Самодельный фонарик на светодиодах. Переделываем галогеновую лампочку в светодиодную своими руками

Характеристики светодиодов для фонариков. Ремонт и увеличение мощности

Рассмотрим светодиодную продукцию, начиная от старых 5-мм, до сверхъярких мощных светодиодов мощность которых доходит до 10 Вт.

Чтобы выбрать «правильный» фонарик для своих нужд, нужно разобраться в том какие бывают светодиоды для фонариков и их характеристики.

Какие диоды используются в фонариках?

Мощные светодиодные фонари начались с устройств с матрицей 5-мм.

LED фонари в совершенно разных исполнениях, от карманных до кемпинговых, получили широчайшее распространение в середине 2000-х. Их цена заметно снизилась, а яркость и долгий срок службы от одного заряда батареек сыграли свою роль.

5-ти миллиметровые белые сверхъяркие светодиоды потребляют от 20 до 50 мА тока, при падении напряжения 3.2-3.4 вольта. Сила света – 800 мкд.

Очень хорошо показывают себя в миниатюрных фонариках-брелках. Маленький размер позволяет носить такой фонарик с собой. Питаются они либо от «мини-пальчиковых» батареек, либо от нескольких круглых «таблеток». Часто используются в зажигалках с фонариком.

Вот какие светодиоды в китайских фонариках устанавливаются уже много лет, но их век постепенно истекает.

В поисковых фонарях при большом размере отражателя есть возможность смонтировать десятки таких диодов, но такие решения постепенно отходят на второй план, а выбор покупателей падает в пользу на фонарей на мощных светодиодах типа Cree.

Поисковый фонарь на 5мм светодиодах

Такие фонари работают от батареек типа АА, ААА или аккумуляторов. Стоят недорого и проигрывают как в яркости, так и в качестве современным фонарям на более мощных кристаллах, но об этом ниже.

В дальнейшем развитии фонарей производители перебрали множество вариантов, но рынок качественной продукции занимают фонари с мощными матрицами или дискретными светодиодами.

Какие светодиоды используют в мощных фонариках?

Под мощными фонарями подразумеваются современные фонари различных типов начиная от тех, что размером с палец, заканчивая огромными поисковыми фонарями.

В такой продукции в 2017 году актуальна марка Cree. Это название американской компании. Её продукция считается одной из наиболее передовых в области светодиодной техники. Альтернативой являются LED от производителя Luminus.

Такие вещи значительно превосходят светодиоды с китайских фонариков.

Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?

Модели носят название состоящие из трёх четырёх символов, разделённых дефисом. Так диоды Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Модели XP-E2, G2 чаще всего используются для небольших фонариков, а XM-L и L2 – очень универсальные.

Их используют, начиная от т.н. EDC фонарей (для повседневного ношения) – это маленькие фонари размером меньше ладони, до серьёзных поисковых фонарей большого размера.

Давайте рассмотрим характеристики мощных светодиодов для фонариков.

НазваниеCree XM-L T6Cree XM-L2Cree XP-G2Cree XR-E
Фото
U, В2,92,852,83,3
I, мА700700350350
P, Вт2211
Рабочая температура, °CРемонт фонариков

К сожалению цена таких фонариков довольно большая, как и самих диодов. И не всегда есть возможность приобрести новый фонарь, в случае поломки. Давайте разберемся как поменять светодиод в фонарике.

Для ремонта фонарика необходим минимальный набор инструментов:

Чтобы добраться до источника света нужно отвинтить головную часть фонаря, она обычно закреплена на резьбовом соединении.

В режиме проверки диодов или измерения сопротивления проверьте исправность светодиода. Для этого прикоснитесь щупами черным и красным к выводам светодиода, сначала в одном положении, а затем поменяйте местами красный и черный.

Если диод исправен – то в одном из положений будет низкое сопротивление, а в другом – высокое. Таким образом вы определяете, что диод исправен и проводит ток только в одном направлении. Во время проверки диод может излучать слабый свет.

В противном случае в обеих положениях будет короткое замыкание или высокое сопротивление (обрыв). Тогда нужна замена диода в фонаре.

Теперь нужно выпаять светодиод из фонаря и, соблюдая полярность, впаять новый. Будьте внимательны при выборе светодиода, учтите его потребление тока и напряжение, на которое тот рассчитан.

Если вы будете пренебрегать этими параметрами – в лучшем случае фонарик будет быстро садиться, в худшем – драйвер выйдет из строя.

Драйвер – это устройства для питания светодиода стабилизированным током от разных источников. Промышленно изготавливаются драйвера для питания от сети 220 вольт, от автомобильной электросети – 12-14.7 вольт, от Li-ion аккумуляторов, например, типоразмера 18650. Драйвером оборудовано большинство мощных фонарей.

Увеличиваем мощность фонаря

Если вас не устраивает яркость вашего фонаря или вы разобрались как заменить светодиод в фонарике и захотели его модернизировать, прежде чем покупать сверхмощные модели изучите основные принципы работы LED и ограничения в их эксплуатации.

Диодные матрицы не любят перегрева – это главный постулат! А замена светодиода в фонарике на более мощный может привести к такой ситуации. Обратите внимание на модели, в которые устанавливаются более мощные диоды и сравните со своей, если они подобны по размерам и конструктиву – меняйте.

Если ваш фонарь меньше — потребуется дополнительное охлаждение. Подробнее о изготовлении радиаторов своими руками мы писали здесь.

Если вы попытаетесь установить в миниатюрный фонарик-брелок такой гигант, как Сree MK-R, он у вас быстро выйдет из строя от перегрева и это будут зря потраченные средства. Незначительное повышение мощности (на пару ватт) допустимо без модернизации самого фонарика.

В остальном процесс замены марки светодиода в фонарике на более мощную – описан выше.

Фонари Police

Они зарекомендовали себя на протяжении многих лет и с каждой новой моделью этих фонарей спрос не утихает. Новинкой на отечественном рынке стала модель с электрошокером.

LED фонарик Police с шокером

Такие фонари ярко светят и могут выступать в роли средства самообороны. Однако и в них случаются проблемы со светодиодами.

Как заменить светодиод в фонарике Police

Широкий модельный ряд очень трудно охватить в рамках одной статьи, но можно дать общие рекомендации по ремонту.

  1. При ремонте фонаря с электрошокером будьте аккуратны, желательно используйте резиновые перчатки, чтобы избежать удара током.
  2. Фонари с пылевлагозащитой собраны на большом количестве винтов. Они отличаются по длине, поэтому делайте пометки откуда вы выкрутили тот или иной винт.
  3. Оптическая система фонарика Police позволяет регулировать диаметр светового пятна. При разборке на корпусе сделайте отметки в каком положении стояли детали перед снятием, иначе будет трудно поставить блок с линзой обратно.

Замена светодиода, блока преобразователя напряжения, драйвера, аккумулятора возможна с применением стандартного набора для пайки.

Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?

Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.

В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.

Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.

Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.

Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.

Сравните оригинал и подделку cree

LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).

Сравнение китайской копии и оригинала Cree

На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.

Определение подделки по подложке для LED

Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.

Установка светодиода вместо лампы накаливания

У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.

С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.

Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.

При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.

Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.

Как сделать из лампы накаливания светодиодную

Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.

Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!

Переделка лампового фонаря на светодиодный






Шаг первый: корпус
У мастера был ручной фонарь со старым свинцово-кислотным аккумулятором, который уже не заряжался. Именно на базе этого фонаря он и решил сделать свою самоделку. Фонарь достаточно большой, чтобы в его корпусе поместились все нужные детали.

Корпус фонаря мастер разбирает и демонтирует аккумулятор, лампочку, электронику.




Шаг второй: питание
В качестве источника питания мастер использует литий-ионный аккумулятор 3S2P, изготовленный из 6 батарей 18650. Аккумуляторы SAMSUNG INR18650-25R 2500 мАч 3,6В. Ток разряда макс., А 20. Ток заряда макс., А 4. При подключении по схеме 3S2P это дает 5000 мАч, что должно обеспечить свет на максимальной мощности в течение 45 – 50 мин.

В схеме мастер использует BMS для контроля заряда/разряда и разъем для зарядного устройства.




Шаг третий: светодиодный модуль
В качестве источника света мастер использует Cree XHP 70.2. Светодиод устанавливается на монтажной плате диаметром 16 мм поверх медной пластины толщиной 1,5 мм.

Драйвер имеет 5 режимов: низкий, средний, высокий (100%), режим SOS и режим стробоскопа.
Поскольку отражатель для светодиода и лампа накаливания различны, отражатель пришлось модифицировать. Светодиод и лампа накаливания излучают свет по разному. Лампочка рассеивает свет практически на 360 градусов, в то время как светодиод излучает свет под углом примерно от 120 до 130 градусов от центра. Светодиоды обычно располагаются сзади отражателя, в то время как лампы накаливания располагаются у основания отражателя, чтобы лучше собирать и фокусировать свет.























Шаг четвертый: вентилятор
Система охлаждения состоит из стандартного радиатора Intel и вентилятора 80 мм x 10 мм. Кулер от Intel Core i7-3770. Он не громоздкий, круглый, тонкий и рассчитан на мощность 84 Вт. Этого достаточно, чтобы справиться со светодиодом и драйвером.

Мастер просверлил 4 отверстия в верхней части радиатора. Два для проводов для светодиода, проходящих через драйвер, и два для монтажных винтов. Между медной платой светодиода и радиатором, для лучшей теплопроводности, нанес термопасту. Для установки драйвера мастер сделал из медной пластины крепеж. К радиатору он крепится четырьмя винтами.

Вторая жизнь старого фонарика

Часто бывает, что вещь есть, но она никому не нужна и валяется под ногами. Это случается по разным причинам: сломалась, морально и технически устарела и так далее. В данном случае это фонарик. Не очень старый, но с галогенной лампой и свинцовым аккумулятором. А кроме этого еще и неработоспособный из-за износа аккумулятора. А вот корпус достаточно удобный просторный. Ввиду этих фактов было решено сделать фонарь более современным внутри. Итак, рассмотрим вариант переделки фонаря на светодиодный источник света.

Какой светодиод выбрать? Разнообразие на самом деле не такое уж и большое, как может показаться на первый взгляд. А именно это набор из маломощных светодиодов, которые в сумме дадут нужный световой поток, различные мощные светодиоды или светодиоды специально разработанные для фонарей. Если набор маломощных светодиодов не очень ярко светит, но позволяет использовать наиболее простые драйверы, а мощные светодиоды светят достаточно ярко, но требуют сложных драйверов, то светодиоды для фонарей CREE сочетают в себе все достоинства.

Светодиоды CREE (XML T6, XM-L2 и другие) рассчитаны на работу от одного li-ion аккумулятора, при этом такие светодиоды имеют достаточно большую яркость. Сейчас в большинстве ярких фонариков можно встретить именно такие светодиоды. Кроме самого светодиода рационально использовать драйвер, который не даст превысить заданный порог потребления тока светодиодом. В китайском исполнении такие драйверы имеют еще и функцию регулировки яркости и режимов свечения светодиода. В нашем случае это три уровня яркости и два режима моргания. Смена режима производится кратковременным отключением питания (аккумулятора) от драйвера. Если питание отключить надолго, то при следующем включении будет использоваться не последний режим, а режим 100% яркости. При малых размерах и небольшой стоимости такой комплект светодиод CREE + драйвер должен быть одним из лучших вариантов использования. Стоит отметить также, что светодиоды CREE достаточно неплохо нагреваются во время работы, поэтому предусмотреть отвод тепла для такого светодиода обязательно. Кроме того такие светодиоды сейчас стоят очень недорого.

Для переделки фонаря будем использовать светодиод CREE XML T6 и драйвер на максимальный ток 1,2 А. Основные параметры такого светодиода представлены ниже.

  • световой поток при токе 1,2 А – 435 Лм
  • напряжение питания 3,7 В (1 банка Li-Ion аккумулятора)
  • эффективность примерно 100 Лм/Вт

В качестве теплоотвода будем использовать алюминиевый радиатор подходящих габаритов. В моем случае это радиатор от остатков светодиодной лампочки на 45 Вт. Чтобы такой радиатор поместился в корпусе фонаря, нужно срезать лишние элементы. Далее, чтобы передавать тепло от светодиода на радиатор необходимо сделать переходное место, которое одновременно будет служить креплением светодиода. Можно использовать небольшой лист алюминия. Места соприкосновения лучше всего смазать термопастой. Это улучшит эффективность отвода тепла от светодиода. Так как внутри корпуса фонаря нет циркуляции воздуха, то радиатор лучше делать побольше, но оставить место для аккумулятора.

Отражатель такого фонарика штатно имеет держатель для галогенной лампы. Нам он будет только мешать при использовании светодиода. Поэтому держатель аккуратно срезаем, стараясь не поцарапать поверхность отражателя.

Кнопкой включения штатно служит прижимной контакт, который срабатывает при повороте ручки включения. Для удобства предлагается использовать переменный резистор с выключателем. Таким образом способ включения фонаря не изменится, а переменное сопротивление можно использовать при доработке фонаря для регулировки яркости, если это позволит сделать драйвер светодиода. Китайские драйверы для светодиодов CREE имеют функции изменения яркости только путем кратковременного выключения – так переключаются режимы.

Чтобы встроить аккумулятор внутрь корпуса фонарика необходим держатель для 18650 или самый бюджетный вариант коробочка от таблеток АЦЦ. Она неплохо подходит по размеру для аккумулятора. Вырезаем из крышки лишний пластик и вкручиваем пружину в донышко, с обратной стороны подсоединяем клемму с проводом любым удобным способом. Аналогично делаем контакт на крышке. Так, помещая внутрь аккумулятор, он плотно прижимается к контактам.

Для зарядки li-ion аккумулятора можно использовать модуль на TP4056. Если аккумулятор не имеет встроенной схемы защиты, то модуль зарядки можно использовать с защитой. В корпусе фонарика имеется внешний разъем для зарядки, подключаем его к контактам входного напряжения модуля зарядки, а также светодиод индикации зарядки. На самом деле если модуль зарядки расположить «лицом» к крышке фонарика, то он без проблем просветит ее насквозь во время процесса зарядки.

Подготовив необходимые детали, можно приступать к сборке фонаря. Схема соединений:

Переменный резистор с выключателем и индикаторный светодиод проще всего зафиксировать термоклеем. Переменный резистор располагать так, чтобы поворотный выключатель срабатывал в среднем положении.

Собрав фонарь сверху, выводим все провода к задней крышке, где будет располагаться аккумулятор и схема зарядки.

Драйвер нужно изолировать термоусадкой или изолентой, чтобы случайно не создать короткое замыкание с металлическими частями. Площадка для светодиода выбрана не самая лучшая, лучше использовать что-то такое:

После соединения всех контактов фонарь должен заработать сразу же после включения. Светит фонарь с таким светодиодом весьма ярко, а режимы яркости позволят, при необходимости, продлить работу аккумулятора. Кроме того, чтобы увеличить время работы от аккумулятора нужно выбирать качественные li-ion аккумуляторы, либо просто использовать параллельно несколько аккумуляторов для увеличения емкости. Благодаря модулю TP4056 заряжаться можно от любого блока питания на 5 Вольт (от телефонов, планшетов и так далее) или просто от USB порта компьютера или ноутбука или использовать обычный power bank. От 12 Вольт схема зарядки выйдет из строя.


Переделываем галогеновый прожектор под светодиоды

  • Цена: $0,34*3 + $ 1,18 = $ 2,2
  • Перейти в магазин

Разгребая на чердаке хлам стратегические запасы наткнулся на несколько галогеновых прожекторов, отправленных на свалку истории в связи с повышением тарифов на электроэнергию. Тут-то и родилась идея переделать их под светодиоды.
Внимание! В обзоре не будет измерений, анализов и прочих умных слов. Только инструкция по модернизации светильников.

При более внимательном изучении, оказалось что корпуса их, изготовлены из алюминиевого сплава, а не из пластика, как может показаться на первый взгляд, это облегчило задачу и решило вопрос герметизации радиатора (радиатором будет служить сам корпус).

Вскрываем прожектор, откручиваем рефлектор и вынимаем его:


Удаляем держатель лампы:

для крепления светодиодов использую кусок алюминиевого уголка, который через слой термопасты закрепляю саморезами к корпусу прожектора:


В качестве источника света используем три 10-ти ваттных СОВ-сборки купленных здесь
http://ru.aliexpress.com/item/100PCS-Free-shipping-10W-LED-10W-800-900LM-LED-Bulb-IC-SMD-Lamp-Light-Daylight-warm/2039078995.html

А в качестве источника питания — драйвер на 12Вт отсюда http://ru.aliexpress.com/item/12W-led-driver-12W-lamp-driver-5pcs-lot-AC85-265V-input-for-E27-GU10-LED-bulb/1881709953.html

Я решил использовать три последовательно собранных диодных сборки при мощности драйвера 12Вт, чтобы работали они в щадящем режиме и не перегревались. Паяются контакты проще простого.
За неимением теплопроводящего клея, пришлось крепить диоды к уголку маленькими шурупиками, предварительно промазав термопастой.

Драйвер разместил в клемной коробке, предварительно припаяв провода.

Осталось только подрезать рефлектор таким образом, чтобы он не прикрывал светодиоды и собрать прожектор.

Вот и все.
В итоге мы получили прожектор за 2,5 доллара.

При работе в помещении температура диодов не поднимается выше 45 градусов даже через несколько часов.
Герметичность корпуса от такой модернизации практически не пострадала, а яркость свечения, субъективно, равна яркости 100-ваттного галогенового прожектора.

По поводу продавцов комплектующих — обе части пришли в течении месяца в желтых конвертах. Проблем с продавцами не возникало.

PS:

100 Ватт галоген


герой обзора

Фото без вспышки в темном саду. Пасмурная ночь (только что).

Как сделать светодиодный фонарь своими руками?

Если по какой-либо причине нельзя воспользоваться стационарной электрической сетью, а в хозяйстве отсутствует переносной автономный светильник, то можно своими руками собрать светодиодный фонарь.

Преимущества LED светильников

Светодиодные осветительные элементы вытесняют с рынка привычные лампы накаливания. Это вызвано рядом преимуществ LED технологий:

  1. Отдача света в полупроводниках происходит более интенсивно. Они превосходят лампы накаливания по освещенности в 8 раз, а также работают лучше, чем натриевые или энергосберегающие приборы.
  2. За счет высокого коэффициента полезного действия по сравнению с распространенными лампочками светодиоды способны сэкономить от 60 до 90% электроэнергии. LED устройства расходуют меньше ресурсов, чем энергосберегающие (на 15-20%).
  3. Стоимость обслуживания полупроводников ниже, так как они имеют небольшое количество отказов и сбоев. Светодиоды используются в сложных эксплуатационных условиях – для аварийных систем, на высотных архитектурных объектах, в конструкциях с дорогой установкой, в освещении мостов.
  4. Новые приборы устанавливаются быстро, с немалой экономией по затратам на кабель, который в полупроводниках нужен меньшего диаметра.
  5. Продолжительность службы LED устройств: более 15 лет при работе по 8 часов в сутки.
  6. Для питания светодиодов применяют низкое напряжение. Это делает их монтаж и эксплуатацию безопаснее аппаратуры, рассчитанной на 220/380 В.
  7. Полупроводники обладают хорошей устойчивостью к вибрации, повышенной механической прочностью, высокими температурными характеристиками.
  8. Индекс цветопередачи полупроводниковых приборов превышает 80. Без потери энергии и использования фильтров устройства способны обеспечить глубокие и чистые цвета света.
  9. LED приборы подходят для таймеров, датчиков объема, диммеров (регуляторов силы света). Светодиоды широко применяются в программируемой аппаратуре с изменяемой интенсивностью освещения.
  10. В диодных изделиях отсутствуют ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, свет монохроматический, нет стробирования и бликов. Это позволяет применять их в осветительных системах разного назначения, размеров и форм.
  11. У светодиодов минимальное время запуска. Даже при морозной погоде прибор мгновенно набирает цветовую температуру и заданный уровень освещенности.
  12. Из-за отсутствия вредных излучений и тепла полупроводники могут безопасно применяться в медицинских целях, а также для освещения помещений с людьми, животными и растениями.
  13. Приборы перерабатываются после выслуги положенного срока без получения опасных для экологии веществ.

Схема аккумуляторного фонарика на светодиодах

Простые схемы с обычными лампами являются энергозатратными. Они обладают слабым световым потоком и приводят к быстрому выходу ламп из строя. Чтобы избавиться от указанных недостатков, применяют более сложные устройства с аккумуляторами вместо батареек и светодиодами, которые заменяют лампы накаливания.

Для улучшения рабочих характеристик фонаря в его цепь включают дополнительные элементы:

  1. Зарядка осуществляется от сети 220 В через выпрямитель с использованием сглаживающего конденсатора С1. Схема сделана так, чтобы часть электроэнергии преобразовывалась в тепло и ограничивалось напряжение, прикладываемое к аккумулятору.
  2. Для индикации процесса зарядки в схему включен светодиод VD1.
  3. В качестве нагрузки в фонарике используют светодиоды.

Схема со сверхярким светодиодом DFL-OSPW5111Р

Для работы светодиодов в такой схеме используются 2 батарейки АА. DFL-OSPW5111Р отличается высокой яркостью света (30 cd). Требуемый для работы ток – 80 мА. Свечение прибора является белым.

В качестве стабилизатора напряжения часто используют готовый узел – микросхему ADP1110 (1111), которая относится к семейству переключающих регуляторов, способного функционировать от источников питания напряжением от 2 до 12 В. Устройство имеет стационарные выходы 12 В, 5,5 В, 3,3 В.

Возможно запрограммировать разные режимы работы микросхемы:

  • 200 мА при 5 В, если использовать 12 В вход и режим снижения;
  • 100 мА при 5 В от 3 В выхода и режим повышения.

Питание от батареек любых типов поступает на конденсатор постоянного тока относительно большой емкости и с его обкладок на ADP1110. В качестве источника энергии можно использовать, например, «таблетки».

Для дополнительной фильтрации напряжения и ограничения пульсаций тока в схеме используют катушку индуктивности и диод Шотки. В последнем за счет перехода металл-проводник возникает барьерный эффект. Прибор характеризуется малым прямым сопротивлением, повышенным быстродействием и небольшой емкостью перехода.

Необходимые состовляющие для сборки

Для сборки фонарика своими руками понадобится:

  • провода медные;
  • батарейки («таблетки») или аккумулятор;
  • светодиоды;
  • устройство для размещения источника питания;
  • паяльник и припой;
  • нож;
  • клей – жидкие гвозди, эпоксидная смола, суперклей (лучше иметь пистолет для его точного нанесения);
  • выключатель;
  • детали стабилизатора напряжения в зависимости от схемы (можно использовать микромодуль подзарядки, например, ТР4056; или собрать цепь из отдельных элементов самостоятельно);
  • корпус фонарика;
  • линзы для светодиода.

Как собрать своими руками?

Собрать светодиодный фонарь несложно при наличии минимальных навыков работы с паяльником. Например, можно воспользоваться старой материнской платой персонального компьютера и выпаять из нее «карман» для фиксации батареи питания. Это следует делать аккуратно, чтобы не повредить поверхность и контакты.

Корпус небольшого фонарика можно сделать из шприца. Для этого нужно малярным ножом срезать конус, на который устанавливается игла, и вынуть поршень.

Чтобы избежать перегрева светодиода, из алюминиевой пластинки нужно вырезать радиатор по размеру линзы. С помощью суперклея корпус держателя линзы соединяют с алюминиевым радиатором.

Медной проволокой пропаять контакты диода. В качестве изоляции можно воспользоваться термокембриком и зажигалкой.

Часть с линзой и светодиодом следует закрепить с помощью клея к корпусу из шприца.

Контакты светодиода соединяем с контактами аккумулятора и вставляем во внутрь конструкции.

Если плата модуля зарядки не помещается в оставшуюся часть шприца, ее можно разделить на две части и соединить между собой скотчем. Разорванные контакты следует пропаять медной проволокой.

Микровыключатель через резистор требуется подсоединить к плате модуля зарядки. Остальные контакты модуля расключаются в соответствии со схемой.

На поверхности после сборки фонарика должны остаться разъем micro-usb и кнопка выключателя. При правильном выполнении работ от одной зарядки такой фонарик будет работать 10-12 часов.

Доработка готового светодиодного фонаря

В некоторых случаях проще купить недорогой готовый фонарик на светодиодах и с помощью небольших усовершенствований сделать более совершенную модель.

Например, в устройстве HG-528 HUAGE и подобных ему по схемным решением фонарях, часто выходят из строя диоды EL1-EL5. Проблема возникает из-за того, что хозяева часто забывают отключить полупроводниковые элементы при зарядке от сети.

Свой фонарик можно переделать так, что произвести зарядку будет невозможно, если не изменить положение переключателя SA1 так, чтобы отключить светодиоды. Кроме этого, недолговечные аккумуляторы этих устройств можно заменить на более энергоемкие литий-ионные приборы от мобильных телефонов. Для чего из фонаря удаляются выпрямительные диоды VD1-VD4 и фильтр, состоящий из емкости С1 и двух резисторов R1, R2.

На освободившееся место размещают после небольшого выпиливания пластиковых деталей корпуса аккумулятор от сотового. Последний медным проводом соединяется со схемой прибора.

У Lentel GL01 светодиодного аккумуляторного фонаря разработчиками допущена ошибка в электрической схеме, которая также приводит к выходу из строя устройство, если она включена на зарядку при не отключенных светодиодах. К тому же, параллельно включены 7 диодов, что является причиной неравномерности тока, протекающего через них во время работы фонарика за счет отличающихся вольт-амперных характеристик полупроводниковых элементов. Это приводит к частому перегоранию как самих светодиодов, так и резистора R4.

Если отдельные резисторы (45 – 55 Ом) включить с каждым светодиодом последовательно, и резистор R4 убрать из цепи, то величины токов выровняются. Чтобы исключить во время зарядки аккумулятора попадание напряжения на светодиоды зарядного устройства, нужно HL1 (индикатор) подключить к первому выводу SA1.

Как отремонтировать светодиодный фонарик?

Наиболее распространенными причинами поломок фонарей, в которых в качестве осветительных приборов используются светодиоды, являются:

  • неисправности светодиодов;
  • отсутствие в цепи питающего напряжения;
  • поломка выключателя;
  • выход из строя проводов, которые идут от светодиода к аккумулятору;
  • контакты, к которым подключены элементы питания, окислились;
  • пробой или выгорание электронных элементов схемы.

Например, ремонт светодиодного фонарика-ручки часто связан с заменой полевого транзистора КТ315, который в схеме включен последовательно с одной из обмоток высокочастотного трансформатора Т1. Параллельно транзистору расположен светодиод VD1, являющийся нагрузкой блокинг-генератора.

Выбор разработчиками такого элемента, как КТ315, связан с его низкой стоимостью. Поэтому при ремонте устройства вместо установленного проводникового прибора можно использовать другие типы транзисторов с частотой более 200 МГц.

Если необходимо заменить трансформатор, то понадобится проволока 0,2 мм диаметром.

Нужно намотать по 20 витков для каждой обмотки в случае, когда используется ферромагнитное кольцо. При отсутствии последнего подойдет цилиндр, на который потребуется намотать обмотки уже по 100 витков каждая.

Ремонт прибора следует начинать с внешнего осмотра осветительных и электронных элементов цепи, проводов. При отсутствие явных признаков неисправности – выгоревших деталей, оборванных соединений, наличия налета и окислов, нарушающих нормальный электрический контакт, – понадобятся измерительные приборы, с помощью которых можно обнаружить вышедшие из строя электронные части.

Светодиодная лампа своими руками, преимущества и недостатки, схема, инструкция

Казалось бы, зачем делать светодиодную лампу из подручных материалов своими руками, если огромное количество и в большом разнообразии лэд-светильников сегодня можно купить в магазинах – стоимость, энергоэффективность и долговечность у самодельных светоисточников при правильном подходе могут быть намного лучше, чем у покупных аналогов. Рассмотрим принцип работы, плюсы и минусы, виды схем и поэтапный процесс сборки такого прибора.

Принцип работы led-устройства

В основе работы любого led-элемента лежит небольшой полупроводниковый плоский кристалл. При прохождении через него электрического тока образуется однонаправленное перемещение электронов, в результате которого образует столкновение частиц на границе p-n-перехода. При поддержании стабильности этого процесса посредством подачи постоянного напряжения генерируется поток световых частиц – фотонов. Собранная своими руками на базе такого лэд-кристалла или заводская светодиодная лампа излучает свет.

Обратите внимание! Существуют 4 основных типа светодиодных матриц – DIP с двумя проводниками (используется в гирляндной продукции), «Пиранья» с четырьмя выводами (применяется в авто-светильниках), SMD (наиболее распространенный вариант в бытовых лампах) с верхним компактным расположением кристалла и СОВ с размещением светодиода непосредственно в плате.

Преимущество и недостатки самодельной лампы

Самый большой недостаток промышленных светодиодных ламп – чрезмерно высокая цена. Поэтому есть смысл в изготовлении ее своими руками. Так у самодельных версий есть следующий ряд преимуществ:

  1. При соблюдении правил сборки и качественных материалах срок службы прибора может превышать далеко за 100 тыс. часов непрерывного свечения.
  2. Энергоэффективность (соотношение затраченной мощности и произведенной светимости – Вт/Лм) существенно выше чем у аналогов.
  3. В расчете на суммарную стоимость всех применяемых компонентов самодельная лампа окупается гораздо быстрее своих покупных версий.

Главным минусом самостоятельно собранных лэд-лампочек является отсутствие на нее гарантии. Однако при использовании исключительно качественных комплектующих и правильной сборке он легко нивелируется.

Основная проблема тех, кто своими руками хочет собрать светодиодную лампу, это трансформация электрического тока для ее питания из переменного в пульсирующий и постоянный и перевод напряжения на 12 вольт. Кроме того, придется решать такие практические задачи – как в пространстве распределить диоды и компоненты, выполнить качественную изоляцию и обеспечить хороший отвод тепла.

Схемы светодиодных ламп

Существует два основных варианта схем для светодиодных ламп, которые можно изготовить своими руками:

  1. На диодном мосте.
  2. С резисторным сопротивлением.

Рассмотрим их подробно, а также как изготовить светодиодный элемент на их основе.

Вариант с диодным мостом

Данная схема включает четыре разнонаправленно подключаемых диодных элемента. Подобный мост преобразует обычный ток сети на 220 В синусоидального характера в необходимый для самодельной лэд-лампочки – пульсирующий. Принцип его работы достаточно прост: каждая полуволна пропускается через два диода-модуля, и потому они переменяются, теряя свою полярность. Подключение выглядит следующим образом:

  1. Перед самим мостом (со стороны подсоединения бытовой сети) на «+» подводится конденсатор, например, С10,47х250 В.
  2. Перед контактом «-» устанавливается блок сопротивления на 100 Ом.
  3. С тыла моста параллельно монтируется еще один с аналогичными параметрами конденсатор. Его назначение – сглаживание перепада напряжения сети.

Изготовление светодиодного элемента

Проще всего сделать самому лэд-светильник, взяв за основу плату от уже отработанного аналогичного прибора. Однако прежде чем начать сборку, нужно удостовериться в том, что все компоненты сохраняют работоспособность. Для этой цели можно применить блок питания от компьютера, телефонной подзарядки или любой АКБ. Главное, чтобы их выходное напряжение не превышало значения в 12 вольт.

Важно! Если нужно собрать на старой лед-матрице от ранее использованной лампы, то вышедшие из строя светодиодные элементы можно просто распаять своими руками, а на их место поставить новые. При этом основное внимание должно уделяться правильному расположению анодов и катодов, их плотному соединению. Ни в коем случае нельзя допускать случайного соединения соседних электродов – это может привести к замыканию и перегоранию схемы.

Как вариант, цепочка на светодиодах может собираться полностью с нуля. В этом случае алгоритм действий своими руками выглядит следующим образом:

  1. Десять светодиодных элементов последовательно спаиваются по принципу – анод одного к катоду соседнего.
  2. В итоге девять соединений и пара свободных проводников по краям цепочки.
  3. Далее концы припаиваются к проводникам.

Приборы с резисторным сопротивлением

Собрать своими руками схему также можно на двух резисторах 12 k. Для этого потребуется спаять последовательно состоящие из одинакового количества светодиодных кристаллов две цепочки. При этом если одна из них присоединяется к первому модулю катодом, то другая ко второму – анодом.

Ввиду того, что инициация лэд-элементов происходит в схеме последовательно, эффект пульсации сглаживает и свет от нее идет мягкий, полезный и не раздражающий зрение. Поэтому ее можно рекомендовать для замены стандартной настольной лампы.

Чтобы получить светильник большой яркости можно подобным образом своими руками соединить до 40 led-кристаллов. Большее количество светодиодных элементов требует особых навыков и опыта в сборке электросхем.

Собираем простую лампочку из светодиодов

Прежде чем решиться на сборку светодиодной лампы своими руками, нужно тщательно продумать, где и как будет крепиться и помещаться такая схема. Рассмотрим, какие основные материалы для этого понадобятся, какие варианты корпусов для них можно применить и как выглядит пошагово процесс сборки самодельного светильника.

Материалы для изготовления

Для изготовления светодиодной лампы с заданными характеристиками своими руками потребуются следующие материалы:

  1. Светодиоды. Это могут быть как отдельные элементы, например, НК6 с силой тока 100 мА и падением напряжения в 3 В, так и готовые лед-полоски.
  2. Диоды-выпрямители или мосты, например, 1N4007.
  3. Предохранитель (можно извлечь из цоколя отработанной лампы).
  4. Конденсатор, емкостью и величиной напряжения равными лэд-кристаллам в собранной цепочке.
  5. Основа для крепления светодиодов. Это может быть пластиковая или картонная конструкция с хорошими электроизолирующими и пожаробезопасными свойствами.
  6. Клеящее средство для монтажа диодов к каркасу.

Важно! Нередко для работоспособности лампы, собранной своими руками из схемы светодиодных элементов, требуется драйвер. Это может быть устройство как самодельного, так и заводского изготовления, типа bp 2832а.

Корпуса для светодиодных приборов

Для максимальной просты и быстроты сборки светодиодной схемы можно использовать следующие варианты корпуса:

  1. Цоколь лампы накаливания.
  2. Корпус люминесцентного светильника.
  3. Галогеновая лампочка.
  4. Специально изготовленный каркас.

Использование первого метода предполагает извлечение колбы и спирали, а затем размещение внутри схемы, а снаружи на плате диодных элементов. Собранную конструкцию можно закрутить в любой патрон, однако эстетичность такого светильника будет не на высоте. Поэтому подходит больше для закрытых плафонов.

Второй способ более удобен и практичен. При этом сначала колбу нужно демонтировать, а плату из цоколя извлечь. Далее возможны следующие варианты сборки:

  1. Лед-кристаллы вставляются в заранее просверленные отверстия в крышке, размещаемой под колбой, а компоненты устанавливаются в цоколь.
  2. Плата со светодиодами помещается внутри цоколя, при этом лэд-элементы крепятся в крышке из-под пластиковой бутылки или подходящего размера кружка из пластика.

Оба варианта имеют эстетичный вид и вполне позволяют использовать такую светодиодную лампу в открытой люстре. Применение галогенок для этой цели весьма ограниченно – ввиду невозможности потом вкрутить их в стандартный патрон. Такой метод применим для изготовления своими руками индикаторов и специальных приборов.

Пошаговая инструкция

Рассмотрим, как изготовить своими руками простейшую светодиодную лампу на базе люминесцентного цоколя типа Е27. Для начала необходимо подготовить следующие материалы:

  1. Цоколь модификации Е27 от перегоревшей старой энергосберегающей лампы.
  2. RLD2-1-драйвер.
  3. НК6-диоды.
  4. Фрагмент плотного картона, лучше пластика.
  5. Моментальный клей.
  6. Провода.
  7. Ножницы, паяльная станция, плоская отвертка, плоскогубцы и прочие сопутствующие инструменты.

Сама инструкция по сборке своими руками элементарной светодиодной лампы выглядит так:

  • Разбирается старая люминесцентная лампа. Для этого на цоколе находятся углубления с защелками. Их нужно просто поддеть отверткой, и трубка с платой отсоединится.
  • Далее нужно демонтировать светоизлучающие трубки и извлечь круглую пластинку с шестью отверстиями.
  • К пластике закрепляется аналогичного диаметра картонное или пластиковое основание – для надежного крепления светодиодов.
  • В основании прокалываются по два отверстия под каждый из шести монтируемых диодов. Если используется картон, то последние нужно приклеить, а если пластик – просто прижать лед-элементы за счет электродов.
  • К каждой паре из 3 светодиодов по 0,5 Вт подсоединяется параллельно по одному драйверу RLD2-1 в соответствии со следующей схемой.

  • Припаять входные контакты драйверов к клеммам цоколя и установить их внутрь.
  • При этом между ними и платой обязательно положить еще одну картонную или пластиковую прокладку для электроизоляции.
  • Вставить основание с диодами в цоколь.
  • Подключить к сети и проверить работоспособность светодиодной лампы.

Собранный своими руками по такой схеме лед-светильник будет потреблять всего 3 ватта и выдавать светимость порядка 120 Лм. Ее можно закрутить в любой подходящий по параметрам электропатрон.

Рекомендация! При вскрытии люминесцентной лампы нужно быть крайне осторожным, чтобы не повредить трубки, так как в них содержатся ядовитые вещества! Выкидывать в места утилизации бытового мусора содержимое прибора также не рекомендуется.

Основные выводы

Наличие в широком доступе радиотоваров и бытовой осветительной техники позволяет любому желающему своими руками изготовить светодиодную лампу. По сравнению с магазинскими аналогами она будет иметь следующие плюсы:

  1. Долговечность свыше 100 тыс. часов.
  2. Высокая энергоэффективность.
  3. Низкая себестоимость.

Таким образом можно сделать светодиодную лампу вечной – по факту при правильной эксплуатации она проработает и 50 и более лет. При этом существует два варианта сборки ее схемы – на диодном мосте и с резисторным сопротивлением. Второй метод позволяет сделать более мощные и сложные по конструкции светильники.

Для изготовления своими руками лампы на базе светодиодных элементов потребуется старый цоколь от люминесцентного прибора освещения, диоды, конденсаторы, предохранитель, провода, материал для крепления, а также паяльник, ножницы, отвертка, плоскогубцы и другие простейшие бытовые инструменты.

Если вы знаете другие способы изготовления своими руками светодиодной лампы, обязательно поделитесь информацией с нашими читателями в комментариях.

Читайте также:  Проходной выключатель (схема, фото) или немножко про электричество...
Ссылка на основную публикацию