Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения. Как делается подсветка номера автомобиля Параллельное и последовательное соединение: как они выполняются

Содержание

Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения. Как делается подсветка номера автомобиля Параллельное и последовательное соединение: как они выполняются

Светодиоды относятся к самым востребованным электронным компонентам, причем в самых разных сферах производства. Важнейший нюанс их задействования — корректная классификация. В основе ее методологии может лежать применение особых маркировок светодиодов. Какими они могут быть? Какова отраслевая специфика их применения?

Общие сведения о светодиодах

Перед тем как изучать то, исходя из каких принципов осуществляется маркировка светодиодов, рассмотрим основные сведения о соответствующего типа изделиях. Что они представляют собой?

Светодиод — это особый диод, который светится, если через него проходит электрический ток. Основной компонент данного изделия — полупроводниковое вещество. То, какие добавки в нем содержатся, определяет цвет при свечении светодиода. Например, если в полупроводник добавлен алюминий, то цвет светодиода, к которому подведен электрический ток, может быть красным. Если добавлен индий — синим. В современной промышленности светодиоды выпускаются в самом широком спектре модификаций исходя из содержания примесей.

Рассматриваемые изделия (маркировка светодиодов может отражать данную особенность), применяются в самом широком спектре отраслей: в изготовлении ламп, телевизоров, декоративных элементов и т. д. В данных сферах у светодиодов во многих случаях нет аналогов, а если они есть, то у рассматриваемых изделий во многих случаях имеются неоспоримые преимущества.

Например, если сравнивать традиционные лампы накаливания и светодиодные, то вторые могут быть предпочтительнее, поскольку:

У них будет существенно более низкое энергопотребление;

Они будут иметь более долгий срок службы;

Они способны работать при пониженном напряжении;

Они характеризуются экологичностью, безопасностью эксплуатации.

Конструкция светодиодов

Еще один аспект, который полезно будет изучить, прежде чем рассматривать то, каким образом применяется маркировка светодиодов — конструкция соответствущих элементов. Они состоят из:

Линзы (чаще всего изготовленной из эпоксидной смолы);

Как работают светодиоды?

Каким же образом функционируют светодиоды? Рефлектор соответствующего элемента включает кристалл светодиода. Соответствующий компонент задает особый угол рассеивания. Свет, образующийся вследствие подачи напряжения на светодиод, проходит через слои корпуса, после чего попадает на линзу, а затем начинает рассеиваться.

Можно отметить, что светодиоды способны функционировать как в видимом цветовом диапазоне, так и в инфракрасном. Данная особенность подчеркивает универсальность изделий, о которых идет речь. Для обозначения цвета соответствующего изделия может применяться маркировка светодиодов. Рассмотрим ее особенности подробнее.

В чем заключаются особенности маркировки светодиодов по цвету?

Прежде всего стоит отметить, что единая унифицированная маркировка светодиодов по цвету на мировом рынке пока что не утверждена. Каждый производитель использует собственные подходы для классификации соответствующих изделий. Если говорить о российском рынке — в нашей стране распространена классификация светодиодов на 4 типа:

Рассмотрим ее подробнее в контексте маркировки соответствующих изделий.

Красные светодиоды на российском рынке: маркировка

Если в качестве маркировки российского диода применена красная полоса, то он будет относиться к типу АЛ112А(Г) и светиться красным цветом. Если маркировка представлена зеленой полосой, то светодиод будет классифицирован как АЛ112Б(Д) и также будет светиться красным цветом. В свою очередь, синяя полоса обозначает изделие типа АЛ112В. При этом оно также имеет красный цвет. Такой же цвет будет у следующих светодиодов, маркируемых красной точкой: АЛ112Е(К), АЛ301А, АЛ310А, АЛ316А, а также ПИКМ02А-1К.

АЛ112Ж(Л) и АЛ307Г с зеленой точкой;

АЛ112И(М), АЛ310Б, а также АЛ316Б с синей точкой;

АЛ307А, АЛ307В, АЛ336К, а также КИПД02А-1К с черной точкой;

КИПД02Б-1К с двумя черными точками;

АЛ301Б, АЛ336Б, а также КИПМ02Б-1К с двумя красными точками.

Есть также изделие типа АЛ307Б без маркировки — тоже красного свечения. Рассмотрим теперь то, какая используется маркировка светодиодов зеленого цвета на российском рынке.

Зеленые светодиоды

Так, зеленый цвет свечения имеют следующие изделия:

КИПД02В-1Л с черной точкой;

АЛ336И с белой точкой;

АЛ336Г, а также КИПМ02Г-1Л с двумя зелеными точками;

КИПД02Г-1Л — с двумя черными точками.

Следующий распространенный на российском рынке тип изделий — желтые. Рассмотрим то, какова маркировка светодиодов, расшифровка ее — применительно к изделиям соответствующего типа.

Желтые светодиоды

К светодиодам, которые имеют желтое свечение, относятся:

АЛ336Д — с одной желтой точкой, АЛ336Е — с двумя, АЛ336Ж — с тремя;

АЛ307Д, КИПД02Е-1Ж — с одной черной точкой, АЛ307Е и КИПД02Е-1Ж — с двумя;

КИП02Д-1Ж — с тремя зелеными точками.

Следующий распространенный вид изделий — оранжевые. Изучим то, что представляет собой маркировка светодиодов (LED) соответствующего типа.

Оранжевые светодиоды

К изделиям, которые имеют оранжевое свечение, относятся:

Светодиод АЛ307И — маркируется белой точкой;

Светодиод АЛ307Л — с двумя белыми точками.

Существует большое количество способов применять рассматриваемые изделия. Соответственно, маркировка светодиодов (LED) может классифицироваться по иным основаниям. Так, в числе самых распространенных сфер применения данных изделий — изготовление световых лент. Рассмотрим то, каким образом применяется маркировка светодиодов при рассмотрении конструкции данного вида продукции.

Особенности маркировки светодиодных лент

Стоит отметить, что производство светодиодных лент относится к видам бизнеса, для которых характерен как раз таки унифицированный подход брендов-производителей к маркировке выпускаемой продукции. Так, в целях классификации применяется унифицированный код, состоящий из 8 элементов. Он представлен в следующей структуре.

В первом элементе соответствующего кода зашифровывается, собственно, наименование основного компонента ленты — светодиода, LED.

Во втором элементе кода отражается цвет соответствующего изделия:

R — красный — от английского Red;

G — зеленый — от Green;

Код RGB отражает тот факт, что светодиод — многоцветный.

В третьем элементе рассматриваемого кода, посредством которого шифруется светодиод — маркировка выводов. Например, они могут быть классифицированы как SMD. То есть, код будет показывать, что чип предназначен для инсталляции сразу на печатную плату, в рамках поверхностного монтажа. В свою очередь, в унифицированном коде также может быть применена маркировка светодиодов типа DIP, которая будет показывать, что изделия предназначены для инсталляции не на поверхности чего-либо, а в отверстия.

В 4-м элементе унифицированного кода светодиода отражается размер корпуса в миллиметрах. В 5-м — количество соответствующих изделий на 1 метре ленты, на которой они устанавливаются.

В 6-м — класс защиты светодиода от воздействия различных внешних факторов. Здесь может, к примеру, применяться код IP, который отражает тот факт, что класс защиты указывается в соответствии с отраслевым стандартом защиты электронных устройств IEC-952.

В 7-м элементе отражается степень защиты светодиода. Здесь могут присутствовать коды:

0, показывающий, что светодиоды не имеют защиты от воздействия внешних факторов;

1, указывающий, что изделие защищено от проникновения предметов, диаметр которых составляет 50 мм и более;

2, отражающий, что светодиод защищен от воздействия предметов диаметром 12-80 мм;

3, показывающий защиту от предметов диаметром, который составляет 2,5 мм и более;

4, отражающий защищенность светодиода от предметов в диаметре от 1 мм;

5, показывающий, что изделие защищено от проникновения пыли в том количестве, которое может привести к нарушению функциональности светодиода;

6, который указывает, что не допускается проникновение пыли в изделие.

В свою очередь, 8-й элемент унифицированного кода отражает степень защищенности изделия от проникновения жидкости. В ней могут фиксироваться коды:

0, который показывает, что светодиод не защищен от воздействия жидкостей;

1, отражающий тот факт, что в изделие не могут проникнуть капли воды, которые падают вертикально;

2, который показывает, что светодиод защищен от капель воды, что падают под углом, составляющим 15 градусов;

3, фиксирующий защиту от капель, которые падают под углом 60 градусов;

4, показывающий, что светодиод защищен от капель воды, которые падают на изделие под любым углом;

5, который отражает, что изделие защищено от воздействия струи воды обычной интенсивности;

6, показывающий, что в светодиод не может проникнуть вода, направляемая сильной струей;

7, указывающий, что вода не будет проникать в изделие даже при погружении его на глубину до 15 см;

8, который показывает, что светодиод сохранит функциональность даже при длительном погружении в воду.

Расшифровка кода унифицированной маркировки светодиодной ленты: пример

Как может выглядеть пример унифицированного кода в рассмотренной нами структуре?

Так, например, маркировка SMD-светодиодов может выглядеть так: LED-R-SMD-5050/60 IP68. Она означает, что:

На ленте размещены именно светодиоды LED;

Соответствующие изделия имеют красное свечение — R;

Лента изготовлена с использованием светодиодов типа SMD — то есть, предназначенных для установки на поверхности;

Светодиод имеет величину корпуса 50 на 50 кв. миллиметров;

На ленте размещено 60 светодиодов, тот факт;

В соответствии с международным стандартами лента может использоваться в пыльном помещении, а также при длительном размещении в воде — IP68.

Производители светодиодных лент, таким образом, предлагают своим пользователям удобную и информативную классификацию изделий. С ее помощью может быть осуществлена эффективная как маркировка SMD-светодиодов, так и тех, что относятся к категории DIP.

В числе иных распространенных типов продукции, при выпуске которой применяются рассматриваемые изделия — автомобильные фары и фонарики. Полезно будет изучить то, каким образом осуществляется, соответственно, маркировка фар под светодиоды, а также изделий, устанавливаемых в фонарики различных типов.

Особенности маркировки светодиодов для фар

Важнейшая характеристика устанавливаемой в фару автомобиля — тип ее цоколя. На данный параметр следует ориентироваться прежде всего при выборе автомобильной фары — с точки зрения ее применения вместо галогенной.

Например, если выбирать светодиодную лампу головного света, то между ее маркировкой и яркостью могут наблюдаться следующие зависимости:

Маркировка H1 соответствует мощности 55 Вт и яркости в 1550 люмен;

H3 — мощности 55 Вт и яркости 1450;

H4 — 55 и 1650 для дальнего света, 1000 — для ближнего;

HB2 — 60 и 1500 для дальнего света, 910 — для ближнего;

Существуют и иные подходы к классификации, в рамках которых может применяться маркировка фар-светодиодов. Так, например, есть отдельные типы изделий, устанавливаемых в противотуманные фары — например, H8, H10, а также H11. Лампы типа W5W, T10, а также T4W устанавливаются в габаритные, а также боковые поворотные фонари. Конкретный таким образом, выбирается исходя из предназначения той или иной фары.

Маркировка светодиодных фонариков

Следующий вид продукции, в котором могут применяться светодиоды — фонарики. Классификация соответствующих изделий также имеет нюансы. Маркировка светодиодов для фонариков в зависимости от политики производителей может быть как схожа с той, что характеризует классификацию светодиодных лент, которую мы рассмотрели выше, так и совершенно уникальной (хотя, безусловно, в интересах производителя — сделать ее как можно более приближенной к общеотраслевым подходам).

Для примера мы можем рассмотреть классификацию светодиодов для фонарей американской компании CREE — одного из лидеров мирового рынка соответствующей продукции.

CREE: классификация

Продукция данного бренда делится на 2 основные группы — фонари XLamp, а также сверхъяркие. Каждая из соответствующих групп классифицируется на семейства, которые различаются по типу корпуса и эксплуатационным параметрам. Главный критерий классификации в данном случае — разрешенная величина тока, который проходит через кристалл, присутствующий в структуре светодиода.

Можно отметить, что к самым типа XLamp от CREE относятся изделия, имеющие соответствующий показатель в значении, превышающем 350 мА. В свою очередь, сверхъяркие изделия функционируют при существенно меньшем рабочем токе — обычно не превышающем 50 мА. Если говорить конкретно о классификации продукции CREE, то фонари, относящиеся к группе Xlamp, классифицируются на следующие основные разновидидности: XR, XP, MC.

Маркируются они, в свою очередь, посредством тех же обозначений.

Можно отметить, что все они — СМД-светодиоды. Маркировка, которая бы отражала данный факт, в данном случае может не применяться, поскольку в соответствующей линейке отсутствует продукция, не соответствующая данному критерию. В зависимости от конкретного кристалла маркировка указанных типов светодиодов может дополняться буквами C или E.

В свою очередь, светодиоды, классифицируемые как сверхъяркие, делятся на группы, которые различаются главным образом вариантами исполнения. Так, фирма выпускает изделия, которые маркируются как P4 — они имеют квадратное сечение и 4 вывода. Светодиоды, адаптированные для поверхностного монтажа, объединены производителем в категорию PLCC.

Резюме

Итак, мы рассмотрели то, что представляет собой определяющая параметры таких изделий, как светодиоды маркировка-характеристика. Подключение их, размер, условия эксплуатации, защищенность и многие другие параметры могут обозначаться с помощью соответствующих сведений. Общепринятая классификация светодиодов в мировой промышленности не утверждена. Что, впрочем, может быть вполне логичным исходя из того, что данные изделия применяются в самом широком спектре отраслей.

Вместе с тем, в отдельных сферах, в которых применяются светодиоды, маркировка-характеристика их может быть унифицированной. Например, это касается производства светодиодных лент. Используя унифицированный код маркировки, состоящий из 8 элементов, пользователь может определить ключевые параметры приобретаемой продукции.

Но во многих случаях для получения достоверной информации о светодиодах приходится использовать только ту классификацию и маркировку, что разработаны конкретным брендом-производителем. Они могут быть как схожими с теми, что характеризуют подходы конкурирующих корпораций, так и совершенно уникальными.

Во многих случаях критерием классификации светодиодов могут быть не столько их характеристики как самостоятельного изделия, сколько параметры конечного продукта, в котором они устанавливаются. Например, по таким принципам можно классифицировать изделия, используемые в конструкции автомобильных фар — с точки зрения наиболее полезной для конечного потребителя применимости маркировки светодиодов. Вместе с тем, вне контекста конечного продукта классификация и, как следствие, маркировка светодиодов могут осуществляться по совершенно иным принципам.

Это искусственный источник света, представляющий собой узкую гибкую ленту с проводниками, длиной до 5 м, на которой равноудаленно установлены светодиоды. Светодиоды на ленте разбиты на группы. Каждая группа состоит из нескольких включенных последовательно светодиодов и является законченной схемой, что позволяет разрезать ленту поперек на отрезки любой длины кратной длине одной группы.

Светодиодные ленты

Светодиодные ленты выпускаются монохромные, светящиеся только одним цветом (красным , синим , зеленым , желтым или белым ) и универсальные (R G B ), цвет свечения которых можно изменять самостоятельно с помощью пульта дистанционного управления, включая один из основных цветов или выбирая любой, существующий в природе.

Возможно также включать режим, при котором цвет свечения светодиодной ленты будет плавно меняться во всем диапазоне с заданной скоростью изменения во времени.

R G B светодиодные ленты

По организации излучения света R G B светодиодные ленты бывают трех типов.

У первого типа ленты используются светодиоды LED-R-SMD3528 или LED-R-SMD5050 (красный ), LED-G-SMD3528 или LED-G-SMD5050 (зеленый ) и LED-B-SMD3528 или LED-B-SMD5050 (синий ), припаянные по три штуки рядом повторяющимися триадами по всей длине ленты. Изменение цвета свечения ленты достигается групповым изменением интенсивности свечения светодиодов каждого цвета. Такие светодиодные ленты хорошо подойдут для подсветки интерьера в случаях, когда светодиоды спрятаны от глаз человека. Если светодиоды будут видны, то изменение цвета свечения будет менее эффективным.

R , G и B светодиоды серии SMD3528 имеют размер 3,5×2,8 мм 2 и излучают световой поток от 0,6 до 2,2 люменов, в зависимости от цвета свечения. Светодиоды серии SMD5050 по размеру больше (их размер 5×5 мм 2) и соответственно светят ярче, световой поток составляет в зависимости от цвета свечения от 2 до 8 люменов. Поэтому по размеру припаянных светодиодов на ленте, даже не зная технических характеристик, легко определить какая из них будет светить ярче.

Во втором типе лент применяются R G B светодиоды серии LED-RGB-SMD3528 или LED-RGB-SMD5050. Отличительная особенность этих светодиодов в том, что в одном корпусе смонтированы сразу три светодиода – красный , зеленый и синий . Поэтому световой поток у у них намного меньше и составляет у LED-RGB-SMD3528 всего 0,3-1,6 люменов, у LED-RGB-SMD5050 всего 0,6-2,5 люменов. Но благодаря тому, что излучатели цветов расположены практически в одной точке, достигнута высокая эффективность градации цветов.

Совсем недавно появился новый тип светодиодов WS2812B (имеет четыре вывода) и WS2812S (имеет шесть выводов). По геометрическим размерам и внешнему виду эти светодиоды не отличаются от LED-RGB-SMD5050. Однако благодаря установке в корпусе светодиодов WS2812 ШИМ-контроллера WS2811 появилась возможность каждым из светодиодов, установленных на светодиодной ленте управлять персонально всего по двум проводам.

Таким образом, у дизайнеров появилась возможность изменять цвет свечения любого участка ленты вне зависимости от ее длины по своему усмотрению. Широкое распространение светодиодной ленты, созданной на базе светодиодов WS2812, сдерживается высокой ценой и необходимостью применения дорогостоящего специализированного контроллера. Без подачи с контроллера управляющего сигнала на светодиод WS2812 он светить не будет.

Маркировка светодиодных лент

Маркируются светодиодные ленты всеми производителями, как правило, по единому международному стандарту. Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952.

Справочная таблица маркировки светодиодных лент
Порядковый № буквенной или цифровой последовательности в маркировке Обозначение в маркировке Расшифровка обозначения
1 (источник света) LED Светодиод
2 (цвет свечения) R Красный
G Зеленый
B Синий
RGB Любой
CW Белый
3 (вид выводов у чипа) SMD Безвыводынй чип для установки непосредственно на печатную плату
4 (геометрический размер корпуса источника света) 5050 в примере 5 мм×5 мм
5 (количество светодиодов на метр длины) 60 штуки
6 (класс защиты от воздействия внешних факторов) IP Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952
7 (первая цифра после IP, защита от проникновения твердых предметов)
0 Нет защиты
1 От проникновения тел диаметром 50 мм и более
2 От проникновения тел диаметром 12 мм и более, длиной не более 80 мм
3 От проникновения тел диаметром 2,5 мм и более
4 От проникновения тел диаметром 1 мм и более
5 Допускается попадание пыли в количестве, недостаточном для нарушения работоспособности оборудования
6 Попадание пыли не допускается
8 (вторая цифра после IP, защита от попадания жидкости внутрь корпуса) 0 Нет защиты
1 От вертикально падающих капель воды
2 От капель воды, падающих под углом 15°
3 От капель воды, падающих под углом 60°
4 От воды, разбрызгиваемой под любым углом
5 От струи воды, разбрызгиваемой под любым углом
6 От сильной струи воды (100 л/мин, 100 кПа)
7 От попадания воды при погружении на глубину до 15 см
8 От попадания воды при длительном погружении

Рассмотрим, например, как расшифровывается маркировка светодиодной ленты LED-CW-SMD-5050/60 IP68. LED – светодиодная лента, CW – белого света, SMD – сделана на базе без выводных светодиодов, 5050 – размер корпуса светодиода 50х50 мм 2 , 60 – на одном метре длины ленты установлено 60 светодиодов, IP68 – по степени защищенности лента рассчитана для длительной работы на глубине (например, для подсветки аквариума или бассейна изнутри).

Если в маркировке параметр IP отсутствует, значит светодиодная лента не имеет никакой степени защиты, то есть степень защиты соответствует IP00.

Стойкость светодиодных лент к воздействию влаги

По степени защиты от воздействия влаги светодиодные ленты можно разделить на три категории: влагонезащищенные, влагозащищенные и влагостойкие.

Влагонезащищенные можно применять только в сухих помещениях, где нет высокой влажности. Влагозащищенные предназначены для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, бани, фасады зданий, где исключено прямое попадание воды на ленту).

Влагостойкие ленты предназначены для работы непосредственно в водной среде, например в аквариуме, их можно разместить для подсветки на дне бассейна.

На фотографии светодиодная лента, полностью герметизированная силиконом, поэтому светодиоды и резисторы надежно защищены от воздействия воды. Влагозащищенные светодиодные ленты можно использовать без ограничений для наружной рекламы, светового украшения улиц и зданий. При выборе влагозащищенной ленты следует учитывать, что часть светового потока при прохождении через слой силикона теряется.

Для уличной декоративной подсветки существуют специальные светодиодные ленты под названием Дюралайт , которые относятся к влагозащищённой категории.

Плотность размещения светодиодов на ленте

Яркость свечения светодиодной ленты зависит не только от типа установленных светодиодов, но и от их количества. За единицу измерения принято считать количество светодиодов, установленных на один метр длины ленты. Чем светодиодов больше, тем, естественно, световой поток будет больше. Обычно количество светодиодов на метр длины ленты лежит для светодиодных лент на 12 В в пределах от 30 до 120 штук. Для светодиодных лент, рассчитанных на питающее напряжение 24 В, число светодиодов может доходить до 240 штук на метр длины, в таких лентах светодиоды размещены параллельно в два ряда.

Но надо учесть, что чем больше светодиодов на метре длины светодиодной ленты, тем мощнее потребуется блок питания и тем дороже обойдется покупка. К выбору этого параметра нужно подходить с позиции «необходимо и достаточно». Например, на метре ленты имеется 30 светодиодов, следовательно, расстояние между ними составляет 3,3 см, что в подавляющем числе случаев вполне достаточно.

Выбор светодиодной ленты по величине светоотдачи

Главной светотехнической характеристикой является интенсивность светового потока, которая выражается в люменах на метр (лм/м). Величина светового потока определяется типом и количеством светодиодов, установленных на одном метре ленты. Зная тип светодиодов и их количество, легко самостоятельно определить световой поток.

Например, на метр светодиодной ленты белого света установлено 30 светодиодов типа LED-CW-SMD3528 (размер 3,5×2,8 мм 2), имеющий световой поток 5 лм каждый. Умножаем 5 лм на 30, получаем 150 лм. Такой световой поток излучает 10-ваттная лампочка накаливания. Если лента сделана на основе 30 светодиодов LED-CW-SMD5050 (размер 5×5 мм 2), имеющих уже световой поток 12 лм, то 12×30=360 лм, что равносильно применению 24-ваттной лампочки накаливания. Опытом применения ламп накаливания обладает каждый, поэтому, воспользовавшись вышеприведенной методикой, легко определиться с типом установленных на ленте светодиодов, их количеством и длиной ленты. А если длина ленты уже определена, то выполнить обратный расчет.

Выполним обратный расчет на конкретном примере. Вам нужно сделать потолочное освещение в комнате размером 5 м×4 м. Периметр комнаты такого размера составит 5+4+5+4=18 метров. Вы хотите создать мягкое и не очень яркое освещение. Если использовать лампы накаливания, то суммарная их мощность должна будет составлять порядка 200 ватт, световой поток от которой составит 3000 лм (15 лм×200). Длина ленты должна быть равна длине периметра комнаты, то есть 18 метров. Для определения светового потока, который должен излучать один метр светодиодной ленты, нужно разделить 3000 лм на 18 метров. Получается 166 лм/м. Для нашего случая подойдет лента с 30 светодиодами LED-CW-SMD3528 на метр длины. Расчет делался без учета потерь на отражение от потолка, а они составляют не менее 50%. Следовательно, для гарантированной освещенности комнаты нужно выбрать ленту с большим в два раза световым потоком. Есть два варианта, либо взять ленту с 30 светодиодами LED-CW-SMD5050, или LED-CW-SMD3528, но уже в количестве 60 шт. на метре. Первый вариант предпочтительнее, так как обеспечит гарантированный запас.

Для R G B и монохромных светодиодных лент расчет выполняется точно так же, как и для лент белого свечения.

На светодиодных лентах не всегда нанесена маркировка, что затрудняет расчеты. Но узнать технические параметры светодиодной ленты очень просто, если воспользоваться данными, приведенными в справочной таблице. В современных светодиодных лентах, как правило, применяются три типа светодиодов: SMD3014 (сверхяркие) размером 3,0 мм×1,4 мм, SMD3528 размером 2,8 мм×3,5 мм и SMD5050 размером 5,0 мм×5,0 мм. Поэтому по размеру светодиодов можно определить, какой тип светодиодов запаян на ленте. Посчитав количество светодиодов на метре длины, по приведенной ниже справочной таблице можно получить данные о технических характеристиках светодиодной ленты.

Таблица основных характеристик светодиодных лент
на напряжение 12 В

С помощью таблицы несложно подобрать тип и длину светодиодной ленты – аналога лампочкам накаливания. Например, чтобы заменить одну лампочку накаливания мощностью 80 Вт светодиодной лентой, нужно взять 8 метров SMD3528 (30) или два метра светодиодной ленты SMD3528 (120) или SMD5050(60).

Основные технические характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В
Тип светодиода Размер светодиода, мм 2 Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт. Потребляемая мощность одного метра длины светодиодной ленты, ватт Световой поток метра длины светодиодной ленты, лм Эквивалентная мощность лампы накаливания, ватт
SMD3014
сверхяркие
3,0×1,4 60 6,0 600 40
120 12,0 1200 80
240 24,0 2400 160
SMD3528 3,5×2,8 30 2,4 150 10
60 4,8 300 20
120 9,6 600 40
SMD5050 5,0×5,0 30 7,2 360 24
60 14,4 720 48

Как подключить светодиодную ленту к электросети

Подключение светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля

Светодиодные ленты идеально подходят для непосредственного подключения к бортовой сети автомобиля. Главное, чтобы лента соответствовала по напряжению питания напряжению бортовой сети автомобиля. Для легковых автомобилей нужно выбирать влагозащищенную ленту, рассчитанную на напряжение питания 12 В, для грузовых – на 24 В.

На какое напряжение установлен в автомобиле аккумулятор, на такое напряжение и нужно брать ленту. При подключении светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля необходимо соблюдать полярность, на ленте нанесены обозначения «+» и «–». Если полярность попутать, то ничего плохого не произойдет, просто светодиоды не будут светиться.

Подключение светодиодной ленты к бытовой электросети 220 В

В отличие от электрических ламп, светодиодные ленты нельзя подключать непосредственно в бытовую электрическую сеть 220 В. Для них нужно питающее напряжение постоянного тока величиной 12 В или 24 В. На ленте напряжение питания указано по всей ее длине. Для получения необходимого напряжения применяют преобразователи напряжения.

Пока нет устоявшейся терминологии, их называют по-разному: драйверы, адаптеры, преобразователи, блоки питания, источники питания. Всеми этими словами называют одно устройство, преобразующее сетевое напряжение переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока требуемой величины, для лент в зависимости от типа, 12 В (используется часто) или 24 В (применяется редко, как правило, в RGB лентах).

Для выбора блока питания для светодиодной ленты важна не только величина постоянного напряжения на выходе, а и величина тока, которую он сможет выдать в нагрузку. Для выбора подходящего блока питания для конкретного случая нужно узнать суммарную величину тока, которую будут потреблять все установленные светодиодные ленты.

Пример расчета блока питания для светодиодной ленты

Для примера, подберем блок питания (БП) для светодиодной ленты, которую мы выше выбрали для подсветки потолка. Обычно потребляемый ток метра ленты указывается в сопроводительной документации, но если таковой нет, то несложно расчет выполнить самостоятельно. Достаточно количество установленных светодиодов умножить на ток потребления каждого из них.

Мы выбрали светодиодную ленту с установленными светодиодами типа LED-CW-SMD5050, длина ленты 18 метров, и на метр длины по 30 светодиодов. Общее количество светодиодов получается 18×30=540 шт. Один светодиод LED-CW-SMD5050 (по справочной таблице) потребляет ток 0,02 А, следовательно суммарный ток потребления всей подсветки составит: 540×0,02 А = 10,8 А.

Но мы не учли, что светодиоды при напряжении питания ленты 12 В подключаются по три последовательно через резисторы, следовательно расчетный ток нужно уменьшить в три раза: 10,8 А / 3 = 3,6 А. Но в одном корпусе светодиода LED-CW-SMD5050 находится три элементарных светодиода, поэтому полученный ток нужно умножить на 3. То есть результирующий ток составит 10,8 А. В результате расчета определено, что потребуется блок питания напряжением 12 В с током допустимой нагрузки до 10,8 А.

Для расчета мощности требуемого БП нужно умножить напряжение на ток: 12 В×10,8 А = 130 Вт, получилось, что нужен БП мощностью 130 Вт. Для надежной работы БП необходим 20% запас по мощности. В результате потребуется блок питания мощностью 156 Вт. Практически можно использовать любой блок питания, который удовлетворяет необходимым требованиям.

Устройство и монтаж светодиодной ленты

На гибкой пластиковой ленте длиной до 5 м находятся тонкие медные токопроводящие дорожки требуемой конфигурации. К дорожкам припаиваются припоем светодиоды типа SMD3528 или SMD5050 и токоограничивающие SMD резисторы типа Р1–12 мощностью 0,125 Вт. Обратите внимание, что в обозначении светодиода заложен его размер, например SMD5050 имеет размер 5,0 мм×5,0 мм. При питающем напряжении 12 В устанавливается три последовательно соединенных светодиода и один или несколько токоограничивающих резисторов. Количество резисторов определяется в зависимости от величины рассеиваемой на них мощности. Резистор можно ставить в любом месте схемы, на схеме он стоит со стороны подвода плюса, можно установить его и со стороны минуса или между любыми светодиодами.

Электрическая принципиальная и монтажная схема
сегмента светодиодной ленты

Маркировка резисторов

На резисторе нанесена маркировка в виде числа 151. Это означает, что номинал резистора составляет 150 Ом. Расшифровать маркировку просто. Она обозначается трехзначным числом. Последняя цифра в числе говорит, сколько нулей нужно приписать к первым двум цифрам. Например, на резисторе нанесена маркировка 153, значит нужно к 15 приписать 3 нуля, получим 15000 Ом.

Для наглядности привел ниже эклектической схемы электромонтажную. Полная схема светодиодной ленты представляет собой многочисленное количество таких схем, соединенных параллельно. При питающем напряжении 24 В количество последовательно включенных светодиодов в схеме может доходить до 10 штук. Обратите внимание на маркировку светодиодов, со стороны подключения к катоду (минусу), угол корпуса светодиода имеет срез. На фото нижний правый угол.

Соединение и крепление светодиодных лент

На сторону ленты, противоположную светодиодам, нанесен липкий слой, защищенный пленкой. Для того, чтобы ленту закрепить на поверхности, достаточно удалить защитную пленку и приложить липкой стороной на место установки. При организации подсветки с помощью светодиодных лент, часто длина в 5 метров является избыточной, поэтому предусмотрена возможность разрезать ленту на отрезки. Места, где можно ленту разрезать, обозначены изображением условных ножниц и линией разреза. Шаг разрезки светодиодной ленты на отрезки задают количество последовательно включенных светодиодов. Рядом с линией разреза с двух сторон имеются контактные площадки, позволяющие припаивать к ним провода в случае сращивания отрезков ленты между собой. Паять нужно очень аккуратно маломощным паяльником.

Рядом с контактными площадками нанесена маркировка полярности подключения и величина напряжения питания. Существуют специальные клипсы, позволяющие соединять между собой светодиодные ленты без пайки.

К одному из концов светодиодной ленты обычно уже припаяны проводники для подключения к блоку питания. Для подключения монохромных лент требуется два провода, для RGB лент — четыре провода: черный (общий подключается к положительной клемме) и три цветных. Длина проводов составляет не более полуметра, и если блок питания невозможно установить рядом со светодиодной лентой, то проводники придется нарастить до нужной длины.

Светодиодные ленты незаменимы, когда нужно обеспечить освещение или подсветку на большой длине. Разрезать на части можно только светодиодные ленты, не защищенные от влаги, то есть только те, которые предназначены для эксплуатации в помещениях. Влагозащищенные и влагостойкие светодиодные ленты без последующей герметизации разрезать недопустимо.

Для устранения этого недостатка созданы светодиодные модули, позволяющие осуществлять подсветку интерьера и световую рекламу легко, быстро и надежно. Область применения светодиодных модулей на практике ограничена только фантазией человека. Особенно удобны модули для подсветки в автомобиле. Достаточно подключить через предохранитель к бортовой сети и приклеить или закрепить саморезами модуль внутри салона автомобиля или с наружной его стороны.

Конструкция светодиодных модулей представляет собой неглубокую кроватку из пластмассы или металла, в которой установлена печатная плата со светодиодами. Сверху плата залита прозрачным силиконом. Таким образом, обеспечивается защита от воздействия влаги и брызг воды. Светодиоды подключены по такой же схеме, как и в светодиодной ленте, приведенной выше.

На внешней стороне дна кроватки имеется липкий слой, открыв который удалением защитной пленки, модуль можно фиксировать на любой плоской поверхности. Предусмотрена возможность крепления за проушины модулей с помощью саморезов. Все светотехнические и электрические расчеты, приведенные выше на странице для светодиодной ленты, справедливы и для светодиодных модулей.

Прямоугольные светодиодные модули продаются в виде блоков, на фото блок из 20 модулей.

Модули легко отделяются от блока по одному или группами. Электрически все модули уже соединены между собой. Достаточно подать питание на любой крайний из них и засветятся светодиоды на всех модулях. Блоки можно наращивать в любом количестве, соединяя их параллельно.

О выборе сечения провода для подключения LED ленты

Светодиодная лента потребляет небольшую мощность, и потребляемый ток при длине ленты в один метр, даже самой яркой SMD5050 (60), составляет не более 1,2 А. Поэтому о сечении провода при подключении такого отрезка ленты можно не задумываться, подойдет практически любой имеющийся под рукой многожильный провод.

А вот при подключении ленты длиной 18 метров типа LED-CW-SMD5050(30), которую мы подобрали для подсветки потолка комнаты выше, следует уже задуматься серьезно, как ток суммарный ток потребления составит 10,8 А. К сожалению, нигде не нашел, какой ток допустим по медной дорожке самой ленты. Но, зная потребляемую мощность одного метра светодиодной ленты и напряжение питания, рассчитал величину тока, который будут потреблять светодиодные ленты разной длины популярных типов, и свел результаты в таблицу.

Справочная таблица потребления тока светодиодными лентами на напряжение 12 В
Тип светодиодной ленты Количество светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт Потребляемый ток (А), отрезка светодиодной ленты длиной:
1 м 2 м 3 м 4 м 5 м
SMD3014 60 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
120 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
240 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
SMD3528 30 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
60 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0
120 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0
SMD5050 30 0,6 1,2 1,8 2,4 3,0
60 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0

Так как светодиодные ленты выпускаются максимальной длиной до 5 метров, то производителем должно быть обеспечено необходимое сечение дорожек, выдерживающее ток потребления светодиодной лентой, и можно брать его величину за основу для разработки электромонтажной схемы подключения светодиодной ленты к источнику питания.

Исходя из экономических соображений, запас дорожек по току нагрузки не превышает 20%. Следовательно, подключать все четыре наши отрезка ленты последовательно, спаивая конец одного отрезка перемычками с началом следующей светодиодной ленты, не допустимо, так как по проводникам ленты, подключенной непосредственно к блоку питания, потечет ток, троекратно превышающий допустимый.

Это приведет к перегреву первой ленты, что чревато выходом ее из строя, и слабому свечению включенных за ней. Поэтому необходимо двойным проводом с сечением жилы не менее 0,5 мм 2 подключать каждую ленту по отдельности непосредственно к выходу блока питания. Ниже приведена типовая схема подключения светодиодных лент к источнику питания при организации освещения помещения установкой светодиодных лент вдоль углов потолка за карнизами.

Так как один блок питания рассчитан на ток потребления 6 А, то пришлось применить два одинаковых блока, запитав каждым по половине длины подсветки. Выключателем подключаются оба блока одновременно. Если применить двойной выключатель, то можно будет включать ленты участками. При подключении к блоку питания параллельных участков ленты, можно будет включать их по отдельности или все одновременно, меняя световой дизайн. RGB ленты подключаются по точно такой же монтажной схеме. Только вместо двух проводов прокладываются 4. Один общий и по одному на каждый цвет.

Если устанавливается один мощный блок питания в значительном удалении от лент, то целесообразно от блока питания протянуть пару толстых проводов к светодиодным лентам. Подобрать необходимое сечение провода для заданного тока можно по таблице . Например, для нашего случая при токе 10,8 А понадобится провод диаметром жилы 1,6 мм (сечением 2,0 мм 2). Поставить распределительную коробку и уже в ней тонкими проводами подключить ленты через клеммную колодку или пайкой к приходящему проводу от блока питания. В каждом конкретном случае нужно принимать индивидуальное решение, исходя из граничных условий.

Мощные блоки питания обычно имеют большие габариты, и зачастую целесообразнее применить несколько менее мощных блоков, размещая их в непосредственной близости со светодиодными лентами.

Многие, кто имеет собственный магазин или занимается публикацией видеороликов с самоделками могут задуматься о красивом логотипе с подсветкой. Мы решили помочь вам, если вы тоже задумались обзавестись таким логотипом. Итак, представляем материал по созданию лого.

Первым делом ознакомимся с видеороликом

Теперь рассмотрим, что именно нам понадобится:
— светодиодная лента вместе с блоком питания;
— настенные часы;
— отвертка;
— лист бумаги;
— принтер;
— клеевой пистолет;
— супер клей;
— клей ПВА.

Вначале отметим, что автор самоделки использует так называемую RGB светодиодную ленту, которая идет в комплекте с пультом управления, позволяющим регулировать цветопередачу светодиодных лампочек.
Начнем с создания логотипа. Для этого нужно нарисовать его в любом графическом редакторе на компьютере и распечатать на принтере. Для этого можно использовать обычную бумагу формата A4. Что касается принтера, то в зависимости от логотипа и собственных предпочтений можно использовать, как цветной, так и обычный черно-белый.

После этого берем отвертку, поскольку необходимо открутить шурупы на задней части коробки часов.

Разбираем коробочку. Снимаем заднюю пластиковую крышку, после чего защитное стекло и переходим к логотипу.

Прикладываем стекло ровно по центру логотипа, после чего обводим маркером или карандашом.

Вырезаем обведенный логотип ножницами.

Наносим клей ПВА на циферблат часов и приклеиваем логотип.

Теперь можно перейти к светодиодной ленте. Первым делом отмеряем приблизительную длину во внутренней части.

Отрезаем полученный кусок.

Берем канцелярский нож, чтобы проделать небольшое отверстие на боковой части коробки часов под провода.

Просовываем через это отверстие светодиодную ленту.

Приклеиваем ленту на внутренней стороне.

Так как со временем на некоторых местах светодиодная лента будет отклеиваться, поскольку двусторонний скотч, используемый при изготовлении подобных лент, не слишком надежен. Поэтому лучше всего использовать супер клей, которым дополнительно приклеиваем ленту через 2-3 см.

В завершении аккуратным образом собираем все обратно. Прикручиваем шурупы на свои места.

Подключаем контролер светодиодной ленты и приклеиваем его на место батареек клеевым пистолетом.

Если вы решили украсить свой автомобиль таким необычным образом. Смотрится это очень эффектно и красиво. В общем не пожалеете, а мы вам поможем реализовать это, предоставив пошаговую инструкцию. Единственное правило которое стоит следовать, во избежание вашего задержания со стороны дорожными инспекторами. Передний шильдик не в коем случае нельзя делать красного цвета, это нарушение ГОСТа, поэтому можете понести заслуженное наказание.

Итак, в нашем случае будет реализована подсветка в заднем значке, поэтому будем делать подсветку красного цвета, аккуратно снимаем шильдик.

В большинстве случаев шильдики крепятся на клей и пластмассовые защелки, если с защелками все просто, то для снятия клея предстоит немного разогреть значок и с помощью лески отсоединить его от корпуса.

Для подсветки будем использовать светодиодную ленту с питающим напряжением в 12 В. Можно конечно взять и обычные точечные светодиоды, но это значительно нагромождает схему, плюс необходимо будет навешивать резисторы для ограничения тока. Что значительно увеличивает размеры конструкции.

Для эффективности подсветки нужно сделать отверстия в самом знаке, в данном случае в буквах, а также сделать перфорацию под установку светодиодной ленты.


Понятно, что автомобиль — это агрессивная среда для всякой электроники, поэтому светодиодную ленту обязательно надо защитить от воздействия влаги и вибрации, для этого заливаем всю конструкцию клеем, компаундом или герметиком. Делаем все максимально аккуратно, от этого будет зависеть будущий внешний вид вашего значка.



Для установки светодиодной ленты изготавливаем шаблон, на приведенной ниже фотографии он выполнен из оргстекла. На кусок оргстекла накладываем значок и обводим шаблон, если нет специнструментов, это можно сделать обычным канцелярским ножом.


В месте установки ленты необходимо сделать углубление, как на фото. И высверлить отверстия для проводов и выводов ленты.

Устанавливаем светодиодную ленту, делаем монтаж и для дополнительной защиты заливаем все герметиком или клеем. Итак, остался последний штрих, крепим шаблон к значку, делаем раскраску шаблона для отражения света в красный цвет и устанавливаем шильдик на место, разводим провода, готово!


И ещё хочу отметить один момент, в первую очередь касается автомобилей Nissan, если у вас возникли проблемы с коробкой передач, то есть отличный автосервис где специалисты своего дела, отремонтируют вашу АКПП.

Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения. Светодиоды: характеристики, маркировка и виды

Современный рынок осветительных устройств предлагает огромный выбор световых приборов, имеющих узкие углы рассеяния и большую дальность действия. Это прожекторы общего назначения, прожекторы для транспорта, театральных сцен, студий, строительных площадок, аэродромов и многие другие. К таким световым приборам относятся и мощные аккумуляторные фонари.

При выборе наиболее подходящего, современного и эффективного фонаря вы сразу же можете прийти в замешательство, так как при всем разнообразии их конструкций, типах используемых источников света, дальности действия и угла рассеяния луча и других параметров, трудно моментально остановиться на конкретной модели.

В данной статье мы попытаемся разобраться с наиболее важными техническими особенностями фонарей, влияющими на правильность их выбора.

Предназначение мощных фонарей

Мощные фонари предназначены для эксплуатации в сложных условиях, где необходим стабильный, яркий световой поток, поддержание которого, обеспечивается на протяжении длительного времени. Чаще всего их используют в своей работе спасательные службы, работники МВД, спелеологи и туристы. Типичными представителями этого класса осветительных приборов являются поисковые или тактические фонари. Мощными бывают также подствольные фонари, крепящиеся под ствол оружия при помощи специальных креплений, кемпинговые или , имеющие большую длительность работы, налобные или головные фонари, крепление которых позволяет крепить их на голову. Поэтому при выборе мощного фонаря всегда нужно обращать внимание, для каких целей он предназначен.

Особые условия, в которых обычно используются мощные фонари, диктуют и особые требования к их конструкции и световым характеристикам. А именно:

  • ударостойкость и влагозащищенность корпуса;
  • наличие в фонарях материалов с высокой теплопроводностью, обеспечивающих эффективный отвод тепла от источника света;
  • емкость аккумуляторной батареи, значение которой непосредственно влияет на длительность работы фонаря и стабильность его светового потока;
  • универсальность конструкции контейнера для установки аккумуляторных батарей;
  • возможность регулировки угла рассеяния светового потока;
  • надежность специальных креплений, эффективность противоскользящих вставок или насечек на рукоятке фонаря, наличие ремня для носки фонаря на плече и других нюансов.

Материал корпуса и конструкции рукоятки

Раз уж так сложилось, что поисковые фонари являются наиболее востребованными на рынке, то в качестве примера будем знакомиться именно с ними.

Для изготовления корпуса современных мощных поисковых фонарей зачастую используется анодированный дюралюминий, легкий, прочный и коррозионностойкий, на внешнюю поверхность которого наносится либо антискользящее полиуретановое напыление, стойкое к царапинам и ударам, либо продольные, поперечные и диагональные насечки. Корпус таких фонарей в основной своей массе изготовляются в виде трубки, выполняющей одновременно две функции — рукоятки и контейнера для аккумуляторных батарей. Но бывают фонари с выносной рукояткой. Примеры корпусов и рукояток можно посмотреть на изображениях представленных ниже.

На изображениях также хорошо видны ребра радиатора, увеличивающие эффективность отвода тепла исходящего от источника света. Ребра выполнены путем проточки массы металла корпуса ближе к оптической части фонаря.

Влагозащищенность

Фонари имеют разные степени защиты от попадания внутрь их корпуса посторонних предметов и влаги. Так как все фонари имеют минимальную защиту способную задерживать частицы пыли, но не способны работать при длительном попадании на них капель и брызг воды, их условно можно поделить на две группы, фонари невлагостойкие и влагостойкие. По системе классификации степеней защиты (IP — Ingress Protection Rating) не влагостойким можно присвоить значение IP50, то есть пылезащищенные и влагопроницаемые. Корпуса влагостойких фонарей, как правило, выпускаются с возможностью погружения всех фонарей под воду. Поэтому их степень защиты начинается с IP67 и заканчивается IP69. Иногда цифра, обозначающая от проникновение посторонних предметов, опускается и вместо первой цифры ставится буква «Х» (IPХ7 — IPХ9).

Расшифруем значение цифр 7 — 9. Цифра 7 обозначает возможность кратковременного погружения фонаря на глубину до 1 метра. Цифра 8 обозначает возможность длительного погружения фонаря на глубину более 1 метра. Цифра 9 обозначает возможность длительного погружения фонаря на очень большую глубину, где присутствует большое давление жидкости.

Источники света

Источник света это, пожалуй, самый важный элемент, характеризующий потребительские и эксплуатационные параметры фонарей. Обычные лампы накаливания уходят в прошлое и в современных мощных фонарях уже не применяются. В качестве источников света в современных мощных фонарях используются галогеновые лампы накаливания, газоразрядные ксеноновые лампы (HID) и светодиоды (LED).

Галогеновые лампы

Это усовершенствованная разновидность ламп накаливания и говорить об их преимуществах можно только в сравнении с традиционными вариантами. Заполнение колбы лампы накаливания галогеновыми добавками позволило поднять ее световую отдачу, при той же мощности и продлить срок ее службы в два раза (до 2000 часов) за счет уменьшения выгорания вольфрама.

Лампы имеют среднюю светоотдачу 22 Лм/Вт. Это почти в два раза выше, чем у обычной лампы накаливания, но все же это очень мало, если учитывать, что лампа должна работать в переносном фонаре и источник энергии имеет ограниченный ресурс. Лампы очень чувствительны к частым включениям, при которых они в основном и перегорают.

Как и обычные лампы накаливания, уходят в прошлое, ведь им трудно конкурировать с долговечными и энергоэффективными светодиодными и ксеноновыми источниками света.

Ксеноновые лампы

Характерной особенностью ксеноновых ламп является то, что электрический разряд лампы происходит в инертном газе ксеноне, при высоком давлении и больших плотностях тока. По этой причине лампы имеют очень высокую яркость и видимый спектр излучения близкий к солнечному свету с цветовой температурой 6100 — 6300 К.

Ксеноновые лампы имеют высокое напряжение зажигания и поэтому требуют применения специальных зажигающих устройств. После розжига, лампы разгораются приблизительно в течение 15 секунд.

Ксеноновые лампы очень чувствительны к изменению напряжения питания. При изменении питающего напряжения на ± 5 %, мощность лампы изменяется на ±20 %. По этой причине при применении ламп такого типа приходится применять стабилизирующие устройства, поддерживающие напряжение, по мере разряда батареи питания, на одном уровне.

Светоотдача ксеноновой лампы составляет от 80 до 100 Лм/Вт. Ксеноновый разряд имеет самую высокую яркость. По теоретическим оценкам его максимальная яркость может достигать 2000 МКд/м².

Яркий, мощный световой поток дневного спектра позволяет равномерно освещать большую площадь, что делает такие фонари незаменимым инструментом при поисковых работах в местах аварий, в условиях сильной запыленности и загазованности в шахтах, глубоких колодцах и пещерах. Свет ксенонового фонаря заметен даже днем на большом расстоянии, что очень актуально при спасательных работах в горах и тайге.

Этот тип источника света уверенно вытесняет лампы накаливания и газоразрядные лампы из современных моделей фонарей. Такой факт легко объясняется следующими преимуществами светодиодов:

  • светодиод, в отличие от ксеноновой лампы, безынерционен и при подаче на него питающего напряжения он моментально выходит на номинальный режим свечения, также как у галогеновой лампы;
  • температура нагрева светодиода намного меньше температуры нагрева галогеновой и ксеноновой ламп;
  • так как при свечении светодиода энергии на нагрев тратится меньше то светодиоды, на сегодняшний день, имеют самый высокий КПД — до 45 %. К сравнению, галогеновая лампа имеет КПД равный около 5 %, ксеноновая лампа — до 30 %;
  • максимальная светоотдача светодиодов, используемых в промышленном производстве, составляет 120 Лм/Вт. Средняя светоотдача светодиодов применяемых в аккумуляторных фонарях — 80 — 95 Лм/Вт, то есть соизмерима со светоотдачей ксеноновых ламп.

Светораспределение

Мощные фонари можно классифицировать как по типу источника света, так и по направленности светового потока. Говоря о направленности светового потока можно выделить две разновидности мощных фонарей, это:

  • фонари-прожекторы. Луч света таких фонарей имеет широкий фронт и способен освещать объекты, расположенные на достаточно большом удалении, более пятисот метров;
  • дальнобойные фонари. Луч света таких фонарей имеет очень узкую направленность так, что на освещаемом объекте проецируется одно яркое пятно, но зато дальность действия такого луча достигает значения полутора километров. Для сведения: дальнобойность фонаря определяется расстоянием, на котором уровень освещенности эквивалентен силе света полной луны, который принят равным 0,25 люкс и является оптимальной для безопасного перемещения.

Фонари-прожекторы наиболее эффективны на ближней и средней дистанции до пятисот метров. Их важнейшей характеристикой является не дальность действия, а яркость светового потока на максимальной площади без глубокой тени. Это обеспечивается благодаря особой конструкции отражателей. Фонари-прожекторы являются идеальным вариантом для активного отдыха, охоты и рыбалки.

Совсем другое назначение у дальнобойных фонарей. Дальнобойными фонарями пользуются спелеологи, поисковики, шахтеры.

К дальнобойным обычно относят фонари с дальностью освещения от 500 метров. Это также обеспечивается конструкцией отражателей и оптики, позволяющих фокусировать пучок света. Здесь важно не рассеивание света, а его концентрация в одной точке, формирование яркого светового пятна.

Очень часто функции фонарей-прожекторов и дальнобойных фонарей совмещают в одном фонаре. Конструктивно такие фонари имеют подвижные (в осевом направлении) рассеиватель и линзу, установленную на выходном отверстии. Регулируя их, добиваются создания светового пятна нужного диаметра. При регулировке изменяются угол перераспределения света и фокусное расстояние между лампой (светодиодом) и освещаемым объектом.

Аккумуляторные батареи

Мощные фонарики на светодиодах поискового типа для питания в основном используют два типа сменных аккумуляторных батарей, это 26650 и 18650, с выходным напряжением 3,7 В. Такие аккумуляторные батарей производятся многими фирмами, имеют разную стоимость, заявленные значения емкости, время разряда и заряда. Аккумуляторы данных типов находят широкое применение не только для питания фонарей, но и, например, для изготовления батарей питания ноутбуков. Поэтому с приобретением таких аккумуляторов сложностей возникнуть не должно.

В разные модели фонарей устанавливается разное количество аккумуляторов. В основном это 2, 3 элемента. Существует большое количество моделей фонарей имеющих универсальный контейнер, предназначенный для установки 1, 2 или 3 элементов, путем добавления в рукоятку специальной вставки, прилагаемой к фонарю.

Так как аккумуляторы 18650 и 26650 имеют одинаковую длину, 65 мм, то в некоторых моделях фонарей допускается использование аккумуляторов того и другого типа. Для того чтобы элементы 18650 не «болтались» внутри контейнера, к фонарю прилагается переходная пластиковая втулка.

В небольших фонарях возможна установка 1-го элемента. Бывает, что вместо 1-го элемента 18650 используют 2 элемента CR123A.

Более мощные светодиодные фонари на аккумуляторах могут комплектоваться элементами типа D, имеющие емкость 10000 мА×ч и напряжение 1,2 В.

В общем, при выборе фонаря нужно обязательно интересоваться какие элементы питания в них используются, и чем они могут быть заменены. Для оценки возможности такой замены смотрите таблицы типоразмеров гальванических элементов.

Если вы определитесь с моделью поискового фонаря, помните, что для его успешной, надежной и долгой работы нужны качественные аккумуляторы. Думаю, что если вы собираетесь потратить на фонарь значительную сумму денежных средств, не стоит экономить на самом важном его элементе.

В случае с фонарями, работающими с ксеноновой лампой, с точки зрения выбора питающего элемента все намного проще. Все фонари снабжаются собственными аккумуляторами, которые поставляются с фонарем. Поэтому при выборе фонаря думать не о чем не нужно. Однако если смотреть на это с точки зрения эксплуатации, то со временем могут возникнуть проблемы с их заменой.

Хотя есть и исключения. Например, фонарь, представленный на фото ниже, работает от четырех аккумуляторов типа 18650.

Режимы работы

Режимы работы фонарей с ксеноновой лампой, ввиду инерционности включения лампы и ограниченного числа циклов ее включений-отключений, как правило, имеют три режима работы, а именно это режимы при которых лампа работает при разных мощностях. В каждом фонаре предусматривается режим работы на минимальной мощности, при которой лампа светится стабильно, режим работы при номинальной мощности и форсированный режим, при котором создается максимальная яркость свечения. При работе на последнем режиме, емкость аккумулятора естественно расходуется очень быстро.

Мощный фонарь светодиодный аккумуляторный кроме перечисленных режимов работы ксеноновых фонарей имеет два дополнительных режима работы, это:

  • стробоскопический режим. Данный режим предназначен для самообороны от нападающего противника, путем его дезориентации в пространстве очень яркими и частыми световыми импульсами;
  • режим SOS или маяк, для привлечения к вам внимания посторонних людей.

Подведя итог можно сделать вывод, что мощные фонари с галогеновой лампой накаливания отошли на второй план. Лидерство делят фонари с ксеноновой лампой и фонари со светодиодами. Однако светодиодные мощные фонари обладают соизмеримыми с фонарями, оборудованными ксеноновыми лампами характеристиками, и, поэтому находят все большее применение.

Ну и напоследок, предлагаем вам посмотреть видео обзор двух переносных мощных аккумуляторных светодиодных фонарей китайского и немецкого производства.

Использование в фонарях светодиодов давно уже перешло из модных тенденций в теоретически и практически обоснованную необходимость. Они, в отличие от лампы накаливания, созданы для использования в направленных источниках света.

Многочисленные особенности светоизлучающей матрицы диодов позволяют получать устройства с параметрами, к которым лампе накаливания даже теоретически невозможно приблизиться.

Самые мощные фонарики в мире

Самый мощный тактический фонарик в мире создан корейской компанией Polarion на основе ксеноновой лампы. Выпускаются две модели PH50 и PF50 (с ручкой и без).

Изначально сверхмощный тактический фонарик выпускался для спецслужб и войск специального назначения. Сейчас он доступен для покупки. Средняя цена — 1100$. Пройдемся по его характеристикам.

  • Световой поток 5200 люмен;
  • дальность луча 1500 метров;
  • вес — 1,8кг;
  • время розжига до максимальной яркости — 4 секунды;
  • время работы 90 минут;
  • время заряда батарей от сети 220В — 4 часа.

Но фактически это далеко не предел.

В Германии (Франкфурт) был изготовлен самодельный светодиодный фонарь с мощностью светового потока 18000 люмен! Он настолько яркий, что способен запросто выжечь сетчатку глаза.

Виды мощных светодиодных фонарей

Существует около 10 разновидностей фонарей в зависимости от их назначения:

  • Ручные компактные или полноразмерные фонарики. Классический формфактор, подходят для бытовых повседневных нужд.
  • Налобные фонари. Позволяет освещать рабочее пространство, при этом оставляя руки свободными.
  • Узкоспециализированные фонарики. К ним относятся подводные фонари, ударопрочные туристические, лазерные, тактические (подствольные) и пр.
  • Фонарик-шокер. Выполняет защитную роль. Оснащается мощной батареей и выдает напряжение дуги до 3 000 000 Вольт.

Мы будем рассматривать ручные полноразмерные фонарики высокой мощности. Их можно разделить на два типа, в зависимости от назначения: сигнальные и осветительные.

Сигнальные фонари предназначены для создания узконаправленного пучка света, сохраняющего фокусировку на больших расстояниях.

Такой тип дает пятно высокой яркости даже на расстоянии 600-800 метров.

В осветительных фонарях рефлекторы рассеивающего типа. Они обеспечивают яркое освещение с углом луча около 120 градусов.

Как выбрать светодиодный фонарь

Разберем, на что обращать внимание при выборе мощного светодиодного фонаря.

Мощность светового потока: от 60 люмен до 4600 люмен. Чем больше тем он ярче и тем быстрее будет садиться батарея.

По интенсивности светового потока можно прикинуть на сколько далеко он будет светить. Определите расстояние по таблице ниже.

Тип источника питания:

  • батарейки;
  • аккумуляторы;
  • комбинированный (аккумуляторы со встроенным генератором).

Выбираем по потребностям. Аккумуляторный стоит дороже, но при регулярном использовании выигрываем на зарядках. На батарейках дешевле, но выбирая мощный светодиод, покупать вы их будете еженедельно.

От типа источника питания зависит время его работы. По сути чем больше тем лучше, но и значительно дороже. Выбирайте по финансам. Усредненная емкость батареек, в зависимости от ее типа, показана в таблице ниже. В зависимости от емкости можно посчитать сколько проработает светодиодный фонарик (как считать смотрите ниже).

Тип фокусировки:

  • сигнальный (поисковый);
  • осветительный.

Свет сигнального фонаря фокусируется в тонкий луч, позволяя светить намного дальше обычных фонарей. Но помимо пятна луча, вокруг ничего не будет видно.

Осветительные фонарики более расфокусированы, ими удобнее пользоваться в быту, на велосипеде, охоте и т.д.

Как выбрать бытовой светодиодный фонарик

Для бытовых нужд высокая мощность не нужна. Более важный параметр – срок службы элементов питания.

Если планируется регулярное использование фонарика, лучше рассмотреть модели на аккумуляторах со встроенным генератором. Встроенный генератор не позволит остаться без освещения. Работает по принципу динамомашины, для бытовых нужд это оптимальный, практически вечный вариант.

Как выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарь

Мощные фонарики на светодиодах приобретают те, кто увлекается рыбалкой, охотой либо часто выезжает на природу с ночёвкой.

В первую очередь смотрим на тип защиты корпуса:

  • Класс защиты IP50 обеспечивает защиту от грязи и пыли;
  • класс защиты IP65 – изделия которые не боятся влаги, а с маркировкой IP67-69 можно даже погружаться под воду.

Мощность светодиодов и батарей для бытового фонарика выбирайте исходя из потребностей. Выше предоставлены рекомендации.

Как посчитать время работы фонарика от батареек или аккумуляторов

Напряжение питания кристалла светодиода 3,2-3,4В. Средний потребляемый ток 300мА на 100 люмен.

При питании слабого фонарика с яркостью 50 люмен, от 2-х батареек типа AA, с суммарной ёмкостью 4000 мАч — их хватит на 26 часов непрерывной работы фонаря. С учетом погрешности на потребление тока и емкость аккумулятора, добавим поправочный коэффициент 0,8. Итого 21 час.

Время работы = 4000мАч (емкость наших батареек) / 150 мА (потребляемый светодиодом ток) * 0,8 = около 21 часа.

Емкость можно найти на самих батарейках или в паспорте фонарика (если он аккумуляторный). Потребляемый ток берем исходя из светового потока установленного светодиода (есть в паспорте фонаря или можно найти по маркировке светодиодной матрицы).

При световом потоке супер мощного фонаря в 1000Лм, потребление будет 3000мА. Делим емкость 4000 на потребление 3000 с коэффициентом 0,8 = получаем срок непрерывной работы от тех же 2-х батареек AA в 1 час.

Как переделать обыкновенный фонарик в светодиодный

Цена мощных фонарей от 20 до 500 долларов. В то же время за пару долларов можно приобрести обыкновенный фонарь с качественным корпусом, который при минимальных вложениях превратится в мощный источник света на диодах.

Какой светодиод лучше для фонарика? Используемый светодиод должен быть рассчитан на напряжение до 5 вольт и обладать компактными размерами.

Самый яркий светодиод для фонарика

Если вы хотите собрать очень мощный фонарь при минимальных вложениях обратите внимание на такую модель, как Luminus SST-90-WW Star 30Вт. Напряжение питания у него 3-3,7 вольта, что позволит сделать фонарь достаточно компактным.

Световой поток при потребляемом токе 9000мА — 2300 люмен. Понятно, что от пальчиковых аккумуляторов, а тем более от обыкновенных батареек он нормально работать не сможет.

Для изготовления такого фонаря лучше использовать массивный корпус в который можно будет установить один или два аккумулятора на 6 вольт по 6Ач.

Для охлаждения матрицы потребуется массивный радиатор и драйвер питания.

Переделка в таком варианте стоит 35-40 долларов, но аналогичные по мощности готовые решения стартуют от 100-120 долларов.

При создании аналогичной конструкции на трёх ярких светодиодах для фонарика Cree XM-L2 T6 10Вт, конструкция обойдется почти в два раза дешевле, за счёт цены драйверов и самих диодов.

Самодельный яркий фонарик

Выбирайте для фонарика компактный диод мощностью до 1Вт. Напряжение питание диода 3,2-3,6 В, потребляемый ток 300мА, световой поток 100 люмен. Относительно невысокая мощность позволит обойтись без радиатора охлаждения.

При размере светоизлучателя 25 х 25 мм на него возможно установить 9 таких светодиодов с суммарной яркостью 900 люмен. В качестве драйвера возможно использовать бюджетный стабилизатор тока LM317 (). При суммарном потреблении тока до 2700 мА, питать этот фонарь можно от двух пальчиковых аккумуляторов.

Общие затраты на переоборудование не превысят десяти долларов.

Со времен изобретения электрического освещения учеными создавались все более экономичные источники. Но настоящим прорывом в этой области стало изобретение светодиодов, которые не уступают по силе светового потока предшественникам, однако расходуют во много раз меньше электроэнергии. Их созданию, начиная от первого индикаторного элемента и заканчивая ярчайшим на сегодня диодом «Cree», предшествовало огромное количество работы. Сегодня мы попробуем разобрать различные характеристики светодиодов, узнаем, как эволюционировали эти элементы и как их классифицируют.

Читайте в статье:

Принцип работы и устройство световых диодов

Светодиоды отличает от привычных осветительных приборов отсутствие в нем нити накала, хрупкой колбы и газа в ней. Это принципиально отличный от них элемент. Говоря научным языком, свечение создается за счет наличия в нем материалов р- и n-типа. Первые накапливают положительный заряд, а вторые – отрицательный. Материалы р-типа накапливают в себе электроны, в то время, как в n-типе образуются дырки (места, где электроны отсутствуют). В момент появления на контактах электрического заряда они устремляются к р-n-переходу, где каждый электрон инжектируется именно в р-тип. Со стороны обратного, отрицательного контакта n-типа в результате подобного движения и возникает свечение. Оно обусловлено выделением фотонов. При этом не все фотоны излучают видимый человеческим глазом свет. Сила, которая заставляет двигаться электроны, называется током светодиода.

Эта информация ни к чему обычному обывателю. Достаточно знать, что светодиод имеет прочный корпус и контакты, которых может быть от 2-х до 4-х, а также то, что каждый светодиод имеет свое номинальное напряжение, необходимое для свечения.

Полезно знать! Подключение производится всегда в одинаковом порядке. Это значит, что если к контакту «-» на элементе подключить «+», то свечения не будет – материалы р-типа просто не смогут зарядиться, а значит не будет и движения к переходу.

Классификация светодиодов по их области применения

Такие элементы могут быть индикаторными и осветительными. Первые были изобретены раньше вторых, при этом они уже давно используются в радиоэлектронике. А вот с появлением первого осветительного светодиода начался настоящий прорыв в электротехнике. Спрос на осветительные приборы подобного типа неуклонно растет. Но и прогресс не стоит на месте – изобретаются и внедряются в производство все новые виды, которые становятся все ярче, не потребляя при этом больше энергии. Разберем более подробно, какими бывают светодиоды.

Индикаторные светодиоды: немного истории

Первый такой светодиод красного цвета был создан в середине ХХ века. Хотя он имел низкую энергоэффективность и излучал тусклое свечение, направление оказалось перспективным и разработки в этой обрасти продолжились. В 70-х годах появляются зеленые и желтые элементы, а работы по их усовершенствованию не прекращаются. К 90-му году сила их светового потока достигает 1 Люмена.

1993 год ознаменован появлением в Японии первого синего светодиода, который был намного ярче предшественников. Это означало, что теперь, совмещая три цвета (которые и составляют все оттенки радуги), можно получить любой. В начале 2000-х сила светового потока уже достигает 100 Люмен. В наше время светодиоды не перестают совершенствоваться, наращивая яркость без увеличения потребляемой мощности.

Использование светодиодов в бытовом и промышленном освещении

Сейчас подобные элементы используются во всех отраслях, будь то машино- или автомобилестроение, освещение производственных цехов, улиц или квартир. Если взять последние разработки, то можно сказать, что даже характеристики светодиодов для фонариков порой не уступают старым галогеновым лампам на 220 В. Попробуем привести один пример. Если взять характеристики светодиода 3 Вт, то они будут сопоставимы с данными лампы накаливания с потреблением 20-25 Вт. Получается экономия электроэнергии почти в 10 раз, что при ежедневном постоянном использовании в квартире дает весьма существенную выгоду.

Чем хороши светодиоды и есть ли в них минусы

О положительных качествах световых диодов можно сказать многое. Основными из них можно назвать:

Что же касается отрицательных сторон, то их всего две:

  • Работают только с постоянным напряжением;
  • Вытекает из первого – высокая стоимость ламп на их основе по причине необходимости использования (электронного стабилизирующего блока).

Каковы основные характеристики светодиодов?

При выборе таких элементов для той или иной цели, каждый обращает внимание на их технические данные. Основное, на что следует обратить внимание, приобретая приборы на их основе:

  • ток потребления;
  • номинальное напряжение;
  • потребляемая мощность;
  • температура цвета;
  • сила светового потока.

Это то, что мы можем увидеть на маркировке . На самом же деле, характеристик намного больше. О них сейчас и поговорим.

Ток потребления светодиода – что это такое

Ток потребления светодиода равен 0.02 А. Но это относится лишь к элементам с одним кристаллом. Существуют и более мощные световые диоды, в составе которых может быть 2, 3 и даже 4 кристалла. В этом случае ток потребления будет увеличиваться, кратно числу чипов. Именно этот параметр и диктует необходимость подбора резистора, который впаивается на вводе. В этом случае сопротивление светодиода не дает высокому току мгновенно сжечь LED элемент. Это может произойти по причине высокого тока сети.

Номинальное напряжение

Напряжение светодиода имеет прямую зависимость от его цвета. Это происходит по причине разности материалов для их изготовления. Рассмотрим эту зависимость.

Цвет светодиода Материал Прямое напряжение при 20 мА
Типовое значение (В) Диапазон (В)
ИК GaAs, GaAlAs 1,2 1,1-1,6
Красный GaAsP, GaP, AlInGaP 2,0 1,5-2,6
Оранжевый GaAsP, GaP, AlGaInP 2,0 1,7-2,8
Желтый GaAsP, AlInGaP, GaP 2,0 1,7-2,5
Зеленый GaP, InGaN 2,2 1,7-4,0
Голубой ZnSe, InGaN 3,6 3,2-4,5
Белый Синий/УФ диод с люминофором 3,6 2,7-4,3

Сопротивление световых диодов

Сам по себе один и тот же светодиод может иметь различное сопротивление. Меняется оно в зависимости от включения в цепь. В одну сторону – около 1 кОм, в другую – несколько МОм. Но здесь есть свой нюанс. Сопротивление светодиода нелинейно. Это значит, что оно может изменяться в зависимости от подаваемого на него напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже будет сопротивление.

Светоотдача и угол свечения

Угол светового потока светодиодов может различаться, в зависимости от их формы и материала изготовления. Он не может превышать 120 0 . По этой причине, если требуется большее рассеивание, применяют специальные отражатели и линзы. Это качество «направленного света» и способствует наибольшей силе светового потока, которая может достигать 300-350 Лм у одного светодиода на 3 Вт.

Мощность светодиодных ламп

Мощность светодиода – величина сугубо индивидуальная. Она может варьироваться в диапазоне от 0.5 до 3 Вт. Определить ее можно по закону Ома P = I × U , где I – сила тока, а U – напряжение светодиода.

Мощность – довольно важный показатель. Особенно когда необходимо рассчитать какой необходим для того или иного количества элементов.

Цветовая температура

Этот параметр схож с другими лампами. Наиболее приближены то температурному спектру к светодиодным люминесцентные лампы. Измеряется цветовая температура в К (Кельвин). Свечение может быть теплым (2700-3000К), нейтральным (3500-4000К) или холодным (5700-7000К). На самом деле оттенков много больше, здесь указаны основные.

Размер чипа LED элемента

Этот параметр самостоятельно измерить при покупке не удастся и сейчас уважаемому читателю станет понятно почему. Самые распространенные размеры – это 45х45 mil и 30х30 mil (соответствуют 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) и 24х24 mil (0.5 Вт). Если перевести в более привычную систему измерений, то 30х30 mil будут равны 0.762х0.762мм.

Чипов (кристаллов) в одном светодиоде может быть много. Если элемент не имеет слоя люминофора (RGB – цветной), то количество кристаллов можно подсчитать.

Важно! Не стоит приобретать очень дешевые светодиоды китайского производства. Они могут оказаться не только низкого качества, но и характеристики их чаще всего завышены.

Что такое SMD светодиоды: их характеристики и отличие от обычных

Четкая расшифровка этой аббревиатуры выглядит как Surface Mount Devices, что в буквальном переводе означает «монтируемый на поверхности». Чтобы было понятнее, можно вспомнить, что обычные световые диоды цилиндрической формы на ножках утапливаются ими в плату и припаиваются с другой стороны. В отличие от них SMD-компоненты фиксируются лапками с той же стороны, где находятся и сами. Такой монтаж дает возможность создания двусторонних печатных плат.

Такие светодиоды намного ярче и компактнее обычных и являются элементами нового поколения. Их габариты указываются в маркировке. Но не стоит путать размер SMD светодиода и кристалла (чипа) которых в составе компонента может быть множество. Разберем несколько таких световых диодов.

Параметры LED SMD2835: размеры и характеристики

Многие начинающие мастера путают маркировку SMD2835 с SMD3528. С одной стороны они должны быть одинаковы, ведь маркировка указывает, что эти светодиоды имеют размер 2.8х3.5 мм и 3.5 на 2.8 мм, что одно и то же. Однако это заблуждение. Технические характеристики светодиода SMD2835 намного выше, при этом он имеет толщину всего 0.7 мм против 2 мм у SMD3528. Рассмотрим данные SMD2835 с различной мощностью:

Параметр Китайский 2835 2835 0,2W 2835 0,5W 2835 1W
Сила светового потока, Лм 8 20 50 100
Потребляемая мощность, Вт 0,09 0,2 0,5 1
Температура, в градусах С +60 +80 +80 +110
Ток потребления, мА 25 60 150 300
Напряжение, В 3,2

Как можно понять, технические характеристики SMD2835 могут быть довольно разнообразны. Все зависит от количества и качества кристаллов.

Характеристики светодиода 5050: более габаритный SMD-компонент

Довольно удивительно, что при больших габаритах этот светодиод имеет меньшую силу светового потока, чем предыдущий вариант – всего 18-20 Лм. Причиной этому малое количество кристаллов – обычно их всего два. Наиболее распространенное применение такие элементы нашли в светодиодных лентах. Плотность из в полосе обычно составляет 60 шт/м, что в общей сложности дает около 900 Лм/м. Достоинство их в этом случае в том, что лента дает равномерный спокойный свет. При этом угол ее освещения максимальный и равен 120 0 .

Выпускаются такие элементы с белым свечением (холодного или теплого оттенка), одноцветными (красный, синий или зеленый), трехцветными (RGB), а так же четырехцветными (RGBW).

Характеристики светодиодов SMD5730

По сравнению с этим компонентом, предыдущие уже считаются устаревшими. Их уже можно назвать даже сверх яркими светодиодами. 3 вольта, которые питают и 5050, и 2835 выдают здесь до 50 Лм при 0.5 Вт. Технические характеристики SMD5730 на порядок выше, а значит их необходимо рассмотреть.

И все-таки это не самый яркий из SMD-компонентов светодиод. Сравнительно недавно на российском рынке появились элементы, которые в прямом смысле «заткнули за пояс» все остальные. О них сейчас и пойдет речь.

Светодиоды «Cree»: характеристики и технические данные

На сегодняшний день аналогов продукции фирмы Cree не существует. Характеристики сверх ярких светодиодов их производства действительно поражают. Если предыдущие элементы могли похвастаться силой светового потока лишь в 50 Лм с одного кристалла, то, к примеру, характеристики светодиода XHP35 от «Cree» говорят о 1300-1500 Лм так же от одного чипа. Но и мощность их больше – она составляет 13 Вт.

Если обобщить характеристики различных модификаций и моделей светодиодов этой марки, то можно увидеть следующее:

Сила светового потока SMD LED «Cree» называется бином, который в обязательном порядке проставляется на упаковке. В последнее время появилось очень много подделок под эту марку, в основном китайского производства. При покупке их сложно отличить, а вот уже через месяц использования их свет тускнеет и они перестают отличаться от других. При довольно высокой стоимости такое приобретение станет довольно неприятным сюрпризом.

Предлагаем Вам небольшое видео на эту тему:

Проверка светодиода мультиметром – как ее выполнить

Самым простым и доступным способом является «прозвонка». На мультиметрах есть отдельное положение переключателя, специально для диодов. Переключив прибор в нужную позицию, прикасаемся щупами к ножкам светодиода. Если на дисплее высветилась цифра «1», следует поменять полярность. В этом положении зуммер мультиметра должен издавать звуковой сигнал, а светодиод светиться. Если подобного не произошло, значит, он вышел из строя. Если же световой диод исправен, но при впайке его в схему не работает, этому может быть две причины – неправильное его расположение или выход из строя резистора (у современных SMD-компонентов он уже встроен, что будет ясно в процессе «прозвонки»).

Цветовая маркировка световых диодов

Общепринятой мировой маркировки подобных изделий не существует, каждый производитель обозначает цвет так, как ему это удобно. В России применяют цветовую маркировку светодиодов, но ею мало кто пользуется, потому, как список элементов с буквенными обозначениями довольно внушителен и запоминать его вряд ли кому-то захочется. Наиболее распространенно буквенное обозначение, которое многие и считают общепринятым. Но такая маркировка чаще встречается не на мощных элементах, а на светодиодных лентах.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Позиция в коде Назначение Обозначения Расшифровка обозначения
1 Источник света LED Светодиод
2 Цвет свечения R Красный
G Зеленый
B Синий
RGB Любой
CW Белый
3 Способ монтажа SMD Surface Mounted Device (Устройство, монтируемое на поверхность)
4 Размер чипа 3028 3,0 х 2,8 мм
3528 3,5 х 2,8 мм
2835 2,8 х 3,5 мм
5050 5,0 х 5,0 мм
5 Количество светодиодов на метр длины 30
60
120
6 Степень защиты: IP International Protection
7 От проникновения твердых предметов 0-6 Согласно ГОСТ 14254-96 (стандарт МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
8 От проникновения жидкости 0-6

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Что можно сделать из светодиодов своими руками?

Это вопрос очень интересный. И если отвечать на него развернуто, то на это уйдет очень много времени. Наиболее частое применение световых диодов – это подсветка подвесных и натяжных потолков, рабочей зоны на кухне или даже клавиатуры компьютера.

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросить у специалиста

“Для работы таких элементов необходим стабилизатор питания или контроллер. Его можно взять даже со старой китайской гирлянды. Многие «умельцы» пишут, что достаточно обычного понижающего трансформатора, но это не так. В этом случае диоды будут моргать.”

Стабилизатор тока – какую функцию он выполняет

Стабилизатор для светодиодов – это источник питания, который понижает напряжение и выравнивает ток. Другими словами, создает условия для нормальной работы элементов. При этом он защищает от повышения или падения напряжения на светодиодах. Существуют стабилизаторы, которые могут не только регулировать напряжение, обеспечивая плавное затухание световых элементов, но и управлять режимами цвета или мерцания. Они называются контроллерами. Подобные устройства можно увидеть на гирляндах. Так же они продаются в магазинах электротехники для коммутации с RGB-лентами. Такие контроллеры оснащаются пультами дистанционного управления.

Схема такого устройства не сложна, и при желании простейший стабилизатор можно изготовить и своими руками. Для этого понадобятся лишь небольшие знания в радиоэлектронике и умение держать в руках паяльник.

Дневные ходовые огни на автомобиль

Применение световых диодов в автомобильной промышленности довольно распространено. К примеру, ДХО изготавливаются исключительно с их помощью. Но если авто не оснащено ходовыми огнями, то их приобретение может ударить по карману. Многие автолюбители обходятся дешевой светодиодной лентой, но это не очень удачная мысль. Особенно, если сила ее светового потока невелика. Неплохим выходом может стать приобретение самоклеящейся ленты на диодах «Cree».

Вполне можно сделать ДХО и при помощи уже вышедших из строя, поместив внутрь старых корпусов новые, мощные диоды.

Важно! Дневные ходовые огни созданы именно для того, чтобы авто было заметно днем, а не ночью. Нет смысла проверять, как они будут светить, в темное время суток. ДХО должны быть заметны при свете солнца.

Мигающие светодиоды – для чего это нужно?

Неплохим вариантом использования подобных элементов станет рекламное табло. Но если оно будет статично светиться, то это не привлечет должного внимания. Основной задачей является сборка и спайка щита – для этого нужны некоторые навыки, приобрести которые несложно. После сборки можно вмонтировать контроллер от той же гирлянды. В результате получается мигающая реклама, которая явно привлечет внимание.

Цветомузыка на световых диодах – сложно ли ее сделать

Это работа уже не для новичков. Для того, чтобы собрать полноценную цветомузыку своими руками нужен не только точный расчет элементов, но и знания радиоэлектроники. Но все же простейший ее вариант вполне по силам каждому.

В магазинах радиоэлектроники всегда можно найти датчик звука, да и во многих современных выключателях он есть (свет по хлопку). Если у Вас есть светодиодная лента и стабилизатор, то пустив с блока питания «+» на полосу через подобную хлопушку можно добиться желаемого результата.

Индикатор напряжения: что делать, если он перегорел

Современные индикаторные отвертки состоят как раз из светового диода и сопротивлений с изолятором. Чаще всего это эбонитовая вставка. При перегорании элемента внутри его вполне можно заменить на новый. А цвет уже будет выбирать сам умелец.

Еще один из вариантов – это изготовление прозвонки цепи. Для этого понадобится 2 пальчиковых батарейки, провода и световой диод. Соединив элементы питания последовательно, одну их ножек элемента припаиваем к плюсу батареи. Провода будут идти от другой ножки и от минуса батареи. В итоге при замыкании диод засветится (если полярность не перепутать).

Схемы подключения светодиодов – как все правильно выполнить

Подобные элементы можно подключить двумя способами – последовательно и параллельно. При этом нельзя забывать, что световой диод должен быть расположен правильно. В противном случае схема работать не будет. В обычных элементах с цилиндрической формой это можно определить так: на катоде (-) виден флажок, он немного крупнее анода (+).

Как рассчитать сопротивление светодиода

Расчет сопротивления светового диода очень важен. Иначе элемент просто сгорит, не выдержав величины тока сети.

Сделать это можно по формуле:

R = (VS – VL ) / I , где

  • VS– напряжение питания;
  • VL – номинальное напряжение для светодиода;
  • I – ток светодиода (обычно это 0.02 А, что равно 20 мА).

При желании возможно все. Схема довольно проста – используем блок питания от сломанного мобильного телефона или любой другой. Главное, чтобы в нем был выпрямитель. Важно не переусердствовать с нагрузкой (с численностью диодов), иначе есть риск сжечь блок питания. Стандартное зарядное устройство вполне выдержит 6-12 элементов. Можно смонтировать цветную подсветку для клавиатуры компьютера, взяв по 2 синих, белых, красных, зеленых и желтых элемента. Получается довольно красиво.

Полезная информация! Напряжение, которое выдает блок питания равно 3.7 В. Это значит, что диоды нужно соединить последовательно скоммутированными парами параллельно.

Параллельное и последовательное соединение: как они выполняются

По законам физики и электротехники при параллельном соединении напряжение распределяется равномерно по всем потребителям, оставаясь неизменным на каждом из них. При последовательном монтаже поток делится и на каждом из потребителей оно становится кратным их количеству. Иными словами если взять 8 световых диодов, соединенных последовательно, они будут нормально работать от 12 В. Если же из подключить параллельно – они сгорят.

Подключение световых диодов на 12 В как самый оптимальный вариант

Любая светодиодная лента рассчитана на подключение к стабилизатору, выдающему 12 или 24 В. На сегодняшний день на прилавках российских магазинов представлен огромный ассортимент изделий различных производителей с этими параметрами. Но все же преобладают ленты и контроллеры именно 12 В. Это напряжение более безопасно для человека, да и стоимость таких приборов более низка. О самостоятельном подключении к сети 12 В говорилось чуть выше, ну а с подключением к контроллеру проблем возникнуть не должно – к ним прилагается схема, с которой разберется даже школьник.

В заключение

Популярность, которую набирают световые диоды, не может не радовать. Ведь это заставляет прогресс двигаться вперед. И кто знает, быть может, уже в ближайшее время появятся новые светодиоды, которые будут на порядок выше по характеристикам, чем существующие сейчас.

Надеемся, наша статья была полезна уважаемому читателю. При возникновении вопросов по теме просим задавать их в обсуждениях. Наша команда всегда готова на них ответить. Пишите, делитесь опытом, ведь он может кому-то помочь.

Видео: как правильно подключить светодиод

Для безопасности и возможности продолжать активную деятельность в темное время суток человек нуждается в искусственном освещении. Первобытные люди раздвигали темень, поджигая ветки деревьев, далее придумали факел и керосинку. И только после изобретения французским изобретателем Жорджом Лекланше в 1866 году прототипа современной батарейки, а в 1879 году Томсоном Эдисоном лампы накаливания, у Дэвида Майзелла появилась возможность запатентовать 1896 году первый электрический фонарь.

С тех пор в электрической схеме новых образцов фонарей ничего не изменялось, пока в 1923 году российский ученый Олег Владимирович Лосев не нашёл связь люминесценции в карбиде кремния и p-n-переходе, а в 1990 году ученым не удалось создать светодиод с большей светоотдачей, позволяющий заменить лампочку накаливания. Применение светодиодов вместо ламп накаливания, благодаря низкому энергопотреблению светодиодов, позволило многократно увеличить время работы фонарей при той же емкости батареек и аккумуляторов, повысить надежность фонариков и практически снять все ограничения на область их использования.

Светодиодный аккумуляторных фонарь, который Вы видите на фотоснимке попал мне в ремонт с жалобой, что купленный на днях китайский фонарик Lentel GL01 за $3, не светит, хотя индикатор заряда аккумулятора светится.

Внешний осмотр фонаря произвел положительное впечатление. Качественное литье корпуса, удобная ручка и включатель. Стержни вилки для подключения к бытовой сети для зарядки аккумулятора сделаны выдвижными, что исключает необходимость хранения сетевого шнура.

Внимание! При разборке и ремонте фонаря, если он подключен к сети следует соблюдать осторожность. Прикосновение незащищенным участком тела к неизолированным проводам и деталям может привести к поражению электрическим током.

Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01

Хотя фонарик подлежал гарантийному ремонту, но вспоминая свои хождения при при гарантийном ремонте отказавшего электрочайника (чайник был дорогим и в нем перегорел ТЭН , поэтому своими руками его отремонтировать не представлялось возможным), решил заняться ремонтом самостоятельно.

Разобрать фонарь оказалось легко. Достаточно повернуть на небольшой угол против часовой стрелки кольцо, фиксирующее защитное стекло и оттянуть его, затем отвинтить несколько саморезов. Оказалось кольцо фиксируется на корпусе с помощью байонетного соединения.

После снятия одной из половинок корпуса фонарика появился доступ ко всем его узлам. Слева на фотоснимке видна печатная плата со светодиодами , к которой прикреплен с помощью трех саморезов рефлектор (отражатель света). В центре расположен аккумулятор черного цвета с неизвестными параметрами, имеется только маркировка полярности выводов. Правее аккумулятора находится печатная плата зарядного устройства и индикации. Справа установлена сетевая вилка с выдвижными стержнями.

При внимательном рассмотрении светодиодов оказалось, что на излучающих поверхностях кристаллов всех светодиодов имелись черные пятна или точки. Стало ясно даже без проверки светодиодов мультиметром , что фонарик не светит по причине их перегорания.

Почерневшие области имелись также на кристаллах двух светодиодов, установленных в качестве подсветки на плате индикации зарядки аккумулятора. В светодиодных лампах и лентах обычно выходит из строя один светодиод, и работая как предохранитель, защищает остальные от перегорания. А в фонаре вышли из строя все девять светодиодов одновременно. Напряжение на аккумуляторе не могло увеличиться до величины, способной вывести светодиоды из строя. Для выяснения причины пришлось начертить электрическую принципиальную схему.

Поиск причины отказа фонаря

Электрическая схема фонаря состоит из двух функционально законченных частей. Часть схемы, расположенная левее переключателя SA1, выполняет функцию зарядного устройства. А часть схемы, изображенная справа от переключателя, обеспечивает свечение.

Работает зарядное устройство следующим образом. Напряжение от бытовой сети 220 В поступает на токоограничивающий конденсатор С1, далее на мостовой выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. С выпрямителя напряжение подается на клеммы аккумулятора. Резистор R1 служит для разряда конденсатора после изъятия вилки фонарика из сети. Таким образом, исключается удар током от разряда конденсатора в случае случайного прикосновения рукой одновременно двух штырей вилки.

Светодиод HL1, включенный последовательно с токоограничивающим резистором R2 в противоположном направлении с правым верхним диодом моста, как, оказалось, светится всегда при вставленной вилке в сеть, даже если аккумулятор неисправен или отсоединен от схемы.

Переключатель режимов работы SA1 служит для подключения к аккумулятору отдельных групп светодиодов. Как видно из схемы получается, что если фонарь подключен к сети для зарядки и движок переключателя находится в положении 3 или 4, то напряжение с зарядного устройства аккумулятора попадает и на светодиоды.

Если человек включил фонарик и обнаружил, что он не работает, и, не зная, что движок выключателя обязательно необходимо установить в положение «выключено», о чем в инструкции по эксплуатации фонаря ничего не сказано, подключит фонарь к сети на зарядку, то за счет броска напряжения на выходе зарядного устройства на светодиоды попадет напряжение, значительно превышающее расчетное. Через светодиоды потечет ток, превышающий допустимый и они перегорят. При старении кислотного аккумулятора за счет сульфитации свинцовых пластин напряжение заряда аккумулятора возрастает, что тоже приводит к перегоранию светодиодов.

Еще одно схемное решение, которое удивило, это параллельное включение семи светодиодов, что недопустимо, так как вольтамперные характеристики даже светодиодов одного типа отличаются и поэтому проходящий ток через светодиоды тоже будет не одинаковым. По этой причине при выборе номинала резистора R4 из расчета протекания через светодиоды максимально допустимого тока, один из них может перегружаться и выйти из строя, а это приведет к перегрузке по току параллельно включенных светодиодов, и они тоже перегорят.

Переделка (модернизация) электрической схемы фонаря

Стало очевидным, что поломка фонаря связана с ошибками, допущенными разработчиками его электрической принципиальной схемы. Чтобы отремонтировать фонарь и исключить его повторную поломку необходимо его переделать, заменив светодиоды и внести незначительные изменения в электрическую схему.

Для того чтобы индикатор заряда аккумулятора действительно сигнализировал о его зарядке, необходимо светодиод HL1 включить последовательно с аккумулятором. Для свечения светодиода необходим ток несколько миллиампер, а выдаваемый ток зарядным устройством должен составлять около 100 мА.

Для обеспечения этих условий достаточно отсоединить HL1-R2 цепочку от схемы в местах, указанных красными крестиками и параллельно с ней установить дополнительный резистор Rd номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт. Ток заряда, протекая через Rd будет создавать на нем падение напряжения около 3 В, которое обеспечить необходимый ток для свечения индикатора HL1. Заодно точку соединения HL1 и Rd необходимо подключить к выводу 1 переключателя SA1. Таким простым способом будет исключена возможность подачи напряжения с зарядного устройства на светодиоды EL1-EL10 во время заряда аккумулятора.

Для выравнивания величины токов, протекающих через светодиоды EL3-EL10, необходимо исключить из схемы резистор R4 и последовательно с каждым светодиодом включить отдельный резистор номиналом 47-56 Ом.

Электрической схема после доработки

Внесенные в схему незначительные изменения повысили информативность индикатора заряда недорогого китайского светодиодного фонаря и многократно повысили его надежность. Надеюсь, что производители светодиодных фонарей после прочтения этой статьи внесут изменения в электрические схемы своих изделий.

После модернизации электрическая принципиальная схема приняла вид, как на чертеже выше. Если необходимо освещать фонариком продолжительное время и не требуется большой яркости его свечения, то можно дополнительно установить токоограничивающий резистор R5, благодаря которому время работы фонарика без подзарядки увеличится в два раза.

Ремонт светодиодного аккумуляторного фонаря

После разборки в первую очередь нужно восстановить работоспособность фонаря, а потом уже заниматься модернизацией.

Проверка светодиодов мультиметром подтвердила их неисправность. Поэтому все светодиоды пришлось выпаять и освободить от припоя отверстия для установки новых диодов.

Судя по внешнему виду, на плате были установлены ламповые светодиоды из серии HL-508H диаметром 5 мм. В наличии имелись светодиоды типа HK5H4U от линейной светодиодной лампы с близкими техническими характеристиками. Они и пригодились для ремонта фонаря. При запайке светодиодов на плату нужно не забывать соблюдать полярность, анод должен быть соединен с плюсовым выводом аккумулятора или батарейки.

После замены светодиодов печатная плата была подключена к схеме. Яркость свечения некоторых светодиодов из-за общего токоограничивающего резистора несколько отличалась от других. Для устранения этого недостатка необходимо удалить резистор R4 и заменить его семью резисторами, включив последовательно с каждым светодиодом.

Для выбора резистора, обеспечивающего оптимальный режим работы светодиода, была измерена зависимость величины тока, протекающего через светодиод, от величины последовательно включенного сопротивления при напряжении 3,6 В, равному напряжению аккумуляторной батареи фонаря.

Исходя из условий применения фонаря (в случае перебоев подачи в квартиру электроэнергии) большой яркости и дальности освещения не требовалось, поэтому резистор был выбран номиналом 56 Ом. С таким токоограничивающим резистором светодиод будет работать в легком режиме, и потребление электроэнергии будет экономным. Если от фонаря требуется выжать максимальную яркость, то следует применить резистор, как видно из таблицы, номиналом 33 Ом и сделать два режима работы фонарика, включив еще один общий токоограничивающий резистор (на схеме R5) номиналом 5,6 Ом.

Чтобы включить последовательно с каждым светодиодом резистор, необходимо предварительно подготовить печатную плату. Для этого на ней нужно перерезать по одной любой токоведущей дорожке, подходящей к каждому светодиоду и сделать дополнительные контактные площадки. Токоведущие дорожки на плате защищены слоем лака, который необходимо соскоблить лезвием ножа до меди, как на фотоснимке. Затем оголенные контактные площадки залудить припоем.

Подготавливать печатную плату для монтажа резисторов и припаивать их лучше и удобнее, если плату закрепить на штатном рефлекторе. В этом случае поверхность линз светодиодов не будет царапаться, и удобнее будет работать.

Подключение диодной платы после ремонта и модернизации к аккумулятору фонаря показало достаточную для освещения и одинаковую яркость свечения всех светодиодов.

Не успел отремонтировать предыдущий фонарь, как в ремонт попал второй, с такой же неисправностью. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.

По дате на корпусе фонарика и на аккумуляторе удалось установить, что фонарю уже четыре года и со слов его хозяина фонарь работал безотказно. Очевидно, что прослужил фонарик долго благодаря предупреждающей надписи «Не включать во время зарядки!» на откидной крышке, закрывающей отсек, в котором спрятана вилка для подключения фонаря к электросети для зарядки аккумулятора.

В этой модели фонаря светодиоды включены в схему по правилам, последовательно с каждым установлен резистор номиналом 33 Ом. Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора . Проверка мультиметром показала, что все светодиоды неисправны, резисторы тоже оказались в обрыве.

Анализ причины отказа светодиодов показал, что за счет сульфатации пластин кислотного аккумулятора его внутреннее сопротивление увеличилось и как следствие, напряжение его зарядки возросло в несколько раз. Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя. Пришлось заменить не только светодиоды, но и все резисторы. Исходя из выше оговоренных условиях эксплуатации фонаря были для замены выбраны резисторы номиналом 47 Ом. Величину резистора для любого типа светодиода можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора .

Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора

Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора. Для этого необходимо перерезать дорожку на печатной плате зарядного устройства и индикации таким образом, чтобы цепочку HL1-R2 со стороны светодиода отсоединить от схемы.

Свинцово-кислотный AGM аккумулятор был доведен до глубокого разряда, и попытка зарядить его штатным зарядным устройством не привела к успеху. Пришлось аккумулятор заряжать с помощью стационарного блока питания с функцией ограничения тока нагрузки. На аккумулятор было подано напряжение 30 В, при этом он в первый момент времени потреблял ток всего несколько мА. Со временем ток начал возрастать и через несколько часов увеличился до 100 мА. После полной зарядки аккумулятор был установлен в фонарь.

Зарядка глубоко разряженных свинцово-кислотный AGM аккумуляторов в результате долгого хранения повышенным напряжением позволяет восстановить их работоспособность. Способ проверен мною на AGM аккумуляторах не один десяток раз. Новые аккумуляторы, нежелающие заряжаться от стандартных зарядных устройств, при зарядке от постоянного источника при напряжении 30 В восстанавливаются практически до первоначальной емкости.

Аккумулятор был несколько раз разряжен включением фонарика в рабочий режим и заряжен с помощью штатного зарядного устройства. Измеренный ток заряда составил 123 мА, при напряжении на выводах аккумулятора 6,9 В. К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов. То есть емкость аккумулятора составляла около 0,2 А×часа и для продолжительной работы фонаря необходима его замена.

HL1-R2 цепочка на печатной плате была удачно размещена, и понадобилось под углом перерезать всего одну токоведущую дорожку, как на фотоснимке. Ширина реза должна быть не менее 1 мм. Расчет номинала резистора и проверка на практике показала, что для стабильной работы индикатора зарядки аккумулятора необходим резистор номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт.

На фотоснимке представлена печатная плата с запаянным токоограничивающим резистором. После такой доработки индикатор заряда аккумулятора светится только в случае, если действительно происходит заряд аккумулятора.

Модернизация переключателя режимов работы

Для завершения работы по ремонту и модернизации фонарей необходимо выполнить перепайку проводов на выводах переключателя.

В моделях ремонтируемых фонарей для включения применен четырех позиционный переключатель движкового типа. Средний вывод на приведенной фотографии является общим. При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. При перемещении движка переключателя из крайнего левого положения на одну позицию вправо, общий его вывод подключается ко второму выводу и при дальнейшем перемещении движка последовательно к 4 и 5 выводам.

К среднему общему выводу (смотри фотографию выше) нужно припаять провод, идущий от положительного вывода аккумулятора. Таким образом, появится возможность подключать аккумулятор к зарядному устройству или светодиодам. К первому выводу можно припаять провод, идущий от основной платы со светодиодами, ко второму можно припаять токоограничивающий резистор R5 величиной 5,6 Ом для возможности переключения фонарика в энергосберегающий режим работы. К крайнему правому выводу припаять проводник, идущий от зарядного устройства. Таким образом будет исключена возможность включить фонарь во время зарядки аккумулятора.

Ремонт и модернизация
светодиодного аккумуляторного фонаря-прожектора «Фотон PB-0303»

Попал мне в ремонт еще один экземпляр из ряда светодиодных фонарей китайского производства под названием Светодиодный фонарь-прожектор «Фотон PB-0303». Фонарь при нажатии на кнопку включения не реагировал, попытка зарядить аккумулятор фонаря с помощью зарядного устройства к успеху не привела.

Фонарь мощный, дорогой, стоит около $20. По заявлению производителя световой поток фонаря достигает 200 метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече.

Светодиодный фонарь Фотон обладает хорошей ремонтопригодностью. Для получения доступа к электрической схеме достаточно открутить пластмассовое кольцо, удерживающее защитное стекло, вращая кольцо против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды.

При ремонте любых электроприборов поиск неисправности всегда начинается с источника питания. Поэтому первым делом было измерено с помощью мультиметра, включенного в режим , напряжение на выводах кислотного аккумулятора. Оно составил 2,3 В, вместо 4,4 В положенных. Аккумулятор был полностью разряжен.

При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Фонариком пользовались, пока аккумулятор полностью не разрядился, а затем он продолжительное время не эксплуатировался, что и привело к глубокой разрядке аккумулятора.

Осталось проверить исправность светодиодов и остальных элементов. Для этого был снять отражатель, для чего были откручены шесть саморезов. На печатной плате находилось всего три светодиода, ЧИП (микросхема) в виде капельки, транзистор и диод.

От платы и аккумулятора пять проводов уходило в ручку. Для того, чтобы разобраться в их подключении понадобилось ее разобрать. Для этого нужно крестовой отверткой открутить внутри фонаря два винта, которые были расположены рядом с отверстием, в которые уходили провода.

Для отсоединения ручки фонаря от его корпуса ее необходимо сдвинуть в сторону от винтов крепления. Делать это нужно аккуратно, чтобы не оторвать от платы провода.

Как оказалось в ручке небыло радиоэлектронных элементов. Два белых провода были припаяны к выводам кнопки включения/выключения фонаря, а остальные к разъему для подключения зарядного устройства. К 1 выводу разъема (нумерация условная) был припаян провод красного цвета, который вторым концом был припаян к плюсовому входу печатной платы. Ко второму контакту был припаян сине-белый проводник, который вторым концом был припаян к минусовой площадке печатной платы. К 3 выводу был припаян зеленый провод, второй конец которого был припаян к минусовому выводу аккумулятора.

Электрическая принципиальная схема

Разобравшись с проводами, спрятанными в ручке можно начертить электрическую принципиальную схему фонаря Фотон.

С отрицательного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на вывод 3 разъема Х1 и далее с его вывода 2 через сине-белый проводник поступает на печатную плату.

Разъем Х1 устроен таким образом, что когда штекер зарядного устройства в него не вставлен, то выводы 2 и 3 соединяются между собой. Когда штекер вставляется, то выводы 2 и 3 разъединяются. Таким образом, обеспечивается автоматическое отключение электронной части схемы от зарядного устройства, исключающей возможность случайного включения фонаря во время зарядки аккумулятора.

С положительного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на D1 (микросхема-чип) и эмиттер биполярного транзистора типа S8550. ЧИП выполняет только функцию триггера, позволяющего кнопкой без фиксации включать или выключать свечение светодиодов EL (⌀8 мм, цвет свечения – белый, мощность 0,5 Вт, ток потребления 100 мА, падение напряжения 3 В.). При первом нажатии на кнопку S1 с микросхемы D1 на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, он открывается и на светодиоды EL1-EL3 поступает питающее напряжение, фонарь включается. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается.

С технической точки зрения такое схемное решение безграмотно, так как повышает стоимость фонаря, снижает его надежность, и в дополнение за счет падения напряжения на переходе транзистора Q1 теряется до 20% емкости аккумулятора. Такое схемное решение оправдано при наличии возможности регулировки яркости светового луча. В данной модели вместо кнопки достаточно было поставить механический выключатель.

Вызвало удивление, что в схеме светодиоды EL1-EL3 подключены параллельно к аккумулятору как лампочки накаливания, без токоограничивающих элементов. В результате при включении через светодиоды проходит ток, величина которого ограничена только внутренним сопротивлением аккумулятора и при его полном заряде ток может превысить допустимый для светодиодов, что приведет выходу их из строя.

Проверка работоспособности электрической схемы

Для проверки исправности микросхемы, транзистора и светодиодов от внешнего источника питания с функцией ограничения тока было подано с соблюдением полярности напряжение постоянного тока 4,4 В непосредственно на выводы питания печатной платы. Величина ограничения тока была выставлена 0,5 А.

После нажатия кнопки включения светодиоды засветили. После повторного нажатия – погасли. Светодиоды и микросхема с транзистором оказались исправными. Осталось разобраться с аккумулятором и зарядным устройством.

Восстановление кислотного аккумулятора

Так как кислотный аккумулятор емкостью 1,7 А был полностью разряжен, а штатное зарядное устройство было неисправно то решил его зарядить от стационарного блока питания. При подключении аккумулятора для зарядки к блоку питания с установленным напряжением 9 В, ток заряда составил менее 1 мА. Напряжение было увеличено, до 30 В — ток возрос до 5 мА, и через час под таким напряжением составил уже 44 мА. Далее напряжение было снижено до 12 В, ток упал до 7 мА. После 12 часов заряда аккумулятора при напряжении 12 В ток поднялся до 100 мА, таким током и заряжался аккумулятор в течении 15 часов.

Температура корпуса аккумулятора была в пределах нормы, что свидетельствовало о том, что ток зарядки идет не на выделение тепла, а на накопление энергии. После заряда аккумулятора и доработки схемы, о которой речь пойдет ниже, были проведены испытания. Фонарь с восстановленным аккумулятором просветил беспрерывно 16 часов, после чего начала падать яркость луча и поэтому он был выключен.

Описанным выше способом мне приходилось неоднократно восстанавливать работоспособность глубоко разряженных малогабаритных кислотных аккумуляторов. Как показала практика, восстановлению подлежат только исправные аккумуляторы, о которых на некоторое время забыли. Кислотные аккумуляторы, которые выработали свой ресурс, восстановлению не подлежат.

Ремонт зарядного устройства

Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие.

Судя по стикеру, наклеенному на корпус адаптера, он представлял собой блок питания, выдающий нестабилизированное постоянное напряжение величиной 12 В с максимальным током нагрузки 0,5 А. В электрической схеме небыло элементов, ограничивающих величину тока зарядки, поэтому возник вопрос, а почему в качестве зарядного устройства использовался обыкновенный блок питания?

Когда адаптер был вскрыт, то появился характерный запах горелой электропроводки, что свидетельствовало о том, что обмотка трансформатора сгорела.

Прозвонка первичной обмотки трансформатора показала, что она в обрыве. После разрезания первого слоя ленты, изолирующего первичную обмотку трансформатора, был обнаружен термопредохранитель, рассчитанный на температуру срабатывания 130°С. Проверка показала, что как первичная обмотка, так и термопредохранитель неисправны.

Ремонт адаптера был экономически не целесообразен, так как необходимо перемотать первичную обмотку трансформатора и установить новый термопредохранитель. Заменил его аналогичным, который был под рукой, на напряжение постоянного тока 9 В. Гибкий шнур с разъемом пришлось перепаять от сгоревшего адаптера.

На фотографии представлен чертеж электрической схемы сгоревшего блока питания (адаптера) светодиодного фонаря «Фотон». Адаптер для замены был собран по такой же схеме, только с выходным напряжением 9 В. Такого напряжения вполне достаточно для обеспечения требуемого тока заряда аккумулятора с напряжением 4,4 В.

Для интереса подключил фонарь к новому блоку питания и измерял ток зарядки. Величина его составила 620 мА, и это при напряжении 9 В. При напряжении 12 В ток был порядка 900 мА, значительно превышающий нагрузочную способность адаптера и рекомендуемый ток заряда аккумулятор. По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора.

Доработка электрической принципиальной схемы
светодиодного аккумуляторного фонаря «Фотон»

Для устранения схемотехнических нарушений с целью обеспечения надежной и долговременной работы в схему фонаря были внесены изменения и выполнена доработка печатной платы.

На фотографии представлена электрическая принципиальная схема переделанного светодиодного фонаря «Фотон». Синим цветом, показаны дополнительно установленные радиоэлементы. Резистор R2 ограничивает ток заряда аккумулятора до 120 мА. Для увеличения тока зарядки нужно уменьшить номинал резистора. Резисторы R3-R5 ограничивают и выравнивают ток, протекающий через светодиоды EL1-EL3 при свечении фонаря. Светодиод EL4 с последовательно включенным токоограничивающим резистором R1 установлен для индикации процесса зарядки аккумулятора, так как разработчиками конструкции фонаря об этом не позаботились.

Для установки на плате токоограничивающих резисторов печатные дорожки были перерезаны, как показано на фотографии. Ограничивающий ток заряда резистор R2 был припаян одним концом к контактной площадке, к которой до этого был припаян положительный провод, идущий от зарядного устройства, а отпаянный провод припаян ко второму выводу резистора. К этой же контактной площадке был припаян дополнительный провод (на снимке желтого цвета), предназначенный для подключения индикатора зарядки аккумулятора.

Резистор R1 и светодиод индикаторный EL4 были размещены в ручке фонаря, рядом с разъемом для подключения зарядного устройства X1. Вывод анода светодиода был припаян к выводу 1 разъема X1, а ко второму выводу, катоду светодиода токоограничивающий резистор R1. Ко второму выводу резистора был припаян провод (на фото желтого цвета), соединяющий его с выводом резистора R2, припаянного к печатной плате. Резистор R2, для простоты монтажа, можно было разместить и в ручке фонарика, но так как он при зарядке нагревается, то решил его разместить в более свободном пространстве.

При доработке схемы применены резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт, кроме R2, который рассчитан на 0,5 Вт. Светодиод EL4 подойдет любого типа и цвета свечения.

На этой фотографии показана работа индикатора зарядки во время зарядки аккумулятора. Установка индикатора позволила не только следить за процессом зарядки аккумулятора, но и контролировать наличие напряжения в сети, исправность блока питания и надежность его подключения.

Чем заменить сгоревшей ЧИП

Если вдруг ЧИП – специализированная микросхема без маркировки в светодиодном фонаре «Фотон», или аналогичном, собранном по подобной схеме, выйдет из строя, то для восстановления работоспособности фонаря ее можно успешно заменить механическим выключателем.

Для этого нужно удалить из платы микросхему D1, а вместо транзисторного ключа Q1 подключить обыкновенный механический выключатель, как показано на выше приведенной электрической схеме. Выключатель на корпусе фонаря можно установить вместо кнопки S1 или в любом другом подходящем месте.

Ремонт и переделка светодиодного фонаря
14Led Smartbuy Colorado

Перестал включаться светодиодный фонарь Smartbuy Colorado, хотя три батарейки типоразмера ААА были установлены новые.

Влагонепроницаемый корпус был выполнен из анодированного алюминиевого сплава, имел длину 12 см. Фонарик выглядел стильно и был удобен в эксплуатации.

Как проверить в светодиодном фонаре батарейки на пригодность

Ремонт любого электроприбора начинается с проверки источника питания, поэтому, не смотря на то, что в фонарь были установлены новые батарейки, ремонт следует начинать с их проверки. В фонаре Smartbuy батарейки устанавливаются в специальный контейнер, в котором с помощью перемычек соединены последовательно. Для того чтобы получить доступ к батарейкам фонарика нужно разобрать, вращая против часовой стрелки заднюю крышку.

Батарейки в контейнер необходимо устанавливать, соблюдая обозначенную на нем полярность. На контейнере тоже обозначена полярность, поэтому его нужно заводить в корпус фонаря стороной, на которой нанесен знак «+».

В первую очередь необходимо визуально проверить все контакты контейнера. Если на них имеются следы окислов, то контакты необходимо зачистить до блеска с помощью наждачной бумаги или соскоблить окисел лезвием ножа. Для исключения повторного окисления контактов их можно смазать тонким слоем любого машинного масла.

Далее нужно проверить пригодность батареек. Для этого, прикоснувшись щупами мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения , необходимо измерять напряжение на контактах контейнера. Три батарейки включены последовательно и каждая из них должна выдавать напряжение 1,5 В, следовательно напряжение на выводах контейнера должно составлять 4,5 В.

Если напряжение меньше указанного, то необходимо проверить правильность полярности батареек в контейнере и измерять напряжение каждой из них индивидуально. Возможно, села только одна из них.

Если с батарейками все в порядке, то нужно вставить, соблюдая полярность контейнер в корпус фонаря, закрутить крышку и проверить его на работоспособность. При этом надо обратить внимание на пружину в крышке, через которую передается питающее напряжение на корпус фонаря и с него прямо на светодиоды. На ее торце не должно быть следов коррозии.

Как проверить исправность выключателя

Если батарейки хорошие и контакты чистые, но светодиоды не светят, то нужно проверить выключатель.

В фонаре Smartbuy Colorado установлен кнопочный герметичный выключатель с двумя фиксированными положениями, замыкающий провод, идущий от положительного вывода контейнера батареек. При первом нажатии на кнопку выключателя его контакты замыкаются, а при повторном – размыкаются.

Так как в фонаре установлены батарейки, то проверить выключатель можно тоже с помощью мультиметра, включенного в режим вольтметра. Для этого нужно вращением против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды, открутить его переднюю часть и отложить в сторону. Далее одним щупом мультиметра прикоснуться к корпусу фонарика, а вторым к контакту, который находится в глубине по центру пластиковой детали, показанной на фотографии.

Вольтметр должен показать напряжение 4,5 В. Если напряжение отсутствует нужно нажать кнопку выключателя. Если он исправен, то напряжение появится. В противном случае нужно ремонтировать выключатель.

Проверка исправности светодиодов

Если на предыдущих шагах поиска неисправность обнаружить не удалось, то на следующем этапе нужно проверить надежность контактов, подающих питающее напряжение на плату со светодиодами, надежность их пайки и исправность.

Печатная плата с запаянными в нее светодиодами фиксируется в головной части фонаря с помощью стального подпружиненного кольца, через которое по корпусу фонаря одновременно подается на светодиоды питающее напряжение от минусового вывода контейнера батареек. На фотографии кольцо показано со стороны, которой оно прижимает печатную плату.

Стопорное кольцо зафиксировано довольно крепко, и извлечь его удалось только с помощью приспособления, показанного на фотографии. Такой крючок можно выгнуть из стальной полоски своими руками.

После извлечения стопорного кольца печатная плата со светодиодами, которая изображена на фото, легко извлеклась из головной части фонаря. Сразу бросилось в глаза отсутствие токоограничивающих резисторов, все 14 светодиодов были включены параллельно и через выключатель непосредственно к батарейкам. Подключение светодиодов непосредственно к батарейке недопустима, так как величина протекающего через светодиоды тока ограничивается только внутренним сопротивлением батареек и может вывести светодиоды из строя. В лучшем случае сильно сократит срок их службы.

Так как в фонаре все светодиоды были включены параллельно, то проверить их с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления не представлялось возможным. Поэтому на печатную плату было подано питающее постоянное напряжение от внешнего источника величиной 4,5 В с ограничением тока до 200 мА. Все светодиоды засветились. Стало очевидным, что неисправность фонаря заключалась в плохом контакте печатной платы с фиксирующим кольцом.

Ток потребления светодиодного фонаря

Для интереса измерял ток потребления светодиодами от батареек при включении их без токоограничительного резистора.

Ток составил более 627 мА. В фонарике установлены светодиоды типа HL-508H , рабочий ток которых не должен превышать 20 мА. 14 светодиодов включены параллельно, следовательно, суммарный ток потребления не должен превышать 280 мА. Таким образом, ток, протекающий через светодиоды, превысил номинальный более чем в два раза.

Такой форсированный режим работы светодиодов недопустим, так как ведет к перегреву кристалла, и как следствие, преждевременный выход светодиодов из строя. Дополнительным недостатком является быстрый разряд батареек. Их хватит, если раньше не перегорят светодиоды, не более чем на час работы.

Конструкция фонарика не позволяла впаять токоограничительные резисторы последовательно с каждым светодиодом, поэтому пришлось установить один общий на все светодиоды. Номинал резистора пришлось определять экспериментально. Для этого фонарик был запитан от штанных батареек и в разрыв положительного провода был включен амперметр последовательно с резистором номиналом 5,1 Ом. Ток составил около 200 мА. При установке резистора 8,2 Ом ток потребления составил 160 мА, что, как показала проверка, вполне достаточно для хорошего освещения на расстоянии не менее 5 метров. На ощупь резистор не нагревался, поэтому подойдет любой мощности.

Переделка конструкции

После проведенного исследования стало очевидным, что для надежной и долговечной работы фонаря необходимо дополнительно установить ограничивающий ток резистор и продублировать дополнительным проводником соединение печатной платы с светодиодами и фиксирующим кольцом.

Если раньше надо было, чтобы отрицательная шина печатной платы касалась корпуса фонаря, то в связи с установкой резистора, понадобилось исключить касание. Для этого с печатной платы по всей ее окружности, со стороны токоведущих дорожек с помощью надфиля был сточен угол.

Для исключения касания прижимного кольца к токоведущим дорожкам при фиксации печатной платы на нее были приклеены клеем «Момент» четыре резиновых изолятора толщиной около двух миллиметров, как показано на фотографии. Изоляторы можно изготовить из любого диэлектрического материала, например пластмассы или плотного картона.

Резистор был заранее припаян к прижимному кольцу, а к крайней дорожке печатной платы припаян отрезок провода. На проводник была надета изолирующая трубка, и затем провод припаян ко второму выводу резистора.


После простой модернизации фонаря своими руками он стал стабильно включаться и световой луч хорошо освещать предметы на расстоянии более восьми метров. Дополнительно срок службы батареек увеличился более чем в три раза, и многократно повысилась надежность работы светодиодов.

Анализ причин отказов отремонтированных китайских светодиодных фонарей показал, что все они вышли из строя из-за безграмотно разработанных электрических схем. Осталось только выяснить, сделано это намеренно, чтобы сэкономить на комплектующих и сократить срок эксплуатации фонарей (чтобы больше покупали новые), или в результате безграмотности разработчиков. Я склоняюсь к первому предположению.

Ремонт светодиодного фонаря RED 110

Попал в ремонт фонарик со встроенным кислотным аккумулятором китайского производителя торговой марки RED. В фонаре имелось два излучателя: – с лучом в виде узкого пучка и излучающий рассеянный свет.

На фотографии представлен внешний вид фонаря RED 110. Фонарь мне сразу понравился. Удобная форма корпуса, два режима работы, петля для подвески на шею, выдвигающаяся вилка подключения к сети для зарядки. В фонаре секция светодиодов рассеянного света светила, а узкого пучка – нет.

Для ремонта сначала было откручено кольцо черного цвета, фиксирующее рефлектор, а затем выкручен один саморез в зоне петли. Корпус легко разделился на две половинки. Все детали были закреплены на саморезах и легко снимались.

Схема зарядного устройства была выполнена по классической схеме . Из сети через токоограничивающий конденсатор емкостью 1 мкф напряжение подавалось на выпрямительный мост из четырех диодов и далее на выводы аккумулятора. Напряжение с аккумулятора на светодиод узкого луча подавалось через токоограничивающий резистор 460 Ом.

Все детали были смонтированы на односторонней печатной плате. Провода были припаяны непосредственно к контактным площадкам. Внешний вид печатной платы представлен на фотографии.

10 светодиодов бокового света были соединены параллельно. Напряжение питания на них подавалось через общий токоограничивающий резистор 3R3 (3,3 Ом), хотя по правилам для каждого светодиода нужно устанавливать отдельный резистор.

При внешнем осмотре светодиода узкого пучка дефектов обнаружено не было. При подаче питания через включатель фонарика с аккумулятора напряжение на выводах светодиода присутствовало, и он нагревался. Стало очевидным, что кристалл пробит, и это подтвердила прозвонка мультиметром . Сопротивление составило при любом подключении щупов к выводам светодиода 46 Ом. Светодиод был неисправен и требовалась его замена.

Для удобства работы от платы светодиода был отпаяны провода . После освобождения выводов светодиода от припоя оказалось, что светодиод намертво держится всей плоскостью обратной стороны на печатной плате. Для его отделения пришлось закрепить плату в настольных висках. Далее острый конец ножа установить в место соединения светодиода с платой и легонько ударить по ручке ножа молотком. Светодиод отскочил.

Маркировка на корпусе светодиода, как обычно, отсутствовала. Поэтому необходимо было определить его параметры и подобрать подходящий для замены. По габаритным размерам светодиода, напряжению аккумулятора и величине токоограничивающего резистора было определено, что для замены подойдет светодиод мощностью 1 Вт (ток 350 мА, падение напряжения 3 В). Из «Справочной таблицы параметров популярных SMD светодиодов» для ремонта был выбран светодиод LED6000Am1W-A120 белого свечения.

Печатная плата, на которой установлен светодиод выполнена из алюминия и одновременно служит для отвода тепла от светодиода. Поэтому при установке его необходимо обеспечить хороший тепловой контакт за счет плотного прилегания задней плоскости светодиода к печатной плате. Для этого перед запайкой на места контакта поверхностей была нанесена термопаста , которая применяется при установке радиатора на процессор компьютера.

Для того, чтобы обеспечить плотное прилегание плоскости светодиода к плате необходимо сначала положить его на плоскость и немного отогнуть вверх выводы, чтобы они отступали от плоскости на 0,5 мм. Далее выводы залудить припоем, нанести термопасту и установить светодиод на плату. Далее прижать его к плате (удобно это сделать отверткой с вынутой битой) и прогреть выводы паяльником. Далее убрать отвертку, ножом прижать в месте изгиба вывода его к плате и прогреть паяльником. После затвердевания припоя нож убрать. За счет пружинных свойств выводов светодиод будет плотно прижат к плате.

При установке светодиода необходимо соблюдать полярность. Правда в этом случае, если будет допущена ошибка, то можно будет поменять местами подающие напряжение провода. Светодиод припаян и можно проверить его работу и измерять потребляемый ток и падение напряжения.

Ток протекающий через светодиод составил 250 мА, падение напряжения 3,2 В. Отсюда потребляемая мощность (нужно умножить ток на напряжение) составила 0,8 Вт. Можно было увеличить рабочий ток светодиода уменьшив сопротивление 460 Ом, но я этого делать не стал, так как яркость свечения была достаточной. Зато светодиод будет работать в более легком режиме, меньше нагреваться и увеличится время работы фонарика от одной зарядки.

Проверка нагрева светодиода проработавшего в течении часа показала эффективный отвод тепла. Он нагрелся до температуры не более 45°С. Ходовые испытания показали достаточную дальность освещения в темноте, более 30 метров.

Замена кислотного аккумулятора в светодиодном фонаре

Вышедший из строя в светодиодном фонаре кислотный аккумулятор можно заменить как аналогичным кислотным, так и литий-ионным (Li-ion) или никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА.

В ремонтируемых китайских фонарях были установлены свинцово-кислотные AGM аккумуляторы разных габаритных размеров без маркировки напряжением 3,6 В. По расчету емкость этих аккумуляторов составляет от 1,2 до 2 А×часов.

В продаже можно найти аналогичный кислотный аккумулятор российского производителя для ИБП 4V 1Ah Delta DT 401, который имеет напряжение на выходе 4 В при емкости 1 А×часа, стоимостью пару долларов. Для замены достаточно просто, соблюдая полярность, перепаять два провода.

Через несколько лет эксплуатации светодиодный фонарь Lentel GL01, ремонт которого описан в начале статьи, опять принесли мне в ремонт. Диагностика показала, что выработал свой ресурс кислотный аккумулятор.

Был куплен для замены аккумулятор Delta DT 401, но оказалось, что его геометрические размеры были больше, чем неисправного. Штатный аккумулятор фонарика имел размеры 21×30×54 мм и был выше на 10 мм. Пришлось дорабатывать корпус фонарика. Поэтому прежде, чем покупать новый аккумулятор убедитесь, что он вместится в корпус фонаря.

Был удален упор в корпусе и ножовкой по металлу отпилена часть печатной платы, с которой предварительно был выпаян резистор и один светодиод.

После доработки новый аккумулятор хорошо установился в корпус фонаря и теперь, надеюсь, прослужит не один год.

Замена кислотного аккумулятора
аккумуляторами типоразмера АА или ААА

Если нет возможности приобрести аккумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, то его можно успешно заменить тремя любыми пальчиковыми никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА емкостью от 1 А×часа, которые имеют напряжение 1,2 В. Для этого достаточно соединить последовательно, соблюдая полярность, три аккумулятора проводами методом пайки. Однако экономически такая замена нецелесообразна, так как стоимость трех качественных пальчиковых аккумуляторов типоразмера АА может превышать стоимость покупки нового светодиодного фонаря.

Но где гарантия, что в электрической схеме нового светодиодного фонаря не имеются ошибки, и не придется его тоже дорабатывать. Поэтому считаю, что замена свинцового аккумулятора в доработанном фонаре целесообразна, так как обеспечит надежную работу фонаря еще несколько лет. Да и всегда будет приятно пользоваться фонариком, отремонтированным и модернизированным своими руками.

Разобраться, от каких параметров зависит работа фонарика, одинаково важно тем, кто хочет подобрать себе готовую модель, и желающим спроектировать устройство своими руками (будь то брелок-фонарик со светодиодом, карманный, налобный или походный вариант). Ремонт фонариков преимущественно зависит от их устройства, а замена некоторых элементов требует особых навыков. Яркий – вовсе не единственное определение для качественного устройства.

Первым делом следует обозначить назначение фонарика. Вряд ли возможно выделить универсальное устройство, одинаково эффективное в любых условиях. В конце концов, маленький карманный фонарик никогда не сравнится с мощным стационарным оборудованием, а самодельные приборы далеко не всегда превосходят уже готовые (даже китайского производства), и дело не только в том, как был подобран светодиод.

Габариты

Определиться с размерами фонаря необходимо в 2-х случаях: чтобы иметь возможность носить его с собой (в кармане, сумке и т.д.), и чтобы правильно рассчитать корпус при собственноручном составлении схемы.

Габариты также нужно знать при подборе аксессуаров. Налобный фонарь носят на специальной ленте, а походный – на клипсе или в матерчатом чехле (на поясе).

Параметры светового потока

Зачастую, требуется именно самый яркий фонарь, но не всегда большое количество люменов полностью определяют этот показатель. Не менее важная роль отводится углу рассеивания освещения. С освещением небольшой области может справиться и простой брелок-фонарик со светодиодом или любой карманный вариант. Чем уже луч – тем дальше может светить прибор, например, налобный фонарик для походов.

Важно: Линза может в корне изменить характеристики устройства. Схема работы фокусируемых фонарей довольно проста: положение линзы регулирует ширину и наклон луча по мере своего приближения/отдаления от светодиода.
Подбор самого светодиода

Именно источник света определяет большинство показателей фонарика (насколько он яркий). На работу устройства влияет не только сам светодиод, но также величина его рабочего тока. Силу тока нужно учитывать, чтобы ненароком не спалить девайс, ведь ремонт фонаря не всегда к месту. Светодиод и их цепочки могут по-разному группироваться, чтобы увеличить дальность или площадь охвата (самый большой обычно располагается ближе к центру).

Работа в автономном режиме

Длительность работы – весьма относительная величина. Она обусловлена не только выбором аккумулятора, но и режимом фонарика, за который отвечает светодиод. Как для самодельных устройств, так и для готовых, можно вмонтировать таймер для экономии энергии. Автономный режим может исчисляться часами (карманный и налобный фонарики) и даже сутками (аварийные и поисковые), на этот промежуток влияют преимущественно основные характеристики.

Виды элементов питания

Аккумуляторы различаются в зависимости от принципа получения энергии, среди наиболее популярных типов можно выделить такие:

  • литиевые (Li-Ion);
  • никель-металлогидридные (NiMH);
  • никель-кадмиевый (NiCd);
  • свинцово-кислотные;
  • литий-полимерные (Li‑pol);
  • никель-цинковые (NiZn).

Маленький фонарик (карманный или налобный) может работать и на обычных пальчиковых батарейках, в других случаях тип аккумулятора лучше подбирать исходя из общих требований, чтобы ремонт или замена батареи не стала нерешаемой задачей.

Режимы работы

Чем проще прибор – тем меньше режимов у него в арсенале. Самый простой яркий брелок-фонарик со светодиодом, карманный и налобный фонари, как правило, имеют не больше одного. Чем сложнее система – тем больше вероятность отказа одной из составляющих, т.е. тем чаще им требуется ремонт.

  • яркостные (минимальный-средний-максимальный);
  • сигнальные (стробные);
  • программируемые (настраиваются пользователем вручную).

Подверженность влиянию внешних факторов

Сама схема и светодиод должны быть защищены от ударов, тряски, попадания пыли и грязи. Для более серьезных устройств лучше обеспечить влагостойкость. Это бывает достаточно сложно не только при самостоятельной сборке, но и после приобретения готовых моделей. Водостойкость лучше проверять заранее, особенно на фонариках китайского производства, чтобы иметь возможность вовремя осуществить ремонт.

Расположение креплений

Фонарик должен быть удобными в эксплуатации. Для этого нужно заранее продумать, как будет составлена схема — расположение кнопок, ответственных за то, как работает светодиод, вспомогательные линзы и рассеиватели. Важно иметь возможность отрегулировать крепление (налобный или вело-фонарь), плотность зажима и др.

Стабилизация тока

Режим работы фонаря на светодиодах напрямую зависит от подаваемого тока, остальные характеристики при этом могут быть схожими. Устройства стабилизированного считаются более яркими и стабильными, но при разрядке быстро гаснут. Нестабилизированный же фонарь менее яркий, зато лампы гаснут постепенно, со временем сбавляя свою яркость до 0.

Разобравшись в параметрах устройства, становится намного проще не только подобрать интересующий вид фонарика (карманный, налобный, навесной, брелок-фонарик со светодиодом), но и определиться с требуемыми элементами, если есть собственная схема и подобран соответствующий светодиод, а также осуществить частичный ремонт устройства.

Диодное освещение своими руками гараж

Гараж стараются обустроить очень тщательно. Но если его прочности, защите от нападений, влаги и перепадов температур уделяется достаточно много внимания, то устройство освещения часто недооценивается. При этом, удобство использования как помещения в целом, так и отдельных зон, очень сильно зависит от качества подсветки.

Особенности

В гараже машины не только хранят, их там подчас и ремонтируют. Выводить всякий раз на улицу очень неудобно и отнимает много времени, оттого многие автомобилисты оборудуют специальные смотровые ямы. Но даже в яркий солнечный день, когда двери открыты полностью, поток света в этой части помещения оказывается недостаточным для работы. Освещение в гараже нужно продумывать еще и с тем расчетом, чтобы даже в самых отдаленных углах все было хорошо видно. Подготовиться и смонтировать необходимые устройства смогут практически все.

Разновидности ламп

Прежде всего следует определиться с нужным вам видом ламп. Традиционные светильники накаливания применять не стоит, хотя бы потому, что КПД у них мал, и при работе выделяется слишком много тепла. Кроме того, спектр излучения старых ламп представлен желтыми и красными тонами, которые отвлекают от работы. Да и риск возгорания, когда лампа накаливания перегорает, очень велик.

Галогенные лампы довольно близки к лампам накаливания, но колба заполняется парами брома. Благодаря им вольфрамовые нити разогреваются эффективнее, дают больший световой поток и могут отработать до 4 тысяч часов. Люминесцентные лампы — это колбы, электроды в которых окружены инертными газами. Внутреннюю поверхность покрывают люминофорами, которые светятся при ультрафиолетовом облучении. Рекомендуется выбирать источники света, соответствующие классу защиты IP-65, они очень устойчивы к пыли и грязи.

Светодиодное освещение очень популярно, и считается многими специалистами настоящим прорывом в осветительной технике. Подобные устройства стоят достаточно дорого, но при условии качественного исполнения, способны проработать 50 тысяч часов. По сравнению с люминесцентными лампами, светодиоды потребляют меньше тока и дают более привлекательный свет. Диодное освещение является универсальным, люминесцентное – эффективнее в отапливаемом помещении, а галогенное – в холодном.

Пользоваться прожекторами на основе LED нужно для подсветки отдельных частей помещения — прежде всего, при работе под машиной и внутри смотровых ям. Автономное освещение тоже лучше всего выполняется на основе светодиодов. Его делают всегда на основе лент в плафонах (300 единиц на плафоне). Провода ведут на потолок, переключение предусматривается через щиток. Когда гараж остается без электричества, 12 вольт от аккумулятора какое-то время будут обеспечены. При возобновлении электропитания аккумулятор начнет заряжаться опять.

Автомобилисты, следящие за современными техническими достижениями, часто используют и другое приспособление, позволяющее меньше зависеть от перебоев на магистральных сетях. Речь идет о солнечной батарее, которая за день генерирует электричество, а в темное время суток аккумулятор отдает полученный заряд. Проблема только в том, что придется или весь день находиться в гараже, или платить за его солидную охрану. Ведь количество желающих похитить батареи очень велико, стоят они дорого.

Полезной опцией оказывается датчик движения для включения ламп. Передвигаясь с тяжелым инструментом, с громоздкими деталями или просто с грязными руками, даже самыми удобными выключателями пользоваться сложно. Автоматика позволяет успешно решить эту проблему.

Кроме выбора типа светильников и комплектации осветительной системы, требуется правильно рассчитать их мощность. Проще всего применить источники света мощностью 16 — 20 Вт на 1 кв. м.

Также вводятся поправки:

  • для потолков не выше 250 см — нулевые;
  • в гаражах высотой 3 м и более — дополнительно 50%;
  • чем темнее отделочный материал, тем больше должна быть световая сила ламп.

Экономить на энергии будет проще, если сделать стены, пол и потолок как можно светлее.

Какое расположение лучше?

Когда виды источников света и их мощность определены, наступает очередь выбора их расстановки. Основное требование состоит в том, чтобы распределение света было однородным по всей территории гаража. В большинстве случаев лампы ставят так, как считают удобным и комфортным для себя. Традиционная схема подразумевает закрепление светильников на стене и на потолке, более современный подход включает применение автономных систем. Питаемые от аккумуляторов фонари, не только могут быть перемещены в любое удобное место, но и совершенно независимы от электросетей.

Освещение в гараже рекомендуется сделать многоуровневым: наверху ставят крупную лампу, а для каждой рабочей зоны устанавливают боковые светильники меньшего размера.

Типичное распределение таково:

  • первый уровень — потолок;
  • второй уровень — на высоте 1,8 м;
  • третий уровень (рабочий) — на высоте 0,75 м;
  • четвертый уровень — 40 см от пола.

Полноценное гаражное освещение делается с таким расчетом, чтобы тень автомобиля не падала на светильники. Боковые лампы крепят на кронштейны, что позволяет поворачивать их в требуемую сторону. Стационарные источники света располагают так, чтобы при входе, выходе и обычной работе они не слепили глаза. Другим обязательным условием успеха является использование плафонов. Это позволяет предотвратить негативное действие бликов и мигания. Главный светильник ставят не просто на потолок, а там, где он будет освещать капот, не создавая тени.

Особо важно подготовить освещение в смотровой яме, куда в любой момент может что-то укатиться. При этом допустимо применять только маломощные источники света — светодиоды и галогенные лампы. Ведь высокая влажность, от которой трудно избавиться, повышает риск удара током. Светильники ставят во флаконы, покрытые стальными сетками, по краям ямы, в специально подготовленных нишах. В результате лампы не будут мешать работе, и останутся целы даже в том случае, если сверху упадет тяжелый предмет или острый инструмент.

Проводку лучше всего провести скрытым способом — но учтите, что после оштукатуривания стен сделать это будет уже невозможно. Рассчитайте все максимально тщательно, чтобы отделочный материал не был вскоре разрушен. Провода делают параллельно потолку, а перед началом работ консультируются у опытных специалистов. Если вы не уверены в своих знаниях и умениях, правильнее будет нанять квалифицированного электрика, особенно когда гараж расположен в подвале или в ином месте, где скапливается вода.

При самостоятельной работе требуется сформировать четкую схему, где будут указаны:

  • источники питания или вводы извне;
  • светильники;
  • иные стационарные приборы;
  • трассы проводки;
  • розетки и выключатели.

Всегда нужно идти в магазин с этой схемой — так и продавцам будет проще разобраться, что-то подсказать, и меньше риск забыть нужные пункты, перепутать отдельные моменты. Сверху над всеми розетками и выключателями нужно устанавливать распределительные боксы. Когда установка и соединение окончены, целесообразно сразу проверить работоспособность компонентов и переключателей. И при обнаружении малейших проблем нужно немедленно их исправить.

Этапы подготовки

Как в большом, так и в малом гараже, открытая прокладка проводов потребует использования коробов (из пластмассы либо металла). Заменой коробам может выступить гофрированная труба. Целесообразно при выборе варианта ориентироваться на рекомендации профессиональных электриков. В любом случае, обязательным компонентом является общий выключатель, располагаемый на входе или въезде в гараж. Он позволяет сразу зажечь верхний свет при входе в помещение, или погасить его при уходе.

Для подсветки в смотровых ямах нужны светильники на 12 или на 36 вольт (выбор между ними — во многом дело личного вкуса). Электропитание источников света нужно делать с помощью многожильного кабеля сечением 1,5 — 2 кв. мм. Рекомендуется выбирать лампы с цветовой температурой от 4000 до 5500 К. Тип цоколя — Е27 и Е40.

Светодиодные приборы должны иметь типоразмеры:

Чтобы сократить расходы на приобретение светильников и на потребляемую энергию, в самых темных местах можно поставить зеркало. Отражая лучи, оно позволит увеличить освещенность в гараже без лишних затрат.

Выбор схемы подключения

Требования электрической безопасности предписывают заземлять вводы в распределительные щиты, причем сопротивление у заземления делается максимум 4 Ом. Независимо от конкретной организации электропитания, в обособленном гараже ставят электросчетчик, а если гараж подключен к домашней электросети, то он не нужен. Ток вводного автомата определяется по величине, допустимой технически в данной электросети или разрешенной правлением гаражного кооператива.

Также в любой схеме должны быть:

  • устройство защитного отключения;
  • понижающие трансформаторы;
  • обособленные автоматы для зарядных устройств и сварочных аппаратов.

Осветительные линии правильно создавать на основе кабеля ВВГ 3х1,5. Силовые однофазные цепи делают из провода ВВГ 3х2,5, а трехфазные — из провода ВВГ 5х2,5. Внутри ПВХ труб и коробов применяются кабели ВВГнг 3х1,5. Открытая установка поверх горючего основания требует использовать решение ВВГнг LS 3х1,5, который, благодаря сложной изоляции, позволяет обойтись без усиленной защиты. Можно провести трассу как вертикально, так и горизонтально. При любой возможности стоит выбирать наиболее короткую диагональную прокладку.

Важно: повороты разрешается делать только под углом 90 градусов, с разрывом минимум 0,1 — 0,15 м от полов и потолков. Нельзя размещать провода ближе 150 мм от отопительных труб и других нагревающихся, хотя бы периодически, конструкций. Поскольку в гаражах неизменно присутствует вода и пыль, все электрооборудование должно быть защищено от обоих факторов. Запрещено приближать выключатели к воротам, косякам и окнам. Минимальная высота монтажа розеток составляет 0,6 м.

Делаем своими руками: инструкция

Устройство освещения в гараже и монтаж электропроводки требует использования:

  • тестера;
  • комплекта изолированных отверток;
  • изоляционной ленты;
  • диэлектрических перчаток;
  • защитных очков;
  • плоскогубцев с изоляцией;
  • строительного ножа либо кусачек (ими отрезают провод и зачищают его).

Прокладка проводки, монтаж распределительных шкафов и иных компонентов невозможны без перфораторов, дрелей и штроборезов.

Также стоит приготовить:

  • строительные шпатели;
  • лобзики;
  • пилы по металлу и дереву;
  • молотки, гаечные ключи;
  • сверла для определенных материалов;
  • дисковые пилы;
  • строительные уровни и измерительную рулетку.

Точный перечень инструментов определяется тем, какие именно работы нужно провести и каков их объем. Одна розетка должна приходиться на 6 кв. м. гаража, причем выключатели общего и локального уровня нужно разделять. Когда помещение имеет отдельные зоны, число источников света на общем уровне можно уменьшить. Но это означает, что придется все равно подключать частные блоки питания к главным силовым линиям качественно.

Кирпичные стены с гипсовой и известковой штукатуркой позволяют делать скрытую проводку. Центром прокладки кабелей является внутренний распределительный блок. В направлении розеток проводят штробы для силовых кабелей. Штробы от выключателей к потолочным светильникам делают обязательно по вертикали. Когда использован подвесной или пожароопасный потолок, осветительные линии полагается убирать в особую гофру, скрываемую фальшивым перекрытием.

На высоких потолках сложной конфигурации или из крепких, плохо поддающихся обработке материалов, нужно протягивать гофру под навесом. При работе внимательно следят, чтобы натяжение кабеля было равномерным: он не должен нигде растягиваться и ломаться. Места для установки распределительных коробок оснащаются углублениями.

Нельзя рассчитывать, что обустройство освещения в гараже будет дешево и качественно одновременно. Еще сложнее выполнить эту работу в металлическом строении. Каркасный гараж, утепленный снаружи и отделанный внутри несколькими типами материалов, оборудуется осветительными системами с комбинированным маршрутом трассы.

Основные нюансы таковы:

  • щиты ставят на негорючих основаниях справа от двери или ворот;
  • целесообразно размещать электрические трассы скрыто;
  • при невозможности скрытого монтажа применяют короба из пластика или металла;
  • эти короба крепят на стены максимально надежно;
  • для установки розеток и выключателей применяют открытые коробки;
  • осветительные приборы ставят на особые кронштейны, которые подбираются в соответствии с методом крепления.

Когда в гараже, кроме машины, накапливаются хозяйственные принадлежности, запчасти, инструменты, вещи, или есть ряд рабочих сегментов, нужно предусмотреть несколько пунктов включения света, один из которых будет главным. Все приборы в смотровых ямах нужно подключать только через понижающий трансформатор. Если расчеты выполнены правильно и ошибок при монтаже проводов и аппаратуры не допущено — безопасная работа электросети гарантирована примерно на 30 лет.

Непременно следует предусмотреть аварийное освещение гаража. Простейший вариант — пара светодиодных лент, которые подключают непосредственно к аккумуляторам. Не обязательно брать именно автомобильную АКБ, компьютерный блок бесперебойного питания тоже подойдет для решения этой задачи. В качестве автономного источника электроснабжения ветряной генератор можно использовать только в горных местностях или на морских побережьях, где скорость ветра очень часто превышает 6 м/с. При такой скорости потока стандартное устройство за час генерирует 1 Квт электроэнергии — вполне достаточно для осветительных приборов.

Если солнечная батарея и аккумулятор не подходят, нужно выбирать «филиппинский фонарь». Это бутылка из прозрачной пластмассы, на которую надевают экран из оцинкованной, либо нержавеющей стали. Форма экрана бывает как круглой, так и прямоугольной. В емкость заливают чистую воду и разбавляют хлоркой. Устройство ставят в крышу, а стыки заливают герметиком либо силиконом. Чтобы света в помещении хватило, нужно использовать несколько светильников.

Полезные советы и рекомендации

Уличный фонарь следует оборудовать датчиком движения. Тогда он не будет целую ночь расходовать заряд аккумулятора или накручивать диск счетчика. Нельзя использовать даже малейшую часть проводки без заземления. Крайне опасно экономить на светильниках, УЗО и кабелях. Если ремонтировать машину в гараже не планируется, или это будет происходить лишь изредка, то можно сэкономить, отказавшись от аварийного освещения. Редко бывающим в гараже людям, стоит смонтировать только одну лампу и использовать ее по мере надобности.

Источник http://erpr.ru/chto-takoe-diodnoe-osveshchenie-harakteristiki-svetodiodov-i-oblasti.html

Источник http://usercpu.ru/chto-takoe-diodnoe-osveshchenie-harakteristiki-svetodiodov-i/

Источник http://fininstroy.ru/diodnoe-osveschenie-svoimi-rukami-garazh/

Похожие записи

Оставить комментарий