Светодиодные светильники своими руками для дома. Светодиодная лампа своими руками: схема, нюансы конструкции, самостоятельная сборка

По статистическим данным, было выявлено, что стоимость светодиодных светильников значительно понизилась. Такие показатели повлекли за собой увеличение приобретения высокоэкономичных средств освещения в частные дома и квартиры. Тем, кто отлично управляется с паяльником, вовсе не потребуется поход в магазин для того, чтобы обустроить свое жилье, так как можно создать светильник своими руками, без обращения к заводским изделиям. Таким образом можно сэкономить большую сумму денег и подобрать дизайн прибора такой, который будет подходить под интерьер квартиры.

Схема светодиодного светильника.

У светодиодов есть своя особенность, заключающаяся в режиме работы постоянного тока и в низкой степени напряжения. Потому для осуществления процесса освещения преимущественно используются такие устройства, как блоки питания. Некоторые самостоятельно паяют электрические схемы на платах, что не так уж просто, особенно для тех, кто не знаком с этой сферой деятельности.

Создавая светильник своими руками, лампу или любой другой осветительный прибор, нужно брать в учет тот факт, что одна треть от такой единицы, как номинальная мощность, будет уходить на преобразование светового потока, остальные же части нужны для тепловых потерь.

Важно помнить о том, что при перегреве светодиодов может произойти сокращение срока работы. Собирая самостоятельно любую конструкцию из светодиодов, должно предусматриваться отведение тепла от всей конструкции во время подачи питания.

Какие светодиоды стоит использовать?

Таблица разновидностей светодиодов.

Первоначально желательно выбрать определенный вид светодиодов, который потребуется. Если рассматривать мощные и маломощные, то первый вид намного выгоднее, из-за того что трудоемкость выше. Отношение маломощных к мощным составляет 20:1. По таким показателям можно сделать вывод о том, что с маломощными светодиодами предстоит намного больше спаивания. Среди мощных светодиодов можно выделить пару разновидностей, одни из которых предназначены для выводных монтажных работ, а другие — для поверхностных. В большинстве случаев используют выводные, так как с ними монтажные работы проводятся намного быстрее.

Источники питания

Для долговечности светодиодов нужен отличный драйвер, а по-другому его можно назвать источником питания. Драйвер может быть корпусным и бескорпусным, с присутствием гальванической развязки и без нее. Если рассматривать именно переделку светильников, то желательно применять вид бескорпусного драйвера, в котором идет гальваническая развязка.

Вид без корпуса очень полезен тем, что он компактен по размеру, а также имеет меньшую степень нагревания. Но есть и свои определенные недостатки, которые проявляются в сложности при креплении.

Использование гальванической развязки, как правило, требуется для обеспечения безопасности, так как в этом случае можно избежать удара током. При отсутствии такой технологии некоторые получают минимальные удары электрического разряда.

Электрическая схема светодиодного светильника.

При выборе драйверов желательно обращать свое внимание на указание минимального и максимального количества светодиодов, которое можно подвести к подключению. Если же такие данные отсутствуют, то стоит просматривать выходные показатели напряжения источника питания.

Источник питания может быть двух видов, один из которых состоит из фильтра электромагнитной помехи, а второй, соответственно, его не имеет. Устройства, которые не имеют фильтров, в большей степени обладают помехами электромагнитных волн и проведения частот на приемники.

Использование радиатора для светодиодов

Для того чтобы пользоваться светодиодом успешно и долго, стоит применять радиаторы, так как они такие же важные составляющие процесса, как и источники питания. Радиатор должен быть выполнен исключительно из алюминия. Найти такой материал очень просто, так как у каждого человека найдется старая посуда из алюминия. Для того чтобы можно было рассеять тепло со светодиода, нужно брать в учет именно размер площади, а не толщину. Стоит отметить, что на компьютерных кулерах установлены вентиляторы, так как без такого устройства тепло от светодиода будет отводиться с минимальной скоростью.

Процесс изготовления светильника своими руками

Перед тем как начать разработку светильника самостоятельно, желательно подготовить все необходимые инструменты. В частности, желательно обзавестись:

Схема корпуса светильника.

базовыми и запасными светодиодами;
микротрансформатором;
мультиметром;
красными светодиодными лампочками;
резистором на 100 Ом;
конденсатором на 400 мкФ и на 10 мкФ;
патроном;
обезжиривателем;
паяльником;
монтажным клеем;
доской;
абажуром.

Первоначально желательно провести проверку каждого светодиода, который будет включен в цепь, и качество питающего напряжения в сетевом кабеле. Чтобы осуществить такой процесс, стоит использовать микротрансформатор. Таким образом, при настраивании и при тестовой проверке будущего прибора освещения регулировка будет проводиться намного плавне.

Для того чтобы измерять, падает напряжение при постоянном токе и воздействии на резистор или нет, и для точного расчета тока диодов применяют мультиметр. Как правило, при самостоятельной сборке стараются использовать шестивольтовые светильники, но нередко могут понадобиться и те, которые рассчитаны на 12 вольт.

Сами же диоды должны быть высокого качества, чтобы можно было избежать неприятного голубоватого свечения, которое не просто испортит внешний вид светильника, но также и навредит глазам.

Схема подключения светодиодных частей на корпус светильника.

Схему сборки можно назвать очень простой и без потери для драйвера. Единственный недочет состоит в отсутствии изоляции у проводов, то есть сам светильник из светодиодов может быть подвержен токовым ударам. Ориентируясь на последние данные, стоит учитывать, что желательно беречь лампу от падения, но впоследствии схема может быть модернизирована.

Резисторы нужны для защиты платы при подключении к сети, чтобы избежать скачка напряжения. В случае его отсутствия желательно применение крошечного выпрямительного моста.
Использование конденсатора 400 мкФ требуется для того, чтобы установить энергию на нужном уровне, которая требуется для передачи и дополнительного добавления ламп, при свободной пропускной способности. Перед работой желательно убедиться в том, что в работе идет именно вид номинального напряжения, которое, как правило, вполовину больше обычного тока в сети.
Применение конденсатора 10 мкФ нужно для создания идеального источника света, а также для исключения таких последствий, как блики и мигания. Высота номинального напряжения в этом случае должна превышать показатели предыдущего конденсатора вдвое.

Если нет возможности приобретения нового патрона, его можно изъять из старой лампы. Для этого нужно аккуратно разбить лампочку, причем так, чтобы не повредилась гнездовая часть патрона. После такой процедуры сам патрон стоит защитить и обработать при помощи обезжиривателя. Важно, что перед установкой отверстие в патроне проверяется еще раз на наличие остатков лампы, которые могут навредить будущей системе освещения, и желательно провести дополнительную обработку при помощи ацетона или спирта.

Крепление патрона к резистору и транзистору

Далее дело идет за паяльными работами. Посредством паяльника проводится установка крошечного выпрямителя, причем материалы должны быть заранее подготовлены и находиться под рукой. Поверхность обрабатывается в обязательном режиме, а сами действия должны быть максимально точны и аккуратны, для того чтобы исключить повреждения уже установленных деталей.

Для того чтобы провести термоусадку, применяют любой вид монтажного клея, так как материал должен быть предназначен для проведения подобных действий, и ни в коем случае не канцелярского назначения.

Установка светодиодных ламп считается самым важным и интересным моментом во всей сборке светильника. Основой будет служить заранее купленная или же приготовленная от старых приборов доска. Если она принадлежала старым конструкциям, то, соответственно, доска должна быть очищена от деталей и различных заусенцев.

Проводя и подключая каждый контакт, их стоит проверять и очищать, если сигнал не поступает. Остается совсем немного — и светильник сможет радовать своего создателя. Для того чтобы завершить работу, нужно попросту собрать все детали, которые имеются. Если быть точнее, то каждая деталь припаивается к планшетке и к устройству резистора. Далее все изолируется при помощи клея, проверяются соединения между диодами для правильного распространения света.

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

1. Простейший светильник для бытовых нужд.

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

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

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

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

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

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

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

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

Припаиваем драйвер.

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

2. Люстра на основе светодиодов.

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

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

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

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

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

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

3. Домашняя светодиодная лампа.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Светильник в коридоре.

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

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

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

5. Светильник в ванной комнате.

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

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

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

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

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

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

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

7. Офисный светильник
Нам понадобится:

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

Можно использовать для изготовления корпус старого светильника

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

Устанавливаем диодные линейки 4 шт.

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

Вариант LED светильника в корпусе (от люминесцентного 2х36Вт)

Со стеклом

Или можно все поставить в офисный светильник 600х600 мм.

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

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

Наносим морилку на дерево.

С помощью клея соединяем 4 дощечки в светильник.

Проходимся наждачной бумагой по светильнику, чтобы придать ему винтажности.

Ставим внутрь светильника светодиодные свечи.

Ночник готов.

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

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

Для начала надо разрезать салфетки на куски нужных размеров.

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

Затем при помощи горячего клеевого пистолета приклеиваем салфетки к банкам.

К пустым местам приклеиваем тесьму.

На этом этапе уже можно посмотреть, как будет светиться.

Осталось задекорировать на стыках тесьму деревянными бусинами.

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

Вот и все, светильник готов.

10. Необычный декоративный светильник.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Постепенно приборы освещения переходят на светодиодные лампы. Произошло это не сразу, был затяжной переходный период с применением так называемых экономок – компактных газоразрядных лампочек со встроенным блоком питания (драйвером) и стандартным патроном Е27 или Е14.

Такие лампы широко применяются и сегодня, поскольку их стоимость в сравнение с LED источниками света не такая «кусачая».
При неплохом балансе цены и экономичности (разница в цене с обычными лампами накаливания со временем окупается за счет экономии электроэнергии), газоразрядные источники света имеют ряд недостатков:

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

Недостатка два:

Направленность светового потока предъявляет высокие требования при конструировании рассеивателя.
Все-таки они дорого стоят (речь идет о качественных брендах, безымянные изделия среднего уровня вполне доступны).

Если ценовой вопрос регулируется подбором производителя, то конструктивные особенности не всегда позволяют просто заменить лампу в любимой люстре. Разумеется, есть богатый выбор классических грушевидных LED ламп, которые подходят под любой размер.
Но именно в этой конструкции кроется «засада».

Перед нами качественная (при этом относительно недорогая) лампа с яркостью свечения 1000 Lm (эквивалент 100 ваттной лампы накаливания), и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня такие LED источники света работают по много лет, светят приятным теплым светом (температура 2700 K), и никакой деградации яркости со временем не наблюдается.
Но для мощного света, требуется серьезное охлаждение. Поэтому корпус у этой лампы на 2/3 состоит из радиатора. Он пластиковый, не портит внешний вид, и достаточно эффективен. Из конструкции следует главный недостаток – реальным источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет подбор светильника – не в каждой рожковой люстре такая лампа будет выглядеть гармонично.
Есть лишь один выход – покупать готовые LED светильники, конфигурация которых изначально рассчитана под конкретные источники света.
Ключевое слово – покупать. А куда девать любимые торшеры, люстры и прочие светильники в квартире?

Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно

Основной критерий – минимизация стоимости.
Есть два основных направления при разработке светодиодных источников света:
1. Применение маломощных (до 0.5 Вт) светодиодов. Их требуется много, можно сконфигурировать любую форму. Не нужен мощный радиатор (мало греются). Существенный недостаток – более кропотливая сборка.
2. Использование мощных (1 Вт – 5 Вт) LED элементов. Эффективность высокая, трудозатраты в разы меньше. Но точечное излучение требует подбора рассеивателя, и для реализации проекта нужны хорошие радиаторы.
Для экспериментальных конструкций я выбрал первый вариант. Самое недорогое «сырье»: 5 мм светодиоды с рассеиванием 120° в прозрачном корпусе. Их называют «соломенная шляпа».

Характеристики следующие:

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

Такое добро продается по 3 рубля пучок на любом радиорынке.
Я купил несколько упаковок по 100 шт. на aliexpress (ссылка на покупку). Обошлось чуть меньше, чем по 1 р. за штуку.

В качестве блоков питания (точнее сказать источников тока), я решил использовать проверенную схему с гасящим (балластным) конденсатором. Достоинства такого драйвера – экстремальная дешевизна, и минимальное потребление энергии. Поскольку нет ШИМ контроллера, или линейного стабилизатора тока – лишняя энергия в атмосферу не уходит: в этой схеме нет элементов с рассеивающим тепло радиатором.
Недостаток – отсутствие стабилизации тока. То есть, при нестабильном напряжении электросети, яркость свечения будет меняться. У меня в розетке ровно 220 (+/- 2 вольта), поэтому такая схема в самый раз.
Элементная база тоже не из дорогих.

диодные мосты серии КЦ405А (можно любые диоды, хоть Шоттки)
пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (с запасом)
1-2 ваттные резисторы
электролитические конденсаторы 47 mF на 400 вольт (можно взять емкость побольше, но это выходит за рамки экономности)
такие мелочи, как макетная плата и предохранители, обычно есть в арсенале любого радиолюбителя

Чтобы не изобретать корпус с патроном Е27, используем сгоревшие (еще один повод от них отказаться) экономки.

После аккуратного (на улице!) извлечения колбы со ртутными парами, остается прекрасная заготовка для творчества.

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

Типовая схема изображена на иллюстрации:

Как работает схема:

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

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

LED лампа в рожковую люстру

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

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

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

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

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

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

Собственно, установка.

Светит равномерно, в глаза не бьёт.

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

LED лампа в плоский потолочный светильник на кухню

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

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

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

Как элементы осветительных приборов, светодиоды появились на рынке относительно недавно. Первые светодиоды были созданы в 1962 году, они излучали слабый красный свет. Для освещения такие приборы не использовались в связи с тем, что излучался очень узкий спектр света, а цена на них была довольно высока.

Светодиодное освещение дома

С развитием технологии изготовления светодиодов появились другие цвета видимого спектра излучения, снизилась стоимость продукции, расширился диапазон применения светоизлучающих приборов. Но по-прежнему им было еще далеко до экономных осветительных систем. Применялись в основном для индикации в электро,- и радиоприборах. Положительными качествами были малое энергопотребление и долговечность.

Светодиоды разного цвета и формы

Плюсы светодиодного освещения

Освещение с помощью светодиодных панелей стало широко применяться при появлении светодиодов с КПД более 50%, в то время как лампа накаливания выдает 3,5-4% КПД. Преимуществ а э той системы освещения:

малое энергопотребление;
экологичность;
срок службы порядка 30000 часов;
надежность;
неограниченное количество включений-выключений;
большая светоотдача;
широкий рабочий диапазон температуры окружающей среды;
малые геометрические размеры;
возможность получения нужного спектра излучения (красный, желтый, зеленый, белый);
возможность регулирования силы светового потока;
низкая рабочая температура.

Положительных качеств много, и они дают преимущество перед традиционными лампами накаливания и энергосберегающей люминесцентной лампой.

Лампа из светодиодов

Как сделать светодиодную лампу? Ее можно изготовить из отдельных светодиодов. Для этого понадобятся штучные излучающие диоды. Соединяя последовательно необходимое количество, можно получить заданную мощность.

Для защиты от выхода из строя элементов требуется установка резистора, который ограничит ток в цепи полупроводника.

Независимо от напряжения питания такой лампы, 220 В или 12 В от автомобиля, резистор рассчитывают так, чтобы рабочий ток не превышал паспортные значения диода. После сборки и проверки можно встроить конструкцию в цоколь обычной лампочки накаливания. Самодельная светодиодная лампа ничуть не хуже заводской, даже имеет преимущество – ее в случае отказа в работе легко исправить, чего не скажешь о заводских изделиях.

Светодиодные светильники

Светильники, в которых активным элементом служит светодиод, называют светодиодными светильниками. Можно использовать существующую люстру, вставив в нее полупроводниковую лампу или же изготовить диодный светильник своими руками , чтобы использовать его для освещения дома. При наличии навыков можно изготовить светильник из светодиодной ленты, применяя разработанные принципиальные схемы.

Светодиодная лента для изготовления светильника

Лента представляет собой набор светодиодов, соединенных между собой должным образом в заводских условиях. Ее можно резать по секциям и соединять в параллельные и последовательные цепи. В схему встроен ограничивающий ток резистор. Напряжение питания обычно применяется 12, 24, 36 и 220 В.

Комбинируя количество секций, можно получить требуемую освещенность и потребляемую мощность. Для подключения к сети 220 В можно собрать схему понижения напряжения, если планируется использовать ее для освещения автомобиля (на напряжение 12В). При использовании ленты из светодиодов на напряжение 12В применяют специальные драйвера, или стоит потратить время на изготовление самодельного электропитающего устройства.

Светильник своими руками

Можно создать конструкцию потолочного, настенного, напольного или настольного светильника по своему вкусу и под существующий интерьер. Использовать можно любые подручные материалы: от воздушных шаров до железных конструкций.

Необходимо определиться с типом применяемых светодиодов или готовой ленты. Если это диоды – просчитать нужное количество, если лента – нужную длину.

Эти данные понадобятся для расчета потребляемой светильником мощности.

Светодиоды соединяют последовательно по 3-4 штуки, в зависимости от рабочего напряжения диода и последовательно с ними ставится ограничительный резистор, предотвращающий перегорание диода при превышении номинального тока. При необходимости увеличения светового потока, параллельно устанавливают еще 2-3 таких блока. Так можно сделать и настольную лампу, и лампу для автомобиля.

Мощность потребления известна. Один из вариантов – приобретение драйвера. Его параметры должны соответствовать параметрам потребления светильника или быть немного большими.

Если параметры потребления будут больше параметров драйвера, он выйдет из строя и, что вполне вероятно, выйдет из строя сама светодиодная конструкция.

Схема блока питания на 12 В

Трансформатор Т1 с параметрами: входное напряжение 220 В, выходное – 9-12 В. Можно использовать готовый трансформатор от старого телевизора. Следующий элемент – диодный мост Д1-Д4. При наличии свободного диодного моста от зарядного устройства автомобиля, можно использовать его. Напряжение, на которое рассчитана работа диодов, должно быть выше 12 В, а ток выпрямления больше тока потребления светодиодного светильника.

Элемент А1 – любой стабилизатор напряжения с рабочим током, превышающим ток потребления светильника, и напряжением на выходе 12 В. Все элементы схемы доступны в любом магазине радиодеталей. Собрать и спаять схему можно с помощью паяльника, закрепив все детали в пластиковый корпус. Печатный монтаж здесь будет излишним, подойдет навесной с соблюдением правил качественной пайки.

Напряжение входной цепи 220 В опасно для жизни человека. При работе следует соблюдать правила техники безопасности.

После окончания монтажа нужно закрепить все детали в корпусе и вывести наружу два провода для подключения входного напряжения и два для 12В. Обязательно пометить провода входные «+» и «-» выхода для исключения переполюсовки. Из практики: красный провод обозначает плюс, синий – минус.

Диодный светильник для дома своими руками сделан, он радует глаз и экономит электроэнергию.

Светильник для авто

Напряжение автомобильного аккумулятора – 12 В. При работе автомобиля на больших оборотах генератор вырабатывает большее напряжение – 14-14,5 В. Это необходимо для зарядки аккумулятора автомобиля. Эту информацию важно учитывать для того, чтобы собрать энергосберегающую лампу для авто.

Подсветка днища автомобиля светодиодной лентой

Если использовать для этого светодиодную ленту, то никакой дополнительной схемы применять не надо. Взять ленту на 12В, отрезать необходимый размер и, соблюдая полярность, подключить ее к сети автомобиля вместо обычной лампочки.

Своими руками. Видео

Как собрать светодиодный светильник своими руками для подвесного потолка, рассказывает видео ниже.

Используя ленту для подсветки днища кузова, можно получить очень красивый эффект. Полученную систему освещения можно назвать энергосберегающей, потому как потребление энергии авто существенно снизится.

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:

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.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
	Конденсаторы
C1	Конденсатор	0.33 мкФ 400 В	1	В блокнот
C2	Электролитический конденсатор	3.3 мкФ 400 В	1	В блокнот

	Резисторы
R1	Резистор