Сколько кирпичей нужно для печи и как рассчитать количество раствора?

Сколько нужно кирпича на печь – как правильно рассчитать

Перед строительством кирпичной печи необходимо точно посчитать количество кирпича для кладки.

Выбираем подходящий материал


Чтобы печь эффективнее вырабатывала тепло, не дымила и не была пожароопасной, необходимо тщательно изучить информацию о кирпиче и выбрать его правильно. Для начала разберемся, из какого кирпича сооружают печи?
В печном деле используют высококачественный прочный керамический и шамотный кирпич. Чем лучше он будет, тем дольше прослужит вам печка. Кирпичи не должны иметь сколы и трещины, должны быть одинаковыми по размеру.

Звук удара молотка по такому кирпичу должен быть звонким. Напротив, недожженный некачественный материал будет «звучать» глухо. «Правильный» кирпич всегда розового цвета. Пережженный же будет фиолетового, а недожженный — красно-оранжевого оттенка.

Обычно шамотный (огнеупорный) кирпич используют для кладки топливника. Керамический — для кладки всей печи. Часто у новичков возникает вопрос: «Можно ли из шамотного кирпича выкладывать всю печь?»

Особой необходимости в этом нет, так как:

  • огнеупорный кирпич очень сильно нагревается, что делает опасным прикосновение к печи;
  • он дороже стоит.

Готовим инструменты и материалы


Для постройки печи своими руками запаситесь:

  • мастерком;
  • деревянной рейкой;
  • печным молотком;
  • ножом;
  • строительным уровнем;
  • рашпилем;
  • карандашом;
  • угольником;
  • металлической рулеткой;
  • отвесом;
  • емкостью для замешивания раствора;
  • болгаркой с алмазным кругом.

Конечно же, не обойтись в строительстве без следующих материалов:

  • шамотного и керамического кирпича;
  • сухой печной смеси;
  • стальных полос и металлического уголка;
  • дверок топливника и зольника;
  • задвижек дымохода;
  • колосниковых чугунных решеток.

Советы и секреты

Опытным мастерам печного дела известны различные тонкости и секреты постройки печи. Расскажем о некоторых из них.

  1. Прежде чем выкладывать печь, составьте чертежи и схему кладки. Проверяйте во время строительства, чтобы ряды соответствовали горизонтальному уровню, используя угловые шаблоны и линейки.
  2. Обклейте керамические кирпичи малярным скотчем (ширина 6 см). Это поможет избежать контроля за выступающим между швов раствором с лицевой стороны. Раствор начнет высыхать, а вам останется просто удалить скотч и обмести кладку при помощи жесткой щетки.
  3. Не гонитесь за толщиной раствора между кирпичами: пусть он будет умеренно тонкий, тогда печь будет прочной и долговечной.
  4. На какую смесь лучше совершать кладку кирпича? Для сооружения прочной и долговечной конструкции можно приготовить смесь самостоятельно или использовать готовую. Без определенного опыта и практики изготовить глиняный раствор самим будет сложно. Если вы новичок в постройке печей, используйте в работе удобную сухую печную смесь. Она продается в строительных супермаркетах.
  5. Лицевая кладка нуждается в теплоизоляции от топочной камеры. Для этого используйте лист базальтового картона (толщина 5 мм).

  • Скорректировать уровни перемычек и иных деталей печи поможет металлический уголок с шириной полочки 50 мм. Располагайте уголок так, чтобы он мог обхватить кирпич с обеих сторон. С лицевой стороны его не должно быть видно.
  • Заслонки, дверки, колосники лягут в пазы надежно, если последние будут равной толщины с самими деталями.
  • Квадратные металлические прутья шириной 5 мм. и длиной 1 м. помогут добиться идеально ровного шва между кирпичами. Поверх ряда из кирпича уложите два прута, предварительно смазанных машинным маслом, сверху наложите раствор, далее — снова кирпичный ряд, далее можно вынимать прутья.
  • Чтобы подогнать кирпичи по размеру, их для начала выкладывают «на сухую». После этого необходимо их замочить в воде, пока не прекратится выход пузырьков воздуха из нее.

  • Во время укладки следите, чтоб раствор с верхнего ряда кирпичей покрыл кирпичи нижнего ряда. Лишний раствор убирайте.
  • Наклон дымохода не должен превышать 5 градусов. Этого можно достичь, используя следующую хитрость. После выкладывания основания дымохода, используйте отвес и найдите на крыше точку, в направлении которой будет располагаться труба, и закрепите в этом месте саморез. Аналогично выставите еще три самореза для трех оставшихся углов. Натяните на них яркие нити и ведите с помощью них кладку.
  • Сколько надо кирпича на печь

    Владельцы дач, частных угодий и других видов построек все чаще вводят в интерьер дома различные печи, и первая проблема, с которой они сталкиваются, — как много кирпичей понадобиться для кладки, и как сделать верные расчеты. Далее изложенная информация крайне пригодится тем, кто еще не имеет опыта в этой сфере.

    Самая лучшая печь

    Печь-голландка отличается простотой эксплуатации, несложной конструкцией и высокой производительностью.

    Компактная голландка может использоваться в загородном доме или на даче. Она быстро разогревается и медленно остывает при закрытой заслонке.

    Классический вариант печи – прямоугольной формы, с протяженными дымоходными каналами над топкой – предназначеных только для отопления.

    Однако со временем возникли различные формы: треугольная, круглая, трапециевидная. Появились и различные варианты использования голландок: помимо отопительных, есть отопительно-варочные печи, которые комбинируются с плитой, есть комбинации с камином, с лежанкой, с ёмкостью для нагрева воды.

    Умелое оформление позволит сделать такую печь частью декора, эффектно вписав её в интерьер помещения.

    Вид материала для проекта

    Схема кладки рядов печи.

    Наружный слой проекта обычно выкладывают из керамического кирпича. Такой материал хорошо поддается обработке и имеет достаточную теплопроводность.

    При покупке тщательно осмотрите его поверхность. У качественных камней данного вида нет различий в цвете по всей поверхности, отсутствуют трещины и сколы, геометрия соответствует стандартам.

    Топка печи нуждается в особом тугоплавком кирпиче, выдерживающем высокие температуры и отличающемся высокой прочностью. Последнее свойство — это и достоинство, и одновременно недостаток, поскольку оно усложняет его механическую обработку.

    Тугоплавкий кирпич изготавливают в различных формах. Более того, у него нет пустот. Такой вид искусственного камня выдерживает температуру +1400… +1600 ºС. От обычного вида он отличается своим составом и характерным металлическим звоном при ударе.

    Его изготавливают из специальной тугоплавкой глины в промышленных печах при очень высоких температурах. Такой материал имеет четкие грани, что позволяет выполнять из него точные геометрические постройки. Но у тугоплавкого кирпича довольно высокая стоимость. Поэтому рекомендуют разделять постройку на внешнюю и внутреннюю отделку.

    Это позволяет значительно сократить расходы на проект без ущерба для ее безопасности и теплопроводности.

    Пошаговая инструкция

    Определяем местоположение печки в доме.

    • Не кладите вокруг печи пожароопасные предметы ближе, чем 38 см.
    • Чтобы исключить конденсацию влаги или уменьшение тяги, не располагайте печь в пространстве между окон или вблизи наружных стен.
    • Проверьте, чтобы в месте прохода трубы дымохода через крышу отсутствовали стропила, а между этажами — лаги.
    • Печь не должна препятствовать свободным передвижениям в помещении, где она установлена.
    • Лучше устанавливать ее на одном уровне с коньком крыши. Это поможет сократить длину дымохода.

    Закладываем фундамент правильно.

    • Помните, что лучше всего, если фундамент дома и фундамент печи не будут связаны. Это обеспечит более долгий срок службы обоих. Ведь температурные различия и нагрузки создают разную их усадку.
    • Для фундамента выкапываем яму метровой глубины, покрываем песком на 11 сантиметров, заливаем сверху раствором бетона.
    • Фундамент делайте шире самой печки на 15 см. Следите, чтобы он был идеально ровным, и поверхность его была ниже уровня пола на 19 см.
    Читайте также:
    Прочистка ливневой канализации: обзор мероприятий + профилактика

    Приступаем к кладке.

