Прожектор своими руками: конструкция и принцип действия, выбор светодиодов

Самодельный светодиодный прожектор в домашних условиях

Устаревшие галогенные прожекторы в последнее время повсеместно заменяются системами освещения на светодиодах, которые имеют более высокую эффективность, но стоимость таких устройств на порядок выше.

Мастера знают, как собрать светодиодный прожектор своими руками. Для этого придется купить необходимые детали, подготовить инструменты и освоить простые навыки.

Особенности конструкции прожектора

Диодные прожекторы или LED-устройства весьма экономичны по расходу электроэнергии, требуют минимум обслуживания, их светящие элементы работают до 50 – 90 тыс. часов. Приборы приспособлены для эксплуатации на улице, не портятся от погодных условий, грязи, пыли. Качество излучаемого света очень высокое.

Можно ли сделать прожектор на светодиодах своими руками? Конструкция такого оборудования довольно проста, потому можно попробовать собрать его в домашних условиях. Серьезных поломок у самодельного прожектора обычно не возникает, а все, что сломается, можно отремонтировать самостоятельно.

Устройство будет состоять из таких частей:

  • корпус;
  • фиксирующие скобы;
  • светодиодная матрица;
  • драйвер.

Матрица прибора состоит из диодов, прикрепленных к плате и защищенных особыми полимерами от повреждения.

Электротехническая специфика прожектора

Перед началом сборки надо уточнить особенности электроники прожектора на основе светодиодов. Это поможет выполнить работу правильно и исключить воздействие высоких температур на активную зону прибора. Дело в том, что твердотельные полупроводники высокочувствительны к таким перепадам, что вызывает их деградацию и потерю легирующих добавок. В конечном счете критическое повышение температуры (от +60 градусов) вызывает уменьшение интенсивности освещения или полную поломку.

Конструкция простого светодиода предусматривает наличие таких составляющих:

Мощный светодиод включает проводник, теплоотвод, кристалл, линзу, катод. Надо помнить, что мощность диода повышает риск его преждевременного износа из-за перегрева. При создании самоделки важно обеспечить хорошую систему отведения тепла, правильно разбить излучатель на несколько частей и верно их установить (последовательно или параллельно). В простых прожекторах можно делать всего 1 излучающий элемент.

Не менее важно стабилизировать сеть по току, иначе перегрева не избежать. Ток должен регулироваться приложенным напряжением и ограничиваться резисторами на диодах. При создании схемы ЛЕД-устройства делается строгий расчет: при превышении напряжения светодиоды скоро испортятся, при недоборе — будут слабо светить.

Необходимые материалы и детали

Чтобы собрать качественное устройство, надо заранее купить все нужные составляющие. Часть можно найти в гараже у автолюбителей, иные — раздобыть у знакомых.

  1. Светодиодная матрица с драйвером. Такие есть на старых фонарных столбах, которые уже вышли из строя — их мощности будет вполне достаточно, но придется заменить перегоревшие лампы. Еще лучше купить новый элемент в специализированном магазине электроники.
  2. Корпус. Его готовят своими руками из разных подручных материалов — металла, фанеры. Можно взять старый галогеновый фонарь или купить новый.
  3. Соединительные провода. Потребуются для подсоединения готового устройства к сети питания.
  4. Фольга. Нужна для создания отражателя. Купить ее можно в продуктовом магазине, главное, чтобы плотность была высокой.
  5. Надежный клей и герметик либо средство 2 в 1.
  6. Радиатор охлаждения. Будет нужен для изготовления мощного прожектора — на 100 Ватт и более.

Для работы потребуются такие инструменты:

  • болгарка;
  • аппарат для сварки;
  • дрель со сверлом;
  • паяльник с припоем.

к содержанию ↑

Источники света

Светодиоды — главный элемент осветительного прибора, без них не будет выполняться основная функция устройства. Их качеству стоит уделить самое пристальное внимание при покупке. Все светодиоды в рамках одного прибора обязаны быть строго одинаковыми по типу, техническим параметрам (вольт-амперные характеристики).

Тип светодиодов

Рекомендуется сразу купить достаточное количество запасных диодов (до 10), которые заменят поврежденные при монтаже изделия. Неудачное монтирование — не редкость, и покупка с запасом избавит от неудобств.

Существует три основных типа светодиодов:

  1. В форме пластиковой капсулы со штыревыми выводами. Годятся для создания прожекторов малой мощности, для фонарей, стоят дешево. Сила света от таких диодов невелика. У профессионалов есть специальные приборы для определения мощности светодиодов по размеру самих кристаллов, в противном случае придется довериться продавцу. Работать с такими светодиодами легко, ремонтировать — проще простого.
  2. Сверхяркие белые светодиоды на металлической подложке. Их применяют для создания высокомощного осветительного оборудования, система отведения тепла эффективная и простая. Стоимость таких изделий невысока.
  3. Светодиодные LED-матрицы. Это высокомощные светодиоды, работать с которыми рекомендуется только профессионалам. Обычным способом отводить тепло от них не получится, следовательно, прожектор быстро придет в негодность.

Материал корпуса

Корпуса для прожекторов можно купить в интернет-магазине или в специализированном отделе радиотехники, электроники. Стоимость их довольно низкая. Можно «вытряхнуть» старый галогенный светильник, взяв за основу его корпус. Оба варианта хороши, поскольку не придется изобретать отражатель, который уже есть внутри. Цена простенького галогенового светильника составит 150 – 200 рублей, а замена наполнения на светодиодное позволит получить мощное светотехническое оборудование.

Можно сделать корпус самостоятельно, но его эстетические свойства будут ниже. Для обеспечения высокой степени защиты от пыли, влаги стоит взять старую автомобильную фару. Для отличного отвода тепла применяют алюминиевые радиаторы — из них получаются качественные корпуса.

Чтобы разместить пару или больше светодиодов и матриц на одной плате, лучше сделать корпус из жести, тонколистовой стали. После сгибания коробки края шлифуют, швы соединяют заклепками. Сверху изделие грунтуют, наносят эмаль по металлу. Дальше работать с заготовкой можно только после полного высыхания.

Источник питания

После сбора диодов надо подумать о подаче напряжения. Бытовые источники тока не применяются, нужен специальный LED-драйвер, который подает пульсирующий стабильный ток.

LED-драйвер

Высокого напряжения (220 Вольт) светодиодам для питания не требуется, им достаточно 3,2 – 12 Вольт. Если подать к устройству большее напряжение, его можно попросту сжечь. Именно для исключения таких последствий любой прожектор должен иметь LED-драйвер. Его предназначение — стабилизация постоянного тока.

Практически для всех самодельных светодиодных прожекторов годится драйвер LED-лент или систем интерьерного освещения. Его покупают заранее в готовом виде, согласно техническим параметрам рассчитывают количество диодов и разрабатывают схему их соединения. Она будет зависеть от напряжения на выходе и тока стабилизации.

Блоки питания

Такие приборы применяются на прожекторах, которые построены на LED-матрицах. Для малых устройств небольшой мощности можно применять блоки питания общебытового значения с выходным пульсирующим током 0,5 – 1,5 А, напряжением на несколько вольт больше, чем прямое напряжение светодиодов. Для стабилизации тока используются микросхемы LM317, а для приборов более высокой мощности — LM350, LM338.

Этапы сборки прожектора

Порядок создания готового изделия следующий:

  1. Подготовить корпус, из старых корпусов удалить все лишнее, чтобы получилась пустая коробка, заднюю часть отделать фольгой.
  2. При необходимости высверлить в корпусе дырки для вентилирования (при установке радиатора или кулера).
  3. Собрать все светодиоды вместе в одну конструкцию, закрепить их на основании (плате).
  4. Подвести к контактам провода, вывести на наружную часть корпуса.
  5. Установить готовую конструкцию внутри корпуса, закрепить клеем.
  6. Для мощного прожектора поставить радиатор вместе со светодиодной платой (приклеить).
  7. Вытащить провода наружу, закрепить герметиком (это позволит исключить попадание влаги и грязи внутрь).

Для подключения в сеть надо заранее подвести провода электропередачи в нужное место. Важно не перепутать полярность проводов, иначе диоды могут сгореть или не будут работать. Обязательно устанавливается драйвер для стабилизации напряжения. Места стыков проводов изолируются гофрой или пластиковым чехлом. Готовую конструкцию закрепляют на улице.

В результате таких действий будет готов самодельный прожектор с направленным освещением и высокой яркостью. Минус в том, что при нестабильном напряжении надежность изделия будет ниже, поскольку скачки могут вызвать перегорание диодов. Исправить такой недочет поможет монтирование двух резисторов с сопротивлением 1 – 2 Ом. Это позволит получить действительно качественную конструкцию не хуже тех, что реализуются в магазине.

Делаем самодельный светодиодный прожектор на 220 В в домашних условиях

Сегодня весь ассортимент имеющихся на рынке светодиодных прожекторов условно можно разделить на 2 группы: недорогие низкокачественные и фирменные изделия хорошего качества с высокой стоимостью. Стоит отметить, что вторая группа активно подделывается недобросовестными производителями из Китая, что серьезно усложняет выбор.

В данной статье рассмотрим, как сделать светодиодной прожектор на 220 В своими руками, качество которого в разы выше дешевых изделий китайского производства.

Необходимые детали и материалы

Все материалы, используемые в сборке, есть в хозяйственных магазинах и в отделах по продаже радиоэлектронных компонентов. В крайнем случае их можно заказать через онлайн-магазины. Главная деталь – это корпус от галогенного прожектора.

Если прожектор планируется использовать на открытом воздухе, то степень защиты корпуса должна быть не ниже IP67.

Далее понадобится двусторонний фольгированный стеклотекстолит прямоугольной формы. Его размер зависит от внутренних размеров корпуса галогенного прожектора. Для крепления текстолита потребуется алюминиевая пластина, которая также будет служить теплопроводом между светодиодами и корпусом прожектора.

Для более эффективного отвода тепла от светодиодов, рекомендуется использовать максимально тонкий стеклотекстолит.

Светодиоды будем устанавливать SMD 5050 в количестве 100 шт. Для их питания потребуется набор недорогих радиоэлементов, о выборе которых будет сказано чуть ниже. Для монтажа компонентов на печатную плату понадобится стандартный инструмент радиолюбителя. Кроме этого, пригодится умение изготавливать самодельные печатные платы, термопаста и провода.

Схема и печатная плата простого светодиодного прожектора

В качестве источника питания светодиодного прожектора применим схему с гасящим конденсатором, как наиболее простое и доступное каждому решение. Её принцип действия неоднократно рассматривался ранее. Поэтому укажем только основные нюансы, на которые следует обратить внимание. По входу источника питания стоит неполярный конденсатор ёмкостью 1 мкФ на 400 или 630 вольт. Параллельно с ним включен резистор 1 МОм. Можно подключить любой другой резистор мощностью 0,25 Вт и более с сопротивлением 240–1000 кОм. Далее следует диодный мост, собранный на четырёх недорогих диодах 1N4007 (Iпр=1 А, Uобр=1000 В). Его можно заменить диодной сборкой с такими же параметрами. Выпрямленное напряжение сглаживается полярным конденсатором на 10 мкФ 400 В.

Светодиоды на печатной плате прожектора разделены на две последовательно соединённые группы по 50 шт. в каждой. В схеме для светодиодов не используются ограничительные резисторы.

При подключении источника питания к светодиодам между ними был установлен мультиметр в режиме измерения тока. Результат показал 38 мА в обеих ветвях или 19 мА в каждой, что соответствует предварительно проведенным расчетным данным. При сетевом напряжении 220 вольт ток через каждый светодиод не превысит номинальное значение в 20 мА.

Печатная плата изготавливается стандартным способом с помощью лазерного принтера и не требует особой точности. Обратная сторона платы остаётся нелуженой для лучшего отвода тепла. Монтажные отверстия необходимо разместить так, чтобы с их помощью обеспечить надёжный контакт с радиатором.

Плата светодиодного прожектора в файле Sprint Layout 6.0: LED-plata.lay6

Процесс сборки

Начнем собирать прожектор с установки светодиодов на печатную плату. Для этого можно воспользоваться как паяльной станцией, так и простым маломощным паяльником. По завершении следует проверить правильность монтажа и работоспособность каждого светодиода отдельно, используя для этого мультиметр в режиме прозвонки.

Читайте также:  Как прозвонить диодный мост генератора: проверка обмотки и интегралки, причины неисправностей

Следующим этапом по сборке LED-прожектора своими руками является пайка блока питания навесным способом. Расположение радиодеталей нужно продумать так, чтобы они поместились в отсеке, куда заводят провод питания. Чтобы избежать короткого замыкания, оголённые участки изолируем термоусадочной трубкой. Проверяем работоспособность источника питания сначала на холостом ходу, а затем с нагрузкой (светодиодами). После успешного кратковременного запуска переходим к окончательной сборке светодиодного прожектора. Сначала из алюминиевой пластины делаем радиатор в виде уголка. Таким образом, чтобы одна его полка прилегала к внутренней стенке прожектора, а ко второй крепилась плата со светодиодами. С целью повышения теплоотдачи в местах контакта наносим термопасту, после чего производим окончательную сборку.

Плюсы и минусы конструкции

Явным преимуществом конструкции является простота сборки и доступность используемых деталей. В результате проведенных операций получился самодельный светодиодный прожектор направленного действия на светодиодах SMD 5050 со светоотдачей 18 лм каждый. В сумме световой поток самодельного прожектора составит примерно 1600–2000 лм. Точное значение освещенности нужно измерять люксметром. Оно зависит от тока нагрузки и цветовой температуры используемых светодиодов.

Отсутствие ограничительного резистора – минус рассмотренной электрической схемы, благодаря чему её надёжность в регионах с нестабильным напряжением сети резко снижается. Значительный скачок напряжения станет причиной выгорания светодиодов. Поэтому рекомендуем немного усовершенствовать самодельный прожектор, дополнив его схему питания двумя резисторами сопротивлением 1–2 Ом. Не стоит забывать, что светодиодное освещение продолжает прогрессировать, предлагая новые модели твердотельных источников света. В частности, место SMD светодиодов может занять COB матрица, розничная цена которой уже доступна широкому кругу потребителей. COB матрица упрощает монтаж, уменьшает размеры платы, снижает общее время изготовления прожектора в домашних условиях.

Вот только отводить тепло от многокристального чипа придётся с помощью вентилятора, а значит, придётся доработать блок питания. Для этих целей подойдёт компьютерный кулер, для которого достаточно места внутри корпуса. Но в этом случае прожектор нельзя будет эксплуатировать под отрытым небом.

Ещё одним прогрессивным шагом станет замена омеднённого текстолита на фольгированный алюминий. На самом деле этот трёхслойным материал сделан из текстолита, с одной стороны которого нанесена медь для вытравливания печатных проводников, а с другой – алюминий для отвода тепла. Он идеально подходит для построения современных светодиодных фонарей и прожекторов большой мощности.

Подводя итоги, хочется отметить, что сконструировать самодельный прожектор на светодиодах под силу каждому человеку, который «дружит» с паяльником и электричеством. А ещё сборка подобного самодельного устройства не только украсит досуг, но и станет экономичным осветительным прибором в домашнем хозяйстве.

Как сделать уличный прожектор своими руками

С развитием технологий, приборы для освещения идут широкими шагами. Развитие старых технологий и появление новых заставляют постоянно адаптироваться и модернизировать своё оборудование для освещения. Вот и пришло время отложить в сторону устаревшие галогенные прожекторы, которые уже стали малоэффективными в сравнении с более новыми светодиодными устройствами.

Конструктивные особенности

Прожекторы на основе светодиодов обладают намного большей экономией электроэнергии, могут работать более девяноста тысяч часов, при этом абсолютно не нуждаются в обслуживании. Способны функционировать в любых погодных условиях, также качество излучаемого света стало намного лучше.

Устройство светодиодного прожектора

Конструкция у таких устройств невероятно простая, что позволяет без труда сделать светодиодный прожектор своими руками, в домашних условиях.

Простота конструкции позволяет избежать любых серьёзных поломок, а те, что могут возникать легко и быстро поддаются ремонту.

Состоит светодиодный прожектор из корпуса, скобы для фиксации, светодиодный матрицы и драйвера, который регулирует работу и подачу электричества. Матрица состоит из статических диодов, которые закреплены на плате и защищены специальными полимерами от внешнего воздействия.

Необходимые детали для сборки

Если вы решили сделать прожектор своими руками, то наверняка у вас возникает вопрос какие детали необходимо подготовить чтобы сделать себе качественное устройство для использования.

Мы подготовили для вас небольшой список необходимых деталей, который необходимо собрать в своём гараже или купить те, которых не хватает:

  • Конечно же, нам необходима сама светодиодная матрица с установленным драйвером. Её можно купить в специализированном магазине электроники или сныть со старого фонаря. Если использовать светодиоды с фонаря, тогда убедитесь, что их мощности вам будет достаточно.
  • Подобрать необходимый корпус можно из любых материалов. Вы можете сделать его из фанеры или металла, или взять готовый от старого галогенного фонаря. Если же такой возможности нету, можно купить корпус для фонаря, он стоит очень дёшево. Подбирать его следует исходя из ваших предпочтений, оттого как он будет использоваться. Если для декора, тогда следует делать красивый и гармоничный дизайн корпуса. Для простого бытового использования достаточно применить любой невзрачный корпус прожектора.
  • Соединительные провода.
  • Материал для создания отражателя. Для таких целей отлично подойдёт плотная пищевая фольга. Её можно купить в любом супермаркете.
  • Герметик и клей.
  • Если вы хотите сделать мощный прожектор, на 100 и более Ватт, тогда необходимо добавить ещё и радиатор с кулером для охлаждения.

Собираем самодельный прожектор

Чтобы сделать себе качественный светодиодный прожектор, необходимо подходить к процессу сборки максимально серьёзно. Собрав все необходимые детали заранее вы проделали лишь малую часть работы.

Давайте подробно рассмотрим этапы сборки светодиодного прожектора на 220 вольт.

  1. Если вы используете старый корпус, необходимо удалить из него все сторонние детали. У вас должен получиться полностью пустой корпус без лишних патронов, внутренних крепёжных элементов и прочего. Если будете устанавливать радиатор и кулер, тогда необходимо проделать отверстия в боковых стенках для создания вентиляции.
  2. Следующим этапом будет сборка светодиодов на 220 вольт в единую конструкцию, и закрепление всего механизма на едином основании. Подключите к контактам провода необходимой длины, чтобы была возможность легко вывести их на наружную часть корпуса.
  3. Устанавливаем получившуюся конструкцию в корпусе и закрепляем с помощью клея. Таким образом, можно сделать качественное крепление не повреждая корпус и значительно экономя время.
  4. Выводим провода в соответствующее отверстие и закрепляем их в отверстии с помощью силиконового герметика. Герметик необходим чтобы сделать герметичную конструкцию, для предотвращения попадания влаги и возможности повредить механизм.

Если вы хотите сделать мощный светодиодный прожектор на 220 вольт, тогда необходимо добавить ещё и радиатор. Его устанавливаем вместе со всей светодиодной платой. Закрепить его можно также с помощь клея или примотать проволокой.

Подключаем светильник в сеть

Чтобы подключить наш прожектор к сети 220 вольт, необходимо произвести предварительную подготовку. Заранее продумайте место, куда будет устанавливаться прожектор и подведите туда провода передачи электричества.

Не жалейте и сделайте их с запасом, возможно, вы заходите немного передвинуть или подрегулировать высоту установки устройства, со временем.

Вам понадобится блок питания, который будет стабилизировать напряжение, и подавать не 220 вольт, а 12 или 24, в зависимости от используемых вами светодиодов.

При соединении проводов подачи электричества и выходящих контактов из устройства, не перепутайте полярность. Светодиоды не будут работать при неправильном подключении. В худшем случае, они вообще могут выйти из строя, и вся работу будет произведена напрасно. Тщательно заизолируйте место соединения и желательно закройте весь провод специальной гофрой или пластиковым чехлом. Лучше всего когда есть возможность спрятать место соединения в корпус устройства.

Если устанавливаете прожектор на улице, побеспокойтесь о качестве его закрепления. Необходимо закреплять прибор максимально качественно и крепко, чтобы место крепления могло выдержать порывы ветра, смену погодных условий, налипший снег и прочие.

Разбираем устройство светодиодных прожекторов, смотрим на составные части

В этой статье рассмотрим основные и главные компоненты из которых устроены светодиодные прожекторы. Разберем сильные и слабые стороны составных частей.

Еще до недавнего времени светодиодные прожекторы были достаточно дорогими. Не каждый мог себе позволить их купить. Технологии не стоят на месте. Светодиоды усовершенствуются, драйвера становятся дешевле и т.д. и т.п. Соответственно конечный продукт становится на порядок дешевле своих предшественников.

Основное предназначение любого прожектора – освещение больших пространств. И не важно, что это – архитектурные сооружения или территория. ПО сравнению с другими источниками света – ДНАТ, ДРИ или ДРЛ окупаемость LED прожекторов достаточно быстра.

Мощности светодиодных прожекторов сильно варьируются и могут быть от 10, 20, 30 Вт и до особенно мощных – 50, 100 и более Вт. В своей основной массе прожекторы выпускают с цветовой температурой не менее 6500 К. Оно и понятно. Мы не ставим такой источник света в квартире. Мы устанавливаем его на улице, а соответственно хотим получить яркий, “сильный” свет. Именно такая температура даст нам максимально большой световой поток, по сравнению с 2700, 3000 К или 4500 К.

Вообще, устройство любого светодиодного прожектора практически не отличается друг от друга и не зависит от места установки: будь это прожектор на 220В, 110В мощностью 50 или 10 Вт (100Вт), уличного или промышленного исполнения.

Светодиоды в LED прожекторах

Из названия самих источников света понятно, что одним из основных компонентов стоит считать светодиоды) Масло масляное). Наиболее востребованными остаются LEDs следующих типов:

  • мощные светодиоды 350 мА ( 1,3,5 Вт )
  • сверхмощные диоды на основе COB технологии ( по мне – так самые предпочтительные )
  • SMD светодиоды

Об основных достоинствах, недостатках, строении и т.п. можете прочитать в этом материале. Ниже я только заострю на основные отличия между данными типами диодов. Всю остальную информацию можно прочитать по ссылке, указанной выше.

Особенность устройства мощных светодиодов 1,3,5 Вт для прожекторов

Визуально Вы не сможете определить разницу между мощными диодами 1,3,5 Вт, если, конечно не “супер профессионал”. Разницу можно определить только по силе света. И то, не всегда. Могут быть подвохи. Если есть специальный инструмент, то можно определить какой мощности диод, сравнив размеры самого кристалла. Но не у всех есть такие приборы. Да и в повседневной жизни они не очень нужны.

На фото Вы можете видеть, что производство таких типов диодов достаточно сложное. А это ведет к удорожанию последних.

По большому счету, мощные диоды 1,3,5 Вт уже устарели. Если брать во внимание из использование в светодиодных прожекторах. Для получения более-менее качественных световых характеристик диодов нужно большое количество. А это далеко не лучший вариант с позиции ценообразования. Я давно уже наблюдаю, как большинство продавцов пытается “хотя бы” куда-нибудь сбыть свой товар.

Но есть и плюсы в таких LEDs – тепловой нагрев. С ним достаточно просто справиться, по сравнению с другими типами чипов.

Читайте также:  Блок АВР для генератора: принцип работы, характеристика, автоматический ввод резерва своими руками

Сверхмощные светодиоды на основе технологии COB для прожекторов

На 2015-2016 года прожектора на таких диодах получили огромное предпочтение у покупателей. И это не только из-за дешевизны чипов, но и по большей части от того, что в один такой диод с легкостью можно “запихать” несколько кристаллов и получить от 10, 20, 30, 50 ВТ и более. Вплоть до 500 Вт! Есть уже и такие диоды. Я их не “пытал”, но думаю с теплоотводом проблемы просто жуткие должны быть.

Конструктивно СОБ диоды также имеют большие отличия. От круглых, овальных, до прямоугольных и квадратных. В один корпус помещается от 9 до нескольких десятков кристаллов и заливаются люминофором.

Качественные светодиодные прожекторы отличаются от дешевых именно хорошими чипами. На хороших плата состоит из сплава меди, либо материалов повышенной теплопроводности. Это дает возможность получить до 0,5 К/Вт. Это позволяет получить эффективный теплоотвод. Большой популярностью на COB диодах стали прожектора мощностью 10, 20, 30 и 50 Вт.

Сверхяркие SMD светодиоды в устройстве прожекторов

SMD светодиоды получили свое название от английского Surface Montage Details – поверхностный монтаж деталей. Самыми распространенными SMD в прожекторах являются SMD 5050, SMD 2835 и SMD 5630 (5730). Также в продаже частенько замечаюи и СМД 7230, но пока их не тестировал и ничего про них сказать не могу. Но по первому впечатлению светят более, чем добротно. Производство прожекторов на любых диодах для поверхностногоомнтажа экономически оправданы. Стоимость достаточно низкая ( по сравнению с COB ) диодами, плюс к этому достаточно просто “бороться” с отводом тепла.

Виды и типы LED прожекторов на разных светодиодах

В зависимости от устанавливаемых в корпус прожекторов диодов, последние имеют разнообразные виды и формы. Наиболее компактные – на СОБ диодах, средний размер имеют прожекторы, устроенные на SMD и самые большие – на мощных диодах 1,3,5Вт. Вообще, большой размер прожекторов на мощных чипах обуславливается только тем, что для хорошего светового потока требуется много диодов. Также не стоит забывать о необходимости устанавливать на такие светодиоды и вторичную оптику ( коллиматоры, линзы ), что также влияет наконечный размер прожектора.

Отражатели и линзы в LED прожекторах

Устройство прожекторов немыслимо без отражателей и линз. Оба этих оптических прибора служат для формирования определенного угла светового потока, получаемого мощными светодиодами. Правильно подобранная оптика максимально увеличит эффективность и плотность светового потока. Вся имеющаяся оптика подразделяется на линзы и на отражатели для светодиодов.

Линзы для светодиодов в прожекторах

Большинство линз выпускают из прочного стекла наивысшего качества. По большей части их устанавливают в прожекторы или светильники уличного освещения, промышленные источники света.

Основа любой линзы – боросиликатный материал, способный по своему составу придавать прочностные характеристики и придавать изделию высокий показатель прозрачности. В магазинах большой популярностью пользуются линзы с круговой и косинусной диаграммой.

Любой светодиод имеет первоначальную оптику с углом излучения 120 градусов. Нам не всегда нужен такой угол. Как правило, диодные прожекторы освещают только определенный участок помещения. Для изменения угла рассеивания производители используют в устройстве прожекторов коллиматорные и фокусирующие линзы, френелевские преломители и т.п.

Используя колиматоры мы получаем разнообразные пучки света. Наиболее распространенные линзы на 15, 30, 45, 60, 90 градусов. Менее распространены линзы на 126 градусов, позволяющие расширить угол излучения светодиода. Еще раз повторюсь. Коллиматорная вторичная оптика нашла широкое применение в прожекторах с мощными светодиодами.

Широкое применение получили фокусирующих линз в устройствах на COB светодиодах.

Виды и типы отражателей в прожекторах

По способу распределения отраженного потока отражение может быть зеркальным ( направленным ), рассеянным ( диффузным ), направленно-рассеянным и смешанным. На основании этого, в прожекторах применяются и соответствующие отражатели. Если смотреть по видам, то отражатели подразделяются на: симметричные, ассиметричные, круглосимметричные, способные создать различные световые потоки по направленности и градусам.

Кругло-симметричные параболические отражатели

Симметричные отражатели устанавливают в прожекторы в том случае, если есть необходимость ограничить телесный угол распределения светового потока при условии широкого светораспределения в продольной плоскости. Отражатели таких типов имеют разную глубину и диаметр. В зависимости от глубины отражателя получается узколучевой, заливающий или рассеивающий световой поток.

Параболический диффузионный отражатель

Самые распространенные отражатели. Такие отражатели дают нам возможность получить от светодиода равномерно распределенный пучок света. Единственный минус таких устройств – их нельзя выполнять из цветных металлов.

Driver в устройстве светодиодных прожекторов

Светодиоды- полупроводниковые приборы, критичные к току. Для питания необходимо использовать специальные драйверы. Для питания светодиодов абсолютно не требуется больших напряжений. К примеру для мощных диодов достаточно 3,2В в 350 мА ( 1W ). COB кристаллы способны работать от 5,5 В. По факту, на LED можно и 6000 Вольт “кинуть”. Диод берет только то напряжение, которое ему необходимо. С током же будут проблемы. Если Вы захотите и подадите на кристалл ток, превышающий заводские характеристики, то попросту сожгете свой диодик. Хорошо, если это дешевые приборы, а если 20,30,100 Вт матрицы? Цена на них кусается. И не каждому хочется заново тратить свои кровные на покупку очередных матриц только из-за того, что решили поэкспериментировать и подать заведомо не предназначенный для него ток. Исходя из этого любое устройство светодиодного источника света, будь это светильник, лампа или прожектор имеет LED драйвер. Основное и главное его предназначение – стабилизация постоянного тока. Основное требование любого драйвера – КПД, стабильность выходного тока и надежность.

Если более популярно, то при напряжении 220 В из блока питания (драйвера) будет выходить определенное заданное значение напряжения и СТРОГО определенный ток. Конечно, Вам никто не мешает собрать прожектор самостоятельно на коленке и запитать его первым попавшимся блоком питания, например, от компьютера. Но дам гарантию, что в 90 процентах случаев Ваше чудо-творение не долго проработает. Блок питания — это не драйвер. Он выдает необходимое напряжение, но никак не стабилизирует ток.

В 2015-2016 году по статистике производителей, наиболее популярными прожекторами были и есть – 10 Вт светильники. Для прожекторов с такой мощностью необходимо использовать драйвер с диапазоном напряжений 20-38В и током 350-700мА.

Монтажные платы и радиаторы, устанавливаемые в корпус прожекторов

Последнее, что нам предстоит рассмотреть на сегодня – теплоотвод.

КПД любого источника света на LEDs на порядок больше, чем у ламп накаливания. Температурный режим ЛН составляет порядка 200 градусов Цельсия. В светодиодах – не более 100-150, в зависимости от типа. Температура осветительной арматуры не должна превышать 80 градусов, что позволить свести к минимуму процесс деградации кристаллов светодиода.

Для снижения рабочей температуры светодиодов устройство прожекторов имеет монтажную плату и радиатор. Раньше платы изготавливали из алюминия. В настоящий момент развивается технология производства плат на основе керамо-алюминиевых материалов. Это позволяет получить не только хорошее электрическое соединение, но и достаточно эффективный теплоотвод. При монтаже диодов на плату необходимо обильно смазывать место соединение чипов с платой термопроводящей пастой.

Бытует ошибочное мнение, что монтажная плата, выполненная из алюминия может самостоятельно справиться с теплом. Это не верно. Дополнительный теплоотвод в любом светодиодном источнике света просто необходим. Для прожекторов и ламп – это радиатор. У каждого производителя свои наработки. Радиаторы имеют форму кругов, шаров, прямоугольников и т.д. и т.п. Есть хорошие экземпляры прожекторов – с дополнительным искусственным охлаждением – вентилятором. К таким можно отнести источники мощностью от 100 Вт. В таких конструкциях кулеры более чем желательны.

Вообще – радиаторы – достаточно щекотливая тема. И как-нибудь я обязательно посвящу этому большую статью. А пока раскланиваюсь. )

Как самому сделать светодиодный прожектор?

Светодиодный прожектор позволит получить мощный источник света при небольшом энергопотреблении. При этом можно учесть собственные потребности – сделать ударопрочный корпус или переносную конструкцию. За основу можно взять старый осветительный прибор, алюминиевый профиль или пластиковый каркас. Светодиодный прожектор своими руками можно сделать из запчастей от старых компьютеров, а LED-лампы продаются в магазинах электрики.

Особенности конструкции прожектора

Можно взять старый галогеновый или светодиодный прожектор и модернизировать его, улучшив источник света и отражатель. Если такого в наличии нет, можно купить дешевый уличный фонарь, понадобится лишь заменить некоторые элементы.

Если стоит задача сделать фонарь под собственные нужды и предпочтения, всю конструкцию придется продумывать самостоятельно. Это вариант для опытных мастеров, которые собрали своими руками не один электроприбор. В этом случае нужно выбрать источник света и источник тока. Лучше предусмотреть охлаждение, чтобы прибор не перегревался.

Прожекторы, которые постоянно эксплуатируются на улице, нужно защитить от влаги. Стекло и все стыки корпуса нужно хорошо загерметизировать. Над фонарем рекомендуется повесить козырек для защиты от осадков.

Необходимые материалы и детали

Необходимые детали для сборки светодиодного прожектора можно взять от старого компьютера или ноутбука. Если нет подходящего корпуса, его можно собрать самостоятельно из металлического профиля.

Материал корпуса

Дешевые фонари делают с пластиковым корпусом. Их преимущество в небольшом весе и невысокой стоимости. Но пластик проигрывает металлу в долговечности, его нельзя эксплуатировать круглый год. Если планируется повесить прожектор над входом в гараж или дом, лучше сделать металлический корпус. В зависимости от условий эксплуатации можно предусмотреть ручку-переноску и защиту от ударов.

Главное в корпусе – это отверстия сверху и снизу для вентиляции. От долгой работы светодиоды нагреваются, их нужно эффективно охлаждать. Через верхние отверстия воздух входит, обдувает все детали и забирает у них тепло. Через нижние отверстия вентиляторы выдувают отработанный воздух. Такая конструкция прожектора не подходит для улицы.

Источники света

Главный плюс LED-ламп в долговечности службы. Они работают 50000 часов, в 10 раз дольше, чем галогеновые светильники. При грамотном расположении отражателей яркость светодиодов в прожекторе будет намного выше, чем у других ламп.

Если требуется яркий источник света, лучше взять несколько маленьких светодиодов по 1 или 3 Вт. Для устройства среднего размера понадобится 20 штук. Уличный фонарь должен иметь мощность минимум 30 Вт.

Источник питания

Светодиодный прожектор своими руками можно сделать на 12 или 220 Вольт. Подобрать источник питания можно в магазине запчастей для компьютеров. Например, для прожектора с 20 светодиодами по 1 Вт подойдет блок питания от ноутбука на 19 В. Источники тока лучше сразу купить во влагостойком корпусе, тогда не понадобится придумывать собственную защиту.

Процесс сборки

Чтобы сделать светодиодный прожектор, нужно подготовить:

  • паяльник;
  • термоклей;
  • герметик;
  • провода питания;
  • отражатель.

Для усиления света используют готовый отражатель или зеркальный скотч.

Собираем прожектор

Отдельные светодиоды нужно собрать в цепь сразу на радиаторе. Подойдет кулер от компьютера, ноутбука или сервера. Диоды прикрепляют термоклеем и соединяют дорожками или проводами. После этого подсоединяют источник питания, проверяют работу лампочек и вентилятора. Важно убедиться, что радиатор поддерживает постоянную температуру, для этого можно воспользоваться инфракрасным пистолетом.

Для усиления мощности светодиодов рекомендуется сделать отражатель на каждую лампу. Собрать их можно из тонкого картона, обклеенного зеркальным скотчем. Всю конструкцию склеивают помещают в корпус.

Корпус прожектора можно собрать из старого фонаря, кронштейна и алюминиевой трубы. В фонаре нужно сделать отверстие внизу для вентиляторов. Алюминиевая труба подойдет в качестве основания, а старый кронштейн можно использовать как ручку-переноску.

Читайте также:  Электричество: в каком году появилось и кто изобрел, история открытия постоянного и переменного тока

Подключаем в сеть

После окончания всех работ надо подключить прожектор к сети и проверить его. Лучше это делать на улице в полной темноте перед стеной. С большого расстояния нужно оценить пятно света, который дает лампа. В дальнейшем прибор можно усовершенствовать, добавить переносной аккумулятор и USB-разъем для зарядки. Удобная ручка с крючком позволит брать фонарь в походы и на рыбалку.

Как сделать самодельный прожектор на диодах – пошаговое руководство

Человечество с древних времён стремилось совладать со светом и использовать его себе во благо, ведь не обладая, в отличие от некоторых животных, специальным ночным зрением, человек становился уязвим в ночное время. Прогресс имеет особенность ускоряться в геометрической последовательности, это утверждение абсолютно справедливо относится и к развитию технологии освещения. Долгое время, до изобретения электричества, единственным источником света был живой огонь, затем появились лампы накаливания, и наступила новая эпоха. Постепенно появлялись всё новые виды ламп – люминесцентные, галогеновые, пока, наконец, не появился самый современный и технологичный источник света – светодиоды. Первое время они были несовершенны и далеко не так надежны, как сейчас, да и стоили очень дорого. Ситуация изменилась – светодиодные модули стали доступны, надежны и качественны. Обладая великолепными техническими характеристиками и эксплуатационными свойствами, они прочно укрепились на рынке светового оборудования. В этой статье мы поговорим об очень доступном и простом источнике яркого равномерного света на базе светодиодов – светодиодном прожекторе. Характеристики светодиодных прожекторов, как собрать светодиодный прожектор своими руками, как подключить светодиодный прожектор – всего этого мы коснёмся в процессе знакомства с этим прибором.

Элементы конструкции

Светодиодный прожектор – это устройство для освещения, конструкцию которого составляют преобразователь напряжения, мощный светодиод, радиатор для отвода избытков тепла и рефлектор, для усиления и направления светового потока. Может излучать, как и стандартный белый или теплый свет, так и быть цветным, с возможностью менять цвета RGB. Сфера применения этого устройства практически не ограничена. Светодиодные прожекторы используются для домашних и промышленных целей, освещения дач и коттеджей, подсветки подъездов и стоянок.

Преимущества диодов перед галогенными, люминесцентными, энергосберегающими и лампами накаливания

Фонари на базе светодиодных модулей имеют целый ряд технических и эксплуатационных преимуществ перед устаревшими ламповыми аналогами:

  • Основным преимуществом является малое энергопотребление и высокая экономичность приборов на базе led-модулей. Потребляя в 8-12 раз меньше электроэнергии, светодиодные лампы дают такой же по яркости световой поток. Это существенная экономия средств, а когда речь идет о промышленных масштабах, когда на промышленных производствах освещение осуществляется, к примеру, сотней 500 ваттных фонарей, которые мотают энергию круглосуточно, снижение потребления в 10 раз приведёт к колоссальной экономии средств.
  • Качество светового излучения. В отличие от устаревших аналогов на лампах, светодиодные фонари дают максимально равномерное, лишенное подёргиваний и мерцаний освещение на всей площади и дальности. Это, во-первых, максимально комфортная среда для глаз, не несущая угрозы зрению и зрительного дискомфорта. Во-вторых, идеальная и неискаженная цветопередача, которая на многих промышленных производствах может быть среди основных приоритетов, в связи с деятельностью производства.
  • Долговечность и надежность. Светодиодные модули не зависят в эксплуатационном плане от количества включений и выключений. Если вы используете светодиодный прожектор с датчиком движения, этот момент очень актуален. Ввиду постоянного реагирования на движение, прожектор будет постоянно включаться и выключаться. Led-лампы рассчитаны на 100 тысяч и более часов работы, это во много раз больше, чем у любых ламп. В совокупности с простотой и надежностью конструкции, современными материалами, устойчивыми к механическим воздействиям, набор этих технических характеристик делает светодиодные фонари идеальным выбором для подсветки любых объектов, дач, промышленных производств, домов, улиц и площадей.

  • Безопасность и экологичность. Светодиодные модули собираются из современных экологически чистых материалов. Они не нуждаются в каких-то специальных способах утилизации. Когда светодиодный фонарь вышел из строя, вы можете заменить светодиодный модуль, а закончивший срок своей жизни старый просто выкинуть в мусорное ведро. Абсолютно без каких-либо опасений за своё здоровье. Безопасность светодиодного светового оборудования является самой высокой. Оно работает на малых токах, а значит, если вы решите сделать подключение сами и допустите некую ошибку и, возможно, получите удар током – он не будет столь опасен, как в случае с обычными лампами. Что касается эксплуатационных технических характеристик – светодиодные модули во время работы не нагреваются выше 90 градусов, что делает их максимально пожаробезопасными.
  • Надежность, простота и гибкость использования. Светодиодные модули могут работать без повреждений даже при сильных скачках напряжения в сети. Подключение весьма простое, с ним справится практически любой. Конструкция прожектора тоже проста и надежна. Для того, чтобы заменить модуль когда он исчерпает свой ресурс работы, достаточно будет открутить несколько болтов и разобрать корпус прожектора. Дальше, руководствуясь многочисленными схемами и помощью интернета, отсоединить старый модуль и подключить новый. Затем опять собрать корпус, поместить прожектор обратно, прикрутив корпус к креплению на поверхности, где был установлен фонарь. Если вам нужна подсветка не только в стандартном дневном варианте – достаточно приобрести цветной RGB прожектор, он может менять цвет в очень широком диапазоне оттенков.

Недостаток же есть только один

Единственный минус – достаточно высокая стоимость, перекрывается совокупностью плюсов более чем полностью. То, сколько прослужит светодиодная лампа и качество излучаемого света, по итогу, приведут к существенной экономии и средств, и нервов, и времени.

Какие характеристики важно знать при выборе

Чтобы выбрать подходящий вам вариант, желательно обратиться к специалисту, обрисовав ему условия использования, требуемую дальность освещения, необходимую интенсивность подсветки и другие волнующие вас параметры (яркость и теплота светового потока, наличие датчика движения, солнечных батарей для автономной работы и т.д.).

Как самостоятельно сделать светодиодный прожектор

Если вы уверенно держите в руках инструмент, у вас есть ненужный или сломанный прожектор, и вы не хотите покупать «кота в мешке», отдав небольшую, но существенную сумму за дешевый китайский фонарь, а тратить много денег на дорогой не согласны – соберите светодиодный прожектор своими руками. Вы можете даже полностью спаять все необходимые платы, благо в интернете более чем достаточно схем и инструкций. Но если вы не готовы прибегнуть еще и к паяльнику, то следующий вариант как раз для вас.

Необходимые компоненты

Итак, что нам понадобиться, чтобы сделать мощные светодиодные прожекторы:

непосредственно сам диод, радиаторы охлаждения, вентиляторы (подойдут компьютерные самые маленькие) и плата питания для них (можно взять из зарядного устройства, желательно из качественного адаптера, ведь мы не хотим, чтобы вентиляторы вышли из строя), электронный преобразователь напряжения, чтобы подать питание на наш диод и регулировать яркость. Также нам понадобится, как и ранее было сказано, ненужный старый прожектор – как донор корпуса, куда вся собранная конструкция будет установлена.

Этап 1 – Начало сборки

Начинаем процедуру сборки, прикрепляя все элементы к радиатору охлаждения, который нужен для отвода тепла от очень мощного светодиода. Первым делом надо будет закрепить модуль диода с помощью болтиков, используя отверстия в нем. Плотно прижмите диод на равномерный слой термопасты.

Затем крепите вентиляторы, которые будут использованы для дополнительного активного охлаждения, что позволит снизить рабочую температуру еще на 10-20 градусов и продлит и без того долгую жизнь светодиода.

Этап 2 – Предварительная проверка работоспособности и замер температуры

После присоедините все оставшиеся детали, присоедините проводами диод к источнику тока (преобразователю). Подайте ток на диод через преобразователь напряжения, чтобы проверить его работоспособность. Проверьте работу вентиляторов и промерьте напряжение на плате питания для аккумуляторов и самих вентиляторах, оно должно быть одинаковым. Чтобы убедиться в правильной работе системы охлаждения, желательно точно промерить температуру, используя точный термометр – например, инфракрасный температурный пистолет. Температура не должна быть выше 50-60 градусов.

Этап 3 – Помещаем внутренности в корпус

После проверки всех составляющих на работоспособность, нужно всю конструкцию поместить непосредственно в подготовленный корпус. Не забудьте оставить приличное отверстие снизу конструкции – чтобы вентиляторы выдували нагретый воздух, а также сверху – для забора воздуха.

Плату, контролирующую работу вентиляторов (напоминаю, качественную, возможно, позаимствованную из адаптера зарядки) установите и выполните подключение проводов от вентиляторов.

Этап 4 – Окончательная проверка работоспособности

Останется последний раз проверить работоспособность всех элементов, вырезать по размеру корпуса из блестящего металла (либо покрытого плотной фольгой) отражатель и собрать все элементы корпуса воедино. Прочно закрутив все болты, соединяющие элементы корпуса воедино, можете приступать к использованию прожектора на диодном модуле, который вы смогли сделать самостоятельно. Естественно, нужно обладать некоторым опытом по работе с электроникой, схемами и платами, а также желанием – ведь многим будет проще купить готовое устройство. Но собранный своими руками прожектор, помимо вызываемой гордости за себя, будет обладать уникальными техническими характеристиками. Если использовать мощный 100 ваттный модуль, он заменит вам 600-800 ваттный галогеновый фонарь, который был бы гораздо больше размером, перегревался бы и был весьма опасен. Дальность освещения таким прожектором, в зависимости от выбранного угла отражателя, будет варьироваться от очень большой до огромной.

Итог статьи

Итак, подытожим вышесказанное. Для того, чтобы выбрать прожектор, необходимо определиться в каких условиях он будет использоваться – для промышленных (освещение склада, производства