Светодиодный светильник 3вт своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

В данной статье мы расскажем Вам, как из обычного галогенного прожектора можно сделать светодиодный своими руками. Инструменты, которые есть у каждого дома, комплектующие и оборудование для производства светодиодных светильников.

Практически у каждого из нас дома, на даче или в гараже, есть галогенный прожектор мощностью 100-150 ватт. Даже если Вы будете использовать его аккуратно, соблюдая все правила правильно эксплуатации, замена галогенных лап будет происходить как минимум раз в месяц. А если еще и вспомнить, что его потребляемая мощность порядка 150 ватт, то и включать такой прожектор не сильно захочется.

Несомненно, Вы слышали о светодиодном оборудовании хотя бы раз. Светодиодное освещение уже широко используется во всех отраслях нашей с вами повседневной жизни. Потребляемая мощность светодиодного прожектора, при абсолютно идентичной выдаваемой освещенности, будет в 10 раз меньше, поэтому такой светильник максимум через год (в зависимости от частоты его использования). Срок службы светодиодов превышает 50 000 часов, так что можно забыть о замене лампы на очень долгое время.

В данной статье я расскажу Вам, как из обычного галогенного прожектора, можно сделать светодиодный своими руками без каких-либо трудностей. Для этого я использовал инструмент, который есть у каждого дома, комплектующие (более подробно о них будет рассказано ниже), и оборудование для производства светодиодных светильников нашей компании.

Что нам для этого понадобится:

Корпус от галогенного прожектора фирмы Navigator;
Алюминиевое основание, согнутое с по бокам. Предназначено для отвода тепла, выдаваемые светодиодами. Для этого я использовал обычный лист алюминия, толщиной 1 мм. Можно использовать алюминиевый лист, толщиной от 0.8 мм для лучшего теплоотвода;

Провод ПВС 3х0,5 мм 2 ;

Хомут-стяжка 3*60. Можно использовать любой длины, но не менее 40мм;

Так же, нам понадобятся следующие инструменты:

Отвертка крестовая;
Отвертка шлицевая;
Дрель автоматическая;
Паяльник ручной;
Фен строительный;
Заклёпочник ручной;
Бокорезы;

Так же из расходных материалов нам понадобятся старая зубная щетка, заклепки, термоусадочная трубка толщиной 2мм, два провода 1х0.5 мм 2 , флюс, припой, этиловый спирт и небольшое количество герметика.

Теперь же разберем все по шагам.

Шаг №1.

Шаг №2.

Аккуратно положив светодиод на тех местах, где у нас есть флюс (для более точной установки мы использовали здесь пинцет). Анод и катод светодиода необходимо установить на плюс и минус платы соответственно. Очень важно на этом шаге соблюдать полярность!

Важно: чтобы светодиоды остались на своих местах во время пайки, рекомендую после установки его пинцетом на плате, сначала припаять катод (или анод, как вам удобнее) на всех светодиодах (рис. 3), а затем уже, после установки всех светодиодов, припаять анод (или катод) (рис. 4).

Шаг №3.

После припаивания всех светодиодов на алюминиевой плате (в нашем случае их было 9), необходимо убрать остатки флюса. Для этого рекомендуется использовать этиловый спирт.

Берем в руки старую зубную щетку. Окунув ее в этиловый спирт, необходимо тщательно прочистить те места, где мы использовали ручную пайку (рис.6).

Шаг №4.

Остатки спирта необходимо удалить сухой тряпичной тканью (рис. 7).

Шаг №5.

Готовую алюминиевую плату с напаянными светодиодами необходимо закрепить на алюминиевом основании. Для этого, кладем плату на лист алюминия (рис. 8). На каждом из четырёх краёв платы имеются 3мм. отверстия для крепления. Так же, для лучшей стабилизации платы на алюминиевом листе, используем для крепления еще и центральное отверстие.

Используя ручную дрель, делаем в листе алюминия отверстия, совместив их с креплением на алюминиевой плате (рис. 9). Помимо этого, нам необходимо будет сделать отверстие для питания светодиодной платы в нижней части.

Важно: рекомендуется делать отверстия на ДСП или ином материале, чтобы не повредить рабочую поверхность.

Шаг №6.

В этом шаге мы, используя 5 клепок и ручной заклепочник, закрепляем светодиодную плату на алюминиевом основании (рис. 10 и рис. 11).

