Настольные светодиодные светильники руками схемы. Ремонт светодиодных LED ламп на примерах. Как собрать светодиодный светильник

С удорожанием электроэнергии многие задумываются о покупке светодиодных источников света, которые приносят ощутимую экономию и являются прекрасными заменителями естественного освещения. Однако сегодня не многие могут себе позволить светодиодный светильник, ведь их стоимость еще достаточно высока. Поэтому, благодаря народным умельцам, в этой статье рассмотрим, как можно сделать осветительный прибор из светодиодов своими руками.

Что представляет собой светодиодный светильник?

Светодиоды – полупроводниковые электронные приборы, излучающие свет в результате прохождения электрического тока. Появившись 15 лет назад, приборы домашнего назначения буквально сходу завоевали рынок источников света. Сегодня можно купить светодиодные лампы любой формы, размера, мощности и цвета. Но также можно сделать их самостоятельно, что под силу даже неопытному радиолюбителю. Простейшие приборы на светодиодах могут работать при напряжении 3-5 В, т.е. от обычной батарейки. Однако его мощности хватит всего лишь для подсветки фонариком, поэтому ниже мы рассмотрим, как сделать более серьезные конструкции, позволяющие освещать комнаты.

Осветительный прибор

Состав и принцип работы светильника

Прежде, чем приступить к изготовлению светодиодного светильника своими руками, рассмотрим его конструкцию и принцип работы.
Диод – это полупроводниковый прибор, пропускающий ток через p-n переход только в одном направлении. В результате выделения энергии при рекомбинации электронов и дырок излучаются фотоны с выделением световой и тепловой энергии.

Отведение тепла в светодиодном приборе – является важной задачей при сборке светильника, ведь высокая температура приводит к деградации и выходу из строя светодиода. Поэтому наличие радиатора – обязательное условие при сборке любого светодиодного светильника.

Простейшим радиатором является алюминиевая подложка, на которой располагаются светодиоды, однако такого теплоотведения будет недостаточно, если прибор собирается на 3-х и более полупроводниках. В такие светильники устанавливают специальные металлические радиаторы. В комнатных приборах его заменяет корпус лампочки.
Кроме радиатора, LED-изделие имеет отражатель и рассеиватель, которые могут заменить металлизированный рефлектор, и линза.
Обычно светодиоды выпускаются готовой сборкой, но для того, чтобы яркий свет прибора не раздражал глаза, используют матовую колбу, которой накрывают корпус светильника.

Устройство лампочки

Сборка светильника

Схема простейшего светильника, работающего от сети 220 В, состоит из двух резисторов сопротивлением 12 кОм и двух светодиодов, установленных параллельно. Схема актуальна для четного количества LED-приборов.
Для нечетного — в схеме должен присутствовать драйвер, стабилизирующий выходной ток и напряжение. Лучше всего приобрести готовый драйвер, который подбирается под светодиодный прибор. Кроме этого, драйвер также можно сделать своими руками, используя выпрямительный мост, конденсаторы и обычные диоды, которые в сборке преобразовывают напряжение сети в напряжение заданной частоты и значения. Резисторы в такой схеме выполняют роль ограничителя силы тока.

Как видно из описанного выше, светодиодный прибор может собрать любой человек, который хотя бы раз в жизни держал в руках паяльник и умеет пользоваться интернетом, где представлено много примеров стандартных и нестандартных схем и решений для сборки светодиодного светильника.

Схема светильника

Светильники в корпусе

Светодиодная лента

Простейшую лампу можно сделать своими руками, используя светодиодную ленту, которую достаточно закрепить на любой плоской поверхности при помощи двухстороннего скотча. Для большей надежности и расширения функциональных возможностей прибора светодиодную ленту удобно размещать в корпусе от неработающей люминесцентной лампы, длина которой не превышает 30 см.
Такой светильник приспосабливают на высоте не более 80 см над письменным столом, кухонной поверхностью, аквариумом или используют его для декоративной подсветки. Свет лампы прекрасно рассеивается и не утомляет зрение.

Применение светильника

Для изготовления светодиодных светильников подойдут следующие типы лент:

SMD 3528 (60 (4,8 Вт); 120 (7,2 Вт); 240 (16 Вт) светодиодов на погонном 1 метре);
SMD 5050 (30 (7,2 Вт); 60 (14 Вт); 120 (25 Вт).

Плотность светодиодов

Плотность и расположение светодиодов на лентах типа SMD 3528 и SMD 5050

Оптимальным выбором станет LED-лента SMD 5050, параметры которой соответствуют следующим значениям:

угол излучения – 120 градусов;
напряжение питания – 12 В;
ток – 1,2 А/м

Светодиодную ленту с помощью скотча необходимо приклеить к внутренней части корпуса. Для работы можно купить блок питания или собрать своими руками, используя схему, приведенную ниже. Преимуществом самостоятельно собранного блока питания является то, что есть возможность скрыть его в корпусе светильника. Покупной – придется «пристроить» рядом с прибором. В любом случае собранная конструкция будет выглядеть аккуратно и работать экономно, прекрасно освещая рабочий стол.

Электрическая схема блока питания

Важным моментом во время монтажа является качественная изоляция всех токопроводящих частей.

Лампа своими руками на основе светодиодной ленты по своим параметрам не отличается от покупного варианта. При этом его стоимость выходит значительно ниже, чем стоимость готового изделия.

Светодиодные светильники на различной основе

Свет светодиодов

Экономный вариант светодиодного светильника можно сделать своими руками на базе сгоревшей лампы. Для этого ее необходимо аккуратно разобрать перегоревшую лампу, не повредив цоколь и провести его чистку и обезжиривание.
В цоколе размещаем защитный резистор на 100 Ом и два конденсатора по 220 нФ, рабочее напряжение которых составляет 400 В, конденсатор на 10 мкФ, отвечающий за отсутствие мерцания, выпрямитель (диодный мост) и светодиоды в соотношении 1 (красного свечения) к 3 (белого). Составные части схемы соединяем пайкой и изолируем монтажным клеем, заполняя все пространство цоколя между частями схемы и закрепляя их.

Кроме обычной лампы для создания светодиодного светильника своими руками используется галогенная лампа.

Галогенная лампа

Для сборки светильника на галогенной лампе необходимы следующие составные части:

схема сборки, которую можно составить самостоятельно или взять из интернета;
светодиоды;
неработающая галогенная лампа;
быстросохнущий клей;
медный провод;
паяльник и припой;
алюминиевая подложка толщиной 0,2 мм, которая будет заменять радиатор;
резисторы;
дырокол.

Сборка

Процесс сборки происходит в следующей последовательности:

Очищаем галогенную лампу от всех составных частей и замазок.
Вынимаем ее из отражателя.
Подготавливаем диск-отражатель, на котором будут располагаться светодиоды. Диск наклеиваем на алюминиевую подложку (шаблон диска можно взять в интернете) и делаем в нем дырочки.
Согласно схеме, располагаем светодиоды на диске ножками вверх, учитывая их полярность. Между ними прокатываем немного клея, избегая попадания на контакты.
Паяем контакты светодиодов так, чтобы цепочка начиналась положительной полярностью («+») и заканчивается отрицательной («-»).
Положительные контакты соединяем между собой пайкой.
К отрицательным контактам при помощи пайки присоединяем резисторы и соединяем их контакты между собой припоем, получая отрицательно заряженные резисторы.
Контакты резисторов также соединяем между собой и припаиваем к ним медные провода. Во избежание короткого замыкания пространство между контактами и проводами заливаем клеем.
Склеиваем межу собой диск и отражатель галогенки.
После полимеризации клея можно подключать источник питания на 12 В.

Энергосберегающая лампа

После того, как энергосберегающая лампа отслужила свой срок и сгорела, мастера hand-made рекомендуют не выбрасывать ее, а использовать прибор для создания светодиодного осветительного прибора. Это возможно осуществить при наличии в лампе исправного электронного балласта (ЭБ) и целого корпуса с цоколем, которые станут основой нового изделия.
Чтобы завершить комплектацию, необходимо приобрести светодиоды типоразмера 5 мм и 4 сверхбыстрых диода типа UF4007.
Суть создания светодиодной лампы на основе энергосберегающей заключается в установке выпрямительного моста на выходе ЭБ, который позволит получить постоянное напряжение 100 В при токе 130 мА.
Для уменьшения частоты переменного напряжения на выходе ЭБ выпрямительный мост соберем из диодов UF4007, к выходу которого припаиваем конденсатор на 0,1 мкФ, работающий на напряжении 400 В. Диодный мост устанавливаем на место конденсатора С3 (см. типовую схему ЭБ лампы), соединяющего нити накаливания лампы, который потом замыкаем между собой.

Электрическая схема ЭБ лампы

Отдельно собираем последовательную цепь из 30 светодиодных приборов, ток потребления которых составляет 20 мА, и проверяем ее работу.
При постоянном напряжении 100 В и токе 130 мА можно собрать 5 цепочек LED-диодов по 30 штук и получить лампу, мощность которой составит 15 Вт.

Как видим из описанного выше, светодиодный светильник можно сделать своими руками, не только спаяв схему, но и используя различные приборы – светодиодную ленту и лампы разных типов.

Секреты выбора галогенных люстр с пультом управления

В этой статье мы рассмотрим примеры изготовления самодельных светодиодных светильников для различных нужд.

1. Простейший светильник для бытовых нужд.

Для начала стоит определиться с тем, какие светодиоды лучше использовать. Если выбирать между мощными и маломощными - первые лучше с точки зрения трудоемкости. Чтобы заменить один мощный 1 Вт светодиод, понадобится 15-20 маломощных 5 мм или smd светодиодов. Соответственно, пайки с маломощными гораздо больше. Остановимся на мощных. Обычно они делятся на два вида - выводные и поверхностного монтажа. Для облегчения жизни лучше использовать выводные. Мощность светодиода лучше выбирать не более 1 Вт.

Также нам понадобится драйвер тока, чтобы светодиоды получали необходимое напряжение и долго служили.
Кроме того, для продолжительной работы светодиода (особенно для мощного)необходимрадиатор. Для его изготовления лучше всего подходит алюминий. На каждый одноваттный светодиод нужен кусок алюминия 50х50 мм, толщиной около 1 мм. Кусок может быть меньше, если его изогнуть. Если Вы возьмете кусок 25х25 мм и толщиной 5 мм - нужного эффекта не получите. Чтобы рассеивать тепло, нужна площадь, а не толщина.

Рассмотрим модель простейшего светильника. Нам понадобятся: три светодиода 1 Вт, драйвер 3х1 Вт, двухсторонний теплопроводящий скотч, радиатор (например, кусок П-образного профиля толщиной 1 мм и длиной 6-8 см).

Теплопроводящий скотч может проводить тепло. Поэтому обычный двусторонний скотч из не подойдет. Отрезаем полоску скотча шириной 6-7 мм.

Обезжириваем радиатор и донышки светодиодов. Ацетон для этого использовать нежелательно - пластиковая линза светодиода может помутнеть.

Наклеиваем скотч на радиатор. Затем размечаем радиатор, чтобы установить светодиоды ровно.

Устанавливаем светодиоды на скотч. При этом соблюдаем полярность - все светодиоды должны быть развернуты одинаково так, чтобы "плюс" одного светодиода смотрел на "минус" соседнего. Слегка прижимаем их для лучшего контакта. После этого наносим олово на выводы светодиодов для облегчения дальнейшей пайки. Если у вас есть опасение, что скотч при этом может прогореть - просто приподнимите выводы светодиодов так, чтобы они не касались скотча. Корпус светодиода при этом нужно придерживать пальцем, чтобы от скотча не оторвался. Впрочем, можно отогнуть выводы заранее.

Соединяем светодиоды между собой. Для этого вполне достаточно жилки от любого многожильного провода.

Припаиваем драйвер.

Простейшая модель светильника готова. Теперь Вы можете вставить его в любой подходящий корпус. Разумеется, можно сделать и более мощный светильник, только диодов нужно по больше и драйвер помощнее, а принцип останется тем же. Подобная методика подойдет как для изготовления одиночного светильника, так и для мелкосерийного производства.

2. Люстра на основе светодиодов.

Нам понадобятся:
1. Цоколь от сгоревшей энергосберегающей лампы.
2. Два захвата (чтобы подключиться к светодиоду);
3. Мощный десятиваттный светодиод, цвет по вашему выбору;
4. Два маленьких винта;
5. Один десяти ваттный светодиодный драйвер;
6. Термопаста;
7. Радиатор;
8. Термоусадочная трубка (или изолирующая лента);
9. провода сечением 2 мм.

Для начала необходимо разобрать старую или сгоревшую энергосберегающую лампу. Важно проявлять осторожность и не повредить стеклянную колбу. Иначе из нее выйдет очень вредный для здоровья ртутный газ.

Нам нужна только часть корпуса с цоколем. Обрежем повода от платы идущие к цоколю и припаяем свои, идущие от драйвера светодиода, изолируем термоусадочными трубками.

Паяльником проделаем пару отверстий для проволоки, которая будет удерживать всю конструкцию.

Далее,используем клеммы, обжимаем, подключаем к светодиоду соблюдая полярность. Проверяем. Не рекомендуется смотреть на включенный светодиод. Сила света очень велика и может нанести вред Вашим глазам. Если все работает - собираем светильник в единое целое.

Светодиод очень яркий и бросает резкие тени. Вы можете сделать свет более гладким и мягким, используя самодельный рассеиватель. В качестве рассеивателя можно использовать множество различных материалов. Самый простой - вырежем из двухлитровой пластиковой бутылки дно, обработаем наждачной бумагой со всех сторон, что бы придать полную непрозрачность прямому свету. Делаем четыре отверстия и проволокой крепим ее к радиатору.

3. Домашняя светодиодная лампа.

В качестве источника света используем светодиоды Cree MX6 Q5 мощностью 3 Вт и светоотдачей 278 лм. Светодиод будет размещен на радиаторе размером 5х5 см, снятом с процессора старой материнской платы.

Для простоты будем использовать импульсный источник вместе с электронным адаптером, который даст необходимое напряжение и ток для питания светодиодов. Для этой цели в нашем случае было выбрано зарядное устройства нерабочего мобильного телефона имеющее, по заявлению производителя, выходное напряжение 5 В и ток 420 мА.

Для предохранения от внешних воздействий вся электронная часть будет помещена в патрон от старой лампы.

В соответствии с указаниями производителя, светодиоды Cree MX6 Q5 могут работать на максимальном токе 1 А при напряжении 4,1 В. По логике, для нормальной работы нам понадобится резистор 1 Ом, чтобы понизить напряжение примерно на один вольт тех пяти, которые дает зарядное устройство, чтобы получить искомые 4,1 В и это только при том, если зарядка выдает ток максимальной силы в 1 А.Однако, как позже выяснилось, зарядное устройство с конструктивным ограничением по силе тока в 0,6 А без проблем работает. Тестируя таким же образом зарядки для других мобильных телефонов, было обнаружено, что все они имеют ограничение на питание током, сила которого на 20-50% выше той, что указана производителем.Смысл этого заключается в том, что любой производитель будет стремиться разработать блок питания так, чтобы он не перегревался, даже если питаемое устройство будет повреждено или произойдет короткое замыкание, и самый простой способ в этом случае — ограничение тока.

Таким образом, мы имеем источник постоянного тока ограниченный 0,6 А, питаемый от переменного тока 230 В, сделанный фабричным методом и имеющий небольшие размеры. При этом во время работы он лишь незначительно нагревается.

Переходим к сборке. Для начала необходимо вскрыть блок питания для того, чтобы извлечь детали, которые будут вставлены в корпус новой лампы. Так как большинство блоков питания соединено пайкой, вскрываем блок ножовкой.

Для того, чтобы закрепить плату в корпусе лампы, в нашем случае использовался санитарный силикон. Силикон был выбран за его сопротивляемостью высоким температурам.

Перед тем, как закрыть лампу, крепим к крышке (используя болты) радиатор, к которому и был прикреплен светодиод.

Лампа готова. Потребляемая мощность составляет чуть менее 2,5 Вт, световой поток - 190 лм, что идеально подходит для экономичной, долговечной и прочной настольной лампы.

4. Светильник в коридоре.

Для освещения светодиодными светильниками прихожей мы использовал два светодиода Cree MX6 Q5, каждый из которых обладает мощностью 3 Вт и светоотдачей 278 лм и питается от старого блока питания от мобильного телефона Samsung. И хотя производителем в спецификации указана сила тока в 0,7 А, после замеров былоустановлена, что она ограничена 0,75 А.

Схема изготовления основы светильника аналогична предыдущему варианту. Вся внешняя конструкция собрана при помощи текстильной липучки, клея и пластиковых шайб от материнских плат.

Общее потребление этой конструкции составляет около 6 Вт при световом потоке 460 лм.

5. Светильник в ванной комнате.

Для ванной комнаты использовался светодиод Cree XM-L T6 с питанием от двух зарядок для телефонов LG.

Каждое из зарядных устройств может выдавать по заявлению производителя ток силой 0,9 А, но я обнаружил, что фактически сила тока равна 1 А. Оба источника питания соединены параллельно для получения тока силой 2 А.

При таких показателях светодиодный светильник будет вырабатывать световой поток в 700 лм при потребляемой мощности 6 Вт.

6. Светильник для кухни.
Если для прихожей и ванной комнаты не было необходимости для обеспечения определенного минимума освещенности, то на кухне это не так. Поэтому было решено использовать для кухни не один, а два последовательно соединенных светодиода Cree XM-L T6, каждый из которых имеет максимальную потребляемую мощность 9 Вт и максимальной световой поток 910 люменов.

Для эффективного охлаждения в нашем случае использовался радиатор, снятый со Slot 1 процессора Pentium 3, к которому были прикреплены оба светодиода при помощи термоклеяArcticAlumina. Хотя светодиоды Cree XM-L T6 могут потреблять ток силой 3 А, производитель для надежности работы рекомендует использовать ток силой 2 А, при котором они создают световой поток около 700 лм. В качестве источника питания использовался генерирующий 12В при токе 1.5A. После тестирования его при помощи резисторов, было обнаружено, что ток ограничен до значения в 1,8 А, что очень близко к искомому значению в 2 А.

Для предохранения радиатора и двух светодиодов использовались две пластиковых шайбы от материнской платы и два неодимовых магнита, снятых с поврежденного DVD-привода, закрепив их суперклеем и текстильной липучкой.

Ожидал, что такой светодиодный светильник будет выдавать 1200 лм, что сравнимо со световым потоком заменяемой люминесцентной лампой 23 Вт, однако было обнаружено, что на самом деле излучаемый свет даже более интенсивный, при потребляемой мощности около 12 Вт — почти половиной по сравнению со старой лампочкой.

7. Офисный светильник
Нам понадобится:

1. Светодиодные линейки 4 шт (на мощных Американских диодах CREE)
2. Подходящий драйвер (блок питания) 1 шт.
3. Металлический корпус будущего светильника.
4. Проводки, паяльник, ручной инструмент и крепеж.й светильник.

Можно использовать для изготовления корпус старого светильника

Либо использовать специальный алюминиевый профиль со стеклом. В этом случае драйвер устанавливается внутри профиля.

Устанавливаем диодные линейки 4 шт.

Делаем крепление к потолку (на тросиках) + ставим матовое стекло.

Вариант LED светильника в корпусе (от люминесцентного 2х36Вт)

Со стеклом

Или можно все поставить в офисный светильник 600х600 мм.

Ну и в качестве бонуса рассмотрим несколько примеров декоративных светильников на основе светодиодов.

Для декоративного светильника нам потребуются:
- 4 деревянных дощечки одинакового размера;
- дрель со сверлом 15 мм.;
- клей для дерева;
- морилка для дерева;
- кисть с карандашом;
- наждачная бумага;
- светодиодные свечи.
Прежде всего, необходимо дрелью проделать несколько отверстий в каждой дощечке, предварительно сделав разметку карандашом, - так мы получим своеобразный рисунок из кругов.

Наносим морилку на дерево.

С помощью клея соединяем 4 дощечки в светильник.

Проходимся наждачной бумагой по светильнику, чтобы придать ему винтажности.

Ставим внутрь светильника светодиодные свечи.

Ночник готов.

9. Светильник в восточном стиле.
В качестве плафонов для светильников, используем банки от клея пва.

Нам понадобятся:
- 2-3 банки из-под клея ПВА
- патроны, провод
- ножницы, острый нож
- горячий клеевой пистолет
- бамбуковые салфетки или соломенные потолочные плитки

Для начала надо разрезать салфетки на куски нужных размеров.

На основании банки маркером обвести патрон со светодиодом в 1 Ватт и вырезать круг ножом.

Затем при помощи горячего клеевого пистолета приклеиваем салфетки к банкам.

К пустым местам приклеиваем тесьму.

На этом этапе уже можно посмотреть, как будет светиться.

Осталось задекорировать на стыках тесьму деревянными бусинами.

В целях безопасности нужно насверлить отверстий для вентиляции. Можно побольше, их все равно не будет видно.

Вот и все, светильник готов.

10. Необычный декоративный светильник.

Изготовление светильника своими руками, было начато с нанесения предварительных эскизов на бумагу. Было желание, чтобы светильник не только был изогнут в плоскости, но и в пространстве, и имел причудливую форму 3d волны.

После того как эскиз на бумаге готов, приступаем к изготовлению светильника. Была измерена каждая труба на рисунке, и по этим размерам производилась резка труб. Чтобы получить необходимые углы, из бумаги вырезались шаблоны и крепились скотчем на трубе.

Все трубы были выложены на столе, и сделана подгонка относительно формы волны

Пропилы делались на стационарной циркулярной пиле. Таким образом получается ровные пропилы без задиров шириной 2 мм.

Теперь нужно соединить все трубы в одно целое. Главная задача сделать плавные изгибы, для этого не помешает применить шаблон (лист ДВП) на столе.

Поскольку трубы картонные, то соответственно соединять их можно при помощи клея ПВА, но я бы рекомендовал использовать клеи которые по крепче и быстрее застывают (момент, суперклей).

С обратной стороны на саморезы были привинчены деревянные планки, чтобы самодельный светильник можно было повесить на стену. И в каждой трубе были просверлены отверстия для вывода проводов от светодиодных лент.

Окраска труб производилась обычной краской в баллончике. Использовался красный цвет, поскольку стена, на которой должен быть расположен светильник, была белой, то хотелось получить некий контраст.

Краска высыхает очень быстро, по этому можно приступать к монтажу светодиодов. Главное запомните, что разрезать светодиодную ленту можно только в специально отмеченных местах. Ленту заранее необходимо разметить, чтобы ее хватило на все 12 труб.

Припаиваем к “+” контакту красные провода, а к “-” черные, чтобы в последствии не перепутать полярность.

Светодиодные полоски размещаем внутри труб и фиксируем клейкой стороной к стенке трубы, а провода выводим через заранее проделанные отверстия. Остается только параллельно соединить все провода (красные соединить с красными, а черные с черными) и подключить к блоку питания.

Теперь пришло время, чтобы повесить самодельный светильник на стенку.
Светильник готов.

Простейший настольный или настенный светодиодный светильник своими руками можно собрать даже при отсутствии опыта в области электрической техники.

При этом понадобится приобрести минимальный набор материала и инструмента.

Какие светодиоды стоит использовать?

Выбор диодов в настоящее время очень широкий.

В зависимости от типа светового потока и конструктивных особенностей светодиоды могут быть:

источники общего назначения, отличающиеся формированием качественного рассеянного света и предназначенные для монтажа в жилых и офисных помещениях;
источники направленного светового потока, используемые для обустройства акцентированного подсвечивания отдельных участков;
источники линейного типа, востребованные для освещения офисных помещений и торговых залов.

Источники света выполняются на основе индикаторных светодиодов, SMD-диодов, COB-диодов и филаментных диодов. Светодиоды с высокими показателями мощности значительно выгоднее, что обусловлено повышенной трудоемкостью. Оптимальным является сверхяркий диод 1W с питанием 3,2-3,4V, потребляемым током 350 ma, длиной волны 6500K и световым потоком 140l m.

При выборе источника света целесообразно отдавать предпочтение выводным светодиодам, так как их применение позволяет выполнить все монтажные работы максимально быстро и легко.

Источники питания

Любые светодиоды отличаются повышенной чувствительностью к разнообразным внешним воздействиям, способным очень негативно сказываться на сроке эксплуатации и качественных характеристиках освещения.

В качестве источника питания для светодиодного светильника можно рассматривать три основных направления, представленных:

источниками тока в виде блока питания или драйвера;
блоками аварийного питания;
защитными устройствами для светодиодных осветительных приборов.

Популярные модели источников тока от ведущих производителей разрабатываются с учетом всех основных особенностей отечественных электрических сетей.

Серии источников питания для осветительных приборов светодиодного типа отличаются мощностью, выходным напряжением и токами, коэффициентами пульсации и многими другими основными параметрами.

Использование радиатора для светодиодов

С целью охлаждения светодиодных светильников и компонентов, выделяющих значительное количество тепловой энергии, применяются радиаторы, работающие по принципу:

излучения тепловой энергии или тепловой конвекции;
турбулентной конвекции.

Первый вариант является способом пассивного охлаждения, при котором определенное количество энергии выделяется в атмосферные слои посредством инфракрасного потока, а некоторое количество – посредством воздушной циркуляции. Второй вариант относится к категории активных способов, поэтому предполагает применение вентиляторов или иных механических приспособлений.

Радиатор для светодиода

Достоинства и недостатки используемых систем охлаждения:

Пассивная система не обладает действующими механизмами, поэтому не нуждается в каком-либо обслуживании. Однако такой вариант потребует установки большого, достаточно тяжелого и дорогостоящего теплового отвода. Предпочтение рекомендуется отдавать алюминиевым радиаторам.
Активная система чаще всего основана на процессе охлаждения с высокими показателями производительности. Такой способ отличается повышенной чувствительностью ко многим климатическим условиям и повышенными показателями шума.

Для светодиодных осветительных приборов оптимальными температурными показателями являются 65 о С. Тем не менее, при низких температурных режимах повышается уровень КПД светодиодного источника света и ресурс работоспособности.

Перед выполнением сборки светодиодного устройства требуется определить вид применяемого радиатора:

штыревого или игольчатого типа с естественным охлаждением;
ребристого типа с принудительным охлаждением.

Как показывает практика, радиатор штыревого типа при равных габаритах с ребристыми радиаторами обладает производительностью примерно на 65-70 %.

Стандартный расчёт общей площади охлаждающего элемента для осветительного прибора в виде светодиодной лампы осуществляется посредством проектного и поверочного способа.

Процесс изготовления светильника своими руками

Рассмотрим, как сделать светодиодный светильник своими руками. Основные материалы и элементы для самостоятельного изготовления светильника светодиодного типа представлены:

светодиодами выводного типа;
источником питания в виде драйвера тока без корпуса с наличием гальванической развязки;
алюминиевым, рассеивающим тепло радиатором в виде П-образного строительного профиля;
теплопроводящим двусторонним скотчем.

В качестве корпуса целесообразно использовать металлическую конструкцию, так как полупроводники, представленные диодами, под воздействием электрического тока способны значительно нагреваться.

Самодельный светильник

Лучше всего воспользоваться для изготовления диодным драйвером на 12W LED с уровнем входного напряжения на 100-240V и выходным напряжением на 18-46V.

Основные этапы самостоятельного изготовления светодиодного светильника своими руками следующие:

вставить в цокольную часть резистор и пару конденсаторов;
впаять небольшой выпрямитель;
обработать поверхность;
создать изолирующую прослойку при помощи полимерной трубки;
осмотреть светодиодные контакты и проверить их работоспособность;
собрать конструкцию, припаяв платы на конденсатор;
выполнить заключительную изоляцию клеящим составом;
проверить соединение диодов;
подпаять конденсатор и резистор.

На заключительном этапе осуществляется клеевая изоляция всех контактов. Полностью готовая к эксплуатации осветительная конструкция может быть оставлена в исходном состоянии или накрыта абажуром, что позволит значительно смягчить свечение светильника.

Для самостоятельного создания мощного диодного светильника на основе сразу нескольких десятков светодиодов потребуется выполнить мероприятия, представленные:

определением количества диодов;
определением номинальной мощности;
подключением светодиодов к отрицательному контакту диодного моста;
спаиванием всех диодов «плюс на минус»;
объединением всех групп проводами;
добавлением диодного моста.

Вывод на плюс подключается к плюсовому проводу на первой группе, а отрицательный - к общему проводу на последнем диоде группы. Затем готовится цокольная часть, а провода припаиваются на входы переменного напряжения диодного моста.

Заключительные работы включают в себя соединение платы винтами и гайками, а также изоляцию плат схемы при помощи клеящего состава.

Крепление патрона к резистору и транзистору

Паяльные работы включают в себя тщательную зачистку поверхности и последующий монтаж выпрямителя. Затем производится термоусадка монтажным клеем. Готовый осветительный светодиодный прибор нужно протестировать с целью определения его работоспособности.

Видео на тему

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:

Срок службы ниже, чем у ламп накаливания.
Высокочастотные помехи от блока питания.
Лампы, не любят частого включения – выключения.
Постепенное снижение яркости.
Влияние на расположенные рядом поверхности: на поверхности потолка (над лампой) со временем появляется темное пятно.
Да и вообще, иметь в доме колбу с некоторым количеством ртути как-то не очень хочется.
Прекрасная альтернатива – светодиодные светильники. Список достоинств весомый:
Потрясающая экономичность (до 10 раз в сравнение с лампами накаливания).
Огромный срок службы.
Совершенные и безопасные блоки питания (драйверы).
Абсолютно не зависят от количества включений.
При нормальном охлаждении не теряют яркости практически весь период эксплуатации.
Полная механическая безопасность (даже если разбить декоративный рассеиватель, никаких вредных веществ в помещение не попадет).

Недостатка два:

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.
Но именно в этой конструкции кроется «засада».

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.
Но для мощного света, требуется серьезное охлаждение. Поэтому корпус у этой лампы на 2/3 состоит из радиатора. Он пластиковый, не портит внешний вид, и достаточно эффективен. Из конструкции следует главный недостаток – реальным источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет подбор светильника – не в каждой рожковой люстре такая лампа будет выглядеть гармонично.
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?

Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно

Основной критерий – минимизация стоимости.
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».

Характеристики следующие:

прямой ток = 20 мА (0.02 А)
падение напряжения на 1 диоде = 3,2-3,4 вольта
цвет – теплый белый

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.

В качестве блоков питания (точнее сказать источников тока), я решил использовать проверенную схему с гасящим (балластным) конденсатором. Достоинства такого драйвера – экстремальная дешевизна, и минимальное потребление энергии. Поскольку нет ШИМ контроллера, или линейного стабилизатора тока – лишняя энергия в атмосферу не уходит: в этой схеме нет элементов с рассеивающим тепло радиатором.
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.
Элементная база тоже не из дорогих.

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.

Основа основ – расчет и принцип работы токового драйвера с гасящим конденсатором

Типовая схема изображена на иллюстрации:

Как работает схема:

Резистор R1 ограничивает скачок тока при подаче питания, пока схема не стабилизируется (около 1 секунды). Значение от 50 до 150 Ом. Мощность 2 Вт.
Резистор R2 обеспечивает работу балластного конденсатора. Во-первых, он его разряжает при отключении питания. Как минимум для того, чтобы вас не тряхнуло током при выкручивании лампочки. Вторая задача – не допустить токового броска в случае, когда полярность заряженного конденсатора и первой полуволны 220 вольт не совпадают.
Собственно, гасящий конденсатор С1 – основа схемы. Он является своеобразным фильтром тока. Подбирая емкость, можно установить любой ток в цепи. Для наших диодов он не должен превышать 20 мА в пиковых значениях напряжения сети.
Далее работает диодный мост (все-таки светодиоды – это элементы с полярностью).
Электролитический конденсатор C2 нужен для предотвращения мерцания лампы. Светодиоды не имеют инертности при включении-выключении. Поэтому глаз будет видеть мерцание с частотой 50 Гц. Кстати, этим грешат дешевые китайские лампы. Проверяется качество конденсатора с помощью любого цифрового фотоаппарата, хоть смартфона. Посмотрев на горящие диоды через цифровую матрицу, можно увидеть моргание, неразличимое для человеческого глаза.
Кроме того, этот электролит дает неожиданный бонус: светильники выключаются не сразу, а с благородным медленным затуханием, пока емкость не разрядится.
Расчет гасящего конденсатора производится по формуле:
I = 200*C*(1.41*U cети - U led)
I – полученный ток цепи в амперах
200 – это константа (частота сети 50Гц * 4)
1,41 – константа
С – емкость конденсатора С1 (гасящего) в фарадах
U сети – предполагаемое напряжение сети (в идеале – 220 вольт)
U led – суммарное падение напряжения на светодиодах (в нашем случае – 3,3 вольта, помноженное на количество LED элементов)
Подбирая количество светодиодов (с известным падением напряжения) и емкость гасящего конденсатора, надо добиться требуемого тока. Он должен быть не выше указанного в характеристиках светодиодов. Именно силой тока вы регулируете яркость свечения, и обратно пропорционально – срок жизни светодиодов.
Для удобства можно создать формулу в Exel.

Схема проверена неоднократно, первый экземпляр собран почти 3 года назад, трудится в светильнике на кухне, сбоев в работе не было.
Переходим к практической реализации проектов. Количество LED элементов и емкость конденсатора в отдельных схемах обсуждать нет смысла: проекты индивидуальные для каждого светильника. Рассчитывались строго по формуле. Приведенная выше схема на 60 светодиодов с конденсатором на 68 микрофарад – не просто пример, а реальный расчет для тока в цепи 15 мА (для продления жизни светикам).

LED лампа в рожковую люстру

Выпотрошенный патрон от экономки используем в качестве корпуса для схемы и несущей конструкции. В этом проекте я не использовал макетную плату, собрал драйвер на кругляше из ПВХ толщиной 1 мм. Получилось как раз в размер. Два конденсатора – по причине подбора емкости: не нашлось нужного количества микрофарад в одном элементе.

В качестве корпуса для размещения LED элементов использована баночка от йогурта. В конструкции также использовал обрезки листов вспененного ПВХ 3 мм.

После сборки получилось аккуратно и даже красиво. Такое расположение патрона связано с формой люстры: рожки направлены вверх, на потолок.

Далее размещаем светодиоды: по схеме 150 шт. Протыкаем пластик шилом, трудозатраты: один полноценный вечер.

Забегая вперед, скажу: материал корпуса себя не оправдал, слишком тонкий. Следующий светильник был изготовлен из листового ПВХ 1 мм. Для придания формы рассчитал развертку конуса на те же 150 диодов.

Получилось не так изящно, но надежно, и отлично держит форму. Лампа полностью скрыта в рожке люстры, поэтому внешность не столь важна.

Собственно, установка.

Светит равномерно, в глаза не бьёт.

Люмены не мерял, по ощущениям – ярче, чем лампа накаливания 40 Вт, немного слабее 60 Вт.

LED лампа в плоский потолочный светильник на кухню

Идеальный донор для подобного проекта. Все светодиоды буду расположены в одной плоскости.

Рисуем шаблон, вырезаем матрицу для размещения LED элементов. При таком диаметре плоский лист ПВХ будет деформироваться. Поэтому я использовал донышко от пластикового ведра из-под строительных смесей. По внешнему контуру есть ребро жесткости.

Диоды устанавливаются с помощью привычного шила: 2 дырки по разметке.

Экономичные полупроводниковые элементы, из которых удаётся изготовить светодиодные светильники своими руками, появились на нашем рынке сравнительно недавно. Первые образцы изделий из светодиодных ламп были разработаны ещё в 1962 году, но их качество оставляло желать лучшего (современные модели – на фото ниже).

Объяснялось это тем, что самодельная светодиодная лампа в те годы могла изготавливаться лишь на основе полупроводниковых приборов, излучающих в очень узком диапазоне светового спектра (только красный цвет). Кроме того, эти элементы имели высокую стоимость, вследствие чего изготавливать из них самодельные осветители было нецелесообразно с экономической точки зрения. С появлением новых технологий удалось расширить спектр излучения полупроводниковых компонентов до жёлтого, зелёного и белого цветов.

Одновременно с этим резко снизилась стоимость этих изделий, так что задача сделать лампу из светодиодов своими руками не казалось уже такой трудно выполнимой.

Особенности выбора светодиодов

Требования к осветительным элементам

Перед тем, как сделать светодиодную лампу своими руками, обязательно нужно определиться, какие излучающие диоды оптимально подходят для этих целей.

Дополнительная информация. В общем случае сделать лампу на основе светодиодов возможно лишь при условии, что их КПД превышает 50% (сравните: для обычной лампы накаливания этот показатель составляет всего лишь 3,5-4%).

Особенности выбора этих элементов предполагают учёт следующих определяющих факторов:

Возможность получения подходящего для заданных условий спектра излучения лампы своими руками изготовленной из светодиодов (красного, жёлтого, зелёного или белого). Образец изделия с белым свечением приводится на фото ниже;

Высокая светоотдача самодельного светильника;
Низкое энергопотребление при его питании от бытовой сети;
Длительные сроки службы (не менее 30000 часов) и экологическая чистота;
Надежность конструкции на светодиодах (способность выдерживать неограниченное число включений и выключений).

В этих изделиях должна быть предусмотрена возможность управления интенсивностью светового потока, а также обеспечиваться низкая температура в районе расположения излучающих элементов.

Порядок выбора

Всем перечисленным выше условиям вполне удовлетворяют современные LED светодиодные лампы для дома, ассортимент которых широко представлен на отечественном рынке.

Добавим к этому, что на изготовление самодельной конструкции не потребуется расходование дополнительных материальных средств. Для этих целей вполне могут подойти старые электронные узлы и изделия, содержащие соответствующие детали.

Прекрасным образцом рационального подхода к их изготовлению может служить светильник из телевизора с ж/к экраном (не работающего по каким-либо причинам), из которого можно «позаимствовать» исправные светодиоды подсветки. Образец такого дисплея приводится на фото ниже.

Устройство и схема лампы

Особенности конструкции

Для того чтобы иметь чёткое представление о том, как сделать светодиодный светильник своими руками, прежде всего, необходимо определиться со следующими вопросами:

Тип и напряжение питания диодной лампочки, выпаянной из старого прибора и предназначенной для использования в светильнике;
Количество излучающих ламп, необходимых для получения нужной светоотдачи;
Возможные схемы их подключения к бытовой питающей цепи, используемые именно для светодиодов.

Если светодиодная лампочка своими руками изготавливается из подручных средств и старых элементов, перед их использованием нужно определиться с напряжением, которое будет на неё подаваться.

Важно! Перед тем, как собрать электронную схему, обязательно следует проверить работоспособность б/у изделий, подав на них рабочее напряжение от внешнего источника (аккумулятора, например). При этом не следует забывать о соблюдении полярности включения полупроводниковых элементов.

Для получения требуемой светоотдачи нужно будет самому последовательно соединить необходимое их количество, обеспечивающее заданную излучающую мощность. Этот вариант чаще всего прорабатывается в том случае, когда изготавливается светодиодная люстра своими руками (в её состав может входить несколько отдельных светильников).

Схемные решения и детали

Большинство современных LED светодиодов рассчитаны на сравнительно небольшие постоянные напряжения (от 4,5 до 12-ти Вольт), вследствие чего для их включения в питающую сеть используются специальные преобразующие схемы.

Дополнительная информация. Оптимальным вариантом является схема, работающая по принципу импульсного преобразования (её можно взять из энергосберегающей лампы, светильник которой сгорел, а модуль ЭПРА ещё исправен).

Вследствие возможности такого выбора настольная светодиодная лампа своими руками изготавливаемая из старых деталей и заготовок обязательно должна оснащаться типовым цоколем, подходящим под классический патрон.

Для питания таких светодиодных ламп иногда применяется простейшая схема выпрямителя на полупроводниковых диодах, рассчитанных на напряжение порядка 400 Вольт. Последовательно с диодным мостиком включается ограничивающий резистор, сопротивление которого достаточно для того, что понизить потенциал на лампочке до 5-12 Вольт.

Рабочую схему собираем таким образом, чтобы параллельно выпрямительному мосту с резистором подсоединялся электролитический конденсатор с номинальной ёмкостью от 500 до 2200 микрофарад (чем больше, тем лучше). Этот элемент, рассчитанный примерно на 25 Вольт, необходим для окончательного выпрямления питающего напряжения (сглаживания остаточных пульсаций).

Ленточные светодиоды

Ленточная конструкция представляет собой набор из одинаковых светодиодов, объединенных по определённой схеме ещё при их производстве (то есть в заводских условиях). Она уже имеет встроенный ограничительный элемент (резистор) и может разрезаться на отдельные секции, соединяемые в параллельные, смешанные и последовательные цепочки.

Дополнительная информация. Ленточные светодиодные структуры, как правило, рассчитаны на постоянное напряжение 12в (а также 24, 36 и 220 Вольт), которое подаётся к ним с готового выпрямительного блока.

За счёт произвольного сочетания различным образом подключаемых секций удаётся получать осветительные устройства с заданной освещенностью и потребляемой мощностью. Для подключения такой конструкции к бытовой сети на 220в потребуется специальный модуль, обеспечивающий понижение питающего напряжения до нужной величины.

Любой самодельный светильник из светодиодной ленты должен рассчитываться на определённое количество элементов, от которого будет зависеть суммарный световой поток готового изделия (его образец приведён ниже).

Классический светильник из светодиодной ленты своими руками собираемый из набора определённой длины может быть выполнен как торшер с четырьмя гранями, в каждую из которых помещают по секции из 5-7-ми диодов.

Размещённую таким образом ленточку из светодиодов соединяют параллельно с остальными отрезками и подключают к питающему блоку, рассчитанному на выходное напряжение 12 Вольт, и току нагрузки порядка 0,5 Ампер.

Таким образом, кажущийся поначалу сложным вопрос, как сделать светильник из светодиодной ленты, на деле решается достаточно просто, если в распоряжении имеется нужный блок питания.

Самодельные светильники в автомобиле

Автомобильные самоделки для освещения салона машины заметно проще в изготовлении, чем уже рассмотренные ранее изделия. Дело в том, что в этом случае в распоряжении пользователя уже имеется бортовое напряжение автомобиля 12 Вольт, подводку которого к светильнику просто следует оформить соответствующим образом.

Для этого можно воспользоваться имеющимся в салоне гнездом прикуривателя, на которое с АКБ поступает постоянное напряжение. Таким образом, чтобы подключить применяемый для авто светодиодный светильник достаточно приобрести ответную часть гнезда прикуривателя (смотрите рисунок ниже).

После припаивания подводящих проводов к фирменному разъёму на основе всех собранных вместе частей питающего узла получается готовый модуль для подсоединения самодельного светильника.

Обратите внимание! В этом случае при его изготовлении также может применяться ленточная светодиодная конструкция, рассчитанная на 12 Вольт, правда для её подключения потребуется специальный драйвер.

В заключение обзора отметим, что сделанная своими руками светодиодная лампа или светильник практически ни в чём не уступает фирменному изделию. Если соблюдать все рассмотренные выше условия, то никаких проблем с их изготовлением и эксплуатацией, как правило, не возникает.