Светодиодный светильник своими руками, компоненты, схема сборки

Цепь светодиодного освещения с питанием от сети

В этом проекте я покажу вам, как построить простую схему светодиодного освещения с питанием от сети, которая может включать светодиоды непосредственно от сети.

ВНИМАНИЕ! Этот проект не для новичков, так как он предполагает питание от сети переменного тока. Соблюдайте меры безопасности.

Полезные статьи:

Светодиодное освещение - основные термины и характеристики

5 малоизвестных факторов о светодиодах

Все статьи

Вступление

Сегодня традиционные источники света, как лампы накаливания, люминесцентные, ДРЛ, ДНаТ устаревают. Их заменяют светодиодные лампы. Одна из основных причин этого заключается в том, что светодиодные лампы потребляют меньше энергии и имеют долгий срок службы. 

Здесь я опишу простую схему, которую вы можете легко изготовить и установить у себя дома. Она не только сэкономит ресурсы и деньги, но и принесет массу впечатлений и практических знаний в светотехнике.

Схема сборки светодиодного модуля

Компоненты:

• Выпрямитель мостовой
• Резистор (R1) - 1 МОм, резистор (R2) - 560 Ом / 1Вт
• Конденсатор (C1) - 0,22 мкФ / 400 В)
• Светодиоды

Инструменты и дополнительные материалы.

Эта простая схема основана на простых компонентах: мостовой выпрямитель, резисторы, светодиоды и конденсатор. Все компоненты, используемые в этой схеме, легко доступны в продаже. Вы можете сделать эту схему и установить у себя дома, в гараже, даче. Прежде чем понять работу схемы, сначала изучите необходимые компоненты и смему сборки.

1. Выпрямитель

Выпрямитель - это электронная схема, используемая для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC). А процесс преобразования переменного тока в постоянный за счет одностороннего потока электронов называется выпрямлением. В двухполупериодном выпрямителе четыре диода соединены в цепь, образуя мост. В этом подходе мы используем как положительные, так и отрицательные циклы переменного тока.

Мостовой выпрямитель содержит четыре диода D1, D2, D3, D4, соединенных в мост, как показано на рисунке. Следовательно, это устройство известно как мостовой выпрямитель.

Принцип работы мостового выпрямителя

Выпрямляемый сигнал переменного тока подается на противоположные по диагонали концы моста через трансформатор. Между двумя другими концами моста подключено сопротивление нагрузки R _L.

Во время положительного полупериода вторичного напряжения конец P становится положительным, а конец Q отрицательным. Таким образом, диоды D1 и D3 станут смещенными в прямом направлении и станут проводящими, в то время как диоды D2 и D4 будут иметь обратное смещение.

Диод D1 и D3 включены последовательно с сопротивлением нагрузки R _L, следовательно, ток течет через R _L, как показано на рисунке.

Во время отрицательного полупериода вторичного напряжения конец P становится отрицательным, а конец Q становится положительным. Диоды D2 и D4 смещены вперед, следовательно, они начинают проводить. В то время как диод D1 и D3 имеют обратное смещение.

Диод D2 и D4 включены последовательно с нагрузочным резистором R _L, следовательно, ток течет через R _L,  как показано на рисунке. Можно видеть, что ток снова течет от A к B через нагрузку, то есть в том же направлении, что и для положительного полупериода. Таким образом, на нагрузке R _L  получается постоянное напряжение . Форма выходного сигнала мостового выпрямителя показана на рисунке ниже. Преимущество мостового выпрямителя в том, что его выходная мощность выше, чем у двухполупериодного и однополупериодного выпрямителей.

2. Резистор

Все материалы имеют некоторую оппозицию текущему потоку. Это противостояние называется сопротивлением. Сопротивление материала определяется количеством свободных электронов в материале. Доступны различные типы резисторов, такие как углеродная пленка, углеродный состав, резистор накаливания и многие другие, которые можно использовать в электронике или электрической цепи для определения сопротивления.

Сопротивление цепи зависит от p, L и A согласно следующему уравнению.

R = p * (L / A)

3. Конденсатор

Конденсатор - это устройство, которое накапливает электрическую энергию, а емкость - это количество электрической энергии, сохраняемой конденсатором при заданном падении напряжения. Конденсатором называется устройство, специально предназначенное для того, чтобы иметь определенное значение емкости. Конденсатор может накапливать электроны и выпускать их на более позднем этапе. Конденсатор обычно состоит из двух металлических пластин, разделенных непроводящим материалом, называемым диэлектриком.

4. Светодиоды

Диод - это электронное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Диоды продвигаются путем соединения полупроводников N-типа и P-типа. Полупроводник N-типа содержит свободные электроны, которые движутся через материал. Точно так же полупроводник P-типа содержит дырки. Электроны N-типа, которые находятся рядом с переходом, пересекают переход и заполняют отверстия в материале P-типа. Точно так же дырки рядом с переходом материала P-типа пересекают переход и занимают место электронов. На стыке полупроводника PN формируется обедненный слой.

Схема работы светодиодного модуля с питанием от сети 

Работа схемы очень проста. Соберите схему должным образом, как показано на картинке. Теперь подключите сеть переменного тока. Резистор R2 используется в качестве элемента ограничения тока, а резистор R1 используется с конденсатором C1, так что он разряжает конденсатор, предотвращая смертельный удар.

Теперь этот источник питания подается на схему мостового выпрямителя, которая преобразует переменный ток в постоянный, а также снижает напряжение с помощью компонентов ограничения тока. Теперь этот источник питания передается на светодиоды, и светодиод, подключенный к выходу, начинает светиться. Вы можете использовать мостовой выпрямитель, доступный на рынке, или сделать свой собственный с помощью четырех диодов. Максимально можно использовать до 20 светодиодов.

Преимущества светодиодного источника:

• Светодиодные лампы имеют в 10 и более раз больший срок службы по сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания;
• Светодиодные лампы не содержат нити накала, поэтому вероятность повреждения меньше;
• Обычная лампа накаливания нагревается и выделяет много тепла, а светодиодная лампа предотвращает накопление тепла и помогает снизить затраты на кондиционирование воздуха в комнате;
• Энергопотребление светодиодных ламп очень низкое, поэтому увеличивается их использование в солнечных батареях;
• Многие люди используют инверторы у себя дома, и теперь они используют светодиодные лампы с инверторами, потому что это также увеличит период времени, в течение которого инверторы могут поддерживать светодиодное освещение;
• Начальная стоимость светодиодных ламп больше по сравнению с люминесцентными лампами, поскольку они имеют долгий срок службы, их можно легко перемещать с одного места на другое без поломки, а также экономить электроэнергию. Поэтому светодиодная лампа эффективнее люминесцентной лампы;
• Светодиодные лампы нечувствительны к температуре и влажности;
• Светодиодная лампа не содержит ртути и, следовательно, не наносит вреда окружающей среде;
• Светодиодные индикаторы включатся мгновенно.

Заключение

Собрать светодиодный модуль своими руками не так сложно. Необходимо купить необходимые компоненты, правильно собрать схему подключения, подключить к сети. Необходимо соблюдать меры безопасности.