    • Тем, кто строит печь впервые, рекомендуем для начала произвести выкладку кирпича по схеме на сухую, а затем приступать к работе с использованием раствора.
    • С помощью шпателя и мастерка кладем первый ряд кирпичей, используя только цельный кирпич и соблюдая следующее правило: вертикально расположенные швы не совпадают между собой.
    • Во втором ряду устанавливаем дверцу поддувала. Она оснащена четырьмя петлями, которые крепятся к печке. К петлям прикрепляем стальную проволоку (диаметр 1,5 миллиметра), замуровываем ее концы в кладку, дверку промазываем раствором.
    • В третьем и четвертом ряду устанавливаем колосниковую решетку, не используя раствор и оставляя зазоры.
    • Выкладываем топку печи, используя шамотный кирпич. Потому что он способен выдерживать повышенный нагрев. Смешивать его с обычным кирпичом не желательно. Устанавливаем дверцу топки по тому же принципу, что и дверцу поддувала, но предварительно обернем ее асбестом.

  • Ряды, следующие за топкой (9 — 12), выкладываются по обычным правилам. При этом необходимо контролировать гладкость стенок топливника.
  • 13, 14, 15 ряды образуют свод топливника.
  • В 16 ряду устанавливаем прочистную дверцу.
  • С 17 по 20 ряды формируем конвектор с гладкой внутренней поверхностью.
  • 21 и 22 ряды образуют перемычку. На 23 ряду устанавливаем еще одну дверку для прочистки.
  • Ряды с 24 по 26 выкладываем, как 17 — 19 ряды.
  • 27 и 28 ряд служат для оформления перекрытия верхнего перевала и выходного патрубка печки. Ряды с 29 по 31 закроют его и завершат.
  • Обустраиваем трубу дымохода.

    Можете ее создать самостоятельно из силикатного кирпича или взять готовую, но соответствующим образом теплоизолированную. Следите, чтобы внутри дымохода отсутствовали сколы и неровности. Иногда его внутренние стенки выравнивают с помощью жидкого стекла.

    По окончании кладки просушиваем печь в течение 2 недель.

    Марки прочности

    Безопасность строения зависит от надежности его стен и фундамента. Плотность определяет не только вес красного керамического кирпича, но и его прочностные характеристики. Предел прочности материала обозначается буквой «М». Он показывает максимально допустимую нагрузку на кв. см поверхности изделия.

    Существует восемь марок прочности – от М75 до М300. Наиболее оптимальными вариантами для малоэтажного строительства в соотношении цены и надежности являются марки М100 и М125. Они имеют стандартные габариты 250x120x65 мм, а масса керамических кирпичей составляет 2,5-3,6 кг. Допустимые отклонения от размеров не более 3-4 мм.

    Фото 3. Марка прочности зачастую определяет назначение материала

    Теплопроводность изделий зависит от структуры, которая бывает полнотелой и пустотелой. Допускаются различные формы пустот: овальные, прямоугольные, круглые. Материал экологически чистый, для его производства используется только глина и пластификаторы.

    Внимание! Изделия марок М100 и М125 при низкой морозостойкости не обладают способностью продолжительное время противостоять климатическому воздействию, они нуждаются в отделке штукатурным раствором или облицовке. Технические характеристики кирпича керамического М100 несколько уступают показателям марки М125

    Его прочность ниже на 25%. Такой кирпич рекомендуется для частного и малоэтажного строительства в качестве несущих и самонесущих стен, в высотном строительстве – в качестве самонесущих или перегородок. Теплоизоляционные свойства материалов и стойкость к морозу в рамках одного производителя одинаковые (таблица 1):

    Технические характеристики кирпича керамического М100 несколько уступают показателям марки М125. Его прочность ниже на 25%. Такой кирпич рекомендуется для частного и малоэтажного строительства в качестве несущих и самонесущих стен, в высотном строительстве – в качестве самонесущих или перегородок. Теплоизоляционные свойства материалов и стойкость к морозу в рамках одного производителя одинаковые (таблица 1):

    Таблица 1. Технико-эксплуатационные характеристики пустотелого красного кирпича М100-М150

    Параметр Керамический кирпич
    М100 М125 М150
    Прочность на сжатие, кгс/см2 не менее 100 не менее 125 не менее 150
    Прочность на изгиб, кгс/см2 не менее 15 не менее 17 не менее 19
    Водопоглощение, % 8-13
    Морозостойкость, циклы 35-100
    Средняя плотность, кг/м3 970-1100
    Теплопроводность, ВТ/м*К 0,36-0,4

    Характеристики керамического кирпича М125 обеспечивают более широкую сферу его применения. Он используется при возведении жилых домов, промышленных объектов, гаражей, заборов и хозяйственных построек. Шероховатая поверхность способствует качественному сцеплению с кладочным раствором.

    Облицовочный материал отличается четкой геометрией, однотонным цветом (кроме специальных расцветок) и отсутствием внешних дефектов. Обычно утолщенный лицевой керамический кирпич 250x120x88 мм пустотелый (фото 4) имеет вес 2,7-3,2 кг, одинарный – 2,2-2,7 кг. Это позволяет уменьшить нагрузку на фундамент и дает дополнительную теплоизоляцию.

    Фото 4. Полуторный пустотелый лицевой элемент

    Способы самостоятельного изготовления светодиодной лампы

    Популярность использования светодиодного освещения обусловлена экономией электроэнергии, яркостью, стильным дизайном и долгим сроком эксплуатации. В продаже имеются светодиодные приборы различных модификаций, но цена их достаточно высокая, поэтому можно сделать светодиодную лампу своими руками.

    Для самостоятельной сборки потребуются элементарные знания в области электротехники, навыки работы с паяльником и огромное желание. Собрать простейшую модель может и начинающий радиолюбитель.

    Преимущества самодельной лампы

    1. Экономия. В качестве ее составных частей могут применяться бывшие в употреблении детали от неисправных аналогов. При их наличии приобрести нужно только светодиоды.
    2. Возможность ремонтировать прибор в дальнейшем. Зная его устройство, при поломке можно легко заменить вышедшие из строя детали.
    3. Процесс сборки — увлекательное занятие, отличная возможность отвлечься от повседневной суеты.

    Устройство светодиодной лампы

    Перед началом работы необходимо знать, что собой представляет эта лампа и что должно получиться в результате самостоятельного изготовления.

    1. Корпус (рассеиватель света).
    2. Плата со светодиодами.
    3. Источник питания (драйвер), служит для преобразования в постоянный (12 В) переменного тока напряжением 220 В. Стандартный прибор оснащен конденсаторами, приспособленными для длительной работы при высоких температурах, в нем предусмотрена автоматическая защита от короткого замыкания. Рабочий режим устройства — при напряжении от 85 до 265 В.
    4. Цоколь.

    Лампа из ленты со светодиодами

    • 2 перегоревших люминесцентных светильника длиной 50 см;
    • LED-лента с излучателями света НК6 с силой тока около 100-120 мА, напряжением 3-3,3 В;
    • выпрямительные диоды 1N4007;
    • предохранитель (можно взять из неисправного светильника);
    • конденсатор;
    • каркас из пластика для крепления ленты;
    • суперклей или жидкие гвозди.

    Инструкция по сборке:

    1. Не повредив провода, демонтировать светильники. Нужна предельная аккуратность: если люминесцентная лампа разобьется, содержащиеся в ней ядовитые вещества могут вызвать тяжелое отравление.
    2. ЛЕД-элементы в ленте подключены параллельно по 3 штуки. В данном случае эта схема не подходит. Надо разрезать ленту на куски с тремя диодами в каждом и извлечь преобразователи. Провода в ней спаять так, чтобы получилось 22 параллельно подключенные группы по три LED-элемента с напряжением в каждой из них 12 В.
    3. Для преобразования переменного тока в постоянный необходим выпрямитель постоянного тока. Для этого из люминесцентного осветителя нужно вытащить конденсатор.
    4. Закрепить диодную полоску на пластиковый каркас жидкими гвоздями (не стоит надеяться на самоклеящийся слой ленты), собрать конструкцию.
    Читайте также:
    Поклейка виниловых обоев своими руками: нюансы технологии, ответы на вопросы

    Получившиеся самодельные светодиодные лампы можно использовать для направленного освещения рабочего места, в подсобных помещениях, в коридоре. Поток света от них в 1,5 раза ярче, чем у люминесцентных аналогов, но потребление электроэнергии значительно меньше.

    Простейшая в сборке лампочка из светодиодов

    • неисправная энергосберегающая лампочка;
    • светодиоды HK6;
    • картон;
    • инструменты: пассатижи, паяльник.

    Аккуратно отделить цокольную часть от корпуса-рассеивателя энергосберегайки. Обычно она собирается при помощи специальных защелок, которые надо найти и осторожно зацепить. Если цоколь прикреплен с помощью точечных углублений на нем, необходимо аккуратно просверлить их или срезать ножовкой.

    1. Цоколь почистить и обезжирить спиртом/ацетоном. В местах спайки тщательно удалить излишки припоя.
    2. На цокольной крышке располагается шесть отверстий, использовавшихся для крепления газоотводных трубок. Они будут местом установки ЛЕД-элементов, для фиксации которых понадобится еще кусок картона соответствующего диаметра с вырезанными в нем отверстиями.
    3. Светодиоды HK6 состоят из шести параллельно соединенных кристаллов. Мощность их небольшая, но поток света достаточно яркий. Вставив светоизлучатели в ячейку-основание, соединить их в две ветки по три штуки по параллельной схеме. Далее обе цепи последовательно должны присоединяться к выходящим проводам драйвера.
    4. Поместить в цоколь драйвер. Между ним и диодной платой установить еще один круг из картона (чтобы не произошло короткое замыкание между диодными контактами и элементами драйвера).

    Входящие провода драйвера распределить следующим образом: один выводится наружу через центр цоколя и припаивается, другой будет фиксироваться на цокольной резьбе при сборке. Закрепить драйвер с помощью термоклея.

    1. Присоединить контакты диодов ко второй паре проводов драйвера. Все соединения припаять.
    2. Установив пластинку, приклеить термоклеем, собрать цоколь.
    3. Выведенный наружу провод припаять к резьбе.
    4. В качестве рассеивателя можно приспособить нижнюю часть пластиковой бутылки подходящего размера.

    Этот самый простой способ изготовления обходится практически даром, за исключением покупки шести светоизлучателей.

    Модернизация галогенной лампочки

    1. LED-элементы. Количество на ваше усмотрение, но желательно не более 22 штук, так как с большим количеством работать трудно.
    2. Перегоревшая галогенная лампочка.
    3. Суперклей.
    4. Медный провод.
    5. Резисторы.
    6. Кусок алюминиевого листа, подойдет обычная пивная банка.
    7. Инструменты: молоток, паяльник, дырокол.

    1. Удалить верхнюю колбу галогенки. Отверткой убрать замазку вокруг штырькового цоколя.
    2. Точными ударами молотка выбить штырьки из гнезд, чтобы выпала старая лампочка.
    3. Исходя из числа диодов, сделать план их расположения и распечатать.
    4. Бумажный трафарет закрепить на алюминиевом листе и дыроколом выбить на нем отверстия.
    5. Скачать в интернете схему подключения диодов в зависимости от их количества.
    6. Установив алюминиевый круг на подставку, вдеть в отверстия светоизлучатели. Для облегчения процесса пайки можно сразу подгибать катодные ножки диодов к анодным других согласно схеме.
    7. Закрепить излучатели света в их посадочных местах суперклеем, избегая его попадания на ножки светодиодов.

    1. После высыхания клея спаять ножки по схеме. При этом по одной минусовой и плюсовой ножке оставить для подключения к питающей сети. Чтобы в дальнейшем не ошибиться в их полярности, можно минусовую немного обрезать.
    2. Спаять резисторы с минусовыми контактами. В итоге должно получиться по шесть плюсовых выводов и минусовых (с резисторами).
    3. Припаять резисторы по схеме.
    4. К оставленным для подключения к питанию двум контактам припаять по куску медного провода, которые станут штырьковым цоколем. Один из них, минусовой, также можно сделать чуть короче, чтобы не спутать полярность. Пространство между ними нужно проклеить, чтобы в дальнейшем не случилось короткое замыкание.
    5. Конструкцию установить на отражатель и приклеить.
    6. Маркером обозначить плюсовой и минусовой контакты. Желательно также отметить уровень напряжения: 12 В.
    7. Проверить работоспособность изделия, подключив его к автомобильному аккумулятору или блоку питания 220/12 В.

    Модель на основе энергосберегающей лампочки

    • неисправная энергосберегающая лампочка;
    • кусок стеклотекстолита;
    • резисторы;
    • конденсатор;
    • светодиоды;
    • вспомогательные материалы: соль поваренная, лак д/ногтей, медный купорос;
    • инструменты: паяльник, дрель.

    Пошаговая инструкция

    1. Вырезать стеклотекстолитовую плату в форме круга d=3 см.
    2. Используя лак для ногтей, нанести чертеж схемы на плату.
    3. Растворить в теплой воде 1 ст. л. медного купороса и 2 ст. л. соли.
    4. После застывания лака положить плату в полученный раствор на одни сутки. В результате реакции исчезнет медное покрытие платы, за исключением чертежа, защищенного лаком.
    5. Ацетоном снять лак с платы и пролудить дорожки.
    6. Просверлить дрелью отверстия согласно чертежу.
    7. Спаять все элементы драйвера.
    8. Разобрать старую энергосберегайку, оставив лишь проводки, идущие от цоколя.
    9. Установить в цокольной части плату, спаять провода, закрепить плату клеем.

    Лампочка из LED-ленты

    При недостатке навыков работы с паяльником и создания схемы на плате, можно собрать изделие при помощи LED-ленты. Вместо драйвера возможна установка блока питания для преобразования тока из 220 в 12 В. Из-за крупных габаритов блока этот способ подходит лишь для освещения с точечными светильниками, которые будут подключены к одному блоку, спрятанному в потолке.

    • кусок трубы из пластика (будущий каркас самоделки);
    • LED-лента;
    • медная проволока;
    • инструмент: паяльник.

    Инструкция по сборке

    1. Подготовить каркас.
    2. Обклеить трубу отрезками ленты. Следует знать, что резать ленту можно лишь в указанных производителем местах.
    3. Используя пайку, параллельно соединить диоды. К минусовой и плюсовой группам проводов пристыковать по куску медной проволоки, которые позже будут присоединены к блоку питания. При монтаже самодельной конструкции в цоколь старой энергосберегайки выводящие контакты ленты надо припаять к его проводкам.

    Советы по безопасности

    1. Несмотря на то, что самостоятельное изготовление LED-лампочки – достаточно простое занятие, не стоит даже пытаться ее собрать, не обладая необходимыми знаниями и навыками электротехнических работ. В противном случае самоделки могут вызвать короткое замыкание, способное навредить всей домашней сети. Для светодиодной техники характерно, что при неверной схеме подключения возможен также взрыв.
    2. В домашней сети используется переменный ток с напряжением 220 вольт. Об этом всегда надо помнить и не подключать к домашней сети светильники и другие приборы, рассчитанные на 12 вольт.
    3. Рекомендуется соединять контакты при помощи пайки. Если вместо этого применять клеящий состав, то надежность соединения будет низкой, изделие быстро выйдет из строя.

    Представленные выше способы сборки не требуют значительных денежных затрат, кроме покупки светодиодов и небольшого количества расходных материалов. Основные используемые элементы — бывшие в употреблении детали от перегоревших приборов. Себестоимость самоделки в несколько раз ниже купленной в магазине. Получив навыки монтажа, вы можете изготовить светильники различной яркости по своему желанию.

    LED светильники своими руками

    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.

    Читайте также:
    Прочистка и прорыв трубопровода: методы устранение аварийной ситуации

    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).
    • 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».

    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)

    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.

    Читайте также:
    Пластиковые воздуховоды для вентиляции: расчет, подбор и монтаж

    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.

    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.

    Светильник рассчитан на 120 LED элементов, разбитых на 2 группы по 60 шт., для надежности схемы. Изготавливаем 2 одинаковых драйвера.

    Монтируем их на диэлектрических проставках с обратной стороны.

    Для крепления диска, в центре устанавливаем подиум из ПВХ.

    Вешаем светильник на потолок, включаем – все работает.

    Для оценки яркости: по углам расположены 4 фирменных LED лампы от IKEA, со светоотдачей по 400 Lm.

    LED светильник для санузла

    Тоже легко реализуемый проект. Извлекаем содержимое светильника, устанавливаем матрицу на 30 светодиодов, и соответствующий драйвер.

    Свет мягкий, равномерный, для данной «комнаты» более чем достаточно.

    Настольная лампа

    В качестве корпуса использован колпачок от дезодоранта.

    Патрон Е27 традиционно от сгоревшей экономки.

    В корпус вместилось 55 светодиодов.

    Получилось компактно и аккуратно.

    В настольной лампе «инсталляция» смотрится, как родная.

    И светит вполне уверенно.

    Ребенок, вдохновленный успехами папы, попросил подсветку для компьютерного стола. Была найдена какая-то изящная коробочка, в которую поместился драйвер.

    В качестве корпуса я применил короб для прокладки кабеля. Размер профиля: 10*10 мм.

    Чтобы свет не бил в глаза, а был направлен сверху вниз, конструкция разместилась на уголке со стороной 25 мм, из белого ПВХ.

    Все работы выполнены из компонентов, которые практически ничего не стоят. Кроме того, это прекрасный повод попрактиковаться в радиоделе.

    Как сделать простую светодиодную лампу своими руками

    Светодиодная лампа на 220 вольт позволяет сэкономить в 1,5–2 раза больше электроэнергии, чем лампа дневного света, и в 10 раз больше, чем лампа накаливания. К тому же при сборке из перегоревшего светильника расходы на изготовление такой лампы будут значительно ниже. Светодиодная лампа своими руками собирается достаточно просто, хотя работать с высоким напряжением вы можете только при наличии у вас соответствующей квалификации.

    Преимущества самодельной лампы

    В магазине можно найти множество видов ламп. Каждый тип имеет свой недостаток и преимущество. Лампы накаливания постепенно сдают свои позиции из-за высокого потребления энергии, низкой светоотдачи, несмотря на высокий индекс цветопередачи. По сравнению с ними люминесцентные источники света — настоящее чудо. Энергосберегающие лампы — их более современная модернизация, позволившая применять преимущества люминесцентного света в самых распространенных светильниках, с цоколями Е27, лишенная неприятного мерцания старых представителей этого семейства.

    Но и у ламп дневного света есть недостатки. Они быстро выходят из строя из-за частого включения-выключения, к тому же содержащиеся в трубках пары ядовиты, а сама конструкция требует специальной утилизации. По сравнению с ними лампа на светодиодах (LED) — вторая революция в области освещения. Они ещё более экономичны, не требуют особой утилизации и работают в 5–10 раза дольше.

    У светодиодных ламп есть один, но существенный недостаток — они самые дорогие. Чтобы снизить этот минус до минимума или обернуть его в плюс, потребуется соорудить её из светодиодной ленты своими руками. При этом стоимость источника света становится ниже, чем у люминесцентных аналогов.

    Самодельная светодиодная лампа обладает рядом преимуществ:

    • срок службы устройства при правильной сборке составляет рекордные 100 000 часов;
    • по эффективности ватт/люмен они также превосходят все аналоги;
    • стоимость самодельной лампы не выше, чем у люминесцентной.

    Разумеется, есть один недостаток — отсутствие гарантий на изделие, который должен компенсироваться точным соблюдением инструкций и мастерством электрика.

    Материалы для сборки

    Способов создания лампы своими руками великое множество. Наиболее распространены методы с использованием старого цоколя от перегоревшей люминесцентной лампы. Такой ресурс найдется у каждого в доме, поэтому проблем с поиском не будет. Помимо этого понадобятся:

    1. Цоколь от перегоревшего изделия.
    2. Непосредственно ЛЕД. Они продаются в виде светодиодных лент или отдельных светодиодов НК6. Каждый элемент имеет силу тока примерно 100–120 мА и напряжение около 3–3,3 Вольта.
    3. Потребуется диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
    4. Нужен предохранитель, который можно найти в цоколе перегоревшей лампы.
    5. Конденсатор. Его емкость, напряжение и другие параметры выбираются в зависимости от электрической схемы для сборки и количества светодиодов в ней.
    6. В большинстве случаев потребуется каркас, на который будут крепиться светодиоды. Каркас можно сделать из пластика или подобного материала. Главное требование — не должен быть металлическим, токопроводящим и должен быть теплоустойчивым.
    7. Для надежного прикрепления светодиодов к каркасу потребуется суперклей или жидкие гвозди (последние предпочтительней).

    Один–два элемента из вышеперечисленного списка могут не пригодиться при некоторых схемах, в других случаях могут, наоборот, добавляться новые звенья цепи (драйвера, электролиты). Поэтому список необходимых материалов нужно составлять в каждом конкретном случае индивидуально.

    Собираем лампу из светодиодной ленты

    Разберем пошагово создание источника света на 220 В из светодиодной ленты. Чтобы решиться использовать новшество на кухне, достаточно вспомнить, что собранные своими руками светодиодные лампы существенно выгодней люминесцентных аналогов. Они живут в 10 раз дольше, а потребляют в 2–3 раза меньше энергии при одинаковом уровне освещения.

    Читайте также:
    Построить веранду к дому своими руками

    1. Для конструирования понадобятся две перегоревшие люминесцентные лампы длиной полметра и мощностью 13 ватт. Покупать новые смысла нет, лучше найти старые и неработающие, но не сломанные и без трещин.
    2. Далее идем в магазин и покупаем светодиодную ленту. Выбор большой, поэтому к приобретению подойдите ответственно. Желательно покупать ленты с чистым белым или естественным светом, он не изменяет оттенки окружающих предметов. В таких лентах светодиоды собраны в группы по 3 штуки. Напряжение одной группы 12 вольт, а мощность 14 ватт на метровую ленту.
    3. Затем нужно разобрать люминесцентные лампы на составные части. Осторожно! Не повредите провода, а также не разбейте трубку, иначе ядовитые пары вырвутся наружу и придется проводить уборку, как после разбитого ртутного градусника. Извлеченные внутренности не выбрасывайте, они пригодятся в дальнейшем. Ниже представлена схема светодиодной ленты, которую мы купили. В ней ЛЕД подключены параллельно по 3 штуки в группе. Обратите внимание, что такая схема нам не подходит.
    4. Поэтому нужно разрезать ленту на участки по 3 диода в каждом и достать дорогие и бесполезные преобразователи. Разрезать ленту удобней кусачками или большими и крепкими ножницами. После спаивания проволочек должна получиться схема, приведенная ниже. В итоге должно получиться 66 светодиодов или 22 группы по 3 ЛЕД в каждой, подключенные параллельно по всей длине. Расчеты просты. Так как нам понадобится преобразовать переменный ток в постоянный, то стандартное напряжение 220 Вольт в электрической сети нужно увеличить до 250. Необходимость «накинуть» напряжение связана с процессом выпрямления.
    5. Для выяснения количества секций светодиодов нужно разделить 250 Вольт на 12 Вольт (напряжение для одной группы по 3 штуки). В итоге получим 20,8(3), округлив в большую сторону, получаем 21 группу. Здесь желательно добавить ещё одну группу, поскольку общее количество светодиодов придется разделить на 2 лампы, а для этого нужно четное число. К тому же добавив ещё одну секцию, сделаем общую схему безопаснее.
    6. Нам понадобится выпрямитель постоянного тока, именно поэтому нельзя выбрасывать извлеченные внутренности люминесцентной лампы. Для этого достаем преобразователь, при помощи кусачек удаляем конденсатор из общей цепи. Сделать это достаточно просто, поскольку он расположен отдельно от диодов, то достаточно отломить плату. На схеме показано, что должно в итоге получиться, более подробно.
    7. Далее при помощи пайки и суперклея нужно собрать всю конструкцию. Даже не пытайтесь уместить все 22 секции в один светильник. Выше говорилось, что нужно специально найти 2 полуметровые лампы, поскольку разместить все светодиоды в одной просто невозможно. Также не нужно рассчитывать на самоклеющийся слой на обратной стороне ленты. Он не протянет долго, поэтому светодиоды нужно закрепить при помощи суперклея или жидких гвоздей.

    Подведем итоги и выясним достоинства собранного изделия:

    • Количество света от получившихся светодиодных ламп в 1,5 раза больше, чем у люминесцентных аналогов.
    • Потребляемая мощность при этом намного меньше, чем у ламп дневного света.
    • Служить собранный источник света будет в 5–10 раз дольше.
    • Наконец, последнее преимущество — направленность света. Он не рассеивается и направлен строго вниз, благодаря чему используется у рабочего стола или на кухне.

    Разумеется, испускаемый свет не отличается высокой яркостью, но главным достоинством является низкое энергопотребление лампы. Даже если включить и никогда не выключать её, то она за год съест всего 4 кВт энергии. При этом стоимость потребляемой электроэнергии в год сопоставима со стоимостью билета в городском автобусе. Поэтому такие источники света особенно эффективно использовать там, где требуется постоянная подсветка (коридор, улица, подсобка).

    Собираем простую лампочку из светодиодов

    Разберем другой способ создания светодиодного светильника. Люстра или настольная лампа нуждается в стандартном цоколе E14 или E27. Соответственно, схема и используемые диоды будут отличаться. Сейчас широко используются компактные люминесцентные лампы. Нам потребуется один перегоревший патрон, также изменим общий список материалов для сборки.

    • перегоревший цоколь E27;
    • драйвер RLD2-1;
    • светодиоды НК6;
    • кусок картона, но лучше — пластика;
    • суперклей;
    • электрическая проводка;
    • а также ножницы, паяльник, плоскогубцы и другие инструменты.

    Приступим к созданию самодельной лампы:

    1. Сначала нужно разобрать старый светильник. В люминесцентных компактных лампах цоколь присоединяется к пластинке с трубками при помощи защелок. Если найти места с защелками и поддеть их отверткой, то цоколь отсоединится достаточно просто. При разборке нужно быть осторожным, чтобы не повредить трубки. Если они лопнут, то наружу попадут ядовитые вещества, содержащиеся в них. При вскрытии следите, чтобы электропроводка, ведущая к цоколю, осталась цела. Также не выбрасывайте содержимое цоколя.
    2. Из верхней части с газоразрядными трубками нужно сделать пластинку, к которой будут крепиться светодиоды. Для этого отсоединяем трубки лампочки. В оставшейся пластинке находится 6 отверстий. Чтобы светодиоды надежно крепились в ней, нужно сделать пластмассовое или картонное «дно», которое также будет изолировать светодиоды. Использовать будем светодиоды НК6 (фото внизу). Их достоинство в том, что они многокристальные (по 6 кристаллов в диоде) с параллельным подключением. Из-за этого источник света получается достаточно ярким при минимальной мощности.
    3. В крышке делаем по 2 отверстия для каждого светодиода. Прокалывайте отверстия аккуратно и равномерно, чтобы их расположение и задуманная схема соответствовали друг другу. При использовании в качестве «дна» куска пластмассы светодиоды будут крепиться довольно прочно, но в случае применения куска картона понадобится склеить основание со светодиодами с помощью суперклея или жидких гвоздей.
    4. Так как лампочка будет применяться в сети с напряжением 220 вольт, то понадобится драйвер RLD2-1. К нему можно подсоединить 3 одноваттных диода. У нас же 6 светодиодов с мощностью 0,5 ватт каждый. Поэтому схема соединения будет состоять из двух последовательно соединенных частей, в каждой части располагается 3 параллельно подсоединенных светодиода. Вверху приведена схема, а в реальности вся конструкция выглядит так:
    5. Перед сборкой нужно изолировать драйвер и плату друг от друга при помощи кусочка картона или пластика. Это позволит избежать короткого замыкания в будущем. Беспокоиться о перегреве не стоит, лампа практически не нагревается.
    6. Осталось собрать конструкцию и проверить в деле.

    Световой поток собранного светильника равняется 100–120 люменам. Благодаря чистому белому свету лампочка кажется существенно светлее. Этого хватит для освещения небольшого помещения (коридора, подсобки). Главным достоинством светодиодного источника света является низкое энергопотребление и мощность — всего 3 Ватта. Что в 10 раз меньше ламп накаливания и в 2–3 раза — люминесцентных. Работает она от обычного патрона с питанием 220 вольт.

    Заключение

    Значит, имея под руками неработающие линейные или компактные люминесцентные лампы и несколько элементов, приведенных выше в данной статье, можно создать своими руками светодиодную лампу, обладающую рядом преимуществ. Одно из основных — низкая стоимость по сравнению с лампами, которые можно приобрести в магазине. При сборке и монтаже требуется соблюдать меры безопасности, так как приходится работать с высоким напряжением, поэтому следует придерживаться последовательности монтажа по схеме. В итоге получите лампу, которая будет долго работать и радовать глаз.

    Читайте также:
    Проекты домов с мансардой и гаражом: различные вариации построек

    Видео

    Как сделать светодиодную лампу своими руками?

    Лампы накаливания давно отжили свой век, а на смену им пришли различные энергосберегающие технологии. Даже на государственном уровне с 2009 года введено ограничение на максимально допустимую мощность ламп Ильича – не более 100 Вт, с целью снизить энергопотребление бытового сегмента. Единственным камнем преткновения в массовом использовании энергосберегающих ламп является их цена. Поэтому в качестве альтернативы мы рассмотрим, как сделать светодиодную лампу своими руками из имеющихся средств.

    Идея N1 – Галогенка в помощь

    Наиболее простой вариант – не изобретать велосипед с нуля, а использовать для базы старую или сгоревшую лампу освещения. Среди большого разнообразия осветительного оборудования довольно широко распространены галогенные лампочки. В быту особенно популярны их модели со штырьковым цоколем G и GU поэтому изготовление светодиодного светильника мы рассмотрим на примере такой лампы.

    Для работы вам потребуются такие элементы:

    • Светодиоды – обеспечивают световой поток, от их технических характеристик будет зависеть мощность самодельной лампочки. Для этих целей желательно иметь одинаковые светодиодные элементы, так как это позволит упростить расчет и принцип их соединения.
    • Резисторы – на случай, если вам понадобится ограничить ток в цепи светодиодных деталей, однако можно обойтись и без них, если сопротивления светодиодов будет достаточно при выбранной схеме соединения.
    • Клей, герметик или другой материал для закрепления светодиодных элементов.
    • Соединительные провода, основание для фиксации светодиодов в LED лампочке.
    • Слесарный инструмент (отвертки, молоток, пассатижи), паяльник для электрического соединения светодиодных и резистивных деталей.

    При выборе количества светодиодов в лампе изначально составьте схему расположения на пластине, затем выберите способ их подключения – последовательное или последовательно-параллельное. Параллельную схему для самодельной LED лампы можно выбирать лишь в том случае, если каждая деталь рассчитана на 12 В или вы ограничите величину напряжения для каждого из них с помощью резистора.

    Схему расположения на будущей лампе можно придумать самому, а можете использовать стандартную форму:

    Рис. 1: схема расположения светодиодов

    Процесс изготовления светодиодной лампочки будет состоять из следующих этапов:

    • С помощью отвертки удалите герметик от штырьков цоколя старой лампы и выбейте их молотком или пассатижами.

    Рис. 2. Удалите герметик от выводов

    Важно не переусердствовать, чтобы не сломать корпус.

    • Подготовьте основание для светодиодов, подойдет текстолит, гетинакс, электрокартон, также сгодиться бумага наклеенная на алюминиевый лист. Вырежьте круг подходящего диаметра по внутренним размерам галогенного прибора освещения.

    Рис. 3: подготовьте основание для светодиодов

    • В соответствии с выбранной схемой расположения сделайте отверстия в основании, для этого можно использовать высечку, дырокол или нож.
    • Установите светодиоды в отверстия на основании и зафиксируйте их при помощи клея.

    Рис. 4. Зафиксируйте светодиоды на основании

    • Спаяйте светодиодные элементы в лампе по такой схеме, чтобы ток, протекающий через каждый из них или отдельную группу, не превышал допустимую величину. Компоновать в группы вы можете по своему усмотрению, для ограничения силы тока можете установить в цепь резистор. При пайке обязательно соблюдайте полярность выводов.

    Рис. 5. Спаяйте по выбранной схеме

    • К полученным выводам от полупроводниковых элементов «+» и «-» припаяйте два куска медного провода. Соединять их скрутками не допускается в соответствии с п.2.1.21 ПУЭ.
    • По окончанию пайки ножки и места соединения желательно покрыть или залить клеем, он будет выступать в качестве диэлектрика новой лампы.
    • Установите диск со светодиодными элементами в корпус лампочки.

    Рис. 6. Установите диск в корпус

    Проклейте его по периметру, чтобы закрепить на отражателе. Теперь у вас в руках готовый собранный прибор, не забудьте нанести на выводах маркировку.

    Однако заметьте, что подключить лампу напрямую в сеть 220 Вольт нельзя, так как устройство будет рассчитано на 12 В.

    Идея N2 – Из энергосберегающей лампочки

    Люминесцентные лампы также относятся к категории энергосберегающих, однако в их состав входит токсическая ртуть, пары которой опасны для человека. К сожалению, именно колба является слабым местом этих энергосберегающих лампочек. В результате разгерметизации трубки газовая смесь выходит наружу, и устройство освещения люминесцентного светильника приходит в негодность. Однако переделать его в диодную лампочку под силу даже начинающему электрику.

    Для этого вам потребуется компактная люминесцентная лампа, вышедшая со строя, несколько светодиодов и драйвер для них. Проще всего взять драйвер из светодиодной лампы, но если его под рукой нет, можно изготовить своими руками. Простейший способ изготовить драйвер – собрать схему из входного конденсатора, резисторов и моста, приведенного на схеме ниже:

    Рис. 7. Схема драйвера для лампы

    Процесс будет состоять из следующих этапов:

    • Разберите люминесцентную компактную лампу, однако делайте это на открытом воздухе, чтобы пары ртути не оказались в помещении.

    Рис. 8: разберите люминесцентную лампу

    Многие модели выполняются литыми, поэтому их придется распилить.

    • Удалите из корпуса остатки люминесцентной компактной колбы, верхнюю часть пластика и электронный блок. У вас должен остаться цоколь с выводами и пластиковый корпус.

    Рис. 9. Удалите электронный блок из корпуса

    • Затем, изготовьте диск со светодиодными элементами по размерам внутреннего отверстия люминесцентной лампочки. Процедура выполнения приведена в описании предыдущей идеи.
    • Припаяйте готовый или самодельный драйвер в корпус, по габаритам он должен прятаться настолько, чтобы свободно закрывался диском.

    Рис. 10. Припаяйте самодельный драйвер

    • Припаяйте и зафиксируйте диск со светодиодами при помощи клея – самодельный светильник готов.

    Рис. 11. Припаяйте диск к драйверу и установите в корпус

    Этот вариант светодиодной лампы вы уже можете подключать в сеть 220 В напрямую.

    Идея N3 –Использование LED ленты

    Еще одним способом получения светодиодной лампочки в домашних условиях является сборка светильника из LED лент. По своей конструкции светодиодная лента является универсальным осветительным прибором – ее можно смонтировать практически на любую поверхность. Поэтому роль светодиодной люстры с такими лампочками может выполнять какая угодно конструкция.

    Однако у диодных лент есть и весомый недостаток – для питания моделей внутренней установки используется безопасное напряжение 12 В, соответствующее требованиям п.1.7.50 ПУЭ. Для реализации такого электроснабжения необходимо устанавливать отдельный блок питания. Размеры такого преобразователя довольно внушительны, поэтому эту идею актуально реализовать в тех местах, где его можно спрятать, к примеру, в нише подвесного потолка.

    • Определите необходимую длину светодиодной ленты для лампы, исходя из требуемой яркости освещения. Как правило, для каждой модели этот параметр указывается в паспортных данных.
    • Подберите блок питания достаточной мощности для подключения выбранной длины ленты.
    • Разрежьте светодиодную полосу на отрезки по обозначенным на ней отметкам. Наиболее удобно выбирать длину отрезков по минимуму ( по 3 – 4 светодиода), их легко наклеить на любую деталь.
    Читайте также:
    Ремонт шарового крана своими руками: пошаговая инструкция

    Рис. 12. Разрежьте светодиодную ленту

    • Разрежьте пластиковую трубу на части и приклейте на нее светодиодную ленту.

    Рис. 13. Разрежьте пластиковую трубу на части и приклейте ленту

    • Припаяйте полученные отрезки параллельно по несколько кусков для одной лампы.

    Рис. 14. Припаяйте нужное количество кусков ленты

    • Выводы от светодиодной ленты подключите к цоколю, можно взять от старой лампочки накаливания, люминесцентной или присоедините напрямую к блоку питания.

    Рис. 15. Подключите лампу к цоколю

    Вот вы и получили собранный светильник из LED ленты, который полноценно заменит магазинную лампу. Однако заметьте, на ней имеются оголенные контакты, поэтому при установке лампы в светильник или нишу цепь должна быть обесточена.

    Идея N4 – Из светодиодов

    Этот способ подойдет в том случае, когда у вас есть готовый прибор освещения или хотя бы каркас под него. В качестве примера можно взять настольный светильник, бра или припотолочную люстру. Для изготовления вам понадобится светодиод или сборка из нескольких единиц, радиатор охлаждения и блок питания для мобильного телефона.

    Рис. 16. Светодиодный модуль и радиатор

    Следует отметить, что светодиодные элементы выбираются в соответствии с мощностью блока питания, если одного источника питания недостаточно, возьмите два.

    Процесс изготовления светодиодной лампы будет состоять из следующих этапов:

    • Соотнесите габариты будущего прибора освещения, блока питания и радиатора, они должны нормально размещаться внутри корпуса.
    • При необходимости распилите пластиковый корпус блока питания и извлеките из него плату.

    Рис. 17. Распилить пластиковый корпус и извлечь плату

    Если запаса пространства хватает, оставьте корпус на месте, он будет выступать в роли основной изоляции.

    • Установите светодиодную сборку на радиатор охлаждения и зафиксируйте с помощью термоустойчивого клея.

    Рис. 18. Установите светодиодную сборку на радиатор охлаждения

    В некоторых моделях фиксацию можно произвести болтовым соединением.

    • Подключите контакты блока питания к выводам светодиода при помощи клеммного зажима.

    Рис. 19. Подключите выводы

    • Подключите ввод источника лампы к сети питания напрямую. Если вы хотите заменить старую лампу, то подсоедините к выводам цоколя от старой лампы.

    Рис. 20. Готовый светильник на светодиодах

    Самодельная светодиодная лампа готова и ее можно включить в цепь питания напрямую.

    Видео инструкция


    Создание светодиодной лампы на 220 вольт своими руками: инструкция, схемы, видео

    Можно ли своими руками от начала до конца сделать светодиодную лампу (LED), работающую от напряжения 220 вольт? Оказывается, можно. В этом увлекательном занятии вам помогут наши советы и инструкции.

    Преимущества светодиодных ламп

    Светодиодное освещение в доме — это не просто современно, но и стильно, и ярко. Консервативным любителям ламп накаливания остаются слабенькие «лампочки Ильича» – Федеральный закон «Об энергосбережении», принятый в 2009 году, с 1 января 2011 года запрещает производство, импорт и продажу ламп накаливания мощностью более 100 Вт. Продвинутые пользователи давно перешли на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Но светодиоды обходят всех своих предшественников:

    • энергопотребление светодиодной лампы меньше в 10 раз, чем у соответствующей лампы накаливания, и почти на 35% меньше, чем у КЛЛ;
    • сила света LED лампы больше соответственно на 8 и на 36%;
    • достижение полной мощности светового потока происходит мгновенно, в отличие от КЛЛ, которым для этого требуется около 2 минут;
    • себестоимость — при условии изготовления лампы самостоятельно — стремится к нулю;
    • светодиодные лампы экологичны, потому что не содержат ртути;
    • срок службы светодиодов измеряется десятками тысяч часов. Поэтому LED лампы практически вечны.

    Сухие цифры подтверждают: за LED — будущее.

    Конструкция современной заводской LED лампы

    Светодиод здесь изначально собран из множества кристаллов. Поэтому для того, чтобы собрать такую лампу, не нужно припаивать многочисленные контакты, надо присоединить лишь одну пару.

    Светодиодная лампа состоит из цоколя, драйвера, радиатора, самого светодиода и рассеивателя

    Типы светодиодов

    Светодиод — полупроводниковый многослойный кристалл с электронно-дырочным переходом. Пропуская через него постоянный ток, мы получаем световое излучение. От обычного диода светодиод отличается и тем, что при неправильном подключении он немедленно сгорает, так как имеет малое значение пробивного напряжения (несколько вольт). Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, ремонт невозможен.

    Есть четыре основных типа светодиодов:

    • наиболее распространённый в световых украшениях и табло DIP (The Direct In-line Package — кристалл с линзой и двумя проводниками);
    • яркая автомобильная «Пиранья» (сходная конструкция, но выводов — четыре, что надёжнее в монтаже и лучше для отвода тепла);
    • Поверхностно монтируемый диод SMD (Surface Mount Devices — меньше габариты, лучше теплоотвод и больше вариантов применения);
    • СОВ (Chip-on-Board, впаянный в плату — контакт меньше окисляется и не перегревается, интенсивность свечения гораздо выше).

    Светодиоды, изготовленные по технологии COB, представляют собой готовую сборку из нескольких бескорпусных элементов, соединённых в единый источник света

    Самодельная и правильно собранная LED лампа будет служить многие годы, при этом её можно будет ремонтировать.

    Перед тем как приступить к самостоятельной сборке, нужно выбрать способ электропитания для нашей будущей лампы. Вариантов много: от батарейки до сети переменного тока на 220 вольт — через трансформатор или напрямую.

    Проще всего собрать LED на 12 вольт из перегоревшей «галогенки». Но она потребует довольно массивного внешнего блока питания. Лампа же с обычным цоколем, рассчитанная на напряжение 220 вольт, подходит к любому патрону в доме.

    Поэтому в нашем руководстве мы не будем рассматривать создание 12-вольтового LED источника света, а покажем пару вариантов конструирования лампы на 220 вольт.

    Поскольку мы не знаем уровня вашей электротехнической подготовки, то не можем дать гарантии, что у вас на выходе получится правильно работающий прибор. Кроме того, вы будете работать с опасным для жизни напряжением, и если что-то будет сделано неточно и неправильно, возможны повреждения и ущерб, за что мы не будем нести ответственность. Поэтому будьте осторожны и внимательны. И у вас всё получится.

    Драйверы для светодиодных ламп

    Яркость свечения светодиодов прямо зависит от силы тока, проходящего через них. Для устойчивой работы они нуждаются в источнике постоянного напряжения и стабилизированном токе, не превышающем предельно допустимую для них величину.

    Резисторами — ограничителями тока — можно обойтись лишь для маломощных светодиодов. Можно упростить несложный расчёт количества и характеристик резисторов, найдя в сети калькулятор светодиодов, в котором не только выдаются данные, но и создаётся готовая электрическая схема конструкции.

    Для питания лампы от сети необходимо использовать специальный драйвер, преобразующий входное переменное напряжение в рабочее для светодиодов. Простейшие драйверы состоят из минимального количества деталей: входного конденсатора, нескольких резисторов и диодного моста.

    В схеме простейшего драйвера через ограничительный конденсатор напряжение питания подаётся на выпрямительный мост, а затем на лампу

    Рассмотрим самые простые и чаще всего используемые драйверы для светодиодных ламп:

    • линейный драйвер совсем прост и применяется для малых (до 100 мА) рабочих токов или в случаях, когда напряжение источника равно падению напряжения на светодиоде;
    • импульсный понижающий драйвер более сложен. Он разрешает запитывать мощные светодиоды источником намного более высокого напряжения, чем необходимо для их работы. Недостатки: большой размер и электромагнитные помехи, генерируемые дросселем;
    • импульсный повышающий драйвер используется, когда рабочее напряжение светодиода больше, чем напряжение, получаемое от источника питания. Недостатки те же, что и у предыдущего драйвера.

    В любую LED лампу на 220 вольт для обеспечения оптимального режима работы всегда встроен электронный драйвер.

    Чаще всего несколько неисправных светодиодных ламп разбирают, удаляют перегоревшие светодиоды и радиодетали драйвера, а из целых монтируют одну новую конструкцию.

    Но можно сделать светодиодную лампу и из обычной КЛЛ. Это вполне себе привлекательная идея. Мы уверены, что у многих рачительных хозяев в ящиках с деталями и запчастями сохраняются неисправные «энергосберегайки». Выкинуть жалко, применить некуда. Сейчас мы расскажем, как из энергосберегающей лампы (цоколь E27, 220 В) создать светодиодную лампу буквально за пару часов.

    Неисправная КЛЛ всегда даёт нам качественный цоколь и корпус под светодиоды. Кроме того, из строя обычно выходит именно газоразрядная трубка, но не электронное устройство для её «поджига». Действующую электронику мы опять откладываем в загашник: её можно разобрать, а в умелых руках эти детали ещё послужат чему-нибудь хорошему.

    Виды цоколей современных ламп

    Цоколь — это резьбовая система для быстрого соединения и фиксации источника света и патрона, подачи питания источнику от электросети и обеспечения герметичности вакуумной колбы. Маркировка цоколей расшифровывается следующим образом:

    1. Первая буква маркировки обозначает тип цоколя:
      • B — со штифтом;
      • Е — с резьбой (разработан ещё в 1909 году Эдисоном);
      • F — с одним штырём;
      • G — с двумя штырями;
      • H — для ксенона;
      • K и R — соответственно с кабельным и утопленным контактом;
      • P — фокусирующий цоколь (для прожекторов и фонарей);
      • S — софитный;
      • T — телефонный;
      • W — с контактными вводами в стекле колбы.
    2. Вторая буква U, A или V показывает, в каких лампах применяется цоколь: в энергосберегающих, автомобильных или с коническим концом.
    3. Следующие за буквами цифры обозначают диаметр цоколя в миллиметрах.

    Самым распространённым цоколем с советских времён считается E27 — резьбовой цоколь диаметром 27 мм на напряжение 220 В.

    Создание светодиодной лампы E27 из энергосберегающей с применением готового драйвера

    Для самостоятельного изготовления светодиодной лампы нам понадобятся:

    1. Вышедшая из строя лампа КЛЛ.
    2. Светодиоды HK6.
    3. Пассатижи.
    4. Паяльник.
    5. Припой.
    6. Картон.
    7. Голова на плечах.
    8. Умелые руки.
    9. Аккуратность и внимательность.

    «Космос» является одной из самых популярных марок современных энергосберегающих ламп, поэтому у многих рачительных хозяев обязательно найдётся несколько её неисправных экземпляров

    Пошаговая инструкция изготовления светодиодной лампы

    1. Находим неисправную энергосберегающую лампу, которая давно лежит у нас «на всякий случай». Наша лампа имеет мощность 20 Вт. Пока главный интересующий нас компонент — цоколь.
    2. Аккуратно разбираем старую лампу и удаляем из неё все, кроме цоколя и идущих от него проводов, с которыми мы потом соединим пайкой готовый драйвер. Лампа собрана с помощью выступающих над корпусом защёлок. Нужно разглядеть их и чем-нибудь поддеть. Иногда цоколь крепится к корпусу сложнее — кернением точечных углублений по окружности. Тут придётся высверлить точки кернения или аккуратно пропилить их ножовкой. Один питающий провод припаян к центральному контакту цоколя, второй — к резьбе. Оба они очень короткие. Трубки при этих манипуляциях могут лопнуть, поэтому надо действовать осторожно.
    3. Очищаем цоколь и обезжириваем его ацетоном или спиртом. Повышенное внимание стоит уделить отверстию, которое тоже тщательно очищаем от лишнего припоя. Это нужно для дальнейшей пайки в цоколе.

    Пусковая плата для газоразрядной трубки, встроенная в люминесцентную лампу, для создания светодиодного устройства нам не подойдёт

    С обратной стороны цоколь имеет шесть круглых отверстий, в которые мы будем устанавливать светодиоды

    Каждый светодиод светит довольно ярко сам по себе, поэтому шесть штук в составе лампы обеспечат хорошую силу света

    Две цепочки из трёх параллельно включённых светодиодов каждая соединяются последовательно

    Шесть вставленных в гнёзда светодиодов образуют мощный и равномерный источник света

    Драйвер подключается к светодиодам по параллельной схеме

    Положительное отличие китайских цоколей от российских: паяются они гораздо лучше

    Собрав лампу, необходимо подключить её к источнику напряжения и убедиться, что она горит

    Мы создали источник с силой света примерно 150—200 лм и мощностью около 3 Вт, аналогичный 30-ваттной лампе накаливания. Но из-за того, что наша лампа имеет белый цвет свечения, она визуально выглядит ярче. Освещаемый ею участок комнаты можно увеличить, подогнув светодиодные выводы. К тому же мы получили замечательный бонус: трехваттную лампу можно даже не выключать — счётчик её практически не «видит».

    Создание светодиодной лампы с применением самодельного драйвера

    Гораздо интереснее не применять готовый драйвер, а сделать его самостоятельно. Конечно, если вы хорошо владеете паяльником и имеете базовые навыки чтения электрических схем.

    Мы рассмотрим травление платы после рисования на ней схемы вручную. И, конечно, всем будет интересно возиться с химическими реакциями, применяя доступные химикалии. Как в детстве.

    1. Кусок фольгированного медью с двух сторон стеклотекстолита.
    2. Элементы нашей будущей лампы согласно сгенерированной схеме: резисторы, конденсатор, светодиоды.
    3. Дрель или мини-дрель для сверления стеклотекстолита.
    4. Пассатижи.
    5. Паяльник.
    6. Припой и канифоль.
    7. Лак для ногтей или канцелярский корректирующий карандаш.
    8. Поваренная соль, медный купорос или раствор хлорида железа.
    9. Голова на плечах.
    10. Умелые руки.
    11. Аккуратность и внимательность.

    Текстолит используется в случаях, когда нужны электроизоляционные свойства. Это многослойный пластик, слои которого состоят из ткани (в зависимости от вида волокон тканевого слоя бывают базальттекстолиты, углеродотекстолиты и прочие) и связующего вещества (полиэфирная смола, бакелит и прочее):

    • стеклотекстолит — это стеклоткань, пропитанная эпоксидной смолой. Он отличается высоким удельным сопротивлением и термостойкостью — от 140 до 1800 o C;
    • фольгированный стеклотекстолит — это материал, покрытый слоем гальванической медной фольги толщиной 35—50 мкм. Он используется для изготовления печатных плат. Толщина композита — от 0,5 до 3 мм, площадь листа — до 1 м 2 .

    Для изготовления печатных плат используется фольгированный стеклотекстолит

    Схема драйвера для светодиодной лампы

    Драйвер для LED лампы вполне можно сделать самостоятельно, например, опираясь на простейшую схему, которую мы рассмотрели в начале статьи. Туда необходимо лишь добавить несколько деталей:

    1. Резистор R3, чтобы разряжать конденсатор при отключении питания.
    2. Пару стабилитронов VD2 и VD3 для шунтирования конденсатора, если сгорит или оборвётся светодиодная цепь.

    Если мы правильно подберём напряжение стабилизации, то сможем ограничиться и одним стабилитроном. Если же мы заложим напряжение больше 220 В, а под него выберем конденсатор, то обойдёмся вообще без дополнительных деталей. Но драйвер получится по размеру больше, и плата может не уместиться в цоколе.

    Эта схема позволяет изготовить драйвер для лампы из 20 светодиодов

    Эту схему мы создали, чтобы сделать лампу из 20 светодиодов. Если их больше или меньше, нужно подобрать другую ёмкость конденсатора С1, чтобы через светодиоды по-прежнему проходил ток 20 мА.

    Драйвер будет понижать напряжение сети и пытаться сгладить скачки напряжения. Через резистор и токоограничивающий конденсатор напряжение сети подаётся на мостовой выпрямитель на диодах. Через другой резистор подаётся постоянное напряжение на блок светодиодов, и они начинают светить. Пульсации этого выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором, а когда лампа от сети отключается, то первый конденсатор разряжается ещё одним резистором.

    Будет удобнее, если конструкция драйвера смонтирована с помощью печатной платы, а не представляет собой некий ком в воздухе из проводов и деталей. Плату вполне можно сделать самому.

    Пошаговая инструкция по изготовлению светодиодной лампы с самодельным драйвером

    1. Генерируем с помощью компьютерной программы собственный рисунок для травления платы согласно задуманной конструкции драйвера. Очень удобна и популярна среди радиолюбителей бесплатная компьютерная программа Sprint Layout, позволяющая самостоятельно проектировать печатные платы невысокой сложности и получать изображение их разводки. Есть ещё одна прекрасная отечественная программа — DipTrace, рисующая не только платы, но и принципиальные схемы.

    Бесплатная компьютерная программа Sprint Layout генерирует подробную схему травления платы для драйвера

    Места контактов пропаиваются слоем припоя, смешанного с канифолью, чтобы защитить медные дорожки от окисления

    После всех проведённых операций должна получиться светодиодная лампа, эквивалентная 100-ваттной лампе накаливания

    Замечания по безопасности

    1. Хотя самостоятельная сборка светодиодной лампы — не очень сложный процесс, к нему не стоит даже приступать, если вы не обладаете хотя бы начальными электротехническими знаниями. Иначе собранная вами лампа при внутреннем коротком замыкании может навредить всей электрической сети вашего дома, включая дорогие электроприборы. Специфика светодиодной техники в том, что если некоторые элементы её схемы подключить неправильно, то возможен даже взрыв. Так что надо быть предельно аккуратным.
    2. Обычно светильники используются при напряжении 220 В переменного тока. Но конструкции, рассчитанные на напряжение в 12 В, подключать к обычной сети ни в коем случае нельзя, и вы должны об этом всегда помнить.
    3. В процессе изготовления самодельной светодиодной лампы компоненты светильника часто не могут быть сразу полностью изолированы от питающей сети 220 В. Поэтому вас может серьёзно ударить током. Даже если конструкция подключена к сети через блок питания, то вполне возможно, что она имеет простую схему без трансформатора и гальванической развязки. Поэтому к конструкции нельзя прикасаться руками, пока конденсаторы не разрядятся.
    4. Если лампа не заработала, то в большинстве случаев виновата некачественная спайка деталей. Вы были невнимательны или поспешно действовали паяльником. Но не отчаивайтесь. Пробуйте дальше!

    Видео: учимся паять

    Странное дело: в наш век, когда в магазинах есть абсолютно всё, как правило, недорогое и весьма разнообразное, после двадцатилетней эйфории люди всё чаще возвращаются к тому, чтобы делать домашние вещи своими руками. Немыслимо расцвело рукоделие, занятия столярным и слесарным мастерством. И в этот ряд уверенно возвращается простая прикладная электротехника.

    Простая светодиодная лампа своими руками

    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:

    Напряжение питания: до 240 В
    Частота питающей сети: 50/60 Гц
    Потребляемая мощность: не более 1,8 Вт
    Количество светодиодов: 9 штук
    Общее число кристаллов: 27 единиц
    Тип преобразования: с гасящим конденсатором

    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 Uc – напряжение в сети (В)

    Um – напряжение на светодиодной матрице (В)

    Im – ток через матрицу (A).

    Так как в качестве гасящего сопротивления мы используем конденсатор, то Xc = R и по известной формуле для ёмкостного сопротивления:

    вычисляем необходимую ёмкость конденсатора:

    где f – частота питающей сети (Гц)

    Xc – 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)

    Id – допустимый номинальный ток применяемого в лампе светодиода (мА)

    f – частота питающей сети (Гц)

    Uc – напряжение питающей сети (В)

    n – количество используемых светодиодов

    Ud – 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. (Ua = 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.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: