Всем привет.
Мы жили не тужили и ничто не предвещало беды, но с резким подорожанием электроэнергии я задумался о экономии электричества и решил начать с малого, сделать светодиодные лампы с минимальными вложениями денежных средств.
Схема светодиодной лампы довольно проста и не требует высшего образования для ее сборки, собрать ее сможет любой начинающий радиолюбитель.
Довольно простая схема, теперь немного про схему.
Конденсатор С1 подбирается непосредственно по току светодиодов, у меня стоят светодиоды smd5050 их 18 штук, в одном корпусе светодиода три кристалла, итого получается 54 светодиода соединенных последовательно.
Один светодиод потребляет 20 мА т.к. светодиоды подключены последовательно то ток не меняется, конденсатор поставил на 0,47 мкФ 400 вольт и получился ток потребления 17 мА, больше и не надо, пускай лучше запас небольшой будет.
Дальше стоит диодный мост который защищает светодиоды от обратного напряжения, диодный мост я поставил DB107S 1А 1000 вольт, такого моста вполне хватит для этой схемы.
Дальше у нас стоит резистор на 100 Ом, причем не важно сколько светодиодов стоит 1 или 10, сопротивление при этом не меняется, но есть одно но, меняется только мощность резистора в зависимости от мощности светодиода.
На свои 20 мили амперные светодиоды я поставил резистор мощностью 0,125 ватта, а вот когда я собирал на пол ватных светодиодах и ток потребления 180 мА, то я ставил резистор на 0,5 ватта.
Дальше у нас конденсатор С2, он защищает наши светодиоды от всплесков напряжения в сети, сам конденсатор я взял с эконом лампочки 4,7 мкФ 400 вольт.
Вот собственно и вся схема, теперь переходим к печатной плате.
Печатная плата выполнена на двух стороннем фольгированном стеклотекстолите, конденсатор С2 не указан так как я его припаиваю параллельно светодиодам, также его ножки служат в качестве перемычек на вторую сторону печатной платы.
Этим самым я с экономил место на плате.
Вот собственно и получилась такая светодиодная лампа для дома за пару часов, а полный обзор светодиодной лампы вы можете посмотреть в этом видео ролике. Всем спасибо, до скорой встречи.
Комментарии (46)
ploop
27.06.2015 17:35+2Дальше у нас конденсатор С2, он защищает наши светодиоды от всплесков напряжения в сети
Этот конденсатор нужен для уменьшения мерцания светодиодов на частоте 100 Герц. Светодиоды не имеют инерции, и без него вы с ума сойдёте через полчаса под этой лампочкой.
Ёмкость надо бы побольше.
lnx
27.06.2015 17:40Без него, после нескольких включений, сгорят светодиоды. При включении, на доли секунды, разряженный C1 представляет из себя перемычку. Я бы ещё стабилитрон (или трансил) рекомендовал на несколько вольт больше, чем падение на светодиодах.
ploop
27.06.2015 17:42Там резистор должен сгладить бросок тока по идее, но и фильтрующий кондёр тоже.
lnx
27.06.2015 17:45Поосторожней с конденсаторами, у меня две китайские лампочки с обычными плёночными, похожими на К73-17, на 400В задымились. Рекомендую использовать помехоподавляющие X2.
velvetcat
27.06.2015 18:14+2Вообще идея использовать конденсатор в качестве активного сопротивления в сети 220В не очень хороша.
Хотя это и дешево.lnx
27.06.2015 18:35А если счётчик учитывает реактивную мощность то и экономия электричества сомнительна.
Лучше использовать импульсные преобразователи — полно на E-bay, стоят недорого, есть разной мощности от 1-3 до десятков Ватт. искать «Led driver», соответственно добавив мощность 1W, 10W и т.д.
thelongrunsmoke
27.06.2015 19:46Современные электронные счетчики все учитывают реактивную, такая лампа даже не окупит себя.
ploop
27.06.2015 19:53+3Считают, а не учитывают, не вводите людей в заблуждение. Оплачивается только активная энергия.
the_bat
27.06.2015 22:15Я бы советовал посмотреть Вам в сторону драйвера на LNK микросхеме. Можно сделать довольно дешевое решение. Также светодиоды поместить на алюминиевую подложку — на текстолите они будут греться очень сильно, что для них губительно. Если Вы не сильно придирчивы к коэффтциенту пульсаций и прочее (а схема с мостом такая и будет) то на LNK можно получить драйвер до 20 Вт. Также можно использовать китайские драйверы с ebay — получится не дорого и эффективно.
oxothuk_uae
28.06.2015 14:17а вот когда я собирал на пол ватных светодиодах и ток потребления 180 мА, то я ставил резистор на 0,5 ватта.
задачка из учебника: I=0,18A, R=100Ohm — чему равна рассеиваемая мощность?
Ganch26 Автор
28.06.2015 16:43Номинальной (допустимой) мощностью рассеяния называется мощность, которая может рассеиваться на резисторе при температуре окружающей среды 20° С. При этом резистор может надёжно работать длительное время, не перегреваясь.
Мощность, выделяемая на резисторе:
P = I?·R (Вт), где
I – ток, проходящий через резистор (А);
R – сопротивление резистора (Ом);
Р – мощность, выделяемая на резисторе (Вт).
а также:
ЗАКОН ОМА
Базовая формула P=I*E E=I*R
Расчет напряжения E=P/I E=I*R E=SQR(P*R)
Расчет силы тока I=P/E I=E/R I=SQR(P/R)
Расчет мощности P=I*E P=E 2 /R P=I 2 *R
Расчет сопротивления R=E 2 /P R=E/I R=P/I 2
P — Мощность (Ватт)
E — Напряжение (Вольт)
I — Сила тока (Ампер)
R — Электрическое сопротивление (Ом)
SQR — квадратный корень
oxothuk_uae
28.06.2015 16:58и я о том же
P= 0.18^2*100=3.24W
а у вас 0,5WGanch26 Автор
28.06.2015 17:03Да да да, но работает!
oxothuk_uae
28.06.2015 17:25+1ну как-то и сколько-то оно проработает, кому вообще нужен закон ома…
Если уж подтверждать все эксперементально, то давайте проверим утверждение
дальше у нас стоит резистор на 100 Ом, причем не важно сколько светодиодов стоит 1 или 10, сопротивление при этом не меняется, но есть одно но, меняется только мощность резистора в зависимости от мощности светодиода.
подключив ОДИН светодиод (можно в лампочке закоротить перемычкой ненужные)
JerleShannara
29.06.2015 15:25Работать оно работает, но такое «а ну и фиг с ним» постоянно повторяемое в работе «для себя» порой входит в норму при разработке всего остального. А далее всё что угодно, от дохнущего зарядника до падающей ракеты.
DjOnline
28.06.2015 18:56Я не понимаю Хабр. Я не подписан на хаб «электроника для начинающих», я ничего не понимаю в этом, и фраза «Схема светодиодной лампы довольно проста» для меня довольно смешна, как и для 90% разработчиков здесь.
Зачем Хабр предлагает мне это в «популярное за сутки»? Deniskin, лучше или не показывать неподписанные хабы в «популярное за сутки», или ввести кнопку для хаба «не показывать этот хаб больше» по аналогии с «подписаться на хаб», или вообще вынести это на отдельный сайт.
deBarb
28.06.2015 22:02+1Ну, как так? Популярное — это популярное. Вы не слушаете Киркорова, к примеру, но если он популярен, то вы его будете слышать везде, везде будет мелькать он у вас перед глазами.
В этом есть полезный эффект: вы чем-то не интересуетесь, но это вдруг стало популярно. Может, вы пересмотрите круг своих интересов в пользу популярного? Или, чтобы быть в трэнде, хотя бы просто окинете мельком популярную тему?
vladikas
30.06.2015 23:53В статье жуткий бардак из наименований единиц СИ… Неприятно читать, честное слово…
ntfs1984
Оптимальнее сделать один блок питания-драйвер, и питать от него несколько источников света. А еще лучше один блок питания на всю квартиру.
Ganch26 Автор
Такая лампа обойдется 1,5-2 доллара если покупать радиодетали в розницу, а если оптом то еще меньше, а насчет блока питания на всю квартиру может вы и правы, только если он выйдет из строя света не будет по всей квартире, а так вроде каждый сам по себе.
BaRoN
Кстати, лампа собранная по такой схеме, ещё и на диммер ведь будет реагировать, да? )
Ganch26 Автор
Да реагировать на Диммер она будет безусловно.
BaRoN
Мне китайщина, кстати, обходилась примерно в 120 рублей за лампочку (в то же время, 40-60 рублей стоили галогенки в магазине). Сейчас примерно 130 рублей (с купоном) стоят лампочки у китаёз — т.е. самостоятельная сборка по сравнению с покупкой у китайца не даёт экономии денег. Грубо говоря, при зарплате 30000 рублей в месяц, час времени можно оценить в 170 рублей. Тогда лампочка, собранная своими руками — будет стоить 50 рублей на запчасти + 170 рублей = 220 рублей, т.е. если оценивать только в деньгах, то у китайцев покупать выгоднее.
Если смотреть на другую, нематериальную составляющую (я каждый раз радуюсь, когда «я сделаль») (даже если получилось кривенько и косенько) — это уже, конечно, бесценно.
Arlakz
Вам зрение совсем не жалко?
Я лампы хуже чем «Navigator» просто не буду ставить, лучше тогда остаться на лампах накаливания, чем на мерцающих или с неприятным для меня спектром
BaRoN
Вы не поверите, но мне безразлично, приятен ли вам спектр лампочек, которые стоят у меня дома. Мне — нравятся.
Опять же глазом я мерцания не вижу, в объектив фотоаппарата тоже. Это маленькие лампочки на потолок, а не какие-то здоровенные дуры в люстру для освещения целой комнаты, не вижу причин, почему бы им не стоить недорого.
ntfs1984
Вот например у вас классическая люстра на три лампы.
Вы их заменили на светодиодные. Это хорошая экономия.
Но вы сэкономите еще больше, если каждая из этих ламп будет без собственного блока питания, а будет питаться от одного единственного. Который вы можете спрятать в люстре. Или в углублении выключателя.
BaRoN
У меня десяток таких ламп освещают комнату (двухуровневый потолок — гипсокартон, где установлены лампы и натяжной потолок). 10 светодиодных лампочек — 30Вт, одна галогенка — 30Вт. Правда, у меня обычная китайщина стоит, ни в коем разе не самоделки. Переход на светодиоды экономит 270Вт каждый час, а сколько можно сэкономить за счёт кастомного драйвера?
Ganch26 Автор
Честно говоря я о таком драйвере не слышал, может вы ошиблись в названии драйвера?
ntfs1984
Не не не, вы не так поняли :)
Совет состоит в том, чтоб не питать каждую лампочку отдельным блоком питания, а питать все от одного, тогда можно еще более сократить количество потерь на каждом преобразовании. И следовательно сэкономить.
Ganch26 Автор
Я понял, спасибо за совет.
BaRoN
А почему это будет выгоднее, можете объяснить? Лампочки меньше тока потреблять не станут же, верно, т.е. им всё равно надо по 20 мА на светодиод?
Неужели будет меньше потеря тока в проводах? (Но я откуда-то из школьной физики помню, что переменный ток высокого напряжения как раз применяют для того, чтобы уменьшить потери при передаче тока).
Ganch26 Автор
Объясняю, у 60 ваттной лампы накаливания ток потребления 0,27 ампера, а у светодиодной лампы 0,017 ампера, 3,74 ватта, смысл улавливаете.
BaRoN
Нет, мне интересно, почему выгоднее запитать несколько светодиодных ламп от одного драйвера, чем лепить на каждую лампочку свой драйвер (т.е. «Совет состоит в том, чтоб не питать каждую лампочку отдельным блоком питания, а питать все от одного, тогда можно еще более сократить количество потерь на каждом преобразовании»).
Ну, не считая того, что 1 драйвер дешевле чем 10 драйверов.
Грубо говоря, если КПД преобразователя 90%, то и КПД каждого из 10 преобразователей — тоже 90%, нет? %)
ploop
Верно, но сделать малогабаритный (и маломощный) преобразователь с таким КПД гораздо сложнее (и дороже), чем один более мощный.
ntfs1984
Не совсем.
КПД одного преобразователя на 100 ватт, будет выше, чем у 10 преобразователей на 10 ватт.
ntfs1984
Уменьшив количество элементов в цепи, мы уменьшим количество потерь электричества на нагрев и прочие преобразования.
BaRoN
А, т.е. грубо говоря за счёт того, что будет использоваться 1 резистор вместо 10… Понятно.
Arlakz
Не учитываете потери в низковольтных линиях питания?
Придется тянуть толстые провода. Иначе потери превысят экономию.
Даже готовый DC-DC преобразователь в розничном магазине стоит 120-250р и цена падает. А если заказывать, да еще оптом — цена еще падает.
Вместе с тем метр медного провода большого сечения стоит все больше и больше.
ntfs1984
Не превысят. Длины провода слишком маленькие, мощности слишком низкие.
Например мне, при помощи обычного китайского мультиметра, не удалось найти разницу в 12 вольтах, между «2 см от блока питания» и «30 см от блока питания».
Я вам более скажу, у меня в умном доме максимальная длина 12-вольтовой линии питания — 15 метров. Потери на глаз не заметны.
kumbr_87
Допустим имеем около 10 ламп 3Вт, 3Вт при 12В=0.25А. Лампы идут по периметру, суммарная длина провода до самой крайней лампы будет около 10 метров. При использовании не шибко толстого провода сечением 1.5кв.мм. сопротивление одного метра будет 11мОм на метр. или 22мОм суммарно (одна жила в каждую сторону). Лампы соединены параллельно, с расстоянием примерно 1м. Потери на последнем метре будут считаться как 0.25А*0.25А*0.022Ом*1м=0.0013Вт. Немного. Чем ближе к блоку питания тем большее количество ламп питается по одному и тому же проводу. В итоге на самом близком к блоку метре провода будет потеря 2.5А*2.5А*0.022Ом*1м=итого 0.13Вт.
Суммарное потребление будет как сумма(N=1..10) (N*0.25А)^2*0.022Ом*1м итого суммарные потери 0.5Вт. Если например ламп будет 15 с расстоянием в метр то потери составят уже 1.7Вт. Если ламп будет 20 с расстоянием в метр то потери будут уже около 4Вт. Совсем не много.
Если лампы будут на 5Вт то ток будет около 0.4А на лампу, соответственно потери для 10 ламп=1.3Вт, для 15 ламп=4.3Вт, для 20 ламп=10Вт. Уже более менее прилично хотя в любом случае меньше чем потребление одной лампы накаливания :)
Конечно расчеты примерные и не учитывают падение напряжения на каждом отрезке, но в целом можно считать их незначительными. Главное не переборщить и не ставить пару десятков ламп Ватт по 5-10. Ну и еще необходимо правильно спланировать такую мелочь как расположение блока питания ведь если взять и расположить его в середине цепи то для 20-ти 5Вт ламп вместо потерь в 10Вт получим потери в 2.6Вт. Ну и с проводом не надо жадничать. Если заменить провод в 1.5кв.мм. на провод в 2кв.мм. то при 20-ти лампах и расположении блока питания по середине потери и вовсе составят чуть меньше 2Вт.
Вот такая вот математика. Надеюсь не допустил грубых ошибок в расчетах.