После установки всех клепок на свое место, у вас должна получиться светодиодная плата, крепко держащаяся на алюминиевом основании (рис.12).

Шаг №7.

Берем в руки бокорезы и зачищаем с их помощью эти два провода (рис. 14).

Аккуратно спаиваем провода между собой, используя ручной паяльник (рис. 16).

Переносим уже приготовленную нами ранее термоусадочную трубку на место пайки (рис. 18) и усаживаем ее при помощи строительного фена (рис. 19).

Шаг №8.

Аккуратно спаиваем место соединения провода с алюминиевой платой, используя ручной паяльник (рис. 22).

Теперь нам осталось убрать остатки флюса

Берем в руки старую зубную щетку. Окунув ее в этиловый спирт, необходимо тщательно прочистить те места, где мы использовали ручную пайку (рис.26).

Остатки спирта убираем тряпичной тканью (рис. 27).

Шаг №9.

Шаг №10.

Закрепляем драйвер внутри корпуса прожектора при помощи обычного хомута-стяжки.

Для этого сначала продеваем один из концов хомута через шину внутри корпуса (рис. 31).

Затем устанавливаем на шину драйвер для светодиодов (рис. 32).

Важно: при установке драйвер нужно располагать так, что при затягивании хомута-стяжки, драйвер был бы жестко закреплен (рис. 33).

После установки драйвера затягиваем хомут-стяжку (рис. 34) и убираем ненужные остатки от хомута (рис. 35).

Шаг №11.

Устанавливаем в корпус прожектора алюминиевую плату, с напаянными нами ранее светодиодами (рис. 36 и 37).

Закрываем защитное стекло прожектора и закручиваем болт для фиксации стекла в закрытом положении (рис 38 и 39). Болт с гайкой должен идти в комплекте с корпусом.

Шаг №12.

Открываем заднюю крышку прожектора. Там мы можем увидеть два провода от драйвера, который мы установили, тройную клеммную колодку с подключенным желто-зеленым проводом и сальник для гермоввода.

Для начала уберем гермоввод, он понадобится нам позже (рис. 40).

Оставляем клеммную колодку пока в висячем положении.

В задней части светильника можно увидеть держатель для провода с двумя болтами. Отвинчиваем их (рис. 43).

Пропускаем в отверстие для гермоввода провод ПВС 3*0.5 (рис. 44).

Возвращаем клеммную колодку на своё место (рис. 47).

Закрепляем провод при помощи держателя для провода (рис. 48).

Аккуратно заливаем в отверстие, где у нас будет установлен гермоввод небольшое количество герметика (рис. 49). После этого, оставляем прожектор на какое-то время для того, чтобы герметик высох (рис. 50).

Устанавливаем гермоввод. Сначала пропускаем через провод резиновую прокладку (рис. 51), а затем завинчиваем сальник (рис. 52 и 53).

Закрепляем заднюю крышку при помощи четырех винтов (рис. 54, 55, 56 и 57).

Вот и все, готово! Вы только что своими руками собрали собственный светодиодный светильник.

Светодиодная лампа для ночника

Первая конструкция небольшой мощности, поэтому планируется установить её в ночник. Лампа собирается на базе четырёх трёхкристальных светодиодов SMD5050. Ток потребления 4,5 мА. Балластный конденсатор 0,1 мкФ.

Светодиодная лампа 2 ватта

Лампа на 2 ватта из пятидесяти четырёх однокристальных светодиодов SMD3528 в настольный светильник. Ток потребления 11 мА. Конденсатор 0,47 мкФ.

Светодиодная лампа 5,5 ватт

Лампа на 5,5 ватт из тридцати трёхкристальных светодиодов SMD5050 в прихожую. Ток её потребления 60 мА. Конденсатор 1,5 мкФ.

Схема питания LED ламп

Собирается всё очень просто, вот схема, для которой нам понадобится:

Все светодиоды соединяются последовательно (плюс к минусу) и подключаются к схеме, соблюдая полярность. Неполярный конденсатор подбирается исходя из тока светодиодов, который можно посмотреть в даташите на данный светодиод, вот по этой таблице:

Но лучше, конечно, вставив в разрыв питания светодиодов мультиметр (на режиме 200 мА) проконтролировать ток, что бы он не превышал номинальный ток светодиодов, во избежание преждевременного выхода их из строя.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Данная схема не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому необходимо соблюдать осторожность при работе, не касаться руками оголённых участков цепи, включенного в сеть прибора, во избежание удара током!

Архивы на печатные платы для ламп можете скачать по этой ссылке. Удачи Вам в творческих начинаниях и до новых встреч на страницах сайта Радиосхемы! С Вами был Тёмыч.

Форум по обсуждению материала КАК СДЕЛАТЬ СВЕТОДИОДНУЮ ЛАМПУ

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Внимание! Данная конструкция не имеет гальванической развязки от высоковольтной сети переменного тока. Строго соблюдайте технику безопасности. При повторении конструкции Вы всё делаете на свой страх и риск. Автор не несёт никакой ответственности за Ваши действия.

В статье рассмотрена конструкция светодиодной лампы с питанием от сети переменного тока с напряжением до 240 В и частотой 50/60 Гц. Данная лампа мне служит уже более двух лет и я хочу поделится с Вами этой конструкцией. Лампа имеет очень простую схему ограничения тока, что даёт возможность повторения конструкции начинающим радиолюбителям. Она имеет небольшую мощность и может применяться в качестве ночника или для подсветки помещения, где не нужна большая яркость свечения, но важен такой фактор, как низкое энергопотребление и долгий срок службы. Её можно повесить в подъезде или на лестничной площадке и не переживать о выключении или высоком расходе электричества - срок её службы практически ограничен сроком службы применённых светодиодов, так как данная лампа не имеет импульсного преобразователя, которые часто выходят из строя быстрее самих светодиодов, а радиоэлементы здесь подобраны таким образом, что не превышаются номинальные напряжения и рабочие токи как конденсаторов с диодами, так и самих светодиодов даже при максимальном допустимом напряжении и частоты в питающей электросети.

Лампа имеет следующие характеристики:

Напряжение питания:	до 240 В
Частота питающей сети:	50/60 Гц
Потребляемая мощность:	не более 1,8 Вт
Количество светодиодов:	9 штук
Общее число кристаллов:	27 единиц
Тип преобразования:	с гасящим конденсатором

В лампе использованы трёхкристалльные светодиоды тёплого белого свечения типа smd5050:

При протекании номинального тока 20 мА на одном кристалле светодиода падает напряжение порядка 3,3 В. Это основные параметры для расчёта гасящего конденсатора для питания лампы.

Кристаллы всех девяти светодиодов соединены последовательно друг с другом и таким образом через каждый кристалл протекает одинаковый ток. Этим достигается одинаковое свечение и максимальный срок службы светодиодов и следовательно всей лампы. Схема соединения светодиодов показана на рисунке:

После спаивания получается вот такая светодиодная матрица:

Вот так это выглядит с лицевой стороны:

Представляю Вам принципиальную схему данной светодиодной лампы:

В лампе используется двухполупериодный выпрямитель на диодах D1-D4. Резистор R1 ограничивает бросок тока во время включения лампы. Конденсатор C2 является фильтрующим и сглаживает пульсации тока через светодиодную матрицу. Для данного случая его ёмкость в микрофарадах примерно можно рассчитать по формуле:

где I это ток через светодиодную матрицу в миллиамперах и U - падение напряжения на ней в вольтах. Не стоит гнаться за слишком большой ёмкостью этого конденсатора, так как токогасящий конденсатор играет роль ограничителя тока, а подключённая светодиодная матрица является стабилизатором напряжения.

В данном случае можно использовать конденсатор ёмкостью 2,2-4,7 мкФ. Параллельно ему установленный резистор R3 обеспечивает полную разрядку этого конденсатора после выключения питания. Резистор R2 играет ту же роль для токогасящего конденсатора C1. Теперь главный вопрос - как рассчитать ёмкость гасящего конденсатора? В интернете есть много формул и онлайн калькуляторов для этого, но все они занижали результат и давали более низкую ёмкость, что подтвердилось на практике. При использовании формул с различных сайтов и после применения онлайн калькуляторов в большинстве случаев получилась ёмкость 0,22 мкФ. При установке же конденсатора с данной ёмкостью и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока был получен результат 12 мА при напряжении сети 240 В и частоты 50 Гц:

Тогда я пошёл более длинным путём и сначала рассчитал необходимое гасящее сопротивление, а затем вывел ёмкость гасящего конденсатора. За исходные данные мы имеем:

Напряжение питающей сети: 220 В. Возьмём максимально возможное - 240 В.
Частоту сети я взял в 60 Гц. При частоте в 50 Гц через матрицу будет протекать меньший ток и лампа будет светить менее ярче, но, зато будет запас.
Напряжение, падающее на светодиодной матрице составит 27*3,3=89,1 В, так как у нас 27 последовательно включённых светодиодных кристаллов и на каждом из них будет падать примерно 3,3 В. Округлим это значение до 90.
При максимальной частоте 60 Гц и напряжении в сети 240 В, протекающий через матрицу ток, не должен превышать 20 мА.

В расчётах используются действующие значения токов и напряжений. По закону Ома гасящее сопротивление должно составлять:

где U_c - напряжение в сети (В)

U_m - напряжение на светодиодной матрице (В)

I_m - ток через матрицу (A).

Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то X_c = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:

вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

где f - частота питающей сети (Гц)

X_c - необходимое ёмкостное сопротивление (Ом)

Напоминаю, что полученное в данном случае значение ёмкости конденсатора справедливо для частоты питающей сети 60 Гц. Для частоты же 50 Гц по расчётам получается значение 0,42 мкФ. Для проверки справедливости я временно поставил два параллельно соединённых конденсатора по 0,22 мкФ с получившейся суммарной ёмкостью в 0,44 мкФ и при замере протекающего через светодиодную матрицу тока было зафиксировано значение в 21 мА:

Но для меня была важна долговечность и универсальность и по расчёту на частоту 60 Гц с результатом необходимой ёмкости в 0,35 мкФ я взял близкий номинал с ёмкостью в 0,33 мкФ. Вам так же советую брать конденсатор немного меньшей ёмкости, чем расчётная, что бы не превышать допустимый ток используемых светодиодов.

Далее подставив формулу для расчёта сопротивления в формулу для определения ёмкости и сократив всё выражение я вывел универсальную формулу в которую, подставив исходные значения, можно вычислить необходимую ёмкость конденсатора для любого числа светодиодов в лампе и любого питающего напряжения:

Окончательная формула принимает следующий вид:

Где C - ёмкость гасящего конденсатора (мкФ)

I_d - допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)

f - частота питающей сети (Гц)

U_c - напряжение питающей сети (В)

n - количество используемых светодиодов

U_d - падение напряжения на одном светодиоде (В)

Может быть кому то будет лень производить эти расчёты, но по этой формуле можно определить ёмкость для любой светодиодной лампы с любым числом последовательно соединённых светодиодов любого цвета. Можно например сделать лампу из 16 красных светодиодов подставляя в формулу соответствующее красным светодиодам падение напряжения. Главное придерживаться разумных пределов, не превышать количество светодиодов с общим напряжением на матрице до напряжения питающей сети и не использовать слишком мощные светодиоды. Таким образом можно изготовить лампу с мощностью до 5-7 Вт. В противном случае может понадобиться конденсатор слишком большой ёмкости и могут возникнуть сильные пульсации тока.

Вернёмся к моей лампе и на фотографии ниже показаны радиоэлементы, которые я использовал:

У меня не нашлось конденсатора ёмкостью 0,33 мкФ и я поставил параллельно включённых два конденсатора с ёмкостью 0,22 и 0,1 мкФ. С такой ёмкостью протекающий через матрицу ток, будет немного меньше расчётного. Фильтрующий конденсатор в моём случае на напряжение 250 В, но я настоятельно рекомендую использовать конденсатор на напряжение от 400 В. Хотя падение напряжения на моей светодиодной матрице и не превышает 90 В, но в случае обрыва или перегорания хоты бы одного из светодиодов напряжение на фильтрующем конденсаторе достигнет амплитудного значения, а это более 330 В при действующем напряжении в питающей сети 240 В. (U_a = 1,4U)

В качестве корпуса я использовал часть компактной энергосберегающей люминесцентной лампы вытащив из неё электронную начинку:

Плату я выполнил навесным монтажом и она с лёгкостью поместилась в указанный корпус:

Светодиодную матрицу я приклеил двойным скотчем к круглому куску гетинакса, который привинтил к корпусу двумя винтами с гайками:

Так же я сделал небольшой рефлектор, вырезав его из жестяной банки:

Я провёл реальные измерения при напряжении в питающей сети 240 В и частоте 50 Гц:

Постоянный ток через светодиодную матрицу принял значение 16 мА, что не превышает номинального тока используемых светодиодов:

Так же я разработал печатную плату под радиоэлементы в программе Sprint-Layout. Все детали поместились на площади 30Х30 мм. Вид данной печатной платы Вы можете видеть на рисунках:

Я предоставил эту печатную плату в форматах PDF, Gerber и Sprint-Layout. Вы свободно можете скачать указанные файлы. Хотя на схеме и указаны диоды КД105, но так как в настоящее время они являются редкостью, то печатная плата разведена под диоды 1N4007. Так же можно использовать другие выпрямительные диоды средней мощности на напряжение от 600 В и на ток в 1,5-2 раза больший тока потребления светодиодной матрицы. Дам рекомендацию на счёт сборки этой матрицы. Все светодиоды лицевой стороной я временно приклеил к малярному скотчу и спаял все выводы согласно схеме, после чего готовую матрицу со стороны выводов приклеил на двусторонний скотч и снял бумажный малярный скотч с лицевой стороны. Если у Вас будет возможность, я рекомендую расположить светодиоды на большем расстоянии друг от друга, так как они будут выделять тепло и от близкого расположения могут перегреваться и быстро деградировать.

Лично у меня эта лампа светит по семь часов в день уже третий год и пока не было никаких проблем. К статье прилагаю также таблицу Exsel с формулой для расчёта. В ней просто нужно подставить исходные значения и в результате получите необходимою ёмкость гасящего конденсатора. Всем ярких и долговечных лампочек. Оставляйте отзывы и делитесь статьёй, так как в интернете много неправильных формул и калькуляторов дающих неверный результат. Здесь же всё проверено опытом и подтверждено временем и реальными измерениями.

Такой светильник был изготовлен несколько дней назад и применяется для освящения средней по размерам комнаты. Осветитель - 15 сверхярких белых светодиода с мощностью 1 ватт каждый.

Каждые 3 светодиода подключены последовательно, таким образом, были изготовлены 5 блоков из 3-х последовательно соединенных светодиодов. Затем все блоки были подключены параллельно.

Модуль питается от напряжения 10-12 Вольт.

Теплоотводом служит алюминиевый радиатор (точную площадь указать не могу) от усилителя мощности. Светодиоды кревпяться к нему через термопасту (для интенсивной теплоотдачи). Для более плотной фиксации светодиодов использовал эпоксидную смолу, которая намертво прикрепила светодиоды к теплоотводу. Смола была нанесена иголкой, поскольку ее нужно очень мало, иначе смола будет проникать под светодиоды, это помешает теплоотдаче и светодиод потеряет яркость от сильного перегрева и даже может выйти из строя.

Для питания такого модуля нужно иметь блок питания с мощностью не менее 20 ватт. Я решил не мучить себя и переделать электронный трансформатор для питания галогенных ламп (12 Вольт) с мощностью 20-50 ватт.

На самом деле, мощность этого блока 20 ватт (хотя по заявке - до 50 ватт), это стало ясно после того, когда транзисторы блока начали жутко греться после подключения модуля. Выходное напряжение этого блока не 12 Вольт, а 8, после выпрямления тоже наблюдался спад напряжения, поэтому пришлось домотать вторичную обмотку трансформатора и подключить новую обмотку последовательно со старой. Новая обмотка намотана тем же проводом, что и заводская (0,8мм). Новая обмотка состоит из 8 витков, на выходе после выпрямителя напряжение порядка 13 Вольт. В качестве выпрямителя использован мощный диод шоттки STPR1020CT или любой другой диод из компьютерного блока питания. Можно использовать также отечественные импульсные диоды КД213А с током 10 Ампер. Обычные выпрямительные диоды тут не подойдут, поскольку рабочая частота блока питания 15-20 кГц.

Ограничительный резистор 1 Ом 2 ватт, хотя желательно использовать резисторы с мощностью 5 - 10 ватт.

В конце, хочу сказать, что такой блок питания не эффективен, поскольку КПД не более 60%, греются транзисторы и ограничительный резистор, на светодиодах тоже наблюдается немалое тепловыделение, потребление при 12 Вольтах составляет 1,2 Ампер - что вполне нормально.

Теплоотвод и корпус блока питания прикреплены друг к другу той же эпоксидкой. Блок питания с родным корпусом был установлен в более большой корпус (от электронного трансформатора 150 ватт). Второй корпус играет в роль дополнительного теплоотвода. Тепловыделение достаточно сильное, но стабильное, светильник вполне нормально работает, если оставить включенным часами или даже днями. Диод не перегревается, поэтому нет нужды его охлаждать.

Читайте также: