себе применение в вашем доме. Подробную инструкцию по изготовлению, а также схемы сборки вы найдете в представленной статье.

Принцип работы светодиодного устройства

Основа светодиодной лампы — это односторонний полупроводник, размер которого составляет несколько миллиметров. В нем происходит одностороннее движение электронов, что позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный.

Многослойный светодиодный кристалл характеризуется двумя типами электропроводности: положительно и отрицательно заряженными частицами.

Сторона, содержащая минимальное количество электронов, называется дыркой (p-тип), а другая с большим количеством этих частиц — электронной (n-тип).Между двумя сторонами светодиодного элемента существует условная граница: электронно-дырочный переход (pn). Здесь частицы сталкиваются друг с другом, вызывая свечение.

Когда элементы сталкиваются в pn переходе, они сталкиваются, генерируя частицы света, фотоны. Если в это время в системе поддерживается постоянное напряжение, светодиод будет излучать постоянный поток света. Этот эффект используется во всех конструкциях светодиодных ламп.

Четыре типа светодиодных устройств

В зависимости от расположения светодиодов такие модели можно разделить на следующие категории:

1. ПОГРУЖЕНИЕ. Кристалл состоит из двух проводников, над которыми находится увеличительное стекло. Изменения распространились на производство знаков различия и гирлянд.
2. «Пиранья». Устройства собраны так же, как и в предыдущей версии, но имеют четыре выхода. Для оснащения автомобилей часто используются надежные и прочные конструкции.
3. SMD. Кристалл размещен сверху, что значительно улучшает отвод тепла, а также помогает уменьшить размер устройств.
4. СОВА. В этом случае светодиод впаивается прямо в плату, что способствует увеличению интенсивности свечения и защите от перегрева.

Существенным недостатком устройств COB является невозможность замены отдельных элементов, поэтому приходится покупать новый механизм из-за единственной неисправной микросхемы.

Люстры и другие домашние осветительные приборы обычно используют дизайн SMD.

Устройство светодиодной лампы

Светодиодная лампа состоит из следующих шести частей:

• светодиод;
• база;
• водитель;
• диффузор;
• радиатор.

Активным элементом такого устройства является светодиод, генерирующий поток световых волн.

Светодиодные светильники могут быть рассчитаны на разное напряжение. Наибольшим спросом пользуются малогабаритные изделия мощностью 12-15 Вт и большие лампы мощностью 50 Вт

Цоколь, который может иметь разные формы и размеры, применяется также для других типов ламп: люминесцентных, галогенных, накаливания. В то же время некоторые светодиодные устройства, например светодиодные ленты, могут обходиться без этой детали.

Важным элементом конструкции является драйвер, преобразующий сетевое напряжение в ток, от которого работает кристалл.

От этого блока во многом зависит эффективная работа лампы, кроме того, качественный драйвер с хорошей гальванической развязкой обеспечивает постоянный яркий световой поток без намека на мигание.

Обычный светодиод излучает направленный луч света. Для изменения угла его распространения и обеспечения качественного освещения используется диффузор. Еще одна функция этого компонента — защита схемы от механических и естественных воздействий.

Радиатор предназначен для отвода тепла, избыток которого может повредить устройство. Надежный радиатор увеличивает производительность лампы и увеличивает срок ее службы.

Чем меньше эта деталь, тем большую тепловую нагрузку должен будет выдерживать светодиод, что повлияет на скорость его истощения.

Достоинства и недостатки самодельного светильника

Специализированные магазины предлагают широкий выбор светодиодных светильников. Однако иногда невозможно найти в ассортименте устройство, отвечающее требуемым параметрам. Кроме того, светодиодные устройства традиционно дороги.

К недостаткам продукции можно отнести отсутствие гарантии производителя. Также при неаккуратной сборке такие устройства могут иметь непривлекательный внешний вид

Между тем, вы можете сэкономить и получить идеальную лампу, собрав ее самостоятельно. Сделать это несложно, и элементарных технических знаний и практических навыков будет достаточно.

Светодиодный светильник своими руками имеет ряд существенных преимуществ перед магазинным аналогом. Они экономичны: при тщательной сборке и использовании качественных деталей срок службы достигает 100 тысяч часов.

Такие устройства демонстрируют высокую степень энергоэффективности, которая определяется отношением потребляемой энергии к яркости излучаемого света. Наконец, их стоимость на порядок ниже заводских аналогов.

Проблемы своими руками

Основные проблемы, которые необходимо решить при изготовлении светодиодных ламп, — это преобразование переменного электрического тока в пульсирующий и его выравнивание в постоянный. Кроме того, необходимо ограничить мощность электрического тока до 12 вольт, что необходимо для питания диода.

Чтобы сделать светодиодную лампу своими руками, можно использовать детали, купленные в специализированных магазинах, или элементы сгоревших устройств

Задумываясь об устройстве, следует также решить ряд конструктивных задач, а именно:

• как расположить схему и светодиоды;
• как изолировать систему;
• как обеспечить теплообмен в приборе.

Перед сборкой желательно все эти вопросы продумать с учетом требований, которые предъявляются к самодельному источнику света.

Схемы светодиодных ламп

В первую очередь следует разработать вариант сборки. Есть два основных способа, каждый со своими плюсами и минусами. Мы рассмотрим их более подробно ниже.

Вариант диодного моста

Схема включает четыре диода, включенных в разные стороны. Благодаря этому мост получает возможность преобразовывать сетевой ток 220 В в кнопку.Схема светодиодного моста проста и логична. Сделать это сможет даже начинающий мастер, владеющий азами самостоятельной работы

Это происходит следующим образом: когда два диода пропускают синусоидальные полуволны, они меняются, вызывая потерю полярности.

На этапе сборки конденсатор подключается к положительному выходу перед мостом; перед минусовой клеммой — сопротивление на 100 Ом. За мостом установлен еще один конденсатор — он нужен для сглаживания перепадов напряжения.

Производство светодиодных элементов

Самый простой способ создать светодиодный светильник — создать источник света на основе сломанного светильника. Необходимо проверить работоспособность обнаруженных деталей, что можно сделать от аккумулятора на 12 В.

Неисправные элементы подлежат замене. Для этого следует распаять контакты, удалить пригоревшие элементы, на их место поставить новые. При этом важно соблюдать чередование последовательно соединенных анодов и катодов.

Если нужно поменять всего 2-3 штуки микросхемы, то достаточно их припаять в тех местах, где ранее находились вышедшие из строя компоненты.

При полной самостоятельной сборке необходимо подключить 10 диодов подряд, соблюдая правила полярности. К проводам припаяны несколько законченных схем.При изготовлении лампы можно использовать платы со светодиодами, которые встречаются в перегоревших устройствах. Важно только проверить их работоспособность

При сборке схем важно следить за тем, чтобы паяные концы не соприкасались, так как это может привести к короткому замыканию устройства и отказу системы.

Аксессуары для более мягкого света

Чтобы избежать мерцания, присущего светодиодным светильникам, приведенную выше схему можно дополнять разными деталями. Следовательно, он должен состоять из диодного моста, резисторов 100 и 230 Ом, конденсаторов 400 нФ и 10 мкФ.

Для защиты устройства от скачков напряжения в начале цепи ставится резистор 100 Ом, за ним конденсатор 400 нФ, за ним диодный мост и еще один резистор 230 Ом, за которым следует цепочка собранных светодиодов.

Устройства сопротивления сопротивления

Подобная схема тоже вполне доступна начинающему мастеру. Для этого требуются два резистора 12 кОм и две цепочки с одинаковым количеством светодиодов, которые припаяны последовательно с соблюдением полярности. При этом одна полоска со стороны R1 соединяется катодом, а другая — с R2 — анодом.

Светильники, выполненные по этой схеме, имеют более мягкий свет, так как активные элементы включаются по очереди, так что пульсация вспышек практически незаметна невооруженным глазом.Чтобы рассчитать мощность лампы, необходимо знать величину тока, проходящего через светодиоды. Это значение можно рассчитать по приведенной выше формуле. При этом следует учитывать, что падение напряжения на 12 последовательно соединенных светодиодах составляет примерно 36В

Устройства успешно используются в качестве настольной лампы и для других целей. Для создания оптимального освещения специалисты рекомендуют использовать полоски из 20-40 диодов. Меньшее количество дает уменьшенный световой поток, соединение большего количества элементов технически осуществить довольно сложно.

Важный элемент: драйвер светодиода

Для правильной работы самодельного светодиодного устройства необходимо устранить неполадки с драйвером. Схема этого узла довольно проста. Алгоритм работы заключается в пропускании переменного тока 220В на диодный мост через конденсатор С1.

Выпрямленный ток передается на последовательно включенные светодиоды HL1-HL27, количество которых может достигать 80 штук.Драйвер для самодельного светодиодного устройства собирается по следующей схеме. Также можно использовать готовые элементы bp 3122, bp 2832a или bp 2831a

Чтобы избежать мерцания и получить однородный однородный цвет, рекомендуется использовать конденсатор C2, который должен иметь максимально возможную емкость.

Корпуса светодиодов

Перед сборкой важно определиться, где будет размещаться собранная схема.

Есть несколько вариантов решения этой проблемы: для размещения устройства можно использовать:

• цоколи для ламп накаливания;
• корпуса для энергосберегающих или перегоревших галогенных ламп;
• сделай сам адаптации.

Первый вариант имеет важное преимущество. При его использовании собранный светодиодный светильник легко вкручивается в держатель, обеспечивая тем самым теплопередачу.

Следует отметить, что помимо очевидного преимущества у этого метода есть еще и очевидные недостатки. Собранная конструкция имеет не очень эстетичный вид, к тому же в этом случае сложно выполнить надежное утепление.Чтобы использовать перегоревшую лампу накаливания для создания светодиодной, необходимо сначала аккуратно отделить стеклянную колбу от цоколя, а затем удалить спираль. Собранную схему аккуратно помещают в получившееся пространство и над платой закрепляют лампочку

Удобный и практичный вариант — разместить самодельный прибор в корпусе энергосберегающей лампы. Для этого необходимо предварительно разобрать сгоревшее устройство, вынув из него плату преобразователя.

Собранную схему можно вставить разными способами:

• Диоды вставляются в отверстия, сделанные в крышке под стеклянной колбой.
• Схема может быть размещена внутри розетки, что обеспечивает передачу тепла. В этом случае светодиодные элементы вставляются и фиксируются в имеющихся отверстиях.
• Доска может быть спрятана в основании. Для завершения процесса удобно использовать обычную пластиковую крышку от бутылки с водой.

Для размещения светодиодов мастера часто используют круг своими руками из пластика или картона, в котором просверливаются отверстия для диодов. При аккуратной работе такие устройства выглядят эстетично.

Другой вариант — использовать корпус галогенной лампы. Широкого распространения он не получил, так как в этом случае невозможно вкрутить лампу в патрон. Однако подобная модификация используется для изготовления самодельных индикаторов и других устройств.

Если вы решили использовать для работы корпус лампочки, рекомендуем вам прочитать другую нашу статью, в которой мы подробно рассказали, как разбирать различные типы лампочек. Подробнее — по ссылке.

Материалы для изготовления самоделок

Помимо корпуса, для создания светильника нужны и другие элементы. Это, в первую очередь, светодиоды, которые можно приобрести в виде светодиодных лент или отдельных элементов НК6. Сила тока каждой части составляет 100-120 мА; напряжение 3-3,3 В.Сборка некоторых схем предполагает использование дополнительных подключений, например драйвера, поэтому набор компонентов для каждого конкретного случая рассматривается отдельно

Также понадобятся выпрямительные диоды 1N4007 или диодный мост, а также предохранители, которые расположены в основании старого устройства.

Также вам понадобится конденсатор, емкость и напряжение которого должны соответствовать используемой электрической схеме и количеству используемых в ней светодиодных элементов.

Если вы не используете готовую плату, нужно подумать о шасси, к которому крепятся светодиоды. Для его изготовления подойдет термостойкий материал, не являющийся металлом и непроводящий электрический ток.

Как правило, такая деталь изготавливается из прочного пластика или плотного картона. Чтобы прикрепить светодиодные элементы к каркасу, вам потребуются жидкие гвозди или суперклей.

Собираем простую светодиодную лампу

Рассмотрим выполнение лампы в стандартной цоколе из люминесцентной лампы. Для этого нам придется немного изменить приведенный выше список материалов.

В этом случае мы используем:

• старая база Е27;
• светодиод НК6;
• драйвер РЛД2-1;
• кусок плотного пластика или картона;
• супер клей;
• электрические кабели;
• сварщик, плоскогубцы, ножницы.

Первоначально необходимо разобрать лампу. В люминесцентных устройствах соединение цоколя с пластиной с трубами осуществляется с помощью защелок. Важно найти точку крепления и поддеть элементы отверткой, что облегчит отсоединение картриджа.Процесс сборки самодельной светодиодной лампы несложен. В корпус вставлен драйвер от старого устройства, поверх которого установлена ​​плата со светодиодами

При разборке устройства нужно проявлять особую осторожность, чтобы не повредить трубы, внутри которых находится ядовитое вещество. При этом необходимо следить за целостностью проводки, подключенной к базе, а также сохранять детали, содержащиеся в ней.

Мы используем верхнюю часть с подключенными газоразрядными трубками, чтобы сделать пластину, необходимую для подключения светодиодов. Просто снимите трубчатые элементы и закрепите светодиодные детали в оставшихся круглых отверстиях.

Для их надежного крепления лучше сделать дополнительную крышку из пластика или картона, которая будет служить для изоляции сколов.

В лампе будут использоваться светодиоды НК6, каждый из которых состоит из 6 кристаллов с параллельным включением. Они позволяют создать достаточно яркий светильник с минимальным потреблением электроэнергии.

Чтобы подключить каждый светодиод к крышке, нужно просверлить два отверстия. Их следует аккуратно просверлить в строгом соответствии с выкройкой.

Пластиковая часть позволяет надежно закрепить светодиодные элементы, в то время как использование картона требует дополнительной фиксации светодиодов к основанию с помощью жидких гвоздей или суперклея.

Поскольку устройство рассчитано на использование шести светодиодов мощностью 0,5 Вт каждый, в схеме необходимо предусмотреть три элемента, соединенных параллельно.Эффектное освещение можно сделать с помощью светодиодной ленты. Этот элемент вставлен в трубку, используемую для люминесцентного освещения

В конструкции, которая будет работать от электрической сети 220 В, должен быть предусмотрен драйвер RLD2-1, который нужно либо купить в магазине, либо изготовить самостоятельно.

Во избежание короткого замыкания перед началом сборки важно изолировать драйвер и карту друг от друга пластиком или картоном. Поскольку лампа почти не нагревается, можно не беспокоиться о перегреве.

Собрав все составляющие, можно собрать конструкцию по схеме, а затем подключить к сети для управления свечением.

Устройство, работающее от стандартного картриджа 220 В, имеет низкое энергопотребление и выходную мощность 3 Вт. Последний показатель в 2-3 раза ниже, чем у люминесцентных приборов и в 10 раз ниже, чем у ламп накаливания.

Хотя световой поток составляет всего 100–120 люмен, ослепительно белый цвет делает лампу значительно ярче. Собранный светильник можно использовать как столешницу или для освещения компактного помещения, например коридора или туалета.

Выводы и полезные видео по теме

На видео ниже вы можете увидеть подробную историю специалиста по самостоятельной сборке светодиодной лампы:

Самодельные светодиодные лампы обладают высокими техническими характеристиками. По таким качествам, как прочность, надежность, долговечность, они практически не уступают заводским моделям.

Сборка таких устройств доступна практически каждому: для ее успешного выполнения необходимо лишь строго следовать схемам и тщательно проводить все прописанные манипуляции.

Возможно, вам уже приходилось собирать светодиодную лампу своими руками, и вы можете дать ценный совет посетителям нашего сайта? Или у вас остались вопросы после прочтения статьи? Оставляйте свои комментарии в блоке ниже.