Светодиодный светильник

Светодиодный светильник

Наш канал в YouTube

 

Тема светодиодного освещения является, пожалуй, одной из самых популярных среди радиолюбителей. В большинстве случаев на просторах интернета среди самодельных светодиодных источников, мне приходилось встречать лампы, выполненные из отдельных светодиодов и установленные в корпус неисправной энергосберегающей лампы вместе с блоком питания.

Такая компоновка позволяет использовать светодиодную лампу вместо обычной лампы накаливания без всякой переделки светильника. Некоторым недостатком данной конструкции необходимо признать относительную сложность изготовления печатной платы, которая обычно имеет форму круга. Пример реализации самодельной светодиодной лампы, выполненной из отдельных светодиодов, приведен на рис. 1.

 

 

Рис. 1

 

Вместе с тем, в настоящее время очень широкую популярность получили светодиодные ленты. Но, как правило, их используют в основном для декоративной подсветки и очень редко - в качестве освещения. Однако, если не для основного освещения, то для локальной подсветки определенных зон, использование светодиодных лент может быть довольно эффективным. Поэтому, сегодня мы поговорим о создании простого светильника на основе светодиодной ленты.

Светодиодная лента – это гибкая «печатная плата», на которой размещены бескорпусные светодиоды и токоограничивающие резисторы. Конструкция ленты позволяет отрезать от неё нужные куски в зависимости от конкретных требований.  Рядом с линией разреза имеются контактные площадки, к которым припаиваются питающие провода. С обратной стороны на светодиодную ленту нанесена самоклеящаяся пленка. Наиболее популярными являются ленты с питанием 12В.

В своё время я заказывал на ebay.com светодиодную ленту белого свечения Waterproof 5050 SMD LED Strip (рис. 2).

 

Рис. 2

 

Данная светодиодная лента имеет следующие характеристики:

• угол излучения света – 120 градусов
• напряжение питания – 12В
• потребляемый ток – 1,2А на 1 метр
• световой поток – 780-900 Lm/m
• класс защиты – IP65

Почти год лента пролежала без дела, но когда во второй раз у меня «вылетел» ЭПРА (электронный пускорегулирующий аппарат) в люминесцентном светильнике, используемом для подсветки рабочего места около компьютера, я понял, что нужно переходить на более современные способы организации освещения.

В качестве корпуса был использован все тот же вышедший из строя светильник для люминесцентных ламп мощностью 8 Вт и длиной 30 см. Его переделка под «светодиодный вариант» очень проста. Светильник разбираем, извлекаем плату ЭПРА и наклеиваем на внутреннюю поверхность светильника светодиодную ленту. Всего получилось шесть сегментов по три светодиода в каждом сегменте или в общей сложности 18 светодиодов, установленных с интервалом в 15 мм между ними (рис.3).

 

Рис. 3

 

Неисправный ЭПРА выбрасывать не нужно, его печатную плату вполне можно использовать для блока питания нашего светильника. Да и не только, плату, а и некоторые его компоненты (разумеется, при условии, что они остались исправными), например, диодный мост. На блоке питания остановимся более подробно.

Для питания светодиодов необходимо применять блоки питания со стабилизацией по току. Иначе светодиоды будут постепенно разогреваться до критической температуры, что неизбежно приведет к их выходу из строя. Наиболее простым и оптимальным решением в нашем случае будет использование бестрансформаторного блока питания с балластным конденсатором (рис. 4)

Рис. 4

 

Сетевое напряжение гасится балластным конденсатором С1 и подается на выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. С выпрямителя постоянное напряжение поступает на сглаживающий фильтр С2. Резисторы R2 и R3 служат для быстрой разрядки конденсаторов С1 и С2 соответственно. Резистор R1 ограничивает ток в момент включения светильника

Основным элементом данной схемы, который требует расчета, является конденсатор С1. Именно от его номинала зависит ток, который может обеспечить блок питания. Для расчета проще всего воспользоваться специальным калькулятором.

Максимальный ток, согласно паспортных данных, при длине отрезка светодиодной ленты 30 см должен составлять 1,2 А / 0,3 = 400 mA. Разумеется, не стоит питать светодиоды максимальным током. Я решил ограничить его приблизительно на уровне 150 мА. При таком токе светодиоды обеспечивают оптимальное (для субъективного восприятия) свечение при незначительном нагреве. Введя исходные данные в калькулятор, получаем значение емкости конденсатора С1, равное 2,079 мкФ(рис. 5)

 

 

Рис. 5

 

Выбираем наиболее близкий стандартный номинал конденсатора относительно полученного в расчете. Это будет номинал 2,2 мкФ. Напряжение, на которое рассчитан конденсатор, должно быть не менее 400В.

Также для расчета емкости балластного конденсатора можно воспользоваться этим онлайн калькулятором:

 

Расчет балластного конденсатора:

Введите параметры для расчета:

 

   Питающее напряжение, Вольт
   Ток нагрузки, Ампер
   Напряжение нагрузки, Вольт
  
   Ёмкость конденсатора (мкФ).

 

Выполнив расчет балластного конденсатора и подобрав элементы схемы блока питания, размещаем их на плате неисправного ЭПРА. Все лишние детали желательно удалить (кроме моста из четырех диодов). Внешний вид платы блока питания, приведен на рис. 6.

 

Рис. 6

 

Подключаем светодиодную ленту к блоку питания, включаем его в сеть, и проверяем светильник в работе.

После монтажа и проверки в работе блока питания, устанавливаем его в корпус и размещаем модернизированный светильник из светодиодной ленты на место постоянной эксплуатации (рис. 7) 

 

Рис. 7

 

Внимание! Данная схема блока питания является бестрансформаторной и не имеет гальванической развязки с питающей сетью. При монтаже и наладке необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Блок питания должен быть установлен в корпус из изоляционного материала, необходимо обеспечить невозможность прикосновения к его токоведущим частям во время эксплуатации светильника.

Настоятельно не рекомендуется включать блок питания без подключенной светодиодной ленты!

 

Калькулятор расчета балластного конденсатора.

Рекомендуем почитать следующие материалы: Схемы управления освещением

Категория: | Просмотров: 42069 | Добавил: Admin | Теги: | Рейтинг: 5.0/9 | - Оценить - Отлично Хорошо Неплохо Плохо Ужасно
Всего комментариев: 18

Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые

14 puckanych   (10.03.2016 22:12) 0 Спам Добрый день! Парни, а не подскажите профану в схемотехнике и электронике: балластный конденсатор, который на 2,2 мкФ, можно поставить вместо неполярного, электролит? Под рукой только полярный нужного номинала... Извиняйте за глупый вопрос, и спасибо.

15 Admin   (11.03.2016 08:18) 0 Полярные электролитические конденсаторы в цепях ПЕРЕМЕННОГО тока использовать категорически запрещено !!!

16 puckanych   (11.03.2016 11:16) 0 Спам Благодарю! А если смастерить из двух электролитов "неполярник" путем "встречно-последовательного" подключения? Спасибо.

17 Admin   (11.03.2016 17:25) 0 Не занимайтесь ерундой, если не хотите получить "бух" и электролит в глаза. Найдите нормальный неполярный неэлектролитический конденсатор типа К73-... на напряжение не менее 400В

18 puckanych   (11.03.2016 22:38) 0 Спам Спасибо

7 kyzmich_nsk   (03.02.2016 07:05) 0 Спам Люди добрые, подскажите для лузеров, а без нагрузки данная схема будет работать? Собрал данную схему, включил, без нагрузки, для проверки, думаю, померю чё там на выходе, весело взорвался полярный конд. (причём у меня он стоял на 100в.) Единственное, диоды заменил мостом DB107. И конденсатор (балласт) на 4,7 мкф (лента подлинее). Напряжение на выходе после фейерверка составило 210-220в (постоянка). Так вот вопрос (мне для понимания процесса): когда нет тока нагрузки, падения напряжения на балластном конденсаторе нет тоже? и соответственно чем больше ток нагрузки, тем падение больше?  Подскажите пожалуйста, а то голову сломал, не могу понять причину безвременной кончины полярника)

8 Admin   (03.02.2016 11:04) 0 Настоятельно не рекомендуется включать такие блоки питания без нагрузки. В них выполняется стабилизация по току, а не по напряжению. Поэтому без нагрузки (светодиодной ленты) на выходе действительно будет около 220В Для предотвращения взрыва кондесатора без нагрузки нужно применить электролитический конденсатор на 400В. Кроме того, необходимо включить паралельно нагрузке (электролитическому конденсатору) стабилитрон на 12-15В, типа Д814Г. Он защитит конденсатор в случае обрыва ленты.

9 kyzmich_nsk   (03.02.2016 19:00) 0 Спам Спасибо за ответ! И в догонку ещё один вопрос (пока удача улыбнулась): Не сгорит стабилитрон Д814Г в случае обрыва ленты от напряжения 220? Нужен ли последовательно со стабилитроном в этом случае какой-нибудь ограничивающий резистор, и если да, то как хотя бы приблизительно рассчитать его номинал, и будет ли зависеть его номинал от тока нагрузки?

10 Admin   (03.02.2016 19:50) 0 При указанной на схеме емкости конденсатора 2,2 мкФ ток через стабилитрон (при отключенной светодиодной ленте) должен быть не более 2...3 мА. Так что в принципе резистор и не нужен.

11 kyzmich_nsk   (04.02.2016 20:17) 0 Спам Уважаемый админ, я понимаю, что уже достал своей наивностью, но уж очень хотелось бы понять, что не так)) Если можно, то опять прошу совета: По замене деталей, которые были мной произведены: 1. Вместо диодов-диодный мост db107. 2. Вместо Д814Г - стаб.1N4741A на напряжение стабилизации 11в. 3. Конд. полярный (после взорванного накануне -470мкф х 200в. Балластный конд. всё-таки уменьшил до 2.25мкф х400в. В общем, что под рукой было. Сильно греется резистор на 10 ом (0,5вт). 20сек- и за него взяться нельзя.Заменил на случайно подвернувшиеся два последовательно соединённых двухваттных резистора по 5,6 ом. Помогло слабо. работает до нагрева минут пять. Правда на момент испытания напряжение в сети какого-то лешего аж 260В было. При таком напряжение и подключенной ленте падение напряжения на балластнике составило 256в. Напряжение на стабилитроне 9,5В. (привожу показания фактически замеренных мультиметром значений). Ток через светодиодную ленту вышеозначенный мультиметр кажет 0,15А. Самое интересное, что эта же схема была реализована год назал в ночнике, использовалось всего два сегмента ленты. Никаких проблем. Схема отработала все ночи уже год (маленький ребёнок в семье) и ломаться тьфу-тьфу не собирается, жена не нарадуется:) А тут как чёрная кошка дорогу перебежала.. Куда ещё можно копнуть, чего померить и чего заменить??? Понимаю, что Ваш сайт - не школа радиолюбителей, но попросить помочь больше некого)

12 wojda   (25.02.2016 11:29) 0 Спам не силен я в ТОЭ. Тоже думаю подобное собрать и с применением Ваших компонентов (не отечественных). Вот только беда с резистором на 10 Ом, да и админу лень исправить схему. Какого везде 100 стоит, на других ресурсах такая же схема, кипипаст, стоит 100. Может 100 стоит попробовать? Вы говорите, что ночник уже года пашет, резистор греется сильно?

13 Admin   (26.02.2016 21:38) 0 А вы не задавались вопросом, что если везде в "копипасте" 100 Ом, а в "оригинале" 10 Ом, то по логике, где должно быть правильно? По поводу нагрева. Решите простейшую задачу в одно действие - при одинаковом потребляемом токе нагрузкой, на каком резисторе выделится больше тепла - 10 или 100 Ом?

6 wojda   (23.06.2015 15:38) 1 Спам Можно ли откинуть все элементы, оставив только кон-р С1. Без моста, пускай лента питается переменкой.

4 neokit   (12.10.2014 19:26) 0 Спам Всё нормально на 10 ом не дымит), но всё таки видимо зависимость от мощности есть так как увеличив ёмкость конденсатора до 4,7 резистор стал сильно греться...

5 Admin   (13.10.2014 09:22) 0 Рекомендую особо не увлекаться увеличением тока. На яркости свечения немного выиграете, а для светодиодов это не есть хорошо. Я обычно выбираю такой ток, при котором светодиоды не греются вообще.

3 neokit   (12.10.2014 14:00) 0 Спам Без резистора горит периодически стабилитрон) Попробую вечерком резистор на 10 ом.

2 Admin   (11.10.2014 21:08) 1 Спасибо, там номинал должен быть 10, а не 100 Ом. Исправил. Я делал несколько таких блоков питания, устанавливал резисторы 9,1 Ом. В принципе, можно этот резистор вообще исключить из схемы.

1 neokit   (11.10.2014 10:11) 0 Спам Мощность R1 зависит от мощности нагрузки ? А то резистор на 0,5 вата дымит вовсю паразит. Может из-за того что стабилитрон поставил 1N4742A ? Просто такие бп не делал никогда, а тут решил попробовать)