Что такое драйвер для led-светильников, как подобрать и проверить это устройство?

Основные моменты при установке светодиодной ленты для навесного потолка

При сборке светильника необходимо соблюдать большую осторожность, так как лента может легко повредиться при не осторожном обращении. Зафиксировать ленту будет значительно проще, если место ее предполагаемой установки хорошо очистить

Перед тем как приступить к монтажу светильника, надо рассчитать длину полотна и плотность, размещенных на ней светильников.

Разновидности лент со светодиодами:

SMD Количество элементов светодиода может иметь следующие значения (в расчете на 1 метр):

60 шт., используют 4,8 Вт;

120 шт., используют 7,2 Вт;

240 шт., используют 16 Вт.

SMD Количество элементов светодиода:

30 шт., используют 7,2 Вт;

60 шт., используют 14 Вт;

120 шт., используют 25 Вт.

Светодиоды на ленте

В одной кассете содержится 5 метров ленты. Если планируется изготовить светильник, превышающий длину в 5 метров, то необходимо докупить еще одну или несколько кассет. Обязательно нужно учесть важный момент – один блок питания предназначен на присоединение ленты не более 15 метров в длину. Если необходимо обрезать ленту, то сделать это достаточно просто – ее обрезают обычными ножницами, но строго по специальным меткам.

Разрезание по специальным отметкам

Подключение Led ленты

Переходим к
самой ленте. Отмеряете светодиодную ленту нужной длины согласно размерам вашего
алюминиевого листа.

Всего
понадобится два отрезка. Спаиваете их между собой параллельно.

После чего наклеиваете на алюминиевую подложку.

Обратите внимание, для большей безопасности в местах пайки контактов, под ленту желательно поместить бумажный скотч

Он будет
выступать в роли изолятора и предотвратит возможное замыкание на корпус.

Технически
светильник почти готов. На него можно подать напряжение и включить тумблер.

Однако выглядит все это довольно непривлекательно. Кроме того, прямое излучение светодиодов без рассеивания не очень полезно для глаз.

Люстра-бабочка

Существуют два способа создания такого светильника:

• Одна большая бабочка.
• «Рой» маленьких мотыльков разного размера.

Отдельные части светильника могут опускаться до полутора метров от потолка.

• В качестве основы берется старый абажур или его каркас.
• Если таких заготовок нет, то можно использовать обод из металла или дерева или толстую проволоку, скрученную в круг.
• Нужно подготовить листы с шаблонами бабочек, чтобы выбрать бабочки необходимых размеров и форм.
• Рекомендуется делать мотыльков хотя бы пяти разных размеров.
• Тогда конструкция будет визуально большей.
• Бабочки вырезаются маленькими ножницами или канцелярским ножом.
• Желательно, чтобы бумага была плотной.
• Вырезанные фигурки окрашиваются разными красками, украшаются блестками, однако на некоторых шаблонах бабочки уже могут быть цветными.
• Чтобы довести изделие до готовности, бабочки фиксируются на лесках и крепятся на основу.

Что нужно знать о безопасности при закреплении на потолке?

Здесь специалисты дают несколько важных рекомендаций:

Светодиоды сильно греются

Потому применяют специальные радиаторы, отвечающие за охлаждение.
Контакт и отвод тепла улучшается благодаря специальной термопасте на месте соединения между двумя важными элементами.
При установке важно проследить за тем, чтобы вокруг радиаторов было свободное место, не замкнутое. Иначе светодиоды выйдут из строя раньше времени.

Возле нагревающихся приборов монтировать светильники тоже запрещается.

Специальные регуляторы и лампочки с функцией диммирования понадобятся тем, кому интересно регулировать уровень яркости, освещения. Доступность ламп для замены – важный фактор при выборе подходящих моделей.

Где можно повесить светодиодный светильник?

Натяжные и подвесные потолочные конструкции – вот вместе с какими изделиями чаще всего используются точечные светодиодные светильники. Устройства могут располагаться по центру или по бокам. Здесь каждый покупатель выбирает вариант, который лучше всего отвечает текущим условиям эксплуатации.

Монтаж светодиодной ленты под натяжным потолком

Простота конструкции осветительных устройств на основе светодиодов открывает массу возможностей для реализации замыслов и фантазий.

Так, лента может крепиться несколькими способами:

• подсветка изнутри. В этом случае устанавливается светодиодная лента за натяжным потолком. Место для монтажа — плита или специально установленный профиль. Благодаря такому методу удается не просто осветить потолочную конструкцию изнутри, но и создать различные образы (фигуры, геометрические формы);
• невидимый потолочный карниз. В этом случае монтаж производится на специальном карнизе. Особенность в том, что свет в большей степени попадает на шторы, а не на ПВХ пленку. При правильной установке удается получить «эффект парения» натяжной конструкции;
• гипсокартоновый ярус. Здесь, как правило, применяются 2-уровневые конструкции. Снизу устанавливается металлический каркас, оббитый гипсокартоном, а сверху — натяжная конструкция.

Для монтажа диодной ленты под натяжным потолком (или за ним) может потребоваться — контроллер, блок питания, светодиодная лента, коннектор, усилитель RGB, паяльник с мощностью 20-40 Вт, провода с сечением пол «квадрата», кабель для подключения к сети.

При выборе источника освещения стоит учесть, что от числа лампочек зависит мощность изделия.

Так, ленты с 60-ю светодиодами потребляют 4,8 Вт (из расчета одного метра конструкции), 120 — 7,2 Вт, 240 — 16 Вт.

Многие выбирают изделия как можно мощнее, но это неправильно.

Воздух возле ПВХ пленки может нагреваться, что приводит к преждевременному выходу из строя изделий.

Светодиодные ленты могут питаться разным напряжением — от 12 до 64 Вольт. Исходя из этого, стоит выбирать и блок питания. Мощность БП должна быть на четверть выше, чем суммарная мощность диодов.

Если длина ленты превышает пять метров, то без покупки дополнительного блока не обойтись. В среднем на один БП приходится пять метров ленты. В противном случае ближние к источнику светодиоды будут перегреваться.

Кроме этого, потребуется контроллер, который необходим для изменения цвета свечения устройства.

В процессе монтаж ленты учтите следующие моменты:

• подготовьте место для фиксации ленты. Крепление изделия может производиться к стене или потолку. Место, куда крепится устройство, должно быть прогрунтовано и обезжирено;
• чтобы повысить надежность монтажа, допускается применение клея или специальных уголков из полихлорвинила. Такая предусмотрительность обезопасит от проблем, связанных с установкой ленты на низкокачественный скотч;
• при использовании нескольких секторов ленты с диодами стоит применять специальные коннекторы или использовать пайку. Главное здесь — не перепутать полярность;
• после крепления ленты к потолку или стене производится ее подключение к БП или контроллеру;
• в процессе эксплуатации БП и контроллер могут ломаться, поэтому их установка должна производиться в доступных местах, то есть под пленкой ПВХ (например, возле напольного плинтуса);
• провода, которые объединяют ленту и БП можно спрятать за мебелью, за угловым плинтусом или за штукатуркой;
• монтаж потолка выполняется уже после завершения работ по установке ленты.

Особенности выбора светодиодов

Требования к осветительным элементам

Перед тем, как сделать светодиодную лампу своими руками, обязательно нужно определиться, какие излучающие диоды оптимально подходят для этих целей.

Дополнительная информация. В общем случае сделать лампу на основе светодиодов возможно лишь при условии, что их КПД превышает 50% (сравните: для обычной лампы накаливания этот показатель составляет всего лишь 3,5-4%).

Особенности выбора этих элементов предполагают учёт следующих определяющих факторов:

Возможность получения подходящего для заданных условий спектра излучения лампы своими руками изготовленной из светодиодов (красного, жёлтого, зелёного или белого). Образец изделия с белым свечением приводится на фото ниже;

Прожектор с дневным (белым) спектром излучения

• Высокая светоотдача самодельного светильника;
• Низкое энергопотребление при его питании от бытовой сети;
• Длительные сроки службы (не менее 30000 часов) и экологическая чистота;
• Надежность конструкции на светодиодах (способность выдерживать неограниченное число включений и выключений).

В этих изделиях должна быть предусмотрена возможность управления интенсивностью светового потока, а также обеспечиваться низкая температура в районе расположения излучающих элементов.

Порядок выбора

Всем перечисленным выше условиям вполне удовлетворяют современные LED светодиодные лампы для дома, ассортимент которых широко представлен на отечественном рынке.

Добавим к этому, что на изготовление самодельной конструкции не потребуется расходование дополнительных материальных средств. Для этих целей вполне могут подойти старые электронные узлы и изделия, содержащие соответствующие детали.

Прекрасным образцом рационального подхода к их изготовлению может служить светильник из телевизора с ж/к экраном (не работающего по каким-либо причинам), из которого можно «позаимствовать» исправные светодиоды подсветки. Образец такого дисплея приводится на фото ниже.

Дисплей со светодиодами подсветки

Первый запуск и настройка Wi-Fi

Я использовал прошивку от gunner47, для настройки других прошивок читайте их описание на странице разработчика.

1. Подаем питание на лампу, а на смартфоне находим появившуюся точку доступа LedLamp с паролем 31415926 (имя точки доступа и пароль настраивается в прошивке)

2. Подключаемся и ждем появление окна авторизации.

3. Выбираем пункт Configure WiFi и подключаемся к домашней сети.

4. После перезагрузки лампы находим ее в веб-интерфейсе или приложении своего роутера, чтобы узнать полученный IP-адрес.

5. Устанавливаем приложение Arduino Lamp из App Store (для других прошивок нужно использовать другие приложения).

6. Вводим IP-адрес лампы и подключаемся.

Все! Наша умная лампа готова, можно показывать свое творение и готовиться к порции похвалы от жены и детей.

Как сделать простую led-люстру из светодиодной ленты

Рассмотрим несложный в исполнении вариант — контур в виде квадрата. Габариты подбираются под размеры помещения. Такую люстру можно использовать не только как подсветку, но и в качестве основного освещения.

Для сборки понадобятся:

• лед-лента, работающая от 12 вольт (лучше со светодиодами, уложенными в 2 ряда — так будет ярче);
• блок питания для подключения к сети;
• П-образный алюминиевый профиль с пластиковой накладкой;
• кусочки текстолита (например, от ненужных плат);
• короткие винты;
• карандаш;
• отвёртка;
• паяльник.

Диодную ленту нарезают по размеру. Снимают защитный слой и приклеивают внутрь корпуса. Припаивают провода или используют специальные коннекторы для соединения. Для квадратной конструкции потребуются угловые.

Концы вытаскивают наружу и подсоединяют к адаптеру, который преобразовывает переменный ток 220В в постоянный 12В. Блок питания обычно прячут в нише, над шкафом или в другом неприметном месте. Длину провода подбирают с учётом расстояния от этой точки до светильника.

Пластиковую накладку подрезают, соблюдая угол в 45°. Вставляют в раму. Люстра готова.

Сборка

Процесс сборки происходит в следующей последовательности:

• Очищаем галогенную лампу от всех составных частей и замазок.
• Вынимаем ее из отражателя.
• Подготавливаем диск-отражатель, на котором будут располагаться светодиоды. Диск наклеиваем на алюминиевую подложку (шаблон диска можно взять в интернете) и делаем в нем дырочки.
• Согласно схеме, располагаем светодиоды на диске ножками вверх, учитывая их полярность. Между ними прокатываем немного клея, избегая попадания на контакты.
• Паяем контакты светодиодов так, чтобы цепочка начиналась положительной полярностью («+») и заканчивается отрицательной («-»).
• Положительные контакты соединяем между собой пайкой.
• К отрицательным контактам при помощи пайки присоединяем резисторы и соединяем их контакты между собой припоем, получая отрицательно заряженные резисторы.
• Контакты резисторов также соединяем между собой и припаиваем к ним медные провода. Во избежание короткого замыкания пространство между контактами и проводами заливаем клеем.
• Склеиваем межу собой диск и отражатель галогенки.
• После полимеризации клея можно подключать источник питания на 12 В.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Для изготовления
самодельного драйвера своими руками потребуются радиодетали для создания трех
взаимодействующих сегментов:

1. Делитель
   напряжения, основанный на емкостном сопротивлении.
2. Мост из диодов.
3. Стабилизатор.

Кроме того, понадобятся
следующие инструменты, приборы и расходники:

1. Паяльная станция мощностью около 30 Вт.
2. Нейтральный флюс.
3. Припой оловянно-свинцового состава.
4. Пассатижи для загиба выводов.
5. Кусачки для отреза проводки.
6. Многожильные медные проводники в изоляции сечением от 0,35 до 1 мм2.
7. Прибор для контрольного измерения (мультиметр).
8. Изолента/трубка термоусадочная.
9. Монтажная макетная плата на базе текстолита.

Инструкция по сборке драйвера своими
руками

Инструкция по
изготовлению своими руками драйвера светодиода с питанием от 220 В включает
следующие действия:

1. Подготавливается макетная плата необходимого размера.
2. Сначала припаиваются крупные компоненты цепи.
3. Затем поочередно в соответствии со схемой монтируются мелкие элементы – резисторы, диоды, конденсаторы.
4. В последнюю очередь устанавливаются транзисторы и переменный резистор.
5. Распределение компонентов должно быть таким, чтобы расстояние между ними было как можно меньше.
6. Соединение диодов происходит с учетом полярности (для транзисторов – по распиновке).
7. По завершении сборки схему нужно подключить и провести замеры мультиметром.

Создание драйвера для
светильника из светодиодов для подключения их к питанию на 220 В доступно
своими руками любому желающему, имеющему опыт работы с радиокомпонентами. В
ходе сборки не потребуется особых оборудования и материалов – все инструменты и
детали можно приобрести в специализированных магазинах. К тому же, при
правильном подходе и качественных составляющих собранная схема обеспечит
стабильность и долговечность прибору освещения не хуже покупного аналога.

Схема

Предложенная ниже схема
драйвера представляет собой совокупность трех последовательно взаимодействующих
между собой каскадов:

1. Первая область
   отвечает за понижение амплитуды напряжения. В основе лежит емкостный керамический
   конденсатор (500 вольт) с резистором для самозарядки первого. Его номинал может
   варьироваться в широких пределах – от 100 до 1000 кОм и от 500 до 1000 мВт.
   Принцип действия его основан на том, что он пропускает ток до полной зарядки
   обкладок. При емкости в 0,3 мкФ это время составит всего десятую часть период
   полуволны 220 В – то есть всего 1/10 поступающего напряжения.
2. Второй сегмент
   выполняет роль выпрямления тока из переменного в постоянный. Это цепь диодных
   полярно соединенных элементов. В данной цепи на выходе его номинал составит
   порядка 24 В (с учетом деления в предыдущем блоке).
3. Заключительный
   элемент сглаживает и стабилизирует электроток. Для цели сглаживания применяется
   параллельно подключенный конденсатор электролитической модификации (емкость
   определяется мощностью нагрузки). Стабилизатором напряжения в предложенной
   схеме выступает модуль L7812.

Конденсатор в сочетании с диодным мостиком выполняет задачу делителя напряжения, поэтому если входное напряжение будет меняться, соответственно иное значение его получится и на выходе.

Компоненты

Для сборки своими
руками предложенной выше схемы драйвера для светодиодов, питание которых
осуществляется от 220В, потребуется следующий набор радиокомпонентов:

1. Светодиоды 12 штук с параметрами – 3,3 вольта 1 ватт (для сборки своими руками лэд-лампы питанием от 220 В).
2. Конденсатор керамического типа – 0,3 мкФ, 500 вольт – 1 штука.
3. Резисторный модуль – от 0,5 до 1 Ом и 0,5-1 Вт – 1 экземпляр.
4. Четыре диода по 100 В каждый.
5. Пара конденсаторов электролитического типа на 16 вольт 100 и 330 мкФ.
6. 12-вольтовый стабилизатор напряжения модели L7812, либо его аналог.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

Рассмотрим схему
подключения драйвера без блока стабилизатора. Как известно, отсутствие
трансформатора в подобном приборе приводит к пульсации напряжения и,
соответственно, яркости свечения светодиодов. Лишь частично эту проблему
устраняет идущий после диодного мостика конденсатор. Однако пульсировать
амплитуда все же будет – в рамках 2-3 вольт.

Вариант со
стабилизатором на 12 вольт решают эту задачу полностью, поэтому и
смонтированный своими руками такой драйвер по степени пульсации амплитуды
напряжения не будет уступать покупным дорогим аналогам.

Сборка

На сегодняшний день рынок осветительных приборов может похвастать невероятно богатым ассортиментом. Светодиодные светильники можно приобрести практически в любом строительном магазине, или же в магазине с бытовой электротехникой. Собрать светильник достаточно просто – но перед этим нужно определиться с желаемым типом освещения, ведь широкий ассортимент говорит о разнообразии характеристик.

Основная классификация светодиодных светильников включает в себя следующие группы приборов:

• Линейные;
• Потолочные;
• Настенные;
• Промышленные;
• Прожекторы;
• Подводные;
• Контроллеры.

Стоит рассмотреть несколько наиболее распространенных видов светильников, чтобы понимать, о чем идет речь:

1. Светодиодные ленты. Такое освещение лучше всего подходит для коридора, где особенной необходимости в точечных светильниках нет. Светодиодные ленты продаются в сборе. На одной стороне изделия располагается заглушка, а на другой – провода, которые подключаются к питанию. Разумеется, блок питания должен соответствовать мощности ленты, а при подключении нужно следить за полярностью проводов. Недостатком таких устройств является высокая степень нагрева, из-за чего их нельзя устанавливать в узких каналах с плохой вентиляцией.
2. Точечные светильники. Поскольку светодиодных лент недостаточно для полноценного освещения больших помещений, в них приходится использовать точечные осветительные приборы. Такие устройства располагаются на стенах или потолке, причем нередко их немного наклоняют, чтобы создать наиболее комфортное освещение. Подбирая такие приборы, нужно очень хорошо рассчитать всю электросеть, чтобы ее отдельные элементы соответствовали друг другу.
3. Светильники с датчиками движения. По большому счету, это всего лишь модификация обычных светодиодных ламп. В таких устройствах имеются датчики, отслеживающие движение и запускающие освещение только в то время, когда это необходимо. Такие устройства, во-первых, очень хорошо подходят для освещения участков, где постоянный свет не требуется, а во-вторых, имеют более высокий рабочий ресурс за счет значительно меньшего времени работы.
4. Собранные светильники с радиаторами. Пожалуй, самый удобный вид устройств – готовые светильники не предполагают сборки. Обычно такие приборы покупают при отсутствии опыта или знаний, необходимых для самостоятельной сборки всех элементов устройства.

Впрочем, если все же есть необходимость собирать светильник самостоятельно, то нужно приобрести весь комплект деталей и приступать к работе. Сначала нужно к радиатору, покрытому термопастой, прикрепить светодиод (или светодиоды, если радиатор рассчитан на несколько ламп). При сборке нужно обязательно следовать инструкции и всегда следить за тем, чтобы мощность устанавливаемых светодиодов соответствовала мощности остальных элементов системы.

Самодельные светильники

Для создания лампы своими руками имеется огромное количество способов. Использование старого цоколя от прогоревшей люминесцентной лампы является самым распространённым методом. Такие ресурсы имеются в каждом доме, поэтому с их поиском проблем не будет. А также понадобится:

• Диодный мост или выпрямительные диоды 1N4007.
• Цоколь, который можно взять от перегоревшего изделия.
• Непосредственно led. Они продаются в магазинах в виде лент или отдельных светодиодов НК6. Один из этих элементов имеет силу тока примерно 100−120 мА и напряжение около 3−3,3 Вольт.
• А также может потребоваться каркас, на который будут устанавливаться светодиоды. Пластик подойдёт для каркаса. Он не может быть металлическим, токопроводящим и должен быть с теплоустойчивой подложкой.
• Предохранитель, который также можно найти в перегоревшей лампе.
• Конденсатор и его ёмкость.
• Для крепкого скрепления светодиодов к каркасу можно взять суперклей или жидкие гвозди.

В некоторых схемах может и не пригодиться один или два элемента из этого списка. Однако в других могут, наоборот, понадобится новые звенья цепи, например: драйвера или электролиты. В каждом конкретном случае нужно индивидуально составлять список необходимых материалов.

Для чего нужны контроллеры и блоки питания

При изготовлении самодельных осветительных приборов на основе светодиодов необходимо установить специальный адаптер (выпрямитель, блок питания), который будет преобразовывать переменное электричество 220 В в постоянный ток 12/24 В в соответствии с мощностью используемых полупроводников.

К примеру, если вы используете диоды типа SMD 5050, устанавливаете приблизительно по 60 штук на погонный метр и протяженность платы составляет 5 м, то (исходя из таблицы выше) общая нагрузка будет равна 15*5=75 Вт. Увеличьте значение на 15% и получите необходимую мощность адаптера — 86–87 Вт. При сборке гибкой платы с регулируемым уровнем яркости и переключением света электрическая схема должна быть дополнена контроллером и пультом ДУ.

Урок 3.

КПД светодиодов и отвод тепла.

Ну, основные познания мы получили, есть еще немного, но это освоим по ходу. Понимаю, как всем не терпится узнать как сделать светильник своими руками. Чуточку терпения, – подходим…

Еще несколько слов о светодиоде. У современных светиков кпд достигает 50 – 60 %. Много это или мало? КПД обычной лампы накаливания 5 – 7 %, т.е. на свет тратится 5 %, а на “побочный продукт”, — тепло до 95 %. А ведь мы лампочку включаем не греться. И тем не менее, пользуемся.

Перейдем к светику, кпд его, можно сказать на порядок выше (в 10 раз), и при этом 50 % преобразуется в свет, а 50 % продолжает работать обогревателем.

10 “современных” белых светиков без труда заменят лампу накаливания (по светоотдачи) в 100 ватт, потребляя при этом, ватт 12 – 14 (есть такие светики, что и в 10 ватт можно уложиться, но они значительно дороже).

К чему я это? К тому, что лампа накаливания греет на 95 ватт, а 10 светиков, – 12 ватт, деленные пополам (кпд 50 %), – 6 ватт тепла. И это тепло надо отвести от светика, и рассеить. Поэтому, светикам требуется радиатор.

В большинстве случаев в роли радиатора используют алюминий. В промышленных вариантах это могут быть специально отлитые, или от фрезерованные радиаторы.

Мы будем использовать, то что попадется под руку (у кого что есть).

Это может быть и крышка от кастрюли, и кусок гардины, и сковорода, и разный алюминиевый “хлам” который найдется в доме.

Еще немного теории которая потребуется нам дальше…

Сколько алюминия потребуется?

Чем больше, тем лучше. Больше площадь рассеивания, –  лучше охлаждение, – дольше прослужат светики.

Но, почему то, я догадываюсь, что из присутствующих, не все алюминиевые олигархи…

Поэтому, попробую уточнить. Начнем с того, что алюминий – алюминию рознь. Очень много разнообразных сплавов, которые влияют на теплопроводность алюминия. А так как понять, что попалось алюминий, дюраль, или что то еще проблематично…, советую цифры изменять только в большую сторону.

Мощность.

Еще один момент. Хотя светики (которыми мы будем пользоваться) считаются одноваттными (1 W), это не очень соответствует действительности…

Почему?

Дело в том, что мощность зависит от произведения напряжения на ток.

Т.е. P (мощность) = U (напржение) * I (ток)

Соответственно, синий светик, имеет мощность (при стандартном включении)

3 (вольта) * 0,35 (А) = 1,05 ватта

Соответственно, красный светик, имеет мощность (при стандартном включении)

2 (вольта) * 0,35 (А) = 0,7 ватта

В формуле значение тока ставится не мА (милиамперах), а в А (амперах).

Из результатов видно, что красный светодиод потребляет примерно  на 30 % меньше, чем синий. И соответственно греться будет меньше, и площадь рассеивания тепла тоже потребуется меньше.

Мои рекомендации: Площадь радиатора должна быть не менее 30 см2 на 1 ватт рассеиваемой мощности, желательно 40 (с учетом неизвестности теплопроводящих свойств алюминия).

И конечно, не надо подгонять до каждого см2. Цифры даю все равно, — рекомендуемые.

Пример.

Допустим, Вы остановились на светильнике в 20 ватт. Рекомендуемая площадь радиатора 600 – 800 см2, будет она 500 см2, – ну, что ж, пойдет. Будет 1000 см2, – тоже пойдет, но тыща, – лучше!

Тут образцы, что у меня валялось, и что можно использовать в качестве “радиатора”. (нажмите фото для увеличения)

Слева направо: кусок листового алюминия, профиль от шкафа – купе, стоительный профиль, не знаю от чего профиль, по моему, что то связанное с рекламой. Как раньше упомянул, подойдут кастрюли, сковородки, гардины, уголки, и т.п и т.д.