Схемы светодиодных ламп: доработка и модернизация своими руками

Светодиодное освещение теперь намного доступнее, поэтому становится очень востребованным. Оно имеет множество преимуществ перед лампочками накаливания: более долгий срок службы, экологичность, безопасность, высокую яркость и надежность. Хоть светодиодные лампочки стоят дороже традиционных ламп накаливания, их стоимость окупается. Более того, можно самостоятельно продлить срок их службы. В этой статье рассмотрим, как доработать светодиодные лампочки, чтобы сделать их максимально эффективными.

Принцип построения светодиодных лампочек

Обычно встречается неизолированный драйвер. В таком случае схема составляется на импульсном понижающем преобразователе, и это имеет много плюсов:

Светодиодные лампочки с неизолированным драйвером превосходят схемы на конденсаторном балласте по стабильности выходного тока. Кроме того, пульсации полностью отсутствуют.
Применение неизолированного драйвера позволяет максимально увеличить КПД. Это означает, что на выходе напряжение получается намного выше, чем у линейных или изолированных драйверов. Достичь такого эффекта помогает использование светодиодов, имеющих в корпусе сразу несколько кристаллов вместо одного большого – они снижают ток, но поднимают напряжение.
Также схемы с неизолированным драйвером получаются дешевле по стоимости и компактнее по размерам, чем с изолированным или линейным. Так происходит потому, что используемый дроссель не переваривает всю мощность, чего нельзя сказать про трансформаторы в аналогичных драйверах. По этой причине для изготовления схем с неизолированным драйвером нужно меньше материала, а значит, падает стоимость изделия.

Обратите внимание: работая с драйверами, будьте очень осторожны! При неправильном обращении с ними есть риск получить удар током!

Как подключить led к 3 или 5 Вольтам

Маломощные светодиоды хорошо функционируют, если их подключить к блоку питания с напряжением 5 и даже 3 вольта. Сопротивление рассчитывается по той же формуле, но резистор заменяется драйвером. В нем теряется меньше вольтажа, в магазине можно купить готовый.

Самый популярный источник питания при изготовлении лент на 5 вольт, которые используются в качестве ночников – зарядные устройства от старых мобильных телефонов. Лампочки следует подключать параллельно (для последовательного соединения требуется 6 вольт).

3 вольта можно получить из батарейки на 1,5 вольт при помощи специальной микросхемы. Она может повышать как ток, так вольтаж. При втором варианте диод необходимо подключить к сопротивлению.

Интересно! Готовую китайскую плату можно купить за 100 руб., она повышает вольтаж батарейки.

Как разобрать светодиодную лампочку

Конечно, перед тем, как начать модернизировать светодиодную лампочку, ее нужно разобрать. Делается это очень просто, но нужно знать некоторые нюансы. Корпус подобных лампочек изготовлен из композита и играет роль теплоотвода, а по его периметру на защелках и силиконовом материале закреплен рассеиватель. Чтобы снять колпачок рассеивателя, нужно аккуратно подрезать герметик по кругу. После этого колпак можно будет снять, но потребуется приложить немного усилий – он сидит туго.

Сложность может возникнуть с платой с диодами. Есть несколько способов ее фиксации: прессование или прикручивание винтами. Во втором случае все просто, а вот с запресованными платами работать сложнее. Постарайтесь осторожно снять плату с помощью отвертки, не повредив корпус. Это может быть трудно, но, если какой-то кусочек пластика откололся, не стоит паниковать: если потребуется, в конце его можно будет приклеить на место. Контакты платы либо припаивают, либо делают съемными.

После того, как вы сняли плату, нужно разобраться с идущими от цоколя лампы проводами. Они не позволяют снять драйвер, потому что при производстве лампочка собирается в обратном порядке. Нам нужно освободить один из выводов. Для этого вытаскиваем центральный контакт, идущий от цоколя, а другой отрезаем. В процессе сборки его потребуется сделать длиннее.

Итоги

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Устройство светодиодной лампочки

Далее нам нужно ознакомиться, из каких деталей состоит LED-лампочка и для чего они нужны. На работу тока влияют несколько параметров. Во-первых, это срок службы изделия, от которого зависит цена лампочки. Во-вторых, температура и особенности потребления энергии.

Как правило, обрыв в цепи светодиодов ведет к порче лампочки. Если она перестала светить, в первую очередь нужно осмотреть вышедший из строя светодиод: на нем будет заметна маленькая черная точка.

