Постепенно система освещения перешла на светодиодные лампы. Это не произошло быстро. Был длительный переходный период с использованием так называемых экомиков — компактных газоразрядных ламп со встроенным источником питания (драйвером) и стандартными цоколями E27 или E14.
Эти лампы широко используются и сегодня, поскольку они дешевле светодиодных источников света.
Хотя они предлагают хороший баланс между ценой и экономичностью (разница в цене с традиционными лампами накаливания вознаграждается экономией энергии), газоразрядные источники света имеют несколько недостатков.
- Срок их службы короче, чем у ламп накаливания.
- Высокочастотные помехи от источника питания.
- Лампочки не любят, когда их часто включают и выключают.
- Постепенное затемнение.
- Может также поражать соседние поверхности. Со временем на поверхности потолка (над лампой) появятся темные пятна.
- И вообще, иметь в доме лампы, содержащие определенное количество ртути, как-то не очень хочется.
Отличная альтернатива — светодиодные светильники. Список преимуществ обширен:.
- Направленность светового потока предъявляет высокие требования к конструкции рассеивателя.
- Тем не менее, они стоят дорого (речь идет о высококачественных брендах, безымянные продукты среднего уровня вполне доступны).
Если вопрос цены регулируется выбором производителя, то конструктивные особенности не всегда позволяют просто заменить понравившийся светильник люстрой. Разумеется, существует широкий ассортимент классических грушевидных светодиодных ламп всех размеров.
Однако в этой конструкции есть "сложная часть".
Перед нами высококачественная (и относительно недорогая) лампа с силой света 1000 Лм (эквивалент 100-ваттной лампы накаливания) и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня есть светодиодные источники света, которые можно использовать в течение многих лет, они светят приятным теплым светом (температура 2700 К) и не теряют яркости со временем.
Однако сильный свет требует серьезного охлаждения. Поэтому корпус лампы на 2/3 состоит из теплоотвода. Он изготовлен из пластика и очень эффективен без ущерба для внешнего вида. Основным недостатком этой конструкции является то, что фактическим источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет выбор ламп. Не все люстры с рожками выглядят гармонично.
Единственный выход — купить готовые светодиодные лампы. Их конфигурация изначально рассчитана на конкретный источник света.
Ключевое слово — "рынок". А что делать с любимыми торшерами, люстрами и другими светильниками в вашей квартире?
Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно
Основным критерием является минимизация затрат.
Существует два основных направления в развитии светодиодных источников света
1. использование светодиодов с низким потреблением (до 0,5 Вт). Их нужно много, их можно сделать любой формы. Вам не нужны мощные радиаторы (низкое тепловыделение). Главный недостаток — громоздкость при сборке.
Используются мощные светодиодные элементы (1 ватт — 5 ватт). Эффективность высокая, а трудозатраты могут быть низкими. Однако точечное излучение требует выбора диффузора и подходящего теплоотвода для реализации проекта.
Для экспериментальной схемы был выбран первый вариант. Самое дешевое "сырье": 5 мм светодиоды, распределенные под углом 120° в прозрачном корпусе; их называют "соломенными шляпами"; светодиоды используются в качестве теплоотвода для проекта.
- Прямой ток = 20 мА (0,02 A)
- Падение напряжения на обоих концах одного диода = 3,2-3,4 вольт
- Цвет — теплый белый
Они продаются в пачках по 3 рубля на любом радиорынке.
Я купил несколько упаковок по 100 штук на aliexpress (ссылка на покупку). Каждый из них стоит чуть меньше копейки.
Для источника питания (или источника тока) было решено использовать проверенную схему балласта. Преимущество такого драйвера в том, что он очень недорогой и имеет минимальное потребление энергии. Поскольку отсутствует ШИМ-контроллер или линейный регулятор тока, избыточная энергия не выбрасывается в атмосферу. Схема не имеет теплоотводящих элементов для рассеивания тепла.
Недостатком является то, что ток не является стабильным. Поэтому, если напряжение в сети нестабильно, яркость вспышки будет меняться. Моя розетка рассчитана на 220 В постоянного тока (+/- 2 вольта), поэтому эта схема подходит.
Доказательная база также не является точной.
- Диодный мост серии KTs405A (можно использовать любые диоды, включая диоды Шоттки)
- Пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (имеются запасные части)
- 1-2 ваттный резистор
- Электролитический конденсатор 47 мкФ на 400 вольт (можно получить большую емкость, но это не экономия)
- Более мелкие предметы, такие как печатные платы и предохранители, обычно имеются в арсенале каждого энтузиаста.
Чтобы не изобретать корпуса для розеток E27, мы используем перегоревшие предохранители (еще одна причина выбросить их).
Осторожно (открыть!) колбу с парами ртути. После удаления остается отличный материал для творчества.
Основа основ – расчет и принцип работы токового драйвера с гасящим конденсатором
Типичная схема показана на рисунке.
Как работает схема:.
Резистор R1 ограничивает увеличение тока при подаче питания, пока схема не стабилизируется (около 1 секунды). Значения находятся в диапазоне от 50 до 150 Ω. Выходная мощность составляет 2 Вт.
Резистор R2 обеспечивает работу балластного конденсатора. Во-первых, он разряжается при отключении питания. По крайней мере, это предотвращает поражение электрическим током при вывинчивании лампы. Во-вторых, он предотвращает скачки тока, если полярность заряженного конденсатора не совпадает с первой половиной 220 вольт.
Фактически, гасящий конденсатор C1 является основой схемы. Это своего рода фильтр тока. Регулируя его емкость, можно регулировать любой ток в цепи. В случае наших диодов этот показатель не должен превышать 20 мА при пиковом напряжении сети.
В этом случае диодный мост работает (ведь светодиоды — это поляризованные элементы).
Электролитический конденсатор C2 необходим для предотвращения мерцания лампы. Светодиоды не имеют инерции включения-выключения. Таким образом, глаз будет видеть мерцание с частотой 50 Гц. Кстати, этим грешат и дешевые китайские лампы. Качество конденсатора можно проверить с помощью любой цифровой камеры, включая смартфоны. Если вы посмотрите на горящий диод через цифровую сетку, вы увидите мерцание, незаметное для человеческого глаза.
Кроме того, электролит дает неожиданный бонус. Свет не гаснет сразу, а медленно тускнеет, пока не разрядится емкость.
Расчет демпфирующего конденсатора производится по следующей формуле: I = 200 * C * (1,41 * U mains-U led) I — результирующий ток цепи в амперах.
200 — постоянная величина (частота сети 50 Гц * 4)
C — емкость конденсатора C1 (демпфирующего конденсатора) по всей поверхности.
U main — предполагаемое напряжение сети (в идеале 220 вольт) U lead — общее падение напряжения на светодиодах (в данном случае 3,3 вольта, умноженное на количество светодиодных элементов).
Необходимый ток должен быть достигнут путем выбора количества светодиодов (известное падение напряжения) и емкости гасящего конденсатора. Оно не должно быть выше, чем указано в характеристиках светодиода. Именно величина тока регулирует яркость свечения и срок службы светодиода.
Для удобства уравнение можно составить в Excel.
Схема многократно тестировалась, первый образец был собран почти три года назад, он работает в кухонном светильнике и никаких сбоев в работе не возникало.
Перейдем к фактической реализации проекта. Нет смысла обсуждать количество светодиодов и емкость конденсаторов в отдельных схемах. Конструкция изолирована для каждого светильника. Он рассчитывается строго по типу. Выше 60 светодиодных ламп с конденсаторами 68 MA показаны не как простой пример, а как реальный расчет тока цепи 15 мА (для увеличения срока службы).
LED лампа в рожковую люстру
Картридж Econo Eradiced используется в качестве корпуса для схемы и опорной конструкции. Для этого проекта не использовалась макетная плата, но направляющие были собраны на 1 мм ПВХ блоках. Он оказался точно подходящего размера. Причиной для двух конденсаторов была соответствующая емкость; мы не смогли найти нужное количество микрофарад в одном элементе.
В качестве корпуса для светодиодной лампы также использовалась баночка из-под йогурта. Для рисунков мы также использовали листы вспененного ПВХ толщиной 3 мм.
Как только его собрали, он получился аккуратным и красивым. Приспособление для приема гостей обусловлено формой люстры — рожки направлены вверх к крыше.
Далее разместите светодиоды: 150 светодиодов в соответствии со схемой. Чтобы проткнуть пластик шпажками, потребуется ночь.
Материал корпуса был недостаточным и очень тонким. Следующий аксессуар был изготовлен из 1 мм ПВХ листа. Для его построения был рассчитан тот же конус пробития 150 диодов.
Он не такой элегантный, но прочный и хорошо держит форму. Лампа полностью скрыта рожком люстры, поэтому внешний вид не так важен.