Как устроена светодиодная лампа и принцип ее работы

Устройство осветительного светодиода.

Принцип действия светодиода основан на так называемом p-n (электронно-дырочном) переходе.

Светодиод включает в себя полупроводниковый p-n переход, где материал — n обогащён отрицательными носителями заряда (приобретают дополнительные электроны), а материал – p положительными носителями заряда (приобретают «дырки» места, где отсутствуют электроны на орбитах атомов).

Когда в диоде возникает электрическое поле, электроны из материала — n и дырки из материала – p, устремляются к p – n переходу, где электроны инжектируются в – p материал.

При подаче отрицательного напряжения со стороны – n проходит ток в материал – p (прямое смещение).

При переходе из – n в – p избыточные электроны рекомбинируют с «дырками» при этом выделяется энергия из элементарных частиц фотонов и светодиод испускает свечение.

Обозначение светодиода в электрических схемах.

Светодиод может работать только при пропускании через него тока в прямом направлении (анод положительный потенциал относительно катода).

Недопустимо подключение светодиода обратной полярностью к источнику напряжения, светодиоды обычно имеют невысокое обратное пробивное напряжение, поэтому если в схеме возможно обратное напряжение светодиод нужно дополнительно защитить параллельно подключённым обычным диодом.

Подключать светодиод к источнику напряжения можно только через ограничитель тока, например через последовательно подключённый резистор.

Некоторые диоды могут иметь встроенную в корпус токоограничивающую цепь.

Для мощных светодиодов также применяются схемы, с широтно импульсной модуляцией которые могут поддерживать среднее значение тока на заданном уровне.

При пропускании через светодиод тока превышающего предельно допустимые параметры, светодиод мгновенно перегревается и выходит из строя.

Преимущества применения светодиодов в качестве источников света.

Высокая светоотдача до 146 люмен на ватт.

Современные светодиоды имеют широкий спектр свечения от 2700 К (теплый белый) до 6500 К (холодный белый).

Низкая инерционность, светодиод включается сразу на полную яркость.

Угол излучения от 15 до 180 градусов.

Механическая прочность и вибростойкость.

Светодиоды не чувствительны к низким температурам.

Продолжительный срок службы светодиодов, некоторые светодиоды могут работать до 100000 часов.

На продолжительность службы светодиодов не влияет количество циклов включения-выключения, в отличие от газоразрядных ламп и ламп накаливания.

Экологичность – в отличие от люминесцентных ламп для производства светодиодов не используются опасные материалы, такие как ртуть и фосфор.

Недостатки светодиодов.

При недостаточном отводе тепла у мощных светодиодов происходит деградация и падение яркости кристалла.

Светодиоды чувствительны к перепадам напряжения, повышенное напряжение приводит к перегреву светодиода и сокращает срок его службы.

Применение светодиодов.

Современные мощные светодиоды применяются в промышленном и бытовом освещении, светодиоды используются в качестве источников света в лампах, фонарях, светильниках, светодиодных лентах.

Светодиоды применяются в подсветке жидкокристаллических экранов телевизоров, мониторов, мобильных телефонов.

Маломощные светодиоды применяются в качестве индикаторов для бытовых и промышленных приборов, используются в панелях управления и пр.

Способы сборки

На сегодняшний день практикуется несколько способов сборки осветительных элементов, благодаря чему создана определенная классификация современных светодиодов.

DIP

Вариант Duаl In-line Расkаgе – интересный, с точки зрения конструкции, но устаревающий вид, характеризующийся следующими размерами светодиодов:

• 0,3 см;
• 0,5 см;
• 0,8 см;
• 1,0 см.

Помимо размеров колбы, полупроводники заметно отличаются цветом и материалами, которые используются для изготовления, а также формой чипа. К числу основных достоинств такого типа светодиодов относятся незначительный нагрев и достойная яркость свечения.

Duаl In-linе Расkаgе выпускаются как в одноцветном, так и в RGB-варианте, а также обладают чаще всего очень характерной цилиндрической формой, и имеют встроенную выпуклую линзу.

«Пиранья»

Светодиоды, относящиеся к этой группе, характеризуются наилучшими световыми качествами по показателям светового потока. Конструктивная особенность представлена прямоугольной формой и наличием четырёх специальных пин-выводов. Выпускаются в красном, зеленом, синем и белом цвете.

Одним из основных отличий является возможность более «жесткой» фиксации на плате, а очень высокая тепловая проводимость обусловлена свинцовой подложкой.

Светодиодная лампа Пиранья Хамелеон (RGB)

Наличие свинца ставит под сомнение безопасность эксплуатации, но широкий диапазон рабочего температурного режима позволяет использовать высокие входные мощности, чем и обуславливается широкая популярность.

SMD-технология

SMD-светодиоды, известные также под названием Surfасе Моunting Dеviсе или «устройство, фиксируемое на поверхности», обладают мощностью на уровне 0,01-0,2Вт.

Особенностью SMD-светодиодов является наличие одного, двух или трёх современных кристаллов на керамических прямоугольных основах.

SMD-светодиоды покрываются индивидуально качественным слоем люминофора. Площадки с контактами и основа монтажной платы напрямую соединяются при помощи стандартного припоя.

К недостаткам такой современной технологии можно отнести низкие показатели ремонтопригодности конструкции, а также необходимость выполнять полную замену платы со всеми светодиодами при выходе из строя одного из них.

COB-технология

Современная технология изготовления светодиодных ламп под названием Сhiр Оn Воаrd, характеризуется фиксацией кристаллов на плате без корпуса и керамической подложи, и покрытие общим люминофором. Главным достоинством любых COB-осветителей является минимальная площадь свечения при повышенных показателях мощности.

Светодиодная лампа типа COB

Большая плотность размещения и наличие общего покрытия слоем люминофора, гарантирует наиболее равномерное свечение осветительного прибора.

Где приобрести светодиодные светильники для дома? Советы по выбору

Покупать подобные приборы лучше в крупных специализированных магазинах, которые зарекомендовали себя с хорошей стороны. От приобретения подобных товаров через сеть интернет лучше воздержаться – в этом случае отсутствует возможность проверки товара. Хотя на сегодняшний день имеются онлайн-ресурсы, работающие от торговых точек с хорошей репутацией, рисковать все же не стоит.

Любые электротовары, продаваемые в России, должны быть сертифицированы. Поэтому не стоит стесняться попросить продавца-консультанта принести сопутствующую документацию. Если он начинает юлить, и покупатель понимает, что сертификаты на данные изделия отсутствуют, то от покупки лучше воздержаться.

Не стоит выбирать самую дешевую продукцию – такая экономия может обойтись дороже. Низкая стоимость намекает на такое же качество, а в случае с электротоварами это неприемлемо

Также нужно обращать внимание на явный брак: неровная окраска, вмятины, царапины – все это должно стать причиной отказа от приобретения

И самое главное. После приобретения перед установкой необходимо в обязательном порядке произвести ревизию каждого светильника. Заводская сборка – это не человеческие руки. Лучше перепроверить все самому для личного спокойствия и уверенности, что в определенный момент кого-нибудь не засыплет искрами от внезапно возникшего короткого замыкания.

Устройство светодиодных источников света

Внешний вид светодиодных ламп практически не отличается от традиционных источников света с металлической нитью накаливания. Они оборудованы стандартным цоколем с резьбой, что позволяет использовать их с обычными патронами и не вносить изменений в электрооборудование помещений. Однако светодиодные лампы существенно отличаются сложным внутренним устройством.

В их состав входят контактный цоколь, корпус, выполняющий функцию радиатора, плата питания и управления, плата со светодиодами и прозрачный колпак. Планируя использование светодиодных ламп в сети 220 В, следует помнить, что они не смогут работать с таким током и напряжением. Для того чтобы исключить перегорание светильников, в их корпусах устанавливаются платы питания и управления, снижающие напряжение и выпрямляющие ток.

Устройство такой платы оказывает серьезное влияние на срок эксплуатации лампы. В некоторых моделях перед диодным мостом устанавливается лишь резистор, а в некоторых случаях недобросовестные производители обходятся без него. В результате, лампы дают очень яркое свечение, но очень быстро сгорают из-за отсутствия стабилизирующих устройств. Поэтому качественные светильники непременно оборудуются стабилизаторами, например, балластными трансформаторами. В наиболее распространенных управляющих схемах используются сглаживающие фильтры, в состав которых входит конденсатор и резистор. В наиболее дорогих моделях в блоках управления и питания используются микросхемы.

Каждый отдельно взятый светодиод излучает довольно слабый свет. Поэтому для достижения нужного светового эффекта, группируется необходимое количество элементов. С этой целью используется плата, изготовленная из диэлектрического материала, с нанесенными токопроводящими дорожками. Примерно такие же платы применяются в других электронных устройствах.

Светодиодная плата является еще и понижающим трансформатором. С этой целью все элементы включаются последовательно в общую цепь, и сетевое напряжение равномерно распределяется между ними. Единственным существенным недостатком такой схемы является обрыв всей цепочки в случае перегорания хотя-бы одного светодиода.

Защиту всей лампы от попадания влаги, пыли и других негативных воздействий обеспечивает прозрачный колпак. Некоторые свойства колпака позволяют усилить общее свечение. Дело в том что его внутренняя сторона покрыта слоем люминофора, который начинает светиться под действием энергии квантов. Поэтому снаружи поверхность колпака выглядит матовой. Люминофор обладает более широкий спектр излучения, в несколько раз превышающий аналогичный показатель у светодиодов. В результате, излучение становится сравнимо с естественным солнечным светом. Без такого покрытия светодиоды оказывают раздражающее действие на глаза, вызывая усталость и болевые ощущения.

Лучше всего изучать полезные качества, устройство и принцип действия светодиодных ламп на схемах при напряжении электрической сети 220 вольт. Чаще всего такие светильники применяются в промышленном и уличном освещении, а в бытовых условиях традиционные источники света заменяются светодиодными лампочками, работающими при низком напряжении, в основном от 12 вольт. Однако мощность лампы и ее светоотдача не имеют прямой зависимости между собой. Этот фактор следует учитывать при выборе светодиодных светильников.

В светодиодных лампах, рассчитанных на 220 вольт, в схеме отсутствует трансформатор. В связи с этим возникает дополнительная экономия при эксплуатации таких светильников. Данная особенность отличает их от светодиодных ламп с другими мощностями. Поэтому выбор светильников происходит не по мощности, а по степени освещенности, создаваемой ими.

Ещё схемы драйверов

Ниже размещу немного информации по схемам и по ремонту от меня (автора блога СамЭлектрик.ру)

Светодиодный прожектор Навигатор, рассмотренный в статье Про ремонт светодиодных прожекторов (ссылку уже давал в начале статьи).

Схема стандартная, выходной ток меняется за счет номиналов элементов обвязки и мощности трансформатора:

LED Driver MT7930 Typical. Схема электрическая принципиальная типовая для светодиодного прожектора

Схема взята из даташита на эту микросхему, вот он:

• LED Driver MT 7930. Typical application / Описание, типовая схема включения и параметры микросхемы для драйверов светодиодных модулей и матриц., pdf, 661.17 kB, скачан:1657 раз./

В даташите подробно расписано, что и как надо поменять, чтобы получить нужный выходной ток драйвера.

Вот более развернутая схема драйвера, приближенная к реальности:

LED Driver MT7930. Схема электрическая принципиальная

Видите слева от схемы формулу? Она показывает, от чего зависит выходной ток. Прежде всего, от резистора Rs, который стоит в истоке транзистора и состоит из трех параллельных резисторов. Эти резисторы, а заодно и транзистор выгорают.

Имея схему, можно приниматься за ремонт драйвера.

Но и без схемы можно сразу сказать, что в первую очередь надо обратить внимание на:

• входные цепи,
• диодный мост,
• электролиты,
• силовой транзистор,
• пайку.

Далее надо проверить поступление питания на микросхему, которое подается в два захода – сначала от диодного моста, потом (после нормального запуска) – с обмотки обратной связи выходного трансформатора.

Сам я именно подобные драйвера ремонтировал несколько раз. Иногда помогала только полная замена микросхемы, транзистора и почти всей обвязки. Это очень трудозатратно и экономически неоправданно. Как правило – это гораздо проще и дешевле – покупал и устанавливал новый Led Driver, либо отказывался от ремонта вообще.

Самостоятельный ремонт

Алюминиевый профиль для светодиодной ленты — лаконичное решение

В случае выхода из строя простейшего LED-осветителя, изготовленного на основе отдельных светодиодных элементов, его ремонт может быть осуществлён своими руками. Самостоятельный ремонт светодиодных ламп и устройств, электрические схемы которых были рассмотрены ранее, сводится к простой замене неисправных блоков и деталей.

Корпус изделия легко разбирается после того, как его аккуратно отделяют от цокольной части. Внутри конструкции располагается плата с рабочими светодиодами, количество которых отличается у разных моделей (смотрите фото ниже).

Разборка светодиодной лампы

Обратите внимание! У широко распространённой модели лампы типа «MR 16», например, общее число светодиодов равно 27-ми 1,5 вольтовым элементам. Для того чтобы получить доступ к печатной плате с размещенными на ней диодами, достаточно удалить защитную стеклянную линзу, аккуратно поддев её хорошо отточенной отверткой

Для того чтобы получить доступ к печатной плате с размещенными на ней диодами, достаточно удалить защитную стеклянную линзу, аккуратно поддев её хорошо отточенной отверткой.

После разборки корпуса светодиодного изделия необходимо будет предпринять следующие шаги:

Обнаруженные ранее неисправные (несветящиеся) диоды после дополнительной проверки нужно будет заменить. Для оценки их исправности следует воспользоваться измерительным прибором (мультиметром), включённым в режим «Прозвонка»;

Дополнительная информация. Проверить исправность остальных элементов, которые содержит данная электросхема, можно путём подачи на них напряжения величиной от 1,5 до 2,5 Вольт (исправные диоды при подаче такого потенциала должны загораться).

• При проверке потенциалами более 5-ти Вольт последовательно с проверяемым элементом включается ограничивающий резистор номиналом порядка 4,7-5,1 Ком;
• В случае если все установленные в плату диоды исправны, но при горении постоянно мерцают, причиной этого может быть «пробой» конденсатора С1.

Для того чтобы убедиться в этом, следует проверить его номинальную ёмкость тем же мультиметром (о том, как это сделать, можно узнать в инструкции по применению прибора). Другой подход к решению данной проблемы предполагает простую замену конденсатора другим, заведомо исправным элементом, рассчитанным на напряжение не менее 400 Вольт.

Преимущества перехода на LED-лампы

Светодиодные лампы представляют собой безопасную и экономичную альтернативу классическим лампам накаливания. Работающие на полупроводниковых кристаллах, они подходят для использования в любых помещениях — квартирах, домах, офисах, производственных цехах, торговых и спортивных центрах. Высокая популярность LED-ламп обусловлена их способностью обеспечивать качественное освещение с различным уровнем яркости при минимальном потреблении электрической энергии.

Говоря о преимуществах перехода на LED-лампы, следует учесть принципы работы других разновидностей ламп.

В традиционных лампах накаливания свет излучает раскаленная металлическая (вольфрамовая) спираль. Главными их недостатками являются сильный нагрев и короткий эксплуатационный срок.

Компактные энергосберегающие люминесцентные лампы на внутренней поверхности стеклянной трубочки содержат люминофор, который светится под воздействием газового разряда. Расход электроэнергии у них примерно в пять раз меньше, чем у ламп накаливания, однако не обошлось и без недостатков. Главный минут — мерцающий свет, который оказывает негативное влияние на зрение. Кроме того, люминесцентные лампы долго разгораются до номинального свечения после включения, для этого требуется несколько минут.

LED-лампа является самой удобной альтернативой вышеупомянутым типам ламп. Ее конструкция состоит из нескольких светодиодов, которые смонтированы в едином корпусе с винтовым цоколем.

У светодиодных ламп много достоинств:

• Естественное излучение;
• Яркий и равномерный световой поток в спектре, обеспечивающем максимальный комфорт глазам;
• Минимальный уровень выделения тепла и абсолютная пожарная безопасность;
• Быстрое включение без задержек;
• Отсутствие бликов и мерцаний;
• Надежность, прочность, устойчивость к механическим повреждениям;
• Продолжительный срок службы — в среднем, около 40-50 тысяч часов;
• Невосприимчивость к вибрациям;
• Стабильность работы при колебаниях напряжения электропитания;
• Возможность выбора среди нескольких комфортных для глаз цветов излучения;
• Отсутствие ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в световом потоке;
• Экологическая чистота и безопасность.

Рекомендуется покупать светодиодные лампы в качестве альтернативы лампам накаливания с мощностью, превышающей 60 Вт, и использовать их для освещения помещений, в которых свет нужен практически постоянно. Только в этом случае будет оправдана их экономичность и энергосберегающие свойства.

Как устроены и работают светодиоды

Обычный индикаторный светодиод изготавливают в эпоксидном корпусе с диаметром 5 мм и двумя контактными выводами для подключения к цепям электрического тока: анодом и катодом. Визуально они отличаются по длине. У нового прибора без обрезанных контактов катод короче.

Запомнить это положение помогает простое правило: с буквы «К» начинаются оба слова:

Когда же ножки светодиода обрезаны, то анод можно определить подачей на контакты напряжения 1,5 вольта от простой пальчиковой батарейки: свет появляется при совпадении полярностей.

Устройство светодиода

Светоизлучающий активный монокристалл полупроводника имеет вид прямоугольного параллелепипеда. Он размещён около светоотражающего рефлектора параболической формы из алюминиевого сплава и смонтирован на подложке с не токопроводящими свойствами.

Устройство светодиода на подложке

На окончании светового прозрачного корпуса из полимерных материалов расположена линза, фокусирующая световые лучи. Она совместно с рефлектором образует оптическую систему, формирующую угол потока излучения. Его характеризуют диаграммой направленности светодиода.

Девиация угла свечения светодиода

Она характеризует отклонение света от геометрической оси общей конструкции в стороны, что приводит к увеличению рассеивания. Такое явление возникает из-за появления при производстве небольших нарушений технологии, а также старения оптических материалов во время эксплуатации и некоторых других факторов.

Внизу корпуса может быть расположен алюминиевый или латунный поясок, служащий радиатором для отвода тепла, выделяемого при прохождении электрического тока.

Этот принцип конструкции широко распространен. На его основе создают и другие полупроводниковые источники света, использующие иные формы структурных элементов.

Ремонт драйвера

Прежде всего прозвони предохранитель, если он есть. Прибор должен показать нулевое сопротивление. Сделать это можно, не выпаивая предохранитель из платы. Прибор показал бесконечно большое сопротивление? Замени предохранитель и включи лампу в сеть для проверки. Светится? Ремонт окончен. Если же предохранитель в порядке, продолжаем ремонт. Проверь диодный мост. Как это сделать, ты можешь подробно узнать здесь.

Диодный мост рабочий? Тогда выпаивай сглаживающий электролитический конденсатор и прозвони его. Если конденсатор исправен, то в начальный момент прозвонки мультиметр покажет маленькое сопротивление, которое будет на глазах расти, пока не уйдет в бесконечность.

Если драйвер простой, как часто случается, то все эти манипуляции обязательно приведут к успеху и окончанию ремонта. Если драйвер сложнее, то все, что ты можешь сделать, это прозвонить остальные электролитические конденсаторы и диоды. Конденсаторы легче выпаять полностью, у диода можно выпаять лишь один вывод. Чтобы он потерял контакт с платой, прибор достаточно приподнять иголкой или пинцетом.

Если и тут все в порядке, то, увы, для дальнейшего более сложного ремонта придется воспользоваться помощью квалифицированного электронщика.

Что такое ИК-излучение

Прежде чем поговорить об инфракрасных светодиодах, разберемся, что такое инфракрасное (ИК) излучение. Взглянем на упрощенную таблицу спектра электромагнитного излучения.

Начинается она с ультрафиолета, с понижением частоты переходит сначала в видимый свет – от фиолетового до красного, затем в инфракрасное излучение и заканчивается обычными радиоволнами, которые мы используем в радиосвязи. Участок, обозначенный как видимый спектр, так называется потому, что наш глаз его видит. Все остальные диапазоны, к которым относится и ИК-излучение, невидимы.

Чем же так примечателен инфракрасный диапазон? Во-первых, он полностью безвреден для людей и животных. И, во-вторых, он абсолютно не заметен для человеческого глаза, но заметен для электронных систем регистрации – от фотоприемников до обычных видеокамер. Именно поэтому ИК-светодиоды нашли такое широкое применение как в быту, так и на производстве.

Важно. Ультрафиолетовый спектр тоже не виден, но, в отличие от ИК-излучения, он оказывает существенное влияние на организм человека: из-за него можно легко испортить зрение и получить серьезные ожоги кожи. Дополнительно инфракрасный диапазон делится на три поддиапазона:

Дополнительно инфракрасный диапазон делится на три поддиапазона:

1. Ближний – 0.74…2.5 мкм.
2. Средний – 2.5…50 мкм.
3. Дальний – 50…2 000 мкм.

Строение светодиодных устройств различных фирм-производителей

Устройство СД-ламп напряжением 220 В различных фирм-производителей имеет небольшие отличия. Весь выбор светодиодных ламп условно разделяется на несколько групп: брендовые, низкого качества и филаментные.

Брендовые продукты

Конструктивное исполнение СД-лампы от лидирующих брендов, производящих СД-изделия, обязательно включает в себя:

• рассеиватель;
• чипы;
• печатная плата из алюминия на теплопроводимой пасте (гарант оптимальной температуры режима работы чипов);
• драйвер, построенный по схеме гальванически развязанного широтно-импульсного модулятора стабилизатора тока;
• основание цоколя, выполненное из полиэтилентерефталата. Работает как надежная защита от пробивания электрическим током;
• латунный цоколь с никелевым покрытием. Антикоррозийный материал, создающий надежный контакт с патроном.

LED-лампа в разрезе Главным видимым отличием лампы из этой группы является объемный радиатор, окрашенный белым полимером. Его поверхность может быть как гладкой, так и ребристой. Если сравнивать такую светодиодную лампу с более дешевыми представителями, то она имеет большую массу.

Материалом рассеивателя может быть стекло или пластик. Неизменной остается его форма – полусфера. Элементами крепежа рассеивателя к радиатору могут послужить защелки или усадка на герметик. Под ним расположена плата с SMD-светодиодами, надежно зафиксированная на радиаторе. Еще ниже размещена плата драйвера. В состав схемы драйвера входят:

• импульсный трансформатор,
• микросхемы,
• полярные конденсаторы,
• огромное количество планарных элементов.

Она имеет большую плотность манжета. Драйвер находится под корпусом лампы и является соединителем цоколя и радиатора. Связь блока драйвера с платой осуществляется посредством пайки или контактора.

Изделия низкого качества

Отличительной чертой ламп низкого качества является возможное отсутствие таких элементов, как радиатор и драйвер. Функцию драйвера выполняет простейший блок питания. Он не может преобразовать переменный ток в постоянный. Блок питания расположен в центральной части платы рядом со светодиодами. Перфорация корпуса выполняет роль радиатора в лампе. Из-за малоэффективной функции охлаждения перегрев и выход из строя СД неизбежны.

Крепеж платы к корпусу производится за счет защелки. Электрическое соединение платы с цоколем осуществляется за счет пайки. Эта конструкция является простой, но не может обеспечить надежность и продолжительную работу светодиодным лампочкам.

Филаментные лампы (ФЛ)

Разработка светодиодных ламп не стоит на месте. Следующей новинкой на рынке светотехнических изделий стала филаментная лампа.

Филаментная лампа

Дословно с английского «филамент» означает нить. Визуально эта лампа похожа на лампу накаливания. Отличительной чертой ФЛ является то, что она не требует дополнительного теплоотвода. Ее использование в быту имеет как практическое, так и эстетическое применение.

Подробнее рассмотрим строение филаментной лампы. Количество светодиодных нитей (основных элементов ФЛ) прямо пропорционально мощности лампы. Тонкий стержень из стекла, на котором расположены SMD-светодиоды, имеющие электрическую связь между собой – это и есть филамент. Желтый цвет ФЛ обусловлен нанесенным по всей длине люминофором. Теплоотвод в этом изделии осуществляется через колбу, заполненную газовой смесью.

Нередко фирмы-производители вынуждены располагать низкокачественный модуль питания в цоколе ФЛ. Это связано с недостатками конструкции филаментной лампы, что приводит к увеличению коэффициента пульсации, который отрицательно влияет на зрение. Чтобы устранить этот недостаток, ведется работа над модернизацией конструкции ФЛ. Для размещения драйвера высокого качества делается вставка из пластика в виде кольца. Она располагается между колбой и цоколем.

Идея №1 – Модернизируем галогенную лампочку

Проще всего самому сделать светодиодную лампу из перегоревшей галогенной лампочки с типом цоколя – GU4. В этом случае Вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Светодиоды. Их количество выберите сами в зависимости от того, насколько ярким должно быть светодиодное освещение

Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что больше 22 диодов выбирать не стоит (это усложнит процесс сборки и к тому же сделает лампочку чересчур яркой). Супер-клей (подойдет и обычный, но он будет дольше застывать, что не позволит сделать LED лампу быстро). Небольшой кусок медного провода

Резисторы. Их количество и мощность рассчитает онлайн-калькулятор. Небольшой кусок листового алюминия (альтернативный вариант – обычная банка из под пива либо газированного напитка). Доступ к интернету

Небольшой кусок медного провода. Резисторы. Их количество и мощность рассчитает онлайн-калькулятор. Небольшой кусок листового алюминия (альтернативный вариант – обычная банка из под пива либо газированного напитка). Доступ к интернету

Вам нужно будет открыть специальный онлайн калькулятор для расчета схемы светодиодной лампы. Молоток, паяльник и дырокол.

Подготовив все материалы можно переходить непосредственно к сборке диодной лампочки. Инструкцию по созданию самодельного источника света мы предоставим пошагово, с фото примерами каждого этапа, чтобы Вы наглядно увидели процесс монтажа.

Итак, чтобы сделать светодиодную лампу на 12 вольт, Вам необходимо выполнить следующие действия:

1. Удалите из старой галогенной лампочки верхнее стекло, а также белую замазку возле штырькового цоколя (как показано на фото ниже). Для этого лучше всего использовать отвертку.
2. Переверните лампу цоколем вверх и аккуратно с помощью молотка выбейте штырьки из посадочного места. Старая галогенная лампочка должна выпасть.
3. Согласно выбранного Вами количества светодиодов придумайте схему их расположения, на основании чего сделайте бумажный трафарет. Можете воспользоваться уже существующей заготовкой и распечатать одну из готовых схем, которые предоставлены на картинке:
4. Приклейте трафарет к листу алюминия с помощью супер-клея, вырежьте лист по форме трафарета, после чего дыроколом сделайте посадочные места под светодиоды.
5. Сгенерируйте в интернете чертеж сборки светодиодной лампы для Ваших условий. В нашем случае для создания LED лампочки в домашних условиях из 22 диодов нужно собрать следующую схему:
6. Положите алюминиевый диск на удобную подставку и вставьте в посадочные места светодиоды, как показано на фото. Чтобы упростить процесс пайки, подгибайте ножку катода одного диода к ножке анода другого.
7. Аккуратно проклейте все светодиоды, сделав их единой конструкцией. Важный момент – клей не должен попасть на ножки диодов, т.к. при пайке будет выделятся крайне неприятный дым.
8. Когда клей застынет, приступите к пайке ножек. Кстати, для этого рекомендуем Вам сделать паяльник своими руками, что также не займет много времени. Согласно схеме спаяйте диоды LED лампы, оставив только одну плюсовую ножку и одну минусовую для подключения питания. Ножку «-» рекомендуется вполовину обрезать, чтобы в последующем не перепутать полярность контактов самодельной светодиодной лампочки.
9. Согласно схеме припаяйте резисторы к минусовым контактам. В результате согласно нашему примеру должно получиться 6 плюсовых выводов и 6 минусовых (с резисторами).
10. Спаяйте резисторы согласно сгенерированной схеме.
11. К образовавшимся двум контактам припаяйте по одинаковому кусочку медного провода, что в результате позволит сделать штырьковой цоколь светодиодной лампы в домашних условиях. По аналогии с предыдущим советом одну ножку на время сделайте покороче (минусовую), чтобы потом ничего не перепутать и правильно выполнить подключение.
12. Чтобы в будущем не произошло короткое замыкание, тщательно проклейте пространство между выведенными ножками.
13. Выполните финишную сборку LED лампочки: диск поместите на отражатель и тщательно проклейте его.
14. Маркером подпишите на корпусе собранной светодиодной лампы где «+» и где «-», также обозначьте, что самодельный источник света рассчитан на подключение к питанию 12 Вольт, а не 220.
15. Выполните проверку собранной самоделки. Для этого подключите светодиодную лампочку к автомобильному аккумулятору либо блоку питания 220/12 Вольт.

Вот таким вот простым способом можно сделать светодиодную лампу своими руками из подручных средств. Как Вы видите, ничего сложно нет и особо много времени на сборку потратить не потребуется! Рекомендуем обязательно просмотреть несколько лучших идей по созданию лампочки в домашних условиях, которые мы предоставили в видео галерее:

https://youtube.com/watch?v=ISalGPhtjtQ

Достоинства и недостатки светодиодных светильников

Подобные приборы, как и любые другие, обладают как положительными, так и отрицательными качествами, однако вторых значительно меньше. Среди плюсов можно отметить:

• низкое потребление энергии при длительном сроке эксплуатации (до 50 000 часов);
• высокий коэффициент полезного действия (КПД), который достигается за счет малой теплоотдачи;
• возможность выбора любого цвета, включая многоцветные светодиодные ленты;
• возможность диммирования, что позволяет выполнить зонирование помещений.

Стоит отметить безвредность светодиодов для человеческого организма

Если обратить внимание на люминесцентные светильники, то они со временем начинают пропускать сквозь трещины в люминофоре ультрафиолет. К тому же их утилизация как бытовых отходов запрещена по причине содержания в колбе паров тяжелых металлов, в том числе ртути

Устройство светодиодных светильников не предусматривает использования вредных для организма веществ

Устройство светодиодных светильников не предусматривает использования вредных для организма веществ.

Что касается недостатков, то их отмечается всего два:

• Та же светодиодная лента требует установки дополнительного оборудования – адаптера, а иногда и контроллера. А вот спрятать эти устройства бывает сложно.
• Деградация кристаллов. Со временем сила светового потока снижается. Интенсивность деградации зависит от качества самого чипа и блока питания, с которым он работает.