Во время работы лампочки кристаллы в светодиодах нагреваются и расширяются. Выводы для тока очень тонкие и изготавливаются из золота. Это самый подходящий металл: он прочный, пластичный и не разрушается при эксплуатации лампочки. Однако расширение кристаллов отличается от расширения других материалов, из которых изготовлено изделие, что приводит к деформации токопроводящих выводов. Поэтому в старых лампочках, которые уже много раз включали и выключали, происходит разрыв цепей.

Иногда один большой кристалл в светодиодах заменяют на много маленьких. Такая конструкция позволяет не только снизить воздействие температуры, но еще и поднимает напряжение питания светодиодов.

Как правильно включить диод в электрическую схему автомобиля

Схема подключения светодиодов к аккумулятору автомобиля 12 вольт не отличается от схемы для любого другого источника питания, имеющего такое же напряжение. Используется один из двух способов – через резистор или через стабилизатор (специальную микросхему). Однако необходимо учесть, что напряжение 12 вольт – условная величина. Чаще бывает 14 В и даже больше (до 17 В). Скачки обусловлены отсутствием в автомобиле стабилизатора. При расчетах в формулу нужно вставлять именно такие цифры.

Увеличиваем срок службы светодиодной лампочки

Сначала нам необходимо снизить ток, проходящий через светодиоды. Кроме того, мы также повысим их КПД, а это сделает температуру кристаллов меньше. Как мы уже разобрались, чем ниже температура – тем меньше риск, что токопроводящие выводы повредятся. КПД повышается потому, что при уменьшении тока яркость лампочки становится меньше. Так, мы сможем значительно увеличить срок службы LED-лампочки. Чтобы все это сделать, нам потребуется найти датчик тока на плате. Для этого ищем резистор или их пару, которые включены в параллель с сопротивлением, измеряемым в Ом. Найти их будет легко, потому что эти резисторы присутствуют во всех видах драйверов.

Далее есть два пути. Мы можем либо установить другой резистор с большим сопротивлением, либо отпаять один из уже имеющихся. Помните, что ток, проходящий через светодиоды, пропорционален сопротивлению резистора датчика: чем оно больше, тем, соответственно, меньше ток.

Если значение проходящего через светодиоды тока и мощность лампы уменьшатся совсем немного, это все равно поможет сильно продлить срок эксплуатации лампочки, потому что нагрев кристаллов в светодиоде будет намного меньше, чем нагрев корпуса изделия. Таким образом, получится снизить воздействие температуры на токопроводящий вывод.

Чем дороже лампочка, тем у нее больше светодиодов, работающих на маленьком токе. Также мощность у подобных изделий ниже, чем у дешевых лампочек. Светодиоды работают в щадящем режиме, именно поэтому дорогие LED-лампы отличаются длительным сроком службы.

Рекомендуется занижать мощность на 30% – этого будет вполне достаточно, если лампочка новая. Однако если вы модернизируете уже бывшую в употреблении лампу, лучше занизить мощность до 50%. Когда есть один сгоревший светодиод, все остальные вслед за ним тоже в скором времени начнут выгорать. Если сильно не понизить мощность, такая лампочка не сможет долго работать. Конечно, для продления ее срока службы можно поменять все диоды, но это не всегда получается сделать.

Немного теории

Светодиод характеризуется двумя основными параметрами: номинальным прямым током и прямым падением напряжения, измеренным при этом токе. Оба значения являются паспортными и на их основании можно сделать вывод о мощности потребления светодиода. Плавно увеличивая один из параметров (например, напряжение), мультиметром можно фиксировать второй параметр (ток).
В результате получится ещё один важнейший параметр, присущий любому диоду – вольт-амперная характеристика (ВАХ). Она является нелинейной и наглядно доказывает то, что даже незначительное превышение номинального прямого напряжения ведёт к резкому росту тока и, следовательно, к деградации кристалла полупроводника.

Кроме этого, все светоизлучающие диоды имеют низкое обратное напряжение (около 5 В). Поэтому перед первым включением светодиода нужно повторно убедиться в соблюдении полярности.
Для защиты светодиода от переполюсовки встречно параллельно ему можно установить обычный диод с большим обратным напряжением.

Делаем плавное увеличение яркости при включении

Такая доработка очень актуальна, к примеру, в спальне или детской комнате, когда хочется сделать плавное увеличение яркости освещения. Включение будет длиться около 30 секунд. Нам потребуется включить позистор (это электронный компонент, который играет роль нагревателя и температурного датчика) параллельно светодиодам. Позистор также называют РТС-терморезистором.

Нужный эффект достигается следующим образом: в холодном позисторе сопротивление минимальное. Ток, протекая через несколько светодиодов, нагревает его, увеличивая тем самым сопротивление. С нарастанием сопротивления происходит включение в цепь другой части светодиодов. Именно так достигается постепенное увеличение яркости.

Обращайте внимание на сопротивление используемого позистора. Оно должно быть в пределах 330-470 Ом. Найти такие можно в энергосберегающих лампах с мощностью 32 Вт.

Что на что меняем

Галогенная (галогеновая?) лампа. Галогенки действуют по принципу ламп накаливания. В них свет излучает раскаленная вольфрамовая нить. Внутренняя полость колбы заполняется специальным химическим составом, предотвращающим быстрый износ спирали и выхода изделия из строя.

В быту питаются от 12-24 вольтовых источников тока. Используются совместно с электронными преобразователями (трансформаторами), понижающими напряжение до необходимой величины.

Низковольтная галогенная лампа 12V и точечный светильник для нее

Светодиодные лампы. Это сборки из массива полупроводниковых элементов, способных светиться под действием электрического тока. Все излучатели соединяются последовательно-параллельно между с собой и рассчитаны на определенные параметры питания.

Светодиоды функционируют только от постоянного тока. Для того, что подогнать стандартную бытовую сеть под заданные значения, используют специальные электронные устройства – драйверы.

Светодиодная лампа с цоколем g4

Делаем ночник с пониженной яркостью

Кроме ночника, лампочку с пониженной яркостью можно вкрутить в бра. Это может быть удобно во многих случаях: к примеру, некоторые дети боятся темноты и просят оставлять на ночь работающий ночник. Слишком яркий свет мешает спать, и подобные лампочки – отличный выход. Также их можно вкрутить в бра в спальне или в люстру в помещении, где не требуется слишком сильный свет.

Здесь понадобится усовершенствовать драйвер, отпаять один резистор на плате драйвера и допаять другой, мощностью 1 Вт, параллельно токопроводящим выводам. Также потребуется оборудовать выключатель резистором с сопротивлением 68 кОм и мощностью 1 Вт. Его устанавливаем параллельно контактам. Обратите внимание, что после этого патрон лампочки будет под напряжением.

Принцип работы прост. Напряжение делится между двумя резисторами, что уменьшает напряжение от питания, поступающего в лампу. Ток проходит через делитель из резисторов и светодиоды. На яркость лампы влияет сопротивление резисторов.

Иногда может потребоваться установка дополнительного подстроечного резистора на 100 кОм, чтобы лампа не мигала. Его нужно ставить параллельно керамическому конденсатору фильтра питания. Нужно сделать так, чтобы лампа не стартовала с пониженной яркостью. В штатном же режиме она должна работать как обычно. Ночник, в котором установлена модернизированная лампочка с такими резисторами, какие были указаны, потребляет примерно 0,42 Вт. Если выключатель включен, лампа будет работать в обычном режиме. Однако ее мощность увеличится на значение, рассеиваемое на резисторе, который мы припаяли на токопроводящие выводы микросхемы.

Модернизация схем светодиодных ламп позволяет значительно расширить их функциональные возможности, поэтому пользоваться ими намного удобнее, чем лампочками накаливания. Также можно легко увеличить их срок эксплуатации, что делает их еще и выгодными. Самое главное – подходить к этому делу аккуратно, не забывая о безопасности.

Сколько диодов можно подключить к сети с напряжением 12 В

Возникает вопрос, сколько светодиодов можно включить в такую схему, чтобы мощность не тратилась на тепло. На самом деле много. Из какого-то количества диодов создаются последовательные цепочки, которые подключаются к одному гасящему вольтаж элементу.

Для расчета сопротивления используется формула: R=(Uпит. – nUд)/Iд, где n- количество ламп.

Для подключения к аккумулятору в авто целесообразно использовать цепочки из 3-х элементов (или количества, кратного трем: 6, 9, 12). На трех диодах вольтаж упадет на 10,5 В (в среднем), резистору достанется 1,5 В.

Чтобы подключить 4 элемента, их нужно сгруппировать по парам, каждую из них запитать через резистор и соединить параллельно.

Важно! Для повышения точности расчетов используются калькуляторы, доступные в сети интернет.

Принципы освещения

Осветительный прибор применяется для освещения комнаты полностью или отдельного участка. Это основной принцип выстраивания света. Свет влияет на восприятие интерьера в доме. Свет, падающий от ламп, должен выполнять задачи:

создание подходящей атмосферы для работы; правильная подсветка деталей интерьера, для декоративного эффекта; акцентировать внимание человека на преимущества комнаты и скрыть ее недостатки; освещать конкретные места для личных нужд.

Расположение источника света имеет огромное значение для распределения освещения. Лампа в центре комнаты дает радиальное освещение. Центр будет просматриваться хорошо, а вот углы останутся в зоне зрительной сумеречной зоны.

Распределение точечных источников света по всей квартире или доме позволяет дать свет в любых уголках помещения

Этот способ дает возможность акцентировать внимание на конкретных предметах. Локальное освещение имеет множество полезных свойств, а настольные лампы помогают восполнить нехватку освещения

Настольная лампа позволяет качественно осветить определенные участки помещения. Это дополнительный источник света, который используют для чтения или работы. Они хороши и в виде ночника.

Распространенные ошибки

Светодиоды постепенно будут выходить из строя, поскольку рабочий ток у каждого разный

Часто мастера допускают ошибки при монтаже LED. Самые актуальные из них:

Подключение лампочек напрямую без резистора. В этом случае диоды просто перегорают.
Выполнение параллельного подключения при помощи одного резистора. Такая ошибка грозит постепенным выходом из строя всех лампочек. Ведь рабочий ток у каждой свой.
Неправильно подобранный резистор. В этом случае через лампочки проходит слишком большой ток, что опять же приводит к их сгоранию. Если же сопротивление будет большим, элементы будут светиться недостаточно ярко.
Выполнение последовательного подключения с разными токами потребления. Здесь возможны два варианта — лампы будут светиться с разной интенсивностью яркости, или перегорят те, которые рассчитаны на меньший ток.
Подсоединение лед ламп к сети с переменным током 220 без использования диода либо иных защитных компонентов. На лампочку поступает напряжение 315 В, что моментально приводит к её сгоранию.

Если учитывать эти ошибки и выполнять подсоединение светодиодов правильно, декоративная подсветка, которую мастер решил встроить дома, будет работать долго и исправно.

Делаем простой детектор СВЧ-поля

Категории: Наука, Обзоры

Делаем Wi-Fi усилитель на 2,4 Ггц

Самодельная Wi-Fi антенна из бумаги и фольги

Простой ремонт светодиодной лампы

Прошивка и переделка iMAX B6 до 200w

Вам интересно, в каком из ваших мобильных телефонов самый мощный передатчик, в нижней или верхней части вашего смартфона стоит передающая антенна, горизонтально расположена или вертикально, что больше излучает микроволновка или телефон?

Предлагаем вам сделать своими руками простенький детектор электромагнитного СВЧ-излучения. Этот детектор пригодится также в настройке и сравнении характеристик разных передатчиков и антенн, позволит определить в горизонтальной или вертикальной поляризации передается сигнал и т. д..

Распространенные ошибки

Светодиоды постепенно будут выходить из строя, поскольку рабочий ток у каждого разный

Часто мастера допускают ошибки при монтаже LED. Самые актуальные из них:

Подключение лампочек напрямую без резистора. В этом случае диоды просто перегорают.
Выполнение параллельного подключения при помощи одного резистора. Такая ошибка грозит постепенным выходом из строя всех лампочек. Ведь рабочий ток у каждой свой.
Неправильно подобранный резистор. В этом случае через лампочки проходит слишком большой ток, что опять же приводит к их сгоранию. Если же сопротивление будет большим, элементы будут светиться недостаточно ярко.
Выполнение последовательного подключения с разными токами потребления. Здесь возможны два варианта — лампы будут светиться с разной интенсивностью яркости, или перегорят те, которые рассчитаны на меньший ток.
Подсоединение лед ламп к сети с переменным током 220 без использования диода либо иных защитных компонентов. На лампочку поступает напряжение 315 В, что моментально приводит к её сгоранию.