Светодиодна лампа със собствени ръце: схема, особености на конструкцията, самостоятелно сглобяване

LED-осветителните тела намират широко приложение в организирането на битово, улично, промишлено осветление. Важни техни предимства са икономичността, екологичността, непретенциозността в обслужването.

Изработената светодиодна лампа със собствени ръце непременно ще намери своето приложение във вашия дом. Подробна инструкция за изработка, както и схеми за сглобяване ще намерите в представената статия.

Принцип на работа на LED-устройството

Основата на светодиодната лампа е еднопосочен полупроводник, чийто размер е няколко милиметра. В него се извършва еднопосочно движение на електрони, което позволява да се преобразува променлив ток в постоянен.

На кристала на светодиода, състоящ се от няколко слоя, са присъщи два типа електропроводимост: положително и отрицателно заредени частици.

Страната, в която се съдържа минимално количество електрони, получи названието дупчеста (p-тип), докато другата с голямо количество от тези частици се нарича електронна (n-тип).

Между двете страни на светодиодния елемент има условна граница – електронно-дупчест преход (p-n). Тук частиците се сблъскват помежду си, в резултат на което се наблюдава светене.

При сблъсък на елементите на p-n-прехода те се сблъскват, генерирайки частици на светлината – фотони. Ако през това време се поддържа системата при постоянно напрежение, светодиодът ще излъчва стабилен поток светлина. Този ефект се използва във всички конструкции на LED-лампи.

Четири разновидности на светодиодните устройства

В зависимост от разположението на светодиодите, подобни модели могат да се разделят на следните категории:

1. DIP. Кристалът е съставен с два проводника, над които се намира увеличител. Модификацията получи широко разпространение при изработка на табели и гирлянди.
2. „Пираня“. Уредите се сглобяват аналогично на предишния вариант, но предвиждат четири извода. Надеждните и трайни конструкции най-често се използват за оборудване на автомобили.
3. SMD. Кристалът се разполага отгоре, което значително подобрява отвеждането на топлина, а също така помага да се намалят габаритите на устройствата.
4. СОВ. В този случай светодиодът се запоява директно в платката, което допринася за увеличаване на интензивността на светене и защита от прегряване.

Съществен недостатък на COB-устройствата е невъзможността за подмяна на отделни елементи, поради което се налага да се закупува нов механизъм заради един-единствен повреден чип.

В полилеи и други домакински осветителни уреди обикновено се прилага конструкция SMD.

Устройство на LED-лампите

Светодиодната лампа се състои от следните шест части:

• светодиод;
• цокъл;
• драйвер;
• разсейвател;
• радиатор.

Действащият елемент на подобно устройство е светодиодът, който генерира поток от светлинни вълни.

Светодиодните уреди могат да бъдат проектирани за различно напрежение. Най-търсени са малките изделия от 12-15 W и по-големите осветителни тела от 50 вата.

Цокълът, който може да има различни форма и размер, се прилага и за други видове лампи – луминесцентни, халогенни, с нажежаема жичка. В същото време някои LED уреди, например светодиодни ленти, могат да се справят без тази част.

Важен елемент от конструкцията е драйверът, който преобразува мрежовото напрежение в ток, при който работи кристалът.

От този възел до голяма степен зависи ефективната работа на лампата, освен това качественият драйвер, който има добра галванична развръзка, осигурява ярък постоянен светлинен поток без намек за мигане.

Обикновеният светодиод произвежда насочен сноп светлина. За да се промени ъгълът на неговото разпределение и да се осигури качествено осветление, се използва разсейвател. Още една функция на този компонент е защитата на схемата от механични и природни въздействия.

Радиаторът е предназначен за отвеждане на топлината, чиито излишъци могат да повредят устройството. Надеждната работа на радиатора позволява да се оптимизира работата на лампата и да се удължи нейният живот.

Колкото по-малка е тази част, толкова по-голям топлинен товар ще трябва да издържа светодиодът, което ще се отрази на скоростта на неговото изгаряне.

Предимства и недостатъци на самоделната лампа

Специализираните магазини предлагат голям избор от светодиодни апарати. Въпреки това понякога в асортимента не може да се намери уред, отговарящ на необходимите параметри. Освен това LED уредите традиционно се отличават с висока цена.

Към недостатъците на изделия трябва да се отнесе липсата на гаранция от производителя. Освен това, при небрежно сглобяване подобни устройства могат да имат непривлекателен външен вид

Междувременно, напълно възможно е да се спестят средства и да се получи идеална лампа, като се извърши сглобяването самостоятелно. Да се направи това не е трудно и ще са достатъчни елементарни технически знания и практически умения.

LED устройство, направено със собствени ръце, има редица значителни предимства пред закупения в магазин аналог. Те се отличават с икономичност: при внимателно сглобяване и използване на качествени детайли, експлоатационният период достига 100 хиляди часа.

Такива уреди показват висока степен на енергийна ефективност, която се определя от съотношението на консумираната мощност и яркостта на произведената светлина. Накрая, тяхната стойност е с порядък по-ниска от фабричните аналози.

Проблеми при самостоятелното изработване

Основните въпроси, които трябва да се решат при изработването на LED лампи, са преобразуването на променливия електрически ток в пулсиращ и изравняването му до постоянен. Освен това, предстои да се ограничи силата на електрическия поток до 12 волта, което е необходимо за захранване на диода.

За самостоятелно създаване на светилник на светодиоди може да се използват детайли, закупени в специализирани магазини, или елементи от изгорели уреди.

Обмисляйки устройството, трябва също да се решат редица конструктивни задачи, а именно:

• как да се разположи схемата и светодиодите;
• как да се изолира системата;
• как да се осигури топлообмен в устройството.

Преди сглобяването е желателно да се обмислят всички тези проблеми, като се вземат предвид изискванията, които се поставят пред самоделния източник на светлина.

Схеми на светодиодни лампи

На първо място, трябва да се изработи вариант на сглобяване. Съществуват два основни начина, всеки от които има своите плюсове и минуси. По-долу ще ги разгледаме по-подробно.

Вариант с диоден мост

Схемата включва четири диода, които се свързват разнонасочено. Благодарение на това мостът придобива възможност да трансформира мрежовия ток от 220 V в пулсиращ.

Схемата на светодиодния мост се отличава с простота и логичност. Може да я изпълни дори начинаещ майстор, който усвоява основите на самостоятелната работа.

Това става по следния начин: при преминаване през двата диода на синусоидалните полувълни, те се променят, което води до загуба на полярност.

При сглобяване към плюсовия изход пред моста се свързва кондензатор; пред минусовата клема – съпротивление от 100 ома. Още един кондензатор се поставя зад моста: той ще е необходим за изглаждане на колебанията на напрежението.

Изработване на светодиодния елемент

Най-простият начин за създаване на LED светилник е изработването на източник на светлина на базата на счупен светилник. Необходимо е да се провери работоспособността на откритите детайли, което може да се направи с помощта на акумулатор от 12 V.

Дефектните елементи трябва да се заменят. За целта трябва да се разпоят контактите, като се премахнат изгорелите елементи и на тяхно място се поставят нови. При това е важно да се спазва редуването на аноди и катоди, които се закрепват последователно.

Ако се налага да смените само 2-3 чипа, достатъчно е просто да ги запоите на местата, където преди това са се намирали повредените компоненти.

При пълно самостоятелно сглобяване трябва да свържете в редица по 10 диода, като спазвате правилата за полярност. Няколко изпълнени вериги се запояват към проводниците.

При изработването на лампа можете да използвате платки със светодиоди, които могат да бъдат намерени в изгорели устройства. Важно е само да проверите тяхната работоспособност.

При сглобяване на схеми е важно да следите, запоените краища да не се допират един до друг, тъй като това може да доведе до късо съединение на уреда и повреда на системата.

Приспособления за по-мека светлина

За да избегнете трептенето, характерно за LED-осветителните тела, описаната по-горе схема може да се допълни с няколко детайла. По този начин тя трябва да се състои от диоден мост, резистори от 100 и 230 Ом, кондензатори от 400 nF и 10 μF.

За да защитите устройството от колебания на напрежението, в началото на схемата се поставя резистор от 100 Ом, след който се запоява кондензатор от 400 nF, след него се поставя диоден мост и още един резистор от 230 Ом, след който следва сглобената верига от светодиоди.

Уреди с резисторно съпротивление

Подобна схема също е напълно достъпна за начинаещ майстор. За изпълнението ѝ са необходими два резистора 12k и две вериги от еднакъв брой светодиоди, които се запояват последователно, като се спазва полярността. При това едната лента от страната на R1 се свързва с катода, а другата – от R2 – с анода.

Направените по тази схема осветителни тела имат по-мека светлина, тъй като действащите елементи се запалват последователно, благодарение на което пулсацията на проблясъците е почти незабележима за невъоръженото око.

За изчисляване на мощността на лампата е необходимо да знаете стойността на тока, който преминава през светодиодите. Тази стойност може да се изчисли по дадената формула. При това трябва да се вземе предвид, че показателят на спада на напрежение в последователно свързани 12 светодиода е приблизително 36V.

Устройствата се прилагат успешно като настолна лампа и за други цели. За създаване на оптимално осветление специалистите препоръчват да се използват ленти от 20-40 диода. По-малко количество дава малък светлинен поток, а свързването на по-голям брой елементи е технически доста трудно за изпълнение.

Важен елемент: светодиоден драйвер

За правилната работа на LED-устройството, направено със собствени ръце, трябва да се реши въпросът с драйвера. Схемата на този възел е доста проста. Алгоритъмът на функциониране се състои в преминаване на променлив ток от 220V към диоден мост през кондензатор C1.

Изправеният ток преминава към последователно свързаните светодиоди HL1-HL27, броят на които може да достигне 80 броя.

Драйвер за самоделно светодиодно устройство се сглобява по показаната схема. Може също да се използват готови елементи bp 3122, bp 2832а или bp 2831а

За да избегнете трептене и постигнете стабилно равномерен цвят, е желателно да използвате кондензатор С2, който трябва да има възможно най-голям капацитет.

Корпуси за светодиодни устройства

Преди сглобяването е важно да се реши къде ще бъде поставена сглобената схема.

Съществуват няколко варианта за решаване на този проблем — за разполагане на устройството можете да използвате:

• цоколи на лампи с нажежаема жичка;
• корпуси от изгорели енергоспестяващи или халогенни лампи;
• направени със собствени ръце приспособления.

Първият вариант има важно предимство. При използването му лесно може да се завинти сглобеното светодиодно устройство в патрона, като по този начин се осигурява топлообмен.

Трябва да се има предвид, че освен очевидния плюс, този начин има и явни минуси. Сглобената конструкция има не много естетичен вид, освен това в този случай е трудно да се изпълни надеждна изолация.

За да използвате изгоряла лампа с нажежаема жичка за създаване на светодиодна, е необходимо предварително внимателно да отделите стъклената колба от цокъла, след което да извадите спиралата. В образувалото се пространство внимателно се поставя сглобената схема, а над платката се закрепва крушката

Удобен и практичен вариант е да поставите самоделното устройство в корпуса на енергоспестяваща лампа. За целта първоначално е необходимо да разглобите изгорялото устройство, като извадите от него преобразувателната платка.

Можете да поставите сглобената схема, като приложите различни начини:

• Диодите се поставят в отвори, които се пробиват в капачката под стъклената колба.
• Схемата може да се разположи вътре в цокъла, което гарантира топлообмен. В този случай LED елементите се вкарват и закрепват в вече съществуващите отвори.
• Платката може да се скрие в цокъла. За изпълнение на процеса е удобно да се използва обикновена пластмасова капачка от бутилка с вода.

За разполагане на светодиодите майсторите често използват направен със собствени ръце кръг от пластмаса или картон, в който се пробиват отвори за диодите. При старателно извършена работа такива устройства изглеждат доста естетично.

Още един вариант е използването на корпус на халогенна лампа. Той не е получил широко разпространение, тъй като в този случай няма възможност да се завинти осветителното тяло в патрона. Въпреки това подобна модификация се използва за изработване на самоделни индикатори и други устройства.

Ако сте решили да използвате корпуса на крушката за работа, препоръчваме да прочетете друга наша статия, където сме описали подробно начините за разглобяване на различни видове крушки. Повече подробности – отидете на връзката.

Материали за изработване на самоделното устройство

Освен корпуса, за създаването на лампата ще са необходими и други елементи. Това са преди всичко светодиоди, които могат да се закупят под формата на LED ленти или отделни елементи НК6. Силата на тока на всяка част е 100-120 mA; напрежение 3-3,3 V.

Сглобяването на някои схеми предполага използването на допълнителни звена, например драйвер, затова наборът от компоненти за всеки конкретен случай се разглежда отделно.

Необходими са също и изправителни диоди 1N4007 или диоден мост, както и предпазители, които могат да се открият в цокъла на старото устройство.

Ще е необходим и кондензатор, чийто капацитет и напрежение трябва да съответстват на използваната електросхема и на броя на използваните в нея LED елементи.

Ако не се използва готова платка, трябва да се помисли за рамка, към която да се закрепят светодиодите. За нейното изработване ще подхожда топлоустойчив материал, който не е метал и не провежда електрически ток.

По правило, подобна част се изработва от здрави пластмаси или плътен картон. За закрепване на светодиодните елементи към рамката ще са необходими течни пирони или суперлепило.

Сглобяваме проста LED-лампа

Нека разгледаме изработването на осветителното тяло в стандартен цокъл от луминесцентна лампа. За целта ще трябва леко да променим посочения по-горе списък с материали.

В този случай използваме:

• стар цокъл E27;
• светодиоди НК6;
• драйвер RLD2-1;
• парче пластмаса или плътен картон;
• суперлепило;
• електропроводка;
• поялник, клещи, ножици.

Първоначално трябва да се разглоби осветителното тяло. При луминесцентните устройства свързването на цокъла с пластинката с тръбичките се осъществява с помощта на застопоряващи елементи. Важно е да се открие мястото на закрепване и да се подкопаят елементите с отвертка, което ще позволи лесно да се отдели патронът.

Процесът на сглобяване на самоделна LED лампа е прост. В корпуса от старо устройство се вкарва драйвер, върху който се поставя платка със светодиоди.

При разглобяване на устройството трябва да се спазва изключителна предпазливост, за да не се повредят тръбичките, вътре в които се намира отровно вещество. В същото време е необходимо да се следи за цялостта на електропроводката, свързана с цокъла, както и да се запазят детайлите, съдържащи се в него.

Горната част с присъединените газоразрядни тръбички използваме за изработване на пластинката, необходима за присъединяване на светодиодите. Достатъчно е да се премахнат тръбовидните елементи, а в останалите кръгли отвори да се закрепят LED детайлите.

За тяхното надеждно закрепване е по-добре да се направи допълнителен пластмасов или картонен капак, който ще послужи за изолиране на чиповете.

В лампата ще се прилагат светодиоди НК6, всеки от които се състои от 6 кристала с паралелно свързване. Те позволяват да се създаде доста ярък осветителен уред при минимум консумирана електроенергия.

За свързването на всеки светодиод към капака е необходимо да се направят по два отвора. Те трябва да се пробият внимателно и в строго съответствие със схемата.

Пластмасовата част позволява здраво да се фиксират LED елементите, докато при използване на картон е необходимо допълнително закрепване на светодиодите към основата с помощта на течни пирони или суперлепило.

Тъй като устройството е предназначено за използване на шест светодиода с мощност по 0,5 вата всеки, в схемата трябва да се предвидят три паралелно свързани елемента.

Ефектен осветител може да се направи с помощта на светодиодна лента. Този елемент се вкарва в тръба, използвана за луминесцентно осветление.

В конструкцията, която ще работи от електрическата мрежа с напрежение 220 V, трябва да се предвиди драйвер RLD2-1, който следва да се закупи от магазин или да се изработи самостоятелно.

За да се избегне късо съединение, преди началото на сглобяването е важно да се изолират драйверът и платката един от друг с помощта на пластмаса или картон. Тъй като лампата почти не се нагрява, не е необходимо да се притеснявате за прегряване.

След като подберете всички компоненти, можете да сглобите конструкцията по схемата и след това да я свържете към електрическата мрежа, за да проверите светенето.

Устройството, което работи от стандартен цокъл с захранване 220 V, има ниска консумация на енергия и мощност, равна на 3 вата. Последният показател е 2-3 пъти по-малък, отколкото при луминесцентните устройства, и 10 пъти по-малък, отколкото при лампите с нажежаема жичка.

Въпреки че светлинният поток е само 100-120 лумена, благодарение на ослепително белия цвят лампата изглежда значително по-ярка. Сглобеният осветител може да се използва като настолен или за осветяване на компактно помещение, например коридор или килер.

Изводи и полезно видео по темата

Във видеоклипа по-долу можете да видите подробния разказ на специалист за самостоятелното сглобяване на LED осветител:

Лампите на светодиоди, изработени самостоятелно, притежават високи технически характеристики. Те почти не отстъпват на фабричните модели по такива качества като здравина, надеждност и дълготрайност.

Сглобяването на подобни устройства е достъпно практически за всеки: за успешното му изпълнение е необходимо само стриктно да се следват схемите и внимателно да се извършват всички предписани манипулации.

Възможно е вече да сте сглобявали светодиодна лампа със собствените си ръце и да можете да дадете ценен съвет на посетителите на нашия сайт? Или след прочитането на статията са възникнали въпроси? Моля, оставете вашите коментари в блока по-долу.