Уличный светодиодный светильник своими руками

Обновлено: 07.10.2022

Светодиодный светильник - своими руками!

Данная статья целиком посвящена электронике, автор виртуозно обращается с транзисторами, диодами, светодиодами, и делает из них полезные устройства своими руками. В статье автор показывает, как можно легко, своими руками, сделать светильник, используя старый электронный балласт, выпрямитель на транзисторе, и светодиоды.

Содержание статьи:

  • Эффективный синхронный выпрямитель. Или вторая жизнь электронному хламу
  • Выпрямление тока при помощи диода и транзистора: преимущества и недостатки.
  • Вторая жизнь электронных балластов КЛЛ
  • Применение блока питания на электронном балласте и выпрямителе
  • Самодельный светодиодный светильник
  • Как я монтировал светодиоды
  • Измерение КПД блока питания из балласта и зависимость КПД от нагрузки
  • Голосование

Эффективный синхронный выпрямитель. Или вторая жизнь электронному хламу

Выпрямление тока при помощи диода и транзистора: преимущества и недостатки.

Речь пойдет о схеме выпрямителя с применением транзисторов с изолированным затвором, англ. сокращённо Mosfet.

В схеме применён самый распространённый Mosfet с индуцированным каналом N-проводимости. Главным преимуществом из за которого широко применяются такие ключи в современных электронных устройствах в схемах питания – это малое сопротивление и падение напряжения в открытом состоянии (не более 0.1 В).

Вот классическая схема включения для проверки и изучения работы транзистора с N-каналом:

Схема включения для проверки транзистора Mosfet

Открытие ключа с N-каналом происходит когда приложить (зарядить затвор) положительное напряжение к затвору (Gate) относительно истока (Source), соответственно чтобы закрыть транзистор, нужно разрядить затвор, то есть потенциал на нём должен быть ниже напряжения открывания перехода. В открытом состоянии ключ проводит ток в обе стороны.

Напоминаю, что схема такого транзистора и цоколевка выводов такая:

₽Бизнес на покупке задолженности!18+Получайте от 400 000 ₽ в месяц! ₽Бизнес на покупке задолженности!18+Получайте от 400 000 ₽ в месяц!

Есть особенности, которые нужно учитывать при выпрямлении тока при помощи такого транзистора:

  • наличие паразитного диода между стоком и истоком.
  • затвор имеет емкость, что влияет на скорость срабатывания при повышении частоты.

Возникает вопрос: в чём заключается эффективность выпрямителя на этих транзисторах и зачем все эти сложности? Давно придуманы диоды Шоттки, прямое падение на переходе металл-полупроводник которых в два раза меньше чем на P-N переходе у обычного кремниевого диода, но когда необходимо питание с низким напряжением и большим током потребления, потери КПД даже на диодах Шоттки уже значительные!

Таблица потерь мощности на диодах Шоттки в при работе на разных напряжениях:

напряжение блока питанияпадение на выпрямительном диоде Шотткимощность рассеиваемая на диодепотери12 В* 1 А=12 Ватт0.4 В 1А0.4 Ватт4,8 %5 В* 2 А=10 Ватт0.4 В 2 А0.8 Ватт8 %3.1 В* 3 А=9,3 Ватт0.4 В 3 А1.2 Ватт11%

В современной компьютерной технике, где напряжения питания процессоров могут быть в пределах 1 В, блок питания всего компьютера делается на более высокое напряжение, при этом не страдает КПД из за потерь на выпрямителе, а уже в самой схеме напряжение блока питания преобразуется импульсными понижающими преобразователями с использованием схем синхронных выпрямителей на Mosfet.

Ниже приведена известная схема блока питания с низким выходным напряжением и с использованием Mosfet в качестве выпрямителя.

Выпрямитель с низким выходным напряжением с использованием Mosfet транзистора

Верхняя обмотка трансформатора – обмотка управления транзистора, нижняя – силовая, количеством её витков определяется выходное напряжение такого выпрямителя, а площадью сечения – ток. Подробности разберём ниже.

Вторая жизнь электронных балластов КЛЛ

Радиолюбители давно широко используют платы сгоревших “экономок” (КЛЛ) со схемой электронного балласта, а также похожих по схеме электронных трансформаторов для питания галогенных ламп в своих проектах. Сейчас это актуально из за перехода на более эффективное освещение на светодиодах, такие электронные трансформаторы и балласты становятся не нужны, а их можно применить как источник питания для других целей после несложной переделки.

Электронный балласт энергосберегающих ламп можно отремонтировать, об этом есть статья Ремонт энергосберегающих ламп .

В схеме стандартного балласта от КЛЛ, переделка состоит в том, чтобы поставить перемычку как показано по схеме:

Переделка схемы энергосберегающей лампы

По схемам электронных балластов КЛЛ есть отдельная статья , там приведены много вариантов таких схем к лампам различных мощностей и производителей.

Теперь вместо лиминесцентной колбы на выход балласта подключаем высокочастотный выпрямитель, схема которого была показана выше.

Блок питания из электронного балласта люминесцентной лампы

В результате получаем блок питания. Вторичную обмотку наматываем любым обмоточным проводом сложенным в несколько раз, чтобы суммарное сечение было достаточным для выбранного тока, один провод отмечаем (например облуживаем), он будет обмоткой для управления. Мотаем на катушку L 2 по верху существующей обмотки, количество витков подбирается опытным путем, обычно это 1 виток на 1 Вольт.

Обмотку для управления Mosfet нужно правильно сфазировать и напряжение на ней не должно быть более чем указано в спецификации на транзистор, это не менее 3-4 В и не более 10 В. Напряжение управляющей обмотки рассчитывается по количеству витков.

Mosfet взят из старой материнской платы, который стоял в цепи питания процессора, но его можно взять из видеокарты или другой цепи питания платы, или купить.

Транзистор из материнской платы

Любой такой транзистор спокойно работает на токах 10 А и более без существенного нагрева. Для примера: падение напряжения на открытом транзисторе PHB108N при токе 10 А составит всего 0.06 В, выделение тепла 0.6 ватт для постоянного тока, учесть что в нашем случае это импульсы, то нагрев будет ещё меньше.

К сожалению, синхронный выпрямитель по такой схеме годится только для схемы полумостового мультивибратора, где есть трансформатор для положительной обратной связи. Главная проблема – это вовремя открыть ключ и вовремя закрыть, наверно именно поэтому схема называется “синхронный выпрямитель” :)

Так как в открытом состоянии ключ проводит ток в обе стороны, настаёт момент, когда ключ еще не закрыт, а ток (напряжение) уже пошёл на спад, происходит разрядка фильтрующего конденсатора обратно на обмотку трансформатора, в таком случае никакого выигрыша в КПД не произойдет, а даже наоборот. Для других блоков питания схема синхронного выпрямителя гораздо сложнее, в них сделаны временные задержки и опережения для корректного управления. Существуют микросхемы “драйверы синхронного выпрямителя”, предназначенные для таких целей, но пока редко встречаются и имеют много деталей обвязки. Очень надеюсь на прогресс и появление специализированных микросхем, где всё в одном, и их просто будет использовать там, где сейчас используются выпрямители на диодах :)

Схема полумостового мультивибратора, такая как в электронном балласте, прекрасно работает с данной схемой синхронного выпрямителя.

В теории, в момент переключения транзисторов VT1 и VT2 мультивибратора в токовой обмотке трансформатора TV1 происходит перемагничивание и смена полярности сигнала, эффект от переходного процесса в момент закрытия полевого транзистора выпрямителя совсем не мешает работе мультивибратора, а даже наоборот, сокращает время переключения транзисторов VT1,VT2 в противоположное состояние, а также наводится ток в обмотке управления, тем самым ускоряя закрытие полевого транзистора выпрямителя.

Специально для измерений была сделана ещё одна обмотка на трансформаторе TV1, которая состоит из двух витков провода.

Осциллограммы работы выпрямителя на транзисторе

В начале измерим сигнал при подключенной пассивной нагрузке (резисторе), чтобы знать как работает мультивибратор электронного балласта.

Синий луч осциллографа показывает форму сигнала на этой дополнительной обмотке токового трансформатора TV1, а жёлтый луч показывает сигнал на выходе силового трансформатора, нагрузка в этот момент проволочный резистор 1 Ом.

На картинке ниже форма сигнала с выхода трансформатора уже с подключенным выпрямителем, нагрузкой выхода выпрямителя является тот же резистор 1 Ом. На практике оказалось, обратный ток который возникает в момент, когда Mosfet должен закрываться, очень мал.

Измерения, схема подклчения и осциллограммы

Падение напряжения (синий луч) на транзисторе выпрямителя в момент когда он открыт около 0.05 В. В начале периода в момент открытия транзистора и в момент закрытия-видно переходные процессы в виде острого пика. На резисторе (жёлтый луч) 0.01 Ом датчике тока напряжение 0.07 В, максимальный ток в цепи можно рассчитать- получим 7А.

Большого обратного тока в момент закрытия транзистора не наблюдается из за высокой индуктивности трансформатора и дополнительного фильтра на катушке L, которая сделана из ферритового кольца взятого от трансформатора подобного электронного балласта. Продеваем провод который идет от транзистора на фильтрующий конденсатор через кольцо, получается 0.5 витка.

Преимущества данного схематического решения выпрямителя:

  • простота
  • доступность
  • хороший КПД выпрямителя
  • малые размеры
  • схема полумостового автогенератора с трансформатором тока в обратной связи рассчитана только для работы под нагрузкой
  • отсутствие защиты от короткого замыкания

Применение блока питания на электронном балласте и выпрямителе

Одно из применений – питание светодиодов, где соединение параллельное.

Такое соединение светодиодов упрощает их монтаж и повышает надежность всего светильника. Применение светодиодов в корпусе 5730 (могут быть любые другие) позволяет обойтись без отдельного радиатора, благодаря множеству источников тепловыделения небольшой мощности по большой площади. Тот же принцип охлаждения у светодиодных лент.

Светодиоды в таком включении питаются не совсем по феншую – правильное питание для светодиодов это стабилизированный ток. Ввиду дешевизны таких светодиодов, их можно применить гораздо больше чем нужно, таким образом средний ток через каждый светодиод получается меньше номинального, что хорошо сказывается на светоотдаче от каждого светодиода, повышении общей надежности и улучшает тепловой режим и охлаждение.

Самодельный светодиодный светильник

С этой схемой для питания светодиодов было сделано несколько светильников на лестничную клетку из жестяных коробок от печенья.

Приведу несколько фото светодиодного светильника, сделанного своими руками.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Для полноценной подсветки садовых растений, дорожек и беседок необходимо как минимум десяток светильников. Хотя они стоят недорого, но их покупка в большом количестве обходится недешево. Чтобы существенно сэкономить, можно сделать необходимое количество садовых светильников своими руками.

Из ПВХ трубы делаем светодиодный садовый светильник

Материалы на 1 светильник:

  • ПЭТ бутылка 2 л;
  • канализационные трубы 50 мм и 90 мм;
  • суперклей;
  • соединительная клеевая муфта для трубы 50 мм;
  • белая аэрозольная краска;
  • малярный скотч;
  • клей для ПВХ;
  • просеянный песок;
  • светодиодная лента.

Процесс изготовления светильника


В качестве рассеивателя света в светильнике будет использоваться трубка, вырезанная из ПЭТ бутылки 2 литра.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Ее нужно надеть на канализационную трубу 90 мм и аккуратно усадить монтажным феном.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Затем заготовка снимается и подрезается ровно.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Далее нужно склеить суперклеем прозрачную трубку из бутылки с длинным и узким отрезком канализационной трубы.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Затем необходимо сделать верхнюю заглушку. Для этого из отрезка большой трубы вырезается стенка и выравнивается с помощью монтажного фена.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


К полученной круглой заготовке диаметром 90 мм по центру приклеивается соединительная муфта для труб 50 мм.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Белой аэрозольной краской нужно закрасить изнутри прозрачную часть корпуса светильника из ПЭТ бутылки. После этого приклеивается ранее сделанная заглушка на термоклей.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Прозрачная часть корпуса светильника заматывается малярным скотчем.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Затем все поверхности промазываются клеем для ПВХ и обсыпаются просеянным песком. Далее лента срывается, и заготовка высушивается.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


От трубы 50 мм нужно отрезать кусок такой же длины, как и корпус светильника. У края в ней делается отверстие для ввода провода питания, после чего наклеивается светодиодная лента. Ленты понадобиться 1 м. Этого будет достаточно почти на 7 витков. Можно брать ленту 220В, она как раз режется кратно метру. При ее использовании не понадобится блок питания 12 В.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник


Далее трубка с лентой и подключенным проводом питания вставляется внутрь корпуса светильника. Там она надевается на вклеенную в крышку соединительную муфту. Готовые светильники можно монтировать на столбики или просто вкапывать вдоль садовых дорожек. В результате получается очень красивая подсветка, по которой нельзя определить, что все в ней сделано своими руками. На ее сборку уходит не так много времени, поэтому изготовление светильников вполне оправдано.

Из ПВХ трубы делаем простой светодиодный садовый светильник

Смотрите видео


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:

  • 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:

  • 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».

  • 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)

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.

LED светильники своими руками

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.

Экономные лампы освещения уже есть практически в каждом доме. Предлагаем рассмотреть, как сделать светодиодный светильник своими руками, какие материалы для этого потребуются, а так же советы о том, по каким критериям их необходимо выбирать.

Пошаговая разработка светодиодного светильника

Первоначально, перед нами стоит задача – проверить работоспособность светодиодов и измерить питающее напряжение сети. При настройке данного устройства для предотвращения поражения электрическим током мы предлагаем использовать разделительный трансформатор 220/220 В. Это так же обеспечит более безопасное проведение измерений при настройке нашего будущего светодиодного светильника.

Нужно учесть, что если какие-либо элементы схемы будут подключены неправильно, возможен взрыв, так что строго следуйте инструкции, приведенной ниже.

Чаще всего проблемы неправильной сборки заключается именно в некачественной спайке компонентов.

При расчетах для измерения падения напряжения тока потребления светодиодов нужно использовать универсальный измерительный мультиметр. В основном такие самодельные светодиодные светильники используются на напряжении 12 В, но наша конструкция будет рассчитана на сетевое напряжение 220 В переменного тока.

Видео: Светодиодный светильник в домашних условиях

Высокая светоотдача достигается на диодах при токе 20-25 мА. Но дешевые светодиоды могут давать неприятное голубоватое свечение, которое еще и очень вредно для глаз, поэтому мы советуем разбавлять самодельный светодиодный светильник небольшим количеством красных светодиодов. На 10 дешевых белых будет достаточно 4 светодиода красного свечение.

Схема довольно проста и разработана для питания светодиодов непосредственно от сети, без дополнительного блока питания. Единственным недостатком такой схемы является то, что все ее компоненты не изолированы от питающей сети и светодиодный светильник не обеспечит защиту от возможного удара током. Так что будьте осторожны при сборке и установке данного светильника. Хотя в дальнейшем схему можно будет модернизировать и изолировать от сети.

  1. Резистор на 100 ОМ при включении защищает схему от бросков напряжения, если его нет, нужно использовать выпрямительный диодный мост большей мощности.
  2. Конденсатор 400 нФ ограничивает силу тока, которая необходима для нормального свечения светодиодов. При необходимости можно добавить еще светодиодов, если их суммарное потребление тока не превышает предела, установленного конденсатором.
  3. Убедитесь в том, что используемый конденсатор рассчитан на рабочее напряжение не менее 350 В, оно должно в полтора раза превышать напряжение сети.
  4. Конденсатор 10 мкФ необходим, чтобы обеспечить стабильный источник света, без мерцаний. Его номинальное напряжение должно быть в два раза больше того, что измеряется на всех последовательно соединенных светодиодах во время работы.

На фото вы видите сгоревшую лампу, которая скоро будет разобрана для светодиодного светильника своими руками.

Перегоревшая лампочка

Перегоревшая лампочка

Лампу разбираем, но очень осторожно, чтобы не повредить цоколь, после этого очищаем его и обезжириваем спиртом или ацетоном . Особое внимание уделяем отверстию. Его очищаем от лишнего припоя и еще раз обрабатываем. Это необходимо для качественной пайки компонентов в цоколе.

патрон лампы

Фото: патрон лампы

Вставляем в него резистор на 100 Oм и два конденсатора по 220 нФ напряжением 400 В.

резисторы и транзистор

Фото: резисторы и транзистор

Теперь нужно впаять крошечный выпрямитель, мы используем для этих целей обычный паяльник и уже заранее приготовлены диодный мост и обрабатываем поверхность, работаем очень аккуратно, чтобы не повредить ранее установленные детали.

пайка выпрямителя

Фото: пайка выпрямителя

В качестве изоляционного слоя модно использовать клей простого монтажного термопистолета. Подойдет так же ПВХ трубка, но желательно воспользоваться специально предназначенным для этого материалом, заполняющим все пространство между деталями и одновременно фиксируя их. У нас получилась готовая основа для будущего светильника.

клей и патрон

Фото: клей и патрон

После этих манипуляций приступаем к самому интересному: установки светодиодов. Используем как основу специальную монтажную плату, её можно купить в любом магазине электронных компонентов или даже извлечь из какой-нибудь старой и ненужной техники, предварительно очистив плату от ненужных деталей.

светодиоды на доске

Фото: светодиоды на доске

Очень важно проверить каждую из наших плат на работоспособность, ведь иначе весь труд зря. Особенное внимание уделяем контактам светодиодов, при необходимости их дополнительно очищаем и зауживаем.

Теперь собираем конструктор, нужно припаять все платы, у нас их четыре, к конденсатору. После этой операции снова все изолируем клеем, проверяем соединения диодов между собой. Располагаем платы на одинаковом расстоянии друг от друга, чтобы свет распространялся равномерно.

соединение светодиодов

Соединение светодиодов

Также без дополнительных проводов подпаиваем конденсатор 10 мкФ, это хороший опыт пайки для будущих электриков.

готовая мини лампа

Готовая мини лампа

Далее дело за малым: припаиваем резистор на 100 Ом, он может подсоединяться к любой из плат, и изолируем клеем контакты.

резистор и лампа

Резистор и лампа

Все готово. Мы советуем накрыть нашу лампу абажуром, т.к. светодиоды излучают чрезвычайно яркий свет, который очень бьет по глазам. Если поместить наш самодельный светильник в «огранку» из бумаги, к примеру, или ткани, то получится очень мягкий свет, романтичный ночник или бра в детскую. Поменяв мягкий абажур на стандартный стеклянный, мы получим достаточно яркое свечение, не раздражающее глаз. Это хороший и очень красивый вариант для дома или дачи.

Если вы хотите сделать питание лампы на батарейках или от USB, нужно исключить из схемы конденсатор на 400 нФ и выпрямитель, подключив схему непосредственно к источнику постоянного тока напряжением 5-12 В.

Это неплохой прибор для подсветки аквариума, но нужно подобрать специальную влагозащищенную лампу, ее можно найти посетив любой магазин электромеханических приборов, такие существуют в любом городе, будь-то Челябинск или Москва.

лампа в действии

Фото: лампа в действии

Светильник в офис

Можно сделать креативный настенный, настольный светильник или напольный торшер в рабочий кабинет из нескольких десятков светодиодов. Но для этого будет поток света будет недостаточен для чтения, здесь нужен достаточный уровень освещенности рабочего места.

Для начала нужно определить количество светодиодов и номинальную мощность.

После выяснить нагрузочную способность выпрямительного диодного моста и конденсатора. Подключаем группу светодиодов на отрицательный контакт диодного моста. Подключаем все светодиоды, как показано на рисунке.

подключение ламп

Схема: подключение ламп

Паяем все 60 светодиодов вместе. Если нужно подсоединять дополнительные светодиоды, просто продолжайте последовательную их спайку плюса к минус. Используйте провода, чтобы соединить минус одной группы светодиодов с последующей, пока не завершится весь процесс сборки. Теперь добавьте диодный мост. Подключите его, как показано на рисунке ниже. Положительный вывод к положительному проводу первый группы светодиодов, соедините отрицательный вывод к общему проводу последнего светодиода в группе.

короткие провода светодиодов

Короткие провода светодиодов

Дальше нужно подготовить цоколь старой лампочки, отрезав провода от платы и припаять их к входам переменного напряжения на диодном мосте, отмеченные знаком

. Вы можете использовать пластиковые крепления, винты и гайки для соединения двух плат вместе, если все диоды размещены на отдельных платах. Не забываем залить платы клеем, изолируя их от короткого замыкание. Это достаточно мощный сетевой светодиодный светильник, который прослужит до 100 000 часов непрерывной работы.

Добавляем конденсатор

Если увеличить напряжение питание на светодиодах, для того, чтобы свет был ярче, то светодиоды начнут нагреваться, из-за чего значительно понижается их долговечность. Для того чтобы этого избежать, нужно соединить встраиваемый или настольный светильник на 10 Вт с дополнительным конденсатором. Просто подключите одну сторону цоколя к минусовому выходу мостового выпрямителя а положительный, через дополнительный конденсатор, к плюсовому выводу выпрямителя. Вы можете использовать 40 светодиодов вместо предложенных 60, увеличив тем самым общую яркость лампы.

Видео: как правильно сделать светодиодный светильник своими руками

При желании аналогичный светильник можно сделать и на мощном светодиоде, просто тогда понадобится уже конденсаторы другого номинала.

Как видите, особой сложности сборка или ремонт обычного светодиодного светильника, сделанного своими руками, не представляет. И это не займет много времени и сил. Такая лампа подойдет и как дачный вариант, например для теплицы, ее свет абсолютно безвреден для растений.

Как сделать уличное освещение своими руками?

Достаточная видимость в темное время суток уже давно стало нормой не только в городской черте, но и для загородного хозяйства. Благодаря внедрению современных технологий и большому ассортименту осветительного и электромонтажного оборудовании наружное освещение приобретает самые невероятные черты, как в плане функциональности, так и в части декоративных качеств.

В связи с довольно большой стоимостью проектирования и дальнейшего монтажа системы многие владельцы интересуются, как сделать уличное освещение своими руками.

Базовые моменты

Прежде чем браться за проектирование осветительных конструкций необходимо обязательно учитывать основные требования, связанные с местом расположения. Так, из-за обильных осадков и температурных колебаний, неблагоприятно сказывающихся на техническом состоянии приборов освещения, ряда сопутствующих факторов необходимо придерживаться базовых принципов в выборе уличных фонарей:

  • Устойчивость к воздействию влаги и пыли – в отличии от помещения, уличное освещение обязательно столкнется с пылью в сухом климате и влагой в самых различных проявлениях, от аэрозоля до ручьев и даже частичного погружения. Этот параметр обозначается маркировкой IP и двумя цифрами, наиболее герметичными считаются модели уличных светильников со степенью IP68.
  • Механическая устойчивость к порывам ветра – прибор уличного освещения должен обладать прочным корпусом и качественным креплением, чтобы их не сорвало от первого же маломальского урагана.
  • Световой поток от осветительного прибора должен обеспечивать достаточную видимость, поэтому важно, чтобы для каждого вида освещения подбирался нужный тип светильника.

Виды наружного освещения

За счет применения ламп и светильников различной мощности и конструкции уличное освещение позволяет решать разнообразные задачи. Все наружное освещение условно можно разделить на:

Типы используемых светильников

Конструкция приборов для уличного освещения могут устанавливаться как отдельно, так и на уже имеющихся деталях. Здесь следует выделить настенные фонари, подвесные модели, садовые светильники на ножках, устанавливаемые на кронштейн или на столбе, прожекторы, напольные садовые фонари и другие варианты.

Разнообразие светильников

Разнообразие светильников

В части конструкции и дизайна выбор вообще ничем не ограничен, а при желании можно украсить любой элемент уличного освещения по собственному усмотрению.

Способы прокладки кабеля

На практике наиболее популярными способами размещения кабеля являются:

  • под землей – позволяет скрыть все коммуникации и линии электроснабжения, кабель в этом варианте более защищенный от атмосферных воздействий, но объем работ и затраты на него получаются довольно большими;
  • по воздуху – в этом случае вся линия останется на виду и станет еще одним элементом дизайна, который не всегда хорошо вписывается в общую картину;
  • по фасаду здания или другим конструктивным элементам постройки – наиболее простой способ, так как не нужно устанавливать опоры или копать траншею, но сфера применения ограничена расположением построек и областью действия светильников.

Источники питания

В качестве источника питания можно использовать:

  • электрическую сеть 220 В;
  • пониженное напряжение 12, 24, 42 В и т.д.;
  • автономные источники питания (аккумуляторы и солнечные батареи).

Первый вариант наиболее простой с точки зрения реализации, вам достаточно протянуть линию от распределительного щитка к нужному месту. Второй способ является наиболее безопасным, так как даже при повреждении изоляции поражение электротоком не нанесет вреда человеку. Третий способ наиболее экономный, так как в сочетании со светодиодными лампами солнечные батареи дадут бесплатное освещение.

Виды опор

Опорные конструкции для освещения загородного участка применяются не только при открытой прокладке линии, они удерживают фонари и прожекторы. Конструктивно это могут быть столбы, кронштейны, тросы, штыри и т.д.

В некоторых случаях в качестве опор можно использовать декоративные элементы ландшафта – парапеты, деревья, ограждение. Параметры опоры, их количество выбираются в зависимости от веса светильника, кабеля и стрелы провеса по отношению к земле. По материалу опора может выполняться из дерева, металла или пластика.

Пример опор для светильников

Пример опор для светильников

Ручное или автоматическое управление освещением

Всего выделяют два способа включения – вручную и при помощи автоматических систем. Ручное управление можно осуществлять с помощью выключателей, рубильников или даже пульта. Автоматическое подразумевает использование фотореле или датчиков движения. И тот, и другой вариант подходит как для основного освещения, так и для декоративной подсветки.

Электромонтажные работы пошагово

После того, как вы определитесь с типом светильников, источником электроэнергии, способом размещения можно переходить к электромонтажным работам. К этому моменту вся проводка в доме уже смонтирована, приборы учета установлены и вам остается осветить садовый участок. Для этого вам нужно выполнить следующую последовательность действий.

Подготовка

На этапе подготовки важно учесть места установки опор, прокладки кабеля по отношению к ландшафтному дизайну. По предполагаемой трассе кабеля расчищается пространство от мусора и сторонних предметов. Подготовьте необходимые инструменты и материалы – для земляных работ лопату, коловорот, отбойный молоток, ведра или другую емкость для удаления лишнего грунта.

Для наружной прокладки декоративного и функционального освещения вам понадобится лестница или другая опора для подъема на высоту. Инструменты для прокладки кабеля по воздуху, опорные элементы, изоляторы или иные фиксаторы.

Расчеты

На этапе расчетов вы должны иметь четкое представление о количестве светильников и их суммарной мощности. Это понадобится для определения сечения жил, следует отметить, что на каждом участке уличного освещения осуществляется своя проводка кабеля, к примеру, ее можно разделить на такие виды:

Вы можете выбрать далеко не весь приведенный перечень, а только необходимые вам. Далее производится расчет сечения, к примеру, для освещения дорожек вам понадобится 15 светильников, мощность каждого возьмем по 10Вт, соответственно, линия для светодиодных прожекторов должна нормально выдерживать 150Вт. Для освещения придомовой территории используются 4 настенных светильника по 200Вт, соответственно, линия рассчитывается на 800Вт.

После этого подберите наиболее подходящий вариант, лучше чтобы обеспечивался запас сечения по мощности, соотношение подбирается из таблицы:

Таблица: сечение провода, в зависимости от величины нагрузки

Таблица сечений

К примеру, для мощности 150 Вт (0,15 кВт) более чем достаточно сечения 1,5 мм 2 по меди, такого же сечения хватит и для мощности 800 Вт (0,8) или же 2,5 мм 2 по алюминию. В продаже можно найти марки кабельно-проводниковой продукции и меньшего сечения, но для уличного освещения это нецелесообразно из-за худшей механической прочности.

Создание схемы проекта

Схема освещения

Схема освещения

Для проектирования схемы подключения уличного освещения довольно удобно пользоваться планом территории с указанием всех построек, расположением пешеходных дорожек, декоративных элементов в дизайне дачи. При проектировании следует руководствоваться такими принципами:

  • Если линия будет прокладываться под землей, глубину залегания следует планировать не меньше 0,7 – 0,8 м. В то же время от фундаментов зданий следует отступить не менее 0,6 м, от трубопроводов и других коммуникаций не менее 0,5 м.
  • Для воздушной линии уличного освещения следует обустраивать такую стрелу провеса, чтобы от нижней точки провода до проезжей части было не менее 6 м, а в пешеходной зоне не менее 3 м.
  • Расположение подсветки фасадов и уличных светильников нужно выбирать таким образом, чтобы поток не попадал в окна, так как он будет мешать спать, и не освещал соседский двор и другое не нужное вам пространство.
  • Приборы освещения устанавливаются таким образом, чтобы освещаемые пространства пересекались как можно меньше, это позволит сэкономить на установке светильников.

Установка опор

Опоры могут применяться как для подвешивания проводов уличного освещения, так и для расположения светильников на них. Установка опор осуществляется на заранее заготовленный фундамент. Для фундамента вырабатывается отверстие с размерами более площади прилегания опоры, в нем обустраивается опалубка из плоских досок, фанеры или подобных деталей. В опалубку заливается бетон, для повышения прочности можете добавить в него щебень, граншлак или другие армирующие составляющие.

Закладная арматура и фундамент для опоры

Закладная арматура и фундамент для опоры

В еще сыром растворе размещается закладная арматура, на которую после можно будет закрепить опору. По центру фундамента обустраивается полое пространство для монтажа проводки при подземной прокладке кабеля.

Установка опор на фундамент выполняется по уровню, допустимый наклон не должен превышать 3°. В противном случае вы получите значительно меньшую эффективность уличного освещения.

Подключение

После завершения монтажных работ, когда вы установили опоры, повесили светильники и проложили линии электроснабжения для уличного освещения можно выполнять подключение всех элементов цепи.

При электрическом соединении важно соблюдать такие требования:

  • все точки скрепляются клеммами, болтовыми соединениями или пайкой, ни в коем разе нельзя использовать скрутки;
  • каждую готовую цепь желательно проверить мультиметром на целостность (отсутствие обрывов и коротких замыканий) дополнительно можете проверить величину сопротивления и, как следствие, потребляемой мощности;
  • сначала соедините всю цепь, проверьте ее, а только потом подключайте линию к автомату на распределительном щитке.

После завершения подключения обязательно убедитесь в работоспособности всего уличного освещения. Если какие-то светильники не загорелись, сначала отключите всю линию, а только потом разбирайте и проверяйте состояние контактов и соединений.

Советы от эксперта

Несколько советов от профессионального электрика помогут вам существенно улучшить систему уличного освещения и избежать элементарных ошибок:

  • при проектировании и установке светильников нужно обеспечивать свободный доступ, чтобы можно было легко заменить перегоревшие лампы;
  • из существующего разнообразия приборов освещения лучше отдавать предпочтение светодиодным светильникам, они куда экономнее и выгоднее в эксплуатации;
  • в качестве проводки желательно использовать кабельно-проводниковую продукцию с медными жилами, она куда лучше выдерживает механическую нагрузку и перепады температур;
  • для подводного освещения используются специальные герметичные устройства, обычные светильники моментально выйдут со строя;
  • с целью безопасности уличное освещение должно оснащаться защитным заземлением и УЗО;
  • выбранные приборы освещения должны соответствовать возложенной на них задаче – для декоративных функций вполне хватит маломощных ламп, а прожектор у входной двери, наоборот, должен обеспечивать максимальную видимость.

Фото идеи

Здесь представлены несколько фото идей для уличного освещения своими руками:

Видео по теме

Читайте также: