Схема и устройство лампы светодиодные: Светодиодные лампы:устройство, принцип работы,принципиальная схема,виды,характеристики

Содержание

способы сборки и конструктивные элементы

По сравнению с обычными лампами накаливания устройство светодиодной лампы с технической точки зрения сложнее. Если для первых используется прозрачный стеклянный корпус, то в случае со вторыми разглядеть что-либо находящееся внутри не выйдет. Для того чтобы узнать, из чего состоит такой источник света, необходимо разобрать его на части.

Общее устройство светодиодных лампочек, независимо от производителя, практически идентичное (с небольшими отличиями). Ассортимент стандартных изделий с цоколем E14 или E27 делится на три категории — фирменные, низкосортные китайские и филаментные.

Светодиодные лампочки с различным цоколемСветодиодные лампочки с различным цоколем

к содержанию ↑

Низкокачественные китайские лампочки

При разборе фирменной лампы можно обнаружить все необходимые для надежности и долговечности конструктивные элементы. Но если заглянуть под корпус дешевого китайского изделия, то первое, чего вы не обнаружите — радиатор и драйвер.

Драйвер обычно заменяют блоком питания с неполярным конденсатором, неспособным стабилизировать ток на выходе. Устанавливают такой блок в центр платы с диодами. Если взглянуть на нее сверху, то можно увидеть диодный мост с резисторами, снизу — два конденсатора. Это позволяет существенно уменьшить стоимость и качество изделия.

Для охлаждения прибора в корпусе проделывают небольшие отверстия. Эффективность низкая, кристаллы очень быстро перегорают. Плата установлена на пластиковом корпусе и закреплена защелками. Для соединения с цоколем используют два спаянных провода.

Разобранная китайская светодиодная лампаРазобранная китайская светодиодная лампа

к содержанию ↑

Филаментные лампы

Филаментный источник света внешне напоминает лампу накаливания, но конструктивно остается светодиодным изделием. В таком случае пропадает необходимость в отводе тепла, но применение устройств в бытовой сфере связано с исключительно эстетическими соображениями.

Основной элемент филаментного прибора — светодиодная нить. В зависимости от количества таких нитей производят изделия разной мощности. Филамент — тонкий стержень из стекла, на поверхности которого имеются SMD-диоды. Верхняя часть покрывается люминофором, дающим желтый оттенок. Для отвода тепла применяют стеклянную колбу, внутренняя часть которой заполняется газом.

Из-за отсутствия места для драйвера внутри производители размещают низкокачественный модуль питания. Это повышает пульсацию, негативно сказывающуюся на зрительных органах. Для избавления от мерцания между цоколем и колбой добавляется пластиковое кольцо с качественным драйвером.

Филаментные светодиодные лампыФиламентные светодиодные лампы

к содержанию ↑

Принцип действия светодиодных ламп

Принцип работы этих приборов построен на сложных физических процессах. При подаче электрического тока происходит соприкосновение двух веществ, изготовленных из разносортных материалов. Это приводит к образованию светового потока.

Парадоксальность системы связана с тем, что ни один из материалов, используемых для изготовления двух веществ, не относится к проводникам электрического тока. Это полупроводники, способные пропускать ток только в одном направлении. Поэтому при подключении светодиодов важно соблюдать полярность. Один материал наделен отрицательными электронами, а другой — положительными ионами.

Также в полупроводниках активизируются иные процессы. В момент смены состояния выделяется тепловая энергия. Экспериментальным методом изобретатели нашли нужное сочетание веществ, при котором помимо энергии появляется и световое излучение.

Все приборы, которые пропускают ток в одном направлении, называются диодами. Светодиоды — диоды, способные выделять световой поток.

Принцип работы LED-лампПринцип работы LED-ламп

Первые LED-диоды излучали свет в узком спектре — красном, желтом или зеленом. При этом сила свечения была минимальной. В течение продолжительного отрезка времени светодиоды использовались исключительно как индикаторы. Сегодня диапазон излучения значительно расширен и охватывает едва ли не весь спектр. С другой стороны, определенные волны всегда длиннее, поэтому данные устройства делятся на источники холодного и теплого света (в зависимости от тепловой температуры).

к содержанию ↑

Способы сборки

По способу сборки изделия делятся на несколько категорий.

DIP

DIP расшифровывается как Dual In-line Package. Конструкция приборов интересна, но существенно устарела. Выделяют следующие размеры светодиодов:

Также полупроводниковые изделия различаются цветом, материалом изготовления, формой чипа. Из преимуществ DIP-сборки выделим малый нагрев и высокую яркость. Бывают одноцветные и многоцветные (RGB-технология). Можно распознать по характерной цилиндрической форме и встроенной линзе выпуклого типа.

Светодиодная лампа типа DIPСветодиодная лампа типа DIP

к содержанию ↑

«Пиранья»

Данная группа осветительных устройств характеризуется высоким световым потоком. Изготавливаются прямоугольной формы, имеют четыре PIN-вывода, бывают красными, синими, белыми или зелеными.

По сравнению с DIP-технологией изделия более жестко и прочно «сидят» на плате. Свинцовая подложка повышает теплопроводность, но в то же время понижает общую безопасность при эксплуатации. Широкая распространенность обусловлена большим диапазоном рабочих температур.

к содержанию ↑

SMD-технология

SMD расшифровывается как Surface Mounting Device (в переводе с англ. — «устройство, фиксируемое на поверхности»). Эти светодиоды характеризуются мощностью в диапазоне 0,01–0,2 Вт. Главная особенность связана с наличием нескольких кристаллов (1–3), монтируемых на керамическую подложку.

Корпус покрыт люминофором. Стандартный припой используется для соединения основной платы и контактных площадок.

Из недостатков выделим низкую ремонтопригодность: если выйдет из строя хотя бы один диод, то придется заменять целую плату.

LED-лампы разработанные на основе SMD-технологииLED-лампы разработанные на основе SMD-технологии

к содержанию ↑

COB-технология

Последняя и наиболее надежная технология изготовления светодиодов получила название Chip On Board (COB). Полупроводники крепятся на плату без корпуса и какой-либо подложки, после чего покрываются люминофором.

Главное преимущество связано с небольшой площадью свечения при высокой мощности. Равномерное свечение изделия гарантируется высокой плотностью светодиодов и наличием люминофора. Такие светодиоды чаще применяются в наши дни.

к содержанию ↑

Устройство светодиодных источников света

Светодиодный источник состоит из следующих конструктивных элементов:

  • LED-диоды;
  • драйверы;
  • корпус;
  • радиатор;
  • цоколь.

Устройство светодиодной лампыУстройство светодиодной лампы

к содержанию ↑

Светодиоды

Несколько лет назад конструкция светодиодной лампы незначительно отличалось из-за отсутствия широкого ассортимента LED-диодов. Самыми распространенными были чипы на 3–5 мм. Позже появились изделия на 10 мм.

Сегодня светодиодов намного больше. Чаще всего используются SMD 5050, SMD 3528, SMD 5730, SMD 2835, 1W, 3W и 5W.

Количество светодиодов бывает разным, его задает производитель. При монтаже нескольких диодов производят специальные расчеты, чтобы вывести оптимальный ток потребления. Припой осуществляется к текстолитовым или алюминиевым платам. Светодиоды собираются в группы, соединяемые последовательно. Опять же, количество групп неограниченно.

Последовательное соединение обеспечивает постоянный ток, но есть существенный недостаток — если выйдет из строя хотя бы один LED-диод, то перестает работать все изделие. С другой стороны, диод можно без проблем заменить на новый.

Платы, к которым припаиваются источники света, классифицируются по форме и бывают круглыми, прямоугольными, овальными, многоугольными и т. д.

Светодиоды используемые для сборки источников светаСветодиоды используемые для сборки источников света

к содержанию ↑

Драйверы

Драйверы предназначены для преобразования входящего напряжения в пригодную для питания устройства величину. Причем питание для каждой группы светодиодов может быть разным. Самыми распространенными являются трансформаторные схемы с драйверами.

Конструктивные элементы могут быть двух типов — открытыми и закрытыми (в корпусе). Монтируют их в корпус ламп, осветительных приборов.

Дешевые драйверы применяют в обычных фонариках, в которых светодиоды питаются от батареек. В таком случае нет необходимости в резисторе, ограничивающем ток. Из-за этого диоды могут получать повышенный ток, что приводит к их скорому выходу из строя.

Китайские производители нередко пытаются сэкономить на приборах, устанавливая вместо драйверов обычные ограничители тока со схемой на основе конденсатора. Избегайте покупки таких изделий, поскольку помимо крайней неэкономичности они негативно воздействуют на здоровье человека (высокая пульсация).

Преобразователь напряжения для светодиодных лампПреобразователь напряжения для светодиодных ламп

к содержанию ↑

Цоколь

Поскольку светодиодные изделия позиционируются как лучшие аналоги лампам накаливания, то нет ничего удивительного в том, что они изготавливаются со стандартными цоколями — E27 и E14. Последние часто применяются в ночных и настенных светильниках.

За рубежом иные стандарты, поэтому там чаще можно встретить светодиодные лампы E26.

Корпус

В отличие от ламп накаливания для светодиодных нет необходимости в полной герметичности колб, да и газовая среда внутри отсутствует. Одна из разновидностей светодиодных светильников — филаментный источник, повторяющий устройство лампы накаливания и нуждающийся в газовой среде.

Потребляя то же количество электроэнергии, изделия светят намного ярче аналогов. Обычная светодиодная лампа имеет закрытую колбу, производимую из стекла или пластика. Матовое покрытие понижает светопропускаемость, но это незначительные издержки производства.

к содержанию ↑

Радиаторы

Данные электротехнические изделия боятся высокой температуры и перегрева. По этой причине для повышения срока эксплуатации необходимо устройство для отвода тепла. Алюминиевые платы частично снижают влияние перегрева, но этого недостаточно. Дорогие и качественные лампы обязательно используют радиаторы, размер которых зависит от количества светодиодов в приборе.

Плата со светодиодами размещается на радиатореПлата со светодиодами размещается на радиаторе

Наличие радиатора повышает стоимость и габариты изделия, но является обязательным условием для создания качественного и долговечного прибора.

к содержанию ↑

Компоновка составных частей

В зависимости от производителя, устройство и конструкция лампы разные. С другой стороны, общий принцип компоновки остается одинаковым. Сборка начинается с цоколя, куда последовательно устанавливают драйвер, радиатор, плату с LED-диодами и колбу.

Для сравнения рассмотрим устройство изделия от двух производителей.

Светодиодная лампа BBK

Цоколь изготавливается из пластика. Внутри установлен качественный драйвер. Для корпуса используется алюминий, выполняющий функции радиатора. Туда крепится плата с диодами и линза. Наличие данной линзы понижает световую отдачу прибора.

Светодиодные лампы производства BBKСветодиодные лампы производства BBK

к содержанию ↑

Лампа Gauss

Опять же цоколь изготовлен из пластика, имеются драйвер и алюминиевый корпус с установленной диодной платой. Конструкция гарантирует долговечность изделия.

Как проверить светодиодную лампу при покупке

Возьмите в руки светодиодную лампу и осмотрите ее внешне, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо изъянов. Выполнить это можно только при условии применения прозрачной колбы. Для начала проверьте радиатор (он выпускается литого или наборного типа). Чем выше мощность изделия, тем объемнее должен быть радиатор. Отличным вариантом станет применение алюминиевых или керамических охладителей.

В идеале электротехнический элемент нужно покрыть термопластиком. Убедитесь, что в цоколе отсутствуют люфты и механические дефекты. Также в любом магазине есть возможность подключить лампу к электрической сети, чтобы проверить ее работоспособность. Сделав это, взгляните на излучаемый свет. Используйте фотокамеру на смартфоне, чтобы убедиться в отсутствии мерцания и пульсации. Ни в коем случае не покупайте лампу, которая мерцает при работе.

Полученной информации по устройству и принципу работы светодиодной лампы может быть недостаточно для выбора качественного осветительного прибора, характеризующегося безопасностью, надежностью и долговечностью. Также нужно учитывать другие критерии, включая характеристики и производителя, о чем подробно описано в этой статье.

Устройство светодиодной лампы: способы сборки и конструктивные элементы

Подробная схема светодиодной лампы на 220В

Устройство светодиодной лампы на 220В значительно сложнее, чем у аналогичной лампы накаливания. Пытаясь сохранить привычную грушевидную форму, инженерам пришлось немало потрудиться. И, как оказалось, не зря! Новые осветительные приборы практически не греются, потребляют малое количество электроэнергии и стали значительно менее хрупкими. Но чего же особенного в светодиодной лампе и в чем сложность ее схемы? Давайте разберемся.

Конструктивная схема

Конструктивно схема светодиодной лампы на 220В состоит из трех основных частей: корпуса, электронной части и системы охлаждения. Сетевое напряжение через цоколь поступает на драйвер, где преобразуется в сигнал постоянного тока, необходимый для свечения светодиодов. Свет от излучающих диодов обладает широким углом рассеивания и поэтому не требует установки дополнительных линз. Достаточно обойтись рассеивателем. В процессе работы детали драйвера и светодиоды нагреваются. Поэтому в конструкции лампы обязательно должен быть продуман отвод тепла. конструктивная схема

конструктивная схемаК корпусной части светодиодной лампы относится цоколь, оболочка из пластика, внутри которой размещен драйвер, и полупрозрачная крышка в виде полусферы, по совместительству являющаяся рассеивателем света. В дорогих моделях ламп большую часть корпуса занимает ребристый радиатор из алюминия или специального теплопроводящего пластика. В лампочках бюджетного класса радиатор либо вовсе отсутствует, либо расположен внутри, а по окружности корпуса сделаны отверстия. Дешёвая китайская продукция мощностью до 7 Вт вовсе имеет сплошной корпус, без какого-либо отвода тепла.

В фирменных светодиодных лампах на 220В печатная плата с SMD светодиодами крепится к радиатору через термопасту для эффективного отвода тепла. конструкция светодиодной лампы

конструкция светодиодной лампыВ дешевых китайских моделях эта плата либо просто вставлена в пазы корпуса, либо прикреплена саморезами к металлической пластине для охлаждения кристаллов. Эффективность такого охлаждения крайне низкая, так как пластина имеет малую площадь, да и наносить термопасту китайские производители, как правило, забывают. китайская светодиодная лампакитайская светодиодная лампаВывод излучения происходит через рассеиватель, как правило, из матового пластика. А в дешевых светодиодных лампах на 220В такой корпус ещё надёжно скрывает недостатки китайской сборки от любопытных глаз потребителя. Крепится рассеиватель к основанию либо герметиком, либо резьбовым соединением.

Электрическая схема

Касательно электрической части между светодиодными лампами на 220В разных ценовых категорий также много отличий. В этом можно убедиться сразу после демонтажа рассеивателя. Достаточно рассмотреть качество пайки SMD элементов и соединительных проводов.

Недорогой китайской лампы на 220В

В лампочках стоимостью 2-3$ отсутствует какая-либо симметрия на плате со светодиодами, что свидетельствует о ручной пайке, а провода выбраны с минимально возможным сечением. Вместо надежного драйвера в них собрана простая схема бестрансформаторного питания с конденсаторами и выпрямителем. Напряжение сети сначала снижается неполярным металлопленочным конденсатором, выпрямляется, а затем сглаживается и повышается до нужного уровня. Ток нагрузки ограничивается обычным SMD резистором, который расположен на печатной плате со светодиодами. схема светодиодной лампы из Китая

схема светодиодной лампы из КитаяПри диагностике и ремонте светодиодных ламп такого типа важно соблюдать технику безопасности, т.к. все элементы электрической цепи потенциально находятся под высоким напряжением. Прикоснувшись пальцем к токоведущей части схемы по неосторожности можно получить электрический удар, а соскользнувший щуп мультиметра может закоротить провода с неприятными последствиями.

Фирменной светодиодной лампы

Фирменная светодиодная продукция отличается не только приятным внешним видом, но и качеством элементной базы. Непосредственно драйвер имеет более сложное устройство и зачастую собирается одним из двух способов. Первый предусматривает наличие импульсного трансформатора, импульсного преобразователя напряжения с последующей стабилизацией тока нагрузки.

Во втором случае обходятся без трансформатора, а основная функциональная нагрузка ложится на специальную микросхему – сердце драйвера. Её универсальность в том, что она стабилизирует входное напряжение, поддерживает выходной ток с заданной частотой (ЧИМ) или шириной импульса (ШИМ), допускает возможность диммирования, имеет систему отрицательной обратной связи. В качестве примера можно назвать, например, CPC9909. схема

схемаСветодиоды в лампе на 220В с токовым драйвером надёжно защищены от перепадов напряжения и помех в сети, ток через них соответствует номинальному паспортному значению, а радиатор обеспечивает качественный теплоотвод. Такие лампочки прослужат намного дольше дешёвых китайских аналогов, тем самым доказывая преимущество светодиодов на деле.

Схема и устройство светодиодной лампы на 220 вольт

Светодиодная лампа на 220в, частота сети 50Гц, мощность 3Вт, тип LED3-JDR, производитель Camelion, цоколь E14, потребляемый ток 26mA, световой поток 235Лм. Температура свечения 4500 К. Это параметры заявленные производителем.

Внимание! Соблюдайте правила электробезопасности. Электротравмы, могут быть смертельными, а неправильный ремонт пожароопасным.

Яркость свечения светильника визуально сопоставима с энергосберегающей лампой на 7-9 Вт.
Разобрать лампу оказалось не просто. Защитное стекло приклеено на совесть, прорезал склейку по контуру, но снять его без потерь не получилось – стекло плафона очень хрупкое.

На плате с наружной стороны установлены 6 smd светодиодов неизвестного типа. На обратной стороне «драйвер». Схема питания светодиодов этой лампы не удивила: для гашения избыточного напряжения используется реактивное сопротивление конденсатора С2, далее выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор С3, а не импульсный драйвер, как в светодиодной лампе GL5,5.

Принципиальная электрическая схема светодиодной лампы LED3-JDR во многом совпадает со схемой лампы Selecta-G9-220v-5w.

Конденсатор С2 полистирольный металлопленочный типа CBB22 рассчитан на использование в цепях постоянного тока и импульсных схемах, обладает эффектом самовосстанавления, хорошей изолирующей способностью и минимальными потерями на высокой частоте. Советские аналоги — конденсаторы типов К73-17, К73-44, К71-7

Десятиомный резистор ограничивает пиковый ток заряда С3 для исключения перегрузки выпрямительного диодного моста при включении. Через резистор R1 разряжается конденсатор С3 после выключения. С1 на плате не установлен, предназначен для увеличения тока через светодиоды при необходимости. При обрыве в цепи светодиодов напряжение на С3 без резистора R2 может достигнуть 350 вольт, а с этим резистором оно хоть и превысит номинальное для конденсатора, но не настолько, чтобы тот вышел из строя.

При напряжении в сети 237 вольт напряжение на всей цепочке диодов составило 93 В, на каждом светодиоде 15,3 вольта соответственно. Корпуса излучателей на плате типоразмера 6730 (6,7х3 мм), похоже, в каждом корпусе находится матрица из 4-х последовательно включенных светодиодов. Для светодиодов белого свечения падение напряжения при номинальном токе порядка 3,5 вольт. В нашем случае получается 3,8 вольта на каждом диоде, т.е. диоды работают в жестком режиме. Об этом говорит и то, что их температура при работе составляет 50-60 градусов Цельсия. В таком режиме диоды подвержены усиленной деградации и срок их службы будет в разы меньше, чем при номинальных токах. Производитель никогда не будет делать «вечную» лампу, иначе он разорится.

В схеме светодиодной лампы с гасящим конденсатором и выпрямительным мостом, за которым стоит конденсатор для сглаживания пульсаций ток будет очень отличаться от синусоидальной формы. Но это отдельная тема.

На этом фото, для сравнения, показаны однокристальные светодиоды 3528 (3,5х2,8 мм) у которых номинальный ток 20 мА.

Более эффективные (но больших габаритов) светодиодные светильники на 220 вольт можно сделать своими руками из диодной ленты. Для этого нужно взять 20 отрезков ленты 3528 на 12 вольт и спаять их последовательно, соблюдая полярность. Конденсаторы С1, С2 и резисторы R1, R2 исключаются из схемы. Вместо R1 надо поставить перемычку, а С3 должен быть на напряжение не менее 310 вольт. В данной схеме 10-тиомный резистор будет служить еще и предохранителем в случае короткого замыкания моста. На такой светильник понадобиться 1 метр открытой ленты с 60 диодами (20 отрезков по 5 сантиметров) или 0,5 метра с 120 диодами (20 отрезков по 2,5 см). Конструкция и размеры могут быть различными, главное соблюдать технику безопасности и, конечно, такой светильник должен иметь корпус с хорошей изоляцией.

  • Напряжение на светодиоде
  • Схема диодной лампы 5 Вт 220в
  • Лампа ЭРА А65 13Вт
  • Как паять светодиодную ленту
  • Светодиодная лента на 220 в
  • Простое зарядное устройство
  • Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора
  • Схема драйвера светодиодов на 220
  • Подсветка для кухни из ленты
  • Подсветка рабочей зоны кухни
  • LED лампа Selecta g9 220v 5w
  • Светодиодная лампа ASD LED-A60
  • Схема светодиодной ленты
  • Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35
  • Общедомовой учет тепла
  • устройство, принцип работы, виды, характеристики

    Среди владельцев частных домов, дач и квартир все чаще и чаще в обиходе используется светодиодная лампа. Это самые новые виды осветительных приборов, которые привнесли принципиально новые варианты эксплуатации электрооборудования. Они относятся к категории энергосберегающих лампочек, но помимо этого обладают и другими весомыми преимуществами. Далее мы более детально разберемся в устройстве и принципах работы светодиодных ламп.

    Устройство и принцип работы

    Чтобы разобраться в принципиальных отличиях светодиодной лампы, как электрического оборудования, в сравнении с другими приборами, следует детально рассмотреть ее конструктивные особенности и назначение каждого из элементов.

    Конструкция светодиодной лампыРис. 1. Конструкция светодиодной лампы

    Конструктивно led лампочка состоит из:

    • Светодиодов – в старых моделях присутствовал только один кристалл, излучавший свет, однако эта технология имела ряд сложностей, поэтому современные модели включают несколько единиц или целую матрицу.
    • Колбы или рассеивателя  — может изготавливаться из стекла или полимера. Предназначен для боле плавного перераспределения светового потока от точечных источников в окружающее пространство.
    • Стабилизатора тока или драйвера – предназначен для преобразования поступающей на контакты диодной лампочки электрической величины, не зависимо от уровня напряжения и мощности, в строго установленную величину электротока.
    • Цоколя – предназначен для соединения светодиодных ламп с электрической сетью. Чаще всего используются стандартные цоколя E и G, реже бывают другие конструкции.

    Дополнительно лампа содержит полимерный или
    металлический корпус. Однако в led
    светильниках может быть встроенная матрица, и она монтируется в светодиодный
    прожектор напрямую.

    Принцип действия светодиодной лампы заключается в такой последовательности передачи электрической энергии:

    • При помещении электролампы в патрон и
      подаче на нее переменного напряжения сети светодиодный источник получает
      питание.

    Принцип действия светодиодной лампыРисунок 2. Принцип действия светодиодной лампы

    • Как видите на рисунке 2, переменное напряжение сети в светодиодной лампе изначально поступает на выпрямительный мост, где преобразуется в выпрямленное. Конденсатор, установленный после моста дополнительно сглаживает пульсации.
    • Выпрямленное напряжение переходит далее от выпрямительного устройства на микроконтроллер, контролирующий величину вырабатываемого электротока.
    • Затем питание поступает на импульсный трансформатор, который и выдает электрическое напряжение непосредственно к источнику освещения.
    • При достижении нужного уровня электротока происходит свечение светодиодов.

    В данном примере приведен принцип действия и конструкция светодиодной лампы с гальванической развязкой. Это более дорогой, но и более надежный способ предохранить человека от поражения электротоком. На практике случаются и более дешевые светодиодные лампы, их продукция использует более дешевые платы драйвера или способы преобразования, которые не обеспечивают должного уровня безопасности и продолжительности эксплуатации.

    Виды

    На сегодняшний день производители светодиодных ламп предоставляют потребителям довольно широкий выбор разнообразных моделей, призванных удовлетворить потребности даже самых требовательных покупателей. Поэтому выделяют несколько параметров, по которым и различают виды светодиодных ламп:

    • тип цоколя;
    • форма колбы и самой лампы;
    • напряжение питания;
    • тип светодиодов и способ их размещения;
    • световое излучение – мощность и теплота.

    У светодиодных ламп часто встречается цоколь для патронов
    E27 – стандартный вариант,
    используемый в люстрах для освещения помещения и т.д. Также часто встречаются
    модели  E14
    с диаметром цоколя 14мм, их еще называют миньонами. В некоторых вариантах
    встречаются штырьковые цоколи G13, G5, GU10, MR – это варианты
    под современные софиты и специализированные плафоны в люстрах.

    Типы цоколейРис. 3. Типы цоколей

    Значительно реже встречаются светодиодные лампочки с цоколем B или H, как специализированные варианты для узкопрофильного оборудования.

    Если рассматривать вопрос о форме, то можно выделить такие виды:

    • грушеобразная – классический вариант, может использовать как матовый рассеиватель, так и прозрачную колбу, в некоторых моделях совмещается полупрозрачный и непрозрачный корпус;
    • грибовидная – используется в точечных светильниках, так как поверхность, излучающая световой поток сравнивается с корпусом софита;
    • кукуруза – длинная модель с цилиндрическим расположением светодоидов, прекрасно подходит для горизонтального расположения в плафонах, прожекторах уличного освещения и т.д.;
    • свеча – декоративная светодиодная лампа, устанавливаемая в настольные лампы, ночники или подсветки.

    Как частные варианты вы можете встретить и другие формы, однако здесь мы рассмотрели наиболее популярные из них.

    Форма светодиодных лампРис. 4. Форма светодиодных ламп

    По напряжению питания светодиодные лампы подразделяются на те, которые подключаются к бытовой сети 220В, и те, которым требуется низкое напряжение постоянного тока – 24В, 12В.

    В зависимости от типа светодиодов, выделяют лампочки с монокристаллическими панелями, где обеспечивается точечное освещение за счет единственного кристалла. Но такие варианты сегодня редко встречаются, чаще используются 8 – 10 и более небольших кристаллов, которые могут отличаться габаритами для разных моделей. Особенно хорошо их видно на светодиодных лентах или лампах с прозрачным стеклом. Но некоторые энергосберегающие технологии используют светодиодные нити в газовой смеси.

    По типу светодиодовРис. 5. По типу светодиодов

    Яркость свечения определяется мощностью светодиодной лампы, чем выше мощность, тем более ярко она будет светить. Для бытовых помещений подойдут модели от 3 до 10Вт, производственным потребуется уже около 20Вт, в уличные светильники устанавливают от 30 до 100Вт. Температуру свечения можно выбрать любую, в зависимости от поставленных задач – от теплой до холодной.

    Рис. 6. Температура свеченияТемпература свечения

    Преимущества и недостатки

    Как мы уже отмечали ранее, такой тип осветительных приборов стал популярным за счет значительных преимуществ перед их ближайшими конкурентами. К преимуществам светодиодных ламп относят:

    • Продолжительный срок эксплуатации – от 10 до 100 тысяч часов, в сравнении с лампочкой накаливания, которая может обеспечить только 1 тысячу часов.
    • Куда более эффективная светоотдача – от 90 до 120Лм/Вт, лампы накаливания могут похвастаться лишь 5 – 8Лм/Вт, а  люминесцентные светильники 25 – 50Лм/Вт.
    • Обладает широкой гаммой цветовых температур, что делает их использование комфортным для любых помещений и нужд, а RGB светодиодные ленты могут выдавать несколько вариантов цвета свечения.
    • Не боятся разгерметизации и нарушения целостности колбы, в отличии от устройств с нитью накаливания, галогенных ламп и других газосодержащих, будет с тем же успехом светить даже без наружного рассеивателя.
    • Широкий диапазон рабочих температур – светодиодные аналоги не теряют своих характеристик в промежутке от – 60 до + 60°С.
    • Устойчивы к незначительным отклонениям рабочего напряжения от номинального значения.
    • Не выделяют вредных веществ, в отличии от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.

    К недостаткам светодиодных ламп следует отнести их относительно высокую себестоимость, но она с лихвой окупается рабочими параметрами и сроком эксплуатации. Также существуют ситуации, когда лампочки накаливания нельзя или нецелесообразно менять на светодиодные модели.

    Технические характеристики

    Перед выбором конкретного осветительного устройства необходимо определиться с его основными параметрами. Из всего многообразия, которое вам следует учитывать, мы выделим:

    • Мощность – определяет, сколько электрической энергии будет потребляться из сети при работе прибора. Показатель мощности важен как в части расчета за потребленную электроэнергию, так и в части количества получаемого света.
    • Спектр излучения – теплый в пределах 2700 – 3300 К, дневной от 3500 до 6000К, холодный – от 6000К. Этот параметр указывается на упаковке светодиодной лампы.
    • Коэффициент цветопередачи – на изделии маркируется буквами CRI или Ra. Показатель 100 является максимальным – это  уровень естественного дневного света, чуть хуже – от 100 до 90 для рабочих зон, лабораторий и т.д. В пределах 90 – 80 обычные жилые помещения, менее 80 подойдут для коридоров, подвалов и некоторых складов.
    • Угол рассеивания и тип потока – могут характеризоваться направленным световым потоком или рассеянным.
    • Уровень светоотдачи – определяет эффективность каждого ватта переработанной электроэнергии по отношению к выработанному световому потоку.

    Область применения

    Если еще десять – двадцать лет тому назад светодиодные лампы были настоящей диковинкой, то сегодня они стали полноправными фаворитами рынка. Их можно встретить в самых различных сферах человеческой деятельности:

    • В освещении открытых территорий, площадок, парков;
    • Для освещения бытовых и производственных помещений;
    • Создания декоративной подсветки и украшения, как помещений, так и элементов ландшафта;
    • В пожароопасных зонах и особо влажных помещениях;
    • В автомобилях и механизации транспортных средств;
    • Для работы устройств сигнализации, телемеханики и управления.

    Но и этот список не является окончательным, за счет развития и совершенствования технологий, светодиодные лампы продолжают расширять область применения.

    Устройство светодиодной лампы 220 В

    В отличие от прозрачных ламп накаливания, основное устройство светодиодной лампы скрыто под непрозрачным корпусом. Чтобы узнать, что скрывается внутри экономичного осветительного прибора, его потребуется разобрать, приложив небольшие усилия.

    Эксперименты показали, что устройства светодиодных лампочек на 220 В от разных производителей имеют незначительные отличия. Поэтому весь ассортимент LED-ламп с цоколем Е14 и Е27 можно разделить на три группы: фирменные, низкокачественные китайские и филаментные.

    Фирменные изделия

    Конструкция LED-лампы на 220 В от производителей светодиодной продукции с мировым именем аналогична ниже представленному фото. конструкция

    конструкцияСреди огромной массы лампочек на российском рынке внешне такой образец имеет одно явное отличие – объемный радиатор. Он может быть с ребристой или гладкой поверхностью; металлического цвета или покрыт белым полимером. Но в любом случае такая лампа имеет больший вес в сравнении с дешёвым, некачественным аналогом.

    Верхняя часть изделия (рассеиватель) выполняется из стекла или матового пластика в форме полусферы. Как правило, он закреплен на радиатор при помощи специальных защелок или герметика. Под рассеивателем находится печатная плата с SMD-светодиодами, которая надёжно закреплена на радиаторе. Ниже размещается ещё одна плата с радиоэлементами драйвера. Надёжный драйвер – это блок с гальванической развязкой и функцией стабилизации выходного тока. Вся схема драйвера имеет высокую плотность монтажа и состоит из импульсного трансформатор, микросхем, нескольких полярных конденсаторов и множества планарных элементов. устройство led лампочки

    устройство led лампочкиБлок драйвера расположен внутри корпуса, который, в свою очередь, соединяет цоколь и радиатор. Электрический контакт между блоком драйвера и платой со светодиодами может быть обеспечен с помощью пайки или коннектора.

    Низкокачественные китайские лампочки

    Ниже представлена светодиодная лампа в разобранном виде от неизвестного китайского изготовителя.китайская светодиодная лампа

    китайская светодиодная лампаВ отличие от предыдущего образца, в данном устройстве отсутствует радиатор и драйвер. Вместо драйвера установлен простой блок питания на основе неполярного конденсатора, который не способен надежно стабилизировать выходной ток. Размещается блок питания в центре платы со светодиодами. С одной стороны – это диодный мост с резисторами.светодиоды и диодный мостсветодиоды и диодный мост С другой – два конденсатора.обратная сторона платы лампочкиобратная сторона платы лампочки В результате простоты такой конструкции стоимость изделия имеет гораздо меньшую стоимость.

    Функцию охлаждения в таких лампочках выполняют небольшие отверстия в корпусе. Их эффективность крайне мала, что подтверждено перегоранием кристаллов светоизлучающих диодов. Плата крепится к пластиковому корпусу при помощи защелок. Электрически плата соединяется с цоколем двумя запаянными проводами. Простота такой конструкции не надежна и не способна обеспечить долгосрочную работоспособность устройства.

    Filament лампы

    Разнообразие лампочек на светодиодах с цоколем Е14 и Е27 не перестаёт расширяться. Очередным ноу-хау стали, так светодиодные лампы филамент (от англ. filament – нить), которые внешне очень схожи с лампами накаливания. Ученым удалось на практике реализовать светодиодный конструктив, визуально напоминающий нить накала и не требующий дополнительного теплоотвода. Использование филамент лампы (ФЛ) в быту, как правило, основывается на эстетических соображениях. filament лампа

    filament лампаВ устройстве светодиодной лампы filament основным элементом являются светодиодные нити, от количества которых зависит суммарная мощность изделия. Каждый отдельный филамент – это тонкий стеклянный стержень, поверхность которого равномерно покрыта электрически связанными SMD-светодиодами. Сверху по всей длине нанесён слой люминофора, что придаёт нити жёлтый оттенок. Отвод тепла в ФЛ происходит через тонкую стеклянную колбу, внутренний объём которой заполнен газовой смесью.

    Зачастую нехватка места для драйвера вынуждает производителей устанавливать модуль питания низкого качества непосредственно в цоколе осветительного прибора. Результат такого подхода – чрезмерно высокий коэффициент пульсаций, негативно воздействующий на зрение. Чтобы избавиться от вредного мерцания и составить конкуренцию обычным LED лампам, фирмы-изготовители модернизировали конструкцию ФЛ. Между цоколем и колбой стали делать вставку в виде пластикового кольца, за которым скрывается высококачественный драйвер.

    Каждый из рассмотренных образцов пользуется спросом на потребительском рынке, а значит, будет развиваться дальше. Возможно, вскоре в устройстве светодиодной лампы на 220В появятся новые функциональные блоки, о назначении которых мы обязательно расскажем в своих статьях.

    как работает, из чего состоит

    Благодаря устройству светодиодной лампы на 220 вольт она потребляет значительно меньше энергии, чем лампа накаливания и прослужит в несколько раз дольше. На LED-лампу при покупке можно получить гарантию, поэтому не стоит спешить выкидывать чек и упаковку.

    Светодиодная лампочка спроектирована так, чтобы на выходе напряжение с помощью драйвера понижалось до требуемых показателей. Обычно они не превышают 2-4 Вольта. Единственный недостаток этих устройств – цена. Но стоимость лампы окупается благодаря сроку службы.

    СодержаниеПоказать

    Принцип работы светодиодных ламп

    Несмотря на разный внешний вид светодиодных ламп, принцип работы у них общий. Ток подаётся через диоды, количество которых бывает разным в зависимости от мощности осветительного прибора. Цветовой спектр задаётся специальным составом, которым покрывается каждый кристалл.

    Принцип работы лампочки LED.

    LED-лампа это полупроводниковый элемент, преобразующий ток питания в свет. Для нужных показателей рассеивания и защиты диодов делается специальная колба (защитное рассеивающее стекло). Внешне изделие напоминает обычную лампу накаливания.

    Какие светодиоды используются

    Один из главных элементов, который входит в состав светодиодной лампы, это диод. Им называют полупроводниковый кристалл, состоящий из нескольких слоёв. Именно он служит для преображения подаваемого на лампу электричества в свет. Производят диод на основе чипа — кристалла с площадкой, к которой подключены проводники.

    Советуем посмотреть видео: Разъяснение по светодиодным лампам, разборка LED-лампы, принцип работы.

    Чтобы получить белое свечение, чип необходимо покрыть желтым люминофором. При смешивании синего и желтого цвета образуется белый. Существует 4 типа светодиодов:

    • COB. При такой технологии производства чип монтируют в плату. Контакт получает надёжную защиту от окисления и чрезмерного нагрева. Также это положительно отражается на характеристиках свечения. Если такой чип выйдет из строя, отремонтировать схему нельзя. Это единственный недостаток технологии;
    • DIP. Схема состоит из кристалла, двух присоединённых проводников, линза расположена сверху. Такие осветительные приборы в большинстве случаев используют в качестве подсветки на рекламных табло и световых украшениях;
    • Диод SMD. Устанавливается на плоских поверхностях, что позволяет изготовить устройства разных форм. Отличается улучшенными характеристиками теплоотвода. Такие лампы можно использовать для любых источников света;
    • «Пиранья». Конструкция похожа на схему DIP. Но здесь имеются 4 вывода, что обеспечивает улучшение отвода образующегося тепла и делает технологию более надёжной. Широкое распространение «пиранья» получила в автомобильной промышленности.

    Светодиод «пиранья».

    Как устроены такие лампы

    В составе классической светодиодной лампочки присутствуют:

    • цоколь и несущий корпус;
    • блок питания;
    • рассеивающая линза из пластика;
    • драйвер;
    • чипы;
    • радиатор для отвода тепла;
    • печатная плата.

    Конструкция светодиодной лампы.

    Форма может быть стандартной, то есть округлой или цилиндрической. Для системы общего пользования рекомендуется выбирать светильники, чья цветовая температура находится на уровне 2700 К, 3500 К. В градации спектра допустимы любые значения. Подобные изделия часто используют, чтобы подчеркнуть элементы интерьера или рекламными агентствами, чтобы подсветить баннер.

    Схема светодиодного драйвера

    На рисунке ниже изображена упрощённая схема драйвера, который используется в лампах 220 В.

    Схема драйвера.

    Схема подразумевает использование только основных деталей. Здесь имеются 2 резистора – R1 и R2. К ним по встречно-параллельному принципу подключены диоды HL1 и HL2. Такое устройство обеспечивает схеме защиту от обратного выброса напряжения. При включении сигнал, поступающий на лампу, возрастает до 100 Гц. Напряжение 220 В подаётся через С1 (ограничительный конденсатор). Отсюда оно поступает на выпрямительный мост и чипы.

    Виды сборки

    Существует 2 основных разновидности сборки светодиодных ламп на 220 вольт:

    • с диодным мостом. В схему включены 4 диода. Мост трансформирует поступающий ток в пульсирующий. Проходя по чипам, синусоидальные волны изменяются, что провоцирует потерю полярности. В процессе сборки перед мостом к выходу нужно подключить конденсатор. Перед клеммой (минусовой) – сопротивление 100 Ом. Чтобы сгладить возможные перепады, ещё один конденсатор монтируют за мостом;
    • с резисторным сопротивлением. Сборка доступна даже неопытным мастерам. Для работы следует подготовить 2 резистора, а также цепочки с одинаковым количеством чипов, установленных последовательно с учетом полярности. Со стороны первого резистора полоса присоединяется катодом, второго – анодом. Светильник будет иметь мягкий свет за счет поочередного включения чипов. Такие устройства часто используются в качестве настольных ламп.

    Также будет полезно видео: Комплект для сборки светодиодной лампы. Собираем самостоятельно.

    Схема сборки конструкции

    Как будет работать светодиодная лампа напрямую зависит от производителя и цены изделия. Отличия можно заметить, если снять рассеиватель. В первую очередь стоит обратить внимание на качество пайки чипов, а также соединительных проводов. Дешевые лампочки служат меньше, чем качественные и дорогие.

    Низкокачественные китайские лампочки

    Приобретая лампочку не более чем за 3 доллара, не стоит рассчитывать на симметричное расположение светодиодов на плате. Это говорит о том, что пайка выполнялась вручную и на скорую руку, а провода подбирались с минимальным сечением. Надёжного драйвера здесь также не будет. Вместо него реализована бестрансформаторная схема с выпрямителем и конденсатором.

    При включении дешевой китайской лампы напряжение сначала снизится металлопленочным конденсатором (неполярным), выпрямится, а после повысится до нужных показателей. Ток будет ограничен стандартным резистором SMD. Он установлен на печатную плату вместе с чипами.

    Схема китайской лампочки.

    Если приходится проводить диагностику и после ремонтировать лампы подобного типа, следует обязательно придерживаться особой техники безопасности. Каждый элемент, который является составляющей одной цепи, может находиться под напряжением, опасным для человека. Если случайно дотронутся до одной из токоведущих частей, можно получить удар током. То же самое может произойти, если щуп мультиметра случайно соскользнёт и спровоцирует короткое замыкание.

    Фирменные светодиодные лампы

    Дорогие и качественные лампочки имеют приятный внешний вид, но это далеко не все преимущества. Качество элементной базы будет значительно выше, чем у китайского аналога, приобретённого по низкой цене. Установленный драйвер отличается сложным устройством. Один из способов его сборки подразумевает установку импульсного трансформатора, а также преобразователя тока, который в дальнейшем стабилизирует полученную нагрузку.

    Качественная лампа LED.

    Трансформатор может не устанавливаться. Основная нагрузка будет направлена на микросхему, стабилизирующую входное напряжение, которая:

    1. имеет систему отрицательной обратной связи;
    2. возможность диммирования;
    3. поддерживает ток с заданной шириной импульса.

    Схема без трансформатора.

    Выбирая качественную светодиодную лампочку на 220 В с токовым драйвером, покупатель получает защищенное от помех и скачков в сети устройство, которое соответствует характеристикам, указанным в паспорте. Установленный здесь радиатор обеспечит быстрый теплоотвод. Эта лампочка будет служить более чем в 5 раз дольше дешевой китайской.

    Советы по выбору и подключению

    Выбирая светодиодную лампочку стоит учитывать не только мощность, но и вырабатываемый световой поток. Характеристики можно найти на упаковке. К примеру, лампа мощностью 60 Вт излучает поток 800 Лм, а на 100 Вт – 1600 Лм. Также рекомендуется учесть следующее:

    • цвет освещения. Перед покупкой определитесь, какая лампа нужна, с теплым или холодным оттенком. Лампочка накаливания имеет характеристики 2700-2800 К (теплые тона). Свечение с показателями 4000 К имеет белый цвет. Для дома рекомендуется подбирать теплые тона, так как они подчеркнут домашний уют;
    • частота включения и выключения. Частое включение может повлиять на срок службы лампочки. Она может перегореть из-за некачественной электронной схемы. Светодиодную лампу не стоит устанавливать в комнаты, в которых свет будет часто включаться и выключаться. Например, если нужна лампочка для санузла, стоит приобрести дорогую модель, так как дешевый аналог перегорит достаточно быстро;
    • совместимость с диммером. Диммер – это регулятор интенсивности света. Далеко не все лампы совместимы с этим устройством.

    Температура свечения LED-лампочки.

    Перед покупкой лампочки её нужно внимательно осмотреть и проверить на наличие видимых дефектов. Обратите внимание не радиатор, он не должен быть наборным. От этого зависит срок службы изделия. Если он будет покрыт термопластиком, это лучший из вариантов. В момент включения лампа не должна мерцать. Если глазу это незаметно, на неё следует посмотреть через камеру телефона. Мерцающую лампочку покупать не стоит.

    Как сделать светодиодную лампу на 220В (схема)

    Схема светодиодной лампы на 220 В позволяет не только понять принцип работы данного устройства, но и изготовить его своими руками. Попытки сделать лампочки типа е27 самостоятельно обусловлены тем, что далеко не всегда удается приобрести осветительный прибор с необходимыми характеристиками. Да и просто те, кто любит возиться с электроникой, не прочь попробовать что-то новое.

    Важные нюансы

    Существует множество систем, согласно которым светодиодное освещение функционирует от переменного тока номиналом 220 Вольт. Причем все они, вместе со схемой балласта, призваны решать три основные задачи.

    • Преобразовать переменный ток сети 220в в пульсирующий ток,
    • Выровнять пульсирующий ток, сделав его постоянным,
    • Добиться показателей силы тока в 12 Вольт.

    Если вы хотите собрать устройство, питающееся от обычной сети, для подключения придется разобраться с некоторыми основными проблемами.

    1. Где расположить схемы и непосредственно само устройство на основе светодиодов. Ведь для диодов потребуется свое место.
    2. Как можно изолировать устройство осветительного светодиодного прибора.
    3. Как обеспечить необходимый теплообмен для подключения лампы.

    Конечно, можно спокойно приобрести популярную лампу е27. Это диодное устройство является одним из наиболее востребованных на рынке, отлично работает от обычной бытовой сети.

    Схемы

    Чтобы собрать схему и получить на ее основе светодиодное устройство для освещения дома от питания 220 Вольт, вам потребуется:

    • Выровнять переменный ток,
    • Добиться требуемых параметров мощности,
    • Обеспечить необходимое сопротивление.

    Все это можно сделать двумя способами. Существует две основные вариации:

    1. Схема на основе диодного моста.
    2. Резисторная схема, где используется четкое количество светодиодов.

    Они достаточно простые, потому устройство собирается без особых проблем.

    С диодным мостом

    • Конструкция диодного моста включает 4 разнонаправленных светодиода,
    • Задача моста сделать пульсирующий ток из синусоидального переменного,
    • Полуволны проводят через 2 диода, за счет чего минус теряет полярность,
    • В схеме необходимо подсоединить на плюс конденсатор со стороны источника переменного тока перед диодным мостом,
    • Перед минусом устанавливается сопротивление с номиналом 100 Ом,
    • Параллельному мосту, сзади него, потребуется закрепить еще один конденсатор. Он будет сглаживать перепады напряжения,
    • При элементарных навыках работы с паяльником, собрать подобную схему не будет сложно для начинающего мастера.
    Светодиоды
    • Светодиодную плату можно использовать стандартную, позаимствованную у нефункционирующего светильника,
    • Перед сборкой обязательно проверьте каждый элемент на предмет работоспособности. Чтобы сделать это, воспользуйтесь 12 Вольтным аккумулятором,
    • Если есть нерабочие компоненты, их контакты нужно отпаять и установить новые,
    • Особое внимание уделяйте ножкам катода и анода. Их следует соединять последовательно,
    • Если вы просто меняете несколько деталей старого светильника, достаточно нерабочие элементы заменить функционирующими, установив их на старые места,
    • Если вы решили собрать устройство самостоятельно, запомните важное правило лампы светодиодов соединяются последовательно по 10 единиц, после чего цепи следует подключить параллельно.

    Читайте также:

    Хотите спаять светодиодную ленту самостоятельно?

    В результате схема у вас должна выглядеть следующим образом.

    1. 10 светодиодов идут в один ряд. Затем ножки анода и катода спаиваются так, чтобы получилось 9 соединений и по 1 хвостику по краям, которые находятся в свободном положении.
    2. Все полученные цепи соединяют с проводами. К одному идут концы катода, а к другому концы анода.
    3. Не забывайте, что катод является положительным и соединяется с минусом. Анод отрицательный, и его необходимо соединять с плюсом.
    4. Следите за тем, чтобы на схеме спаянные между собой концы не прикасались к другим концам. Если подобная ситуация случится, схема сгорит, возникнет короткое замыкание.

    Резисторная

    Схема электронного балласта может обеспечивать требуемую мощность работы светодиодных светильников, питающихся от 220в.

    Схемы драйверов светодиодных ламп

    Создание балласта и подключения здесь не сложное, потому с подобной задачей способен справиться относительно новичок в сфере электроники.

    • Резисторная схема для светодиодов состоит из пару резисторов 12 К и пары цепочек,
    • Цепочки состоят из одинакового количества светодиодных элементов,
    • Светодиодные элементы припаиваются последовательно и имеют разную направленность,
    • Со стороны R1 выполняется припаивание одной полосы светодиодных элементов катодом, а вторая полоса анодом,
    • Второй отвод, идущий к R2, выполняется наоборот,
    • За счет такой схемы свечение светодиодных ламп получается мягким. Это обусловлено тем, что светодиодные элементы начинают гореть по очереди, потому пульсирующие вспышки человеческому глазу практически не видны,
    • Подобное светодиодное устройство, питающееся от 220 Вольт, может применяться для освещения рабочего стола, подсветки определенных зон. Потому им можно заменить традиционные светильники, получив аналогичный по эффективности свет или даже свечение более высокого качества,
    • Практика показывает, что резисторная схема светодиодного устройства эффективнее всего себя показывает при использовании минимум 20 светодиодов. А еще предпочтительнее задействовать 40 элементов,
    • За счет такого количества светодиодов и особенностей схемы, вы получаете высококачественное освещение. Проблем со сборкой схемы совершенно нет, все очень просто,
    • Единственными нюансами схемы с 20-40 светодиодами является то, что пайку осуществлять требуется очень аккуратно, дабы не повредить соседние контакты. Плюс собрать все это в единый компактный корпус еще одна задача.

    Читайте также:

    Схемы подключения светодиодной ленты на 220В

    Простая схема LDR для обнаружения света

    Мы собираемся построить простую схему обнаружения света или , используя LDR — резистивный датчик света, для управления включением-выключением системы, связанной с интенсивностью света. свет, падающий на него.

    Необходимые компоненты:

    • LDR (светозависимый резистор)
    • BC547 Транзистор
    • светодиод
    • Аккумулятор 9 В постоянного тока
    • Потенциометр (5 кОм)
    • Резистор (1 кОм)
    • Соединительный провод
    • Макет

    LDR (светозависимый резистор):

    Существует множество фотодатчиков, но наиболее распространенным, недорогим и простым в использовании является LDR, который эффективно работает даже в суровых условиях.

    LDR также известен как фоторезистор, поскольку его сопротивление изменяется в зависимости от количества фотонов или света, падающих на него, в терминологии ламен. LDR в основном производятся с использованием сульфида кадмия (CdS), который является полупроводниковым материалом. Как видно на изображении ниже, LDR представляет собой устройство с двумя терминалами с зигзагообразными следами от одного конца до другого. У него есть слой изоляции, вверху внизу находится CdS.

    В темноте сопротивление LDR очень велико в диапазоне МОм, которое уменьшается при воздействии света.Символ LDR и его графическая связь со светом и сопротивлением показаны ниже.

    Схема датчика светового извещателя :

    Light Detector Circuit diagram

    Схема светового извещателя очень проста и легка в сборке с очень небольшим количеством компонентов. Как вы можете видеть на принципиальной схеме LDR , его можно выделить как две меньшие схемы; а) Делитель напряжения, сделанный с использованием LDR (LDR1) и потенциометра (RV1) б) Выход (LED D1) в нашей схеме переключения, сделанный с использованием транзистора BC547 Q1.

    Схема делителя напряжения

    делит общий VCC = 9 В постоянного тока на два набора уровней напряжения с использованием двух наборов резисторов, что позволяет передавать некоторую часть общего входного сигнала на выход. В нашем случае напряжение через RV1 будет подаваться на транзистор Q1.

    Давайте разберемся Часть а) Делитель напряжения и его простой расчет:

    Общая формула для расчета выхода делителя напряжения V O с резистором R1 и R2 и входа V IN : —

    Для расчета Vo (V R2 ) мы должны рассмотреть R2, разделенное на сумму двух резисторов R1 и R2, умноженную на общее входное напряжение V IN ;

      Vo = [R2 / (R1 + R2)]   × V  IN   

    Аналогичным образом в нашей схеме нам нужно рассчитать напряжение o / p делителя напряжения i.е. В RV1,

      В  RV1  = [RV1 / (RV1 + R LDR1)]  ×  В  IN   

    Вышеупомянутая формула может точно использоваться для фиксированного значения.

    Однако в нашем случае, когда свет определяется LDR и светодиод включен, результат следующий:

      В  IN  = 9 В, RV1 = 1k   Ом (положение потенциометра), В  RV1  = 0,7 В; R LDR1 = 11857 ​​  Ом (  ≈11k   Ω -12k Ω)  

    Здесь мы использовали переменный резистор RV2, чтобы выбрать чувствительность LDR для выключения в темноте, то есть мы можем выбрать, с какой скоростью или с какой интенсивностью света должен выключаться светодиод.Это очень эффективный способ, и большая часть наших потребностей и целей в свете может быть достигнута за счет использования переменного горшка. Горшок дает нам возможность определять пороговое напряжение в зависимости от различных приложений.

    Часть б) представляет собой простую транзисторную схему включения / выключения. Как мы знаем, транзистор BC547 включается, когда напряжение между базой и эмиттером ≥0,7 В, и выключается, если <0,7 В.

    На изображении выше показана симуляция этой схемы LDR, когда в темноте светодиод остается выключенным, а когда есть свет, светодиод включается.

    .

    ELM — Белый светодиодный налобный фонарь

    ELM — Белый светодиодный налобный фонарь

    Практичный белый светодиодный налобный фонарь (фонарик). В последнее время на рынке появляется много светодиодных фонарей белого цвета. Однако большинству фонарей требуется три ячейки, потому что они регулируют выходной ток только с помощью последовательного резистора. Нечетное количество ячеек, кроме одной, нехорошо, а запас между V LED и V BAT слишком мал, на интенсивность света влияет изменение входного напряжения в течение срока службы батареи.Таким образом, я создал белую светодиодную налобную лампу, которая работает с двумя ячейками и регулирует выходной ток.

    Схема

    Схема

    В соответствии с характеристиками белого светодиода V F -I F , чтобы обеспечить протекание достаточного тока к белому светодиоду, требуется прямое напряжение 3,4 В, так что для непосредственного управления белым светодиодом требуется не менее трех элементов. Две ячейки не могут управлять белым светодиодом, требуется усилитель напряжения.
    Правое изображение показывает электрическую схему этой белой светодиодной налобной лампы.Он повышает входное напряжение с помощью автоколебательного преобразователя постоянного тока и подает высокое напряжение на белые светодиоды. Выходной ток возвращается и регулируется до постоянного тока. Обратная связь выходного тока происходит только от одного блока светодиодов, однако использование одних и тех же устройств для каждого светодиода может передавать один и тот же ток в другие блоки. Добавление блоков также может легко увеличить количество светодиодов.

    Выходное напряжение прибл. 7 вольт (зависит от напряжения на светодиодах). Установка более высокого напряжения способствует повышению эффективности, поскольку коэффициент падения напряжения на резисторе измерения тока (прибл.0,7 вольт) выходного напряжения становится потерей мощности. В этой схеме общий КПД составляет ок. 65 процентов.
    В последнее время доступно много светодиодных драйверов для мобильных приложений, их использование является одним из решений, однако некоторые устройства работают при напряжении ниже 2,0 вольт.

    Создание светодиодной налобной лампы

    Чтобы сделать хороший внешний вид и быстро собрать, я доработал штатную фару. Почему это налобный фонарь? потому что я использовал его для подключения кабеля LAN к потолку 🙂

    В этой головной лампе используются четыре элемента AA, соединенные последовательно-параллельным соединением, поэтому я удалил две последовательные ячейки и поместил туда плату.Правое изображение показывает внутреннюю часть батарейного отсека.

    Светодиодная матрица построена на макетной плате, вырезана отражателем и установлена ​​на ней светодиодная плата. Отражатель не используется, однако каждый светодиод сам по себе имеет небольшой угол излучения, его яркость такая же, как у оригинального миниатюрного клапана, а потребляемая мощность меньше его.

    Что касается трансформатора на преобразователь постоянного тока, то он не продается. Вы должны построить это сами. Правое изображение показывает, как построить трансформатор. Если вы не смогли получить ферритовый сердечник, рекомендуется перемотать любой индуктор.Состояние трансформатора влияет на общий КПД, могут потребоваться некоторые испытания.

    Transister Q1 также важен для эффективности, это можно найти в стробоскопическом преобразователе постоянного тока. Замена его обычным маленьким транзистором снизит эффективность, следует выбирать устройство с высоким H FE , высоким I C и низким напряжением насыщения.

    Технические данные

    V F -I F Характеристики светодиода

    Входные — Выходные характеристики светодиодной фары

    .

    Схема простого устройства освещения замочной скважины

    Иногда, когда мы приходим домой ночью, трудно открыть дверной замок, поскольку мы не можем найти замочную скважину из-за темноты. Итак, чтобы избавиться от этой проблемы, на рынке доступно множество осветительных приборов . Но мы также можем легко сделать это, используя LDR. Здесь мы собираемся управлять светом замочной скважины автоматически. в зависимости от темноты снаружи, свет замочной скважины включается автоматически, когда на улице темно, и выключается, когда становится ярче.Он не просто выключится или включится, но его яркость будет регулироваться в соответствии с условиями освещения на улице.

    Для этой схемы Keyhole Light Circuit нам понадобится датчик освещенности для определения условий освещения и некоторые схемы для управления датчиком освещенности. Мы используем LDR (Light Dependent Resistor) для управления в зависимости от интенсивности света и транзистора для переключения.

    Необходимые компоненты:

    • Резисторы 47К, 390Ом
    • Макет
    • светодиод
    • Аккумулятор 5V
    • LDR
    • BC547 Транзистор
    • Соединительный провод

    Прежде чем вдаваться в подробности, мы сначала узнаем о LDR и NPN транзисторе BC547.

    LDR (светозависимый резистор):

    LDR — это Светозависимый резистор . LDR изготавливаются из полупроводниковых материалов, чтобы иметь светочувствительные свойства. Существует много типов, но наиболее популярен один материал — сульфид кадмия (CdS). Эти LDR или ФОТОРЕЗИСТОРЫ работают по принципу «фотопроводимости». Этот принцип говорит о том, что всякий раз, когда свет падает на поверхность LDR (в данном случае), проводимость элемента увеличивается или, другими словами, сопротивление LDR падает, когда свет падает на поверхность LDR.Это свойство уменьшения сопротивления для LDR достигается благодаря тому, что это свойство полупроводникового материала, используемого на поверхности. Мы объяснили необходимость LDR в нашей схеме в «, работающем по проекту» , приведенном позже в проекте.

    Ранее мы делали много схем с использованием LDR, которые используют LDR для автоматизации освещения в соответствии с требованиями. Наиболее распространенной схемой, использующей LDR, является детектор темноты.

    Транзистор NPN (BC547)

    Здесь мы используем NPN-транзистор BC547 в качестве переключателя.Когда на базу NPN-транзистора не подается напряжение, он остается в выключенном состоянии, и между коллектором и эмиттером не будет протекать ток, поэтому он будет действовать как открытый переключатель . Теперь, когда небольшое напряжение (обычно 0,7 В) подается на базу NPN-транзистора, он начинает проводить, и ток от коллектора к эмиттеру начинает течь, в этом случае он будет действовать как замкнутый переключатель . Узнайте больше о транзисторах NPN здесь.

    BC547 допускает максимальный ток 100 мА через контакт коллектора, а ограничение входного тока составляет 5 мА на базовый контакт для смещения.Поскольку базовый вывод остается заземленным, транзистор переходит в состояние обратного смещения и не проводит через него ток (что является точкой отсечки), поскольку питание подается на базовый вывод, он начинает проводить через эмиттер к коллектору (который является точкой насыщения). ). Нормальный диапазон напряжения на коллектор-эмиттер и база-эмиттер составляет 200 и 900 мВ соответственно.

    Контактный №

    Имя контакта

    Описание

    1

    Коллектор

    Ток протекает через коллектор

    2

    База

    Управляет смещением транзистора

    3

    Излучатель

    Ток утечки через эмиттер

    Транзистор

    NPN также можно использовать в качестве усилителя со значением усиления от 110 до 800.Здесь проверьте все схемы транзисторов NPN.

    СХЕМА:

    Simple Key-Hole Lighting Device Circuit diagram

    РАБОТА цепи освещения замочного отверстия:

    После подключения цепи согласно принципиальной схеме, вы можете закрепить цепь в замочной скважине любого замка. Если над LDR темно, сопротивление LDR увеличивается, а если оно яркое, сопротивление LDR уменьшается. В этой схеме мы делаем схему делителя напряжения, используя сопротивление 1 МОм и LDR, и подаем его выход на базовый вывод транзистора BC547 NPN.

    Когда сопротивление LDR увеличивается (что означает темноту), клемма базы BC547 становится ВЫСОКОЙ, что позволяет току течь через коллектор к эмиттеру, и, следовательно, светодиод включается. Если сопротивление LDR уменьшается (что означает яркое), клемма базы становится НИЗКОЙ, и светодиод выключается.

    Следовательно, если мы придем домой ночью, мы обнаружим, что свет замочной скважины автоматически включается из-за темноты на улице, и мы можем легко найти замочную скважину и отпереть дверь.Посмотрите демонстрационное видео , приведенное ниже.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *