Как сделать диодную лампу

Светодиодные лампы – до сих пор не более чем новомодная штуковина, непонятная и дорогая. Многие хозяева хотели бы использовать такие лампы у себя дома, но их по-прежнему останавливает цена диодных ламп, недостаток ассортимента в местных магазинах и недопонимание принципа работы. Но мы предлагаем вам попробовать собрать этот интересный источник света собственными руками, предварительно познакомившись с устройством светодиодных ламп, их достоинствами и преимуществами использования.

Содержание:

1. Проблема энергосбережения
2. Достоинства энергосберегающих ламп
3. Простая схема диодной лампы
4. Преимущества самостоятельной сборки
5. Изготовление диодной лампы
   • Инструменты и материалы
   • Подготовительные работы
   • Генерация схемы светодиодов
   • Сборка и склейка светодиодов
   • Подсоединение резисторов
   • Финальные работы

Проблема энергосбережения

Вопрос энергосбережения в результате мирового кризиса стал еще более актуальным. В 27 странах Евросоюза в связи с этим с сентября 2009 запрещена продажа привычных ламп накаливания, которые имеют мощность 100 и больше ватт. В странах Европы планируется в ближайшем будущем ввести эмбарго на реализацию 60-ти ваттных лампочек – самых популярных у покупателей, а затем и полностью отказаться от лампочек накаливания.

В текущем году Конгресс Соединенных Штатов Америки принял закон, который гласит об отказе от использования ламп накаливания. Согласно этому жители США и Евросоюза должны перейти на энергосберегающие источники света – светодиодные и люминесцентные лампы. В России прекращение выпуска и реализации ламп накаливания ожидается в ближайшем будущем.

Светодиоды еще 10 лет назад использовались только в качестве индикаторов, потому что сила света достигала не больше 2 микрокандел. Сегодня возникли сверхяркие светодиоды, сила излучения которых доходит до пары десятков кандел. Используя такие мощные светодиоды вместе с полупроводниковыми преобразователями, появились возможности создания источников света, которые выдерживают конкуренцию с лампами накаливания.

Достоинства энергосберегающих ламп

Преимущества применения энергосберегающих ламп хорошо известны. В первую очередь хочется вспомнить о низком потреблении энергии, а кроме того и о высокой надежности. В настоящее время самыми распространенными являются люминесцентные лампы, потребляющая мощность которых составляет 20 Ватт, что дают такую же освещенность, как стоваттные лампы накаливания. Подсчитать нетрудно, что экономия электроэнергии - в пять раз.

В производстве в последнее время осваиваются безцокольные диодные лампы. Технические показатели долговечности и экономичности у них выше, чем у люминесцентных светильников. Электроэнергии в этом случае потребляется в 10 раз меньше, чем лампочками накаливания. Долговечность ламп накалывания составляет 1 тысячу часов, ЛЛЭС – 4 тыс. часов, а вот долговечность энергосберегающих диодных ламп достигает 50-ти тысяч часов и больше. К слову сказать, ЛЛЭС 4 тыс. обещанных часов не работают.

Источники освещения нового поколения, безусловно, стоят дороже обыкновенных ламп накаливания. Но необходимая для работы диодных ламп мощность – значительно меньше при повышенной долговечности. Два этих показателя призваны компенсировать с лихвой дороговизну новых ламп.

Эффективность светодиодного света на сегодняшний день приблизительно соответствует ртутным лампам, однако стоимость различается на порядок. Но если вы закроете глаза на цену, начнутся одни плюсы. Сейчас нет возможности утилизации ламп, содержащих ртуть, а вот диодные модели можно и на помойку выбросить. Современные светодиоды позволяют всем желающим собрать ЛСД любой мощности и с любым спектром.

Простая схема диодной лампы

Самая простейшая схема диодной лампы содержит минимальное число деталей: гасящий резистор и всего 2 диода. На схеме показано, что светодиоды включены параллельно. Каждый из них при подобном включении защищает от обратного напряжения другой. Напряжение диодов невелико, и оно не выдерживает напряжения сети явно.

Помимо этого, двойное включение увеличивает до 100 Гц частоту мерцания диодной лампы, что на глаз не заметно и не утомляет зрение. Достаточно вспомнить, что в подъездах обычные лампы подключали в целях экономии через диод.

Если двух светодиодов нет, то можно заменить один из них обычным выпрямительным диодом, защищающим излучающий светодиод от обратного напряжения. Направление его включения – как у недостающего светодиода. Частота мерцания диода при таком включении достигает 25 Гц, что на глаз уже будет заметно.

Резистор для ограничения тока должен иметь сопротивление 10 - 11 КОм. А его мощность должна составлять не меньше 5 ватт. Его можно составить из 3 резисторов, которые имеют мощность 2 Вт, для уменьшения нагрева. При покупке светодиодов необходимо узнать марку диода для определения его номинального прямого тока. Исходя из данной величины, и нужно подбирать сопротивление резистора.

Конструкция диодной лампы, собранной по самой простой схеме, не требует от вас определенных знаний: ее можно сделать в корпусе от обычной негодной люминесцентной лампы. Простота данной схемы даже не требует наличия печатной платы: можно соединить детали навесным монтажом, поэтому конструкция произвольная.

Преимущества самостоятельной сборки

Большинство светодиодных ламп, которые представлены в продаже, имеют завышенные характеристики. Производители зачастую указывают количество света от светильника, суммируя попросту световой поток светодиодов, которые входят в конструкцию. Но это в корне неправильная методика.

Любая арматура, что призвана ограничивать, направлять и формировать диаграмму потока света, будь то рассеиватель, линза или отражатель, уменьшает количество света, производимое лампой. К примеру, вышеуказанные галогенные лампы, будучи заключенными под матовые рассеиватели, теряют близко половины светового потока.

Желательно разбираться в таких нюансах, чтобы после покупки готовой светодиодной лампы не было разочарования. Проблема также кроется в том, что продавцы зачастую не способны дать по этому поводу квалифицированную консультацию. А вот собирая своими руками диодную лампу, вы сможете всегда быть уверены, что источник света имеет именно такие характеристики, о которых вы мечтали.  

Изготовление диодной лампы

Чтобы собрать светодиодную лампу самостоятельно, особых навыков вам не потребуется. Полчаса времени, желание и несколько инструментов - все, что необходимо, чтобы получить экономичный и современный источник света.

Инструменты и материалы

Светодиодные лампы изготавливаются на базе обыкновенных галогеновых ламп GU4 (MR11), в итоге вы получаете девайс на 12 вольт для использования на улице и в доме. Для самостоятельной сборки диодной лампы понадобится одна галогеновая лампа (новая или перегоревшая), со снятым стеклом и светодиоды (количество по желанию). Но помните, что работать с 22 светодиодами уже практически невыносимо.

Когда будете подготавливать материалы для изготовления лампы, учтите, что является очень важным фактором, какие именно вы выберете светодиоды. Слегка рассеянный свет лучше, чем узконаправленный. Самодельная диодная лампа будет работать лучше всего не с привычным для вас напряжением 230 вольт, а с источниками тока в 12 вольт.

После этого отыщите в Интернете онлайн-калькулятор, где вы сможете подобрать схему для изготовления светодиодной лампочки именно для вашего напряжения от источников питания и числа светодиодов. Подготовьте монтажный и супер-клей. Можно в принципе взять любой клей, который способен быстро схватываться и высыхать.

Дальше подготовьте припой, паяльник, дырокол, медный провод и маленький кусочек алюминия, который имеет толщину близко 0,2 миллиметра. Для этого даже баночка из-под «Пепси» подойдет, если у вас получится выпрямить кусочек металла, вырезанный из нее. Какие взять резисторы, посмотрите по сгенерированной схеме.

Подготовительные работы

Подготовьте обычную отвертку и с её помощью повынимайте белую замазку, которая виднеется возле ножек лампы. Если надавить на замазку, она будет отлично крошиться. Продолжайте так делать, действуйте осторожно, так как галогеновая лампа является достаточно хрупкой, и её можно испортить сильными нажатиями на отвертку.

После того, как большое количество замазки вынуто, положите лампочку ножками кверху на стол. Ударьте по ножкам молотком, сильно, но мягко. Галогеновая лампочка выпадет на стол, и пустым останется отражатель. Если в лампе осталось немножко белой замазки, в этом нет ничего страшного - наоборот, для продолжения работы это пригодится.

Алюминиевый диск дополнительно работает как отражатель. Чтобы вырезать его, понадобится бумажный шаблон. Подобные шаблоны рассчитаны на светодиоды, которые имеют диаметр 5 миллиметров, и распечатываются в натуральный размер.

Следует распечатать нужный шаблон и вырезать по его контуру ножницами. Зафиксируйте шаблон каплей клея на листе алюминия и по контуру шаблона вырежьте круг. После этого выбейте в нем дыроколом дырочки.

Генерация схемы светодиодов

На странице онлайн калькулятора, который генерирует схемы подключения диодных ламп, необходимо заполнить четыре поля:

• Напряжение источника питания: для таких ламп данный показатель обычно составляет 12 вольт;
• Напряжение самого диода: параметр различается для светодиодов различных цветов: IR – 1,5, оранжевый - 2, красный - 2, зеленый – 2,2, ультрафиолетовый – 3,3;
• Сила тока диода в миллиамперах: как правило, это число указывается на упаковке светодиода, в противном случае следует по умолчанию поставить «20»;
• Число светодиодов в вашем приборе.

После этого на экране появится схема соединения диодов совместно с резисторами.

Сборка и склейка светодиодов

Положите на какую-то подставку алюминиевый диск. Можете взять кусок трубки, которая подходит по диаметру. Вставьте в дырки алюминиевого круга светодиоды ножками вверх. При этом стоит следить, чтобы рядом с анодом одного светодиода располагался катод другого диода - так их проще паять.

Необходимо капнуть немного клея между светодиодами. Делайте это аккуратно, чтобы клеящийся состав не попал на ножки диодов, иначе клей при пайке даст практически прозрачный дымок, что является очень вредным для глаз. Плакать, по меньшей мере, можно час!

После того, как на свое место вы поставили диоды, следует взять строительный клей и аккуратно залить до самых ножек светодиоды, чтобы конструкция превратилась в единое целое. Прежде чем состав застынет окончательно, может пройти от пары часов до суток. Однако стоит дождаться, когда он полностью затвердеет.

Затем возьмите ногтекуску и подрежьте с её помощью ножки светодиодов, не забывая, что рядом возле катода одного светодиода расположен анод другого. Главное при этом - не перепутать, где располагается катод, а где - анод.

Теперь нужно спаять ножки. По схеме вы поймете, сколько светодиодов должно быть в цепочке. Спаивайте последовательно это количество светодиодов, минус к плюсу. У начального светодиода, который вы будете подключать к питанию, оставьте длинной ножку «+», у последнего - ножку «–». Укоротите наполовину минусовые ножки, чтобы не перепутать минус с плюсом.

Подсоединение резисторов

В итоге вы имеете спаянные вместе диоды, от которых торчат 6 плюсовых длинных ножек и 6 минусовых коротких ножек. Теперь нужно припаять к минусовым ножкам резисторы. Сначала необходимо так спаять плюсовые ножки, чтобы они все соединились между собой. Делается это для того, чтобы плюсовые ноги не касались никаких других, иначе возникнет короткое замыкание.

После этого к минусовым ногам вертикально припаяйте резисторы. Паяйте неторопливо - температура жала способна разрушить светодиод, возле которого оно находится. Затем резисторы спаяйте вместе согласно схеме – не нужно располагать их вертикально, их следует уложить на светодиоды таким способом, чтобы вся конструкция смогла вместиться в отражатель.

В вашей конструкции в итоге останутся две группы «ножек» - минусовые ножки резистора и плюсовые ножки диодов. К ним следует припаять по куску проволоки или медного провода для имитации цоколя галогеновой лампы. Возьмите кусок, который припаян к минусу, покороче. Если под рукой у вас имеется клеевой пистолет, нужно клеем заполнить все пространство между ножками и проводами.

Финальные работы

Возьмите отражатель от галогеновой лампочки и вставьте светодиодный диск в него. Места будет достаточно, если вы правильно все спаяли. После этого необходимо приклеить диск к отражателю с помощью любого строительного клея или супер-клея – приклеить необходимо, как можно лучше, так как данный слой клея является единственным, что делает диодную лампу единым целым.

После того, как клей застынет (светодиодный диск держите все это время прижатым к отражателю), на цоколе лампы напишите перманентным маркером, где плюс располагается, где минус, и на какое напряжение рассчитана лампа.

Отрежьте проволоку или провода таким методом, чтобы их длина равнялась длине ножек галогенновой лампочки. И теперь можно подключить диодную лампу к источнику тока, к примеру, автомобильному аккумулятору и проверить её. Эта лампа производит насколько яркий свет, что если на лампу смотреть в упор, то данный свет будет ослеплять.

Таким образом, если вас интересует проблема энергосбережения, стоит подумать об использовании энергосберегающих диодных ламп. Безусловно, их можно купить в специализированном магазине, однако цена их пока держится на высоком уровне. Поэтому целесообразно поинтересоваться, как сделать диодную лампу своими силами. Этот процесс у вас не отнимет много времени!