• Светодиодная лампа своими руками

    Светодиодное освещение в декоративных целях и в качестве основного освещения на сегодня является самым перспективным. Кроме того, стоимость светодиодных источников света в пересчете на единицу освещенности уже сегодня сравнялась с энергосберегающими лампами, и намного превосходит по энергетической эффективности и сроку службы. Я тоже решил не отставать от прогресса и для начала сделать светодиодные лампы с минимальными вложениями денежных средств, взамен ламп накаливания и энергосберегающих ламп с обычным цоколем E27. Вариантов и схем ламп, собрать которые сможет любой начинающий радиолюбитель, в просторах интернета множество. Моя реализация данной затеи тоже не претендует на оригинальность, главными критериями я выбрал минимальные затраты и простоту повторения.

    Светодиодная лампа своими руками

    В качестве источника света я выбрал гибкую светодиодную ленту, состоящую из светодиодов smd 5050, количество светодиодов - 60 шт/м (300 шт на 5 м), цвет - белый 5500-6500 К, питание - 12 V, максимальная мощность - 14,4 Вт/м (72 Вт на 5 м), угол рассеивания - 120°, степень пылевлагозащиты - IP33 (незащищенная). Покупал тут.

    Энергосберегающая лампа послужит донором цоколя, кроме того, затратив несколько радиодеталей, из электронного балласта можно изготовить импульсный блок питания небольшой мощности (но это уже совсем другая история).

    Донор цоколя

    Разбирать лампу стоит предельно осторожно, колба содержит пары ртути. Ни в коем случае не выбрасывайте колбу в мусорное ведро, энергосберегающие лампы требуют специальной утилизации.

    Разбираем энергосберегающую лампу

    В качестве корпуса светодиодной лампы можно использовать любую трубку подходящего диаметра, например пластиковую водопроводную. Мне же приглянулся, опустошенный недавно, аэрозольный баллон из под геля для бритья. Выбранный мной вариант считаю более подходящим, так как металлический корпус будет отводить от ленты лишнее тепло (об этом позже). К тому же, в процессе примерки выяснилось, что добытый цоколь идеально подходит по диаметру к горлышку баллона.

    Материал для корпуса лампы

    Вооружившись необходим инструментом, подготовим баллон. Извлекаем крышку вместе с распылительным клапаном и отрезаем донышко. Чтобы улучшить температурный режим, для циркуляции воздуха в верхней части баллона проделываем несколько отверстий.

    На подготовленный корпус наматываем светодиодную ленту, сначала примеряем ее не отклеивая защитный слой самоклейки. Если все устраивает, начинаем аккуратно вклеивать ленту. В моем случае влезло ровно 2,5 метра ленты, потребление тока светодиодной ленты такой длины при напряжении 12 В оказалось в пределах 1,6-1,7 А (ток постепенно увеличивается после включения, при нагревании ленты). Таким образом получаем расчетную мощность нашей лампы приблизительно 20 Вт, что соответствует лампам накаливания мощностью 150 Вт. В зависимости от требуемой мощности, можно взять трубку необходимой длины и диаметра.

    Намотка светодиодной ленты

    В качестве источника питания для такой лампы в закромах был найден стабилизированный импульсный блок питания, достаточно неплохого исполнения, в свое время извлеченный из неисправного монитора. Блок питания рассчитан на выходное напряжение 12 В при токе 2 А, таким блоком можно запитать светодиодную ленту мощностью до 25 Вт.

    Блок питания

    Проделав несколько тестовых включений на продолжительное время, приступаем к финальной сборке лампы. Как уже отмечалось ранее, цоколь идеально подошел по размеру к горлышку баллона, для закрепления понадобилось всего несколько капель супер-клея. Блок питания со всеми припаянными проводами аккуратно разместил внутри корпуса. Чтобы надежно закрепить блок питания и для изоляции его от металлического корпуса, использовал куски гофрированной трубы ПВХ.

    Готовая светодиодная лампа

    Крепление блока питания

    Результат можно оценивать только субъективно, потому как оборудования для замера освещенности, коэффициента пульсации и других параметров не имеется. Лампа была установлена в помещении площадью 12 кв. м. взамен трех энергосберегающих ламп по 15 Вт (такие же как донор цоколя). Визуально освещенность стала выше, хотя цветовая температура стала немного холоднее.

    Она работает!!!

    Следует отметить, что если мастерить такую светодиодную лампу из приобретенных в местных магазинах комплектующих, ее стоимость окажется выше, чем у фабричных ламп с такими же параметрами. Имеет смысл изготавливать такую лампу лишь в том случае, если большинство комплектующих уже имеется в наличии в хозяйстве. В моем случае, к покупным относиться лишь светодиодная лента, затраченные 2,5 метра, на момент написания статьи, обошлись мне в 200 руб. В нашем городе светодиодную лампу с заявленной мощностью 20 Вт можно купить минимум за 400 руб., средняя цена - 600 руб.

     

     

  • Перегрев светодиодной ленты

    У всех источников света со временем уменьшается световой поток, например, у ламп накаливания - в результате износа нити накала, у энергосберегающих ламп - по причине деградации светопоглощающих элементов. Основная причина потери светового потока у светодиодов - перегрев. Поэтому, чтобы получить заявленный долгий срок службы светодиодной ленты (50 000 часов), необходимо обеспечить ее работу в оптимальном температурном режиме. Проще говоря - не допускать длительную работу с превышением рабочей температуры. На графике ниже показано снижение яркости белых светодиодов в зависимости от температурного режима работы.

    Срок службы светодиодов

    При начальной проверке лампы перед сборкой я проводил тест в течение 30 минут в достаточно прохладном помещении (температура +18 °С), температура светодиодной ленты не поднималась выше +40 °С. Испытание собранной лампы на рабочем месте показало, что она нагревается до 65 °С, длительная работа в таком режиме крайне негативно скажется на сроке службы. Вариантов решения данной проблемы несколько: можно улучшить охлаждение, можно ограничить ток, можно уменьшить напряжение питания. В моем случае самым простым оказалось снижение питающего напряжения. Дело в том, что, как и в большинстве импульсных блоков питания, в моем блоке, выходное напряжение задается регулируемым стабилитроном TL431. Требуемое напряжение формирует делитель напряжения состоящий из двух резисторов. Кусок схемы блока питания выглядит следующим образом:

    Стабилизатор TL431

    В моем случае резисторы имеют следующие номиналы R1 18 кОм и R2 4,7 кОм, при таком соотношении и получаем наши 12 В. Меняя номинал одного из сопротивлений можно получить требуемое напряжение стабилизации. Я решил поступить хитрей, установил вместо резистора R2 многооборотный подстроечный резистор на 10 кОм и получил регулируемый блок питания.

    Подключение подстроечного резистора

    Установка питающего напряжения

    Экспериментально установил, что при снижении напряжения до 10,5 В субъективно не происходит снижения освещенности, потребляемая мощность при этом составляет 15 Вт. Дальнейшее тестирование показало, что при таком рабочем напряжении лампа не нагревается выше 45 °С, что вполне приемлемо. Таким образом мы получили достаточно дешевый источник качественного света для освещения нашего сервисного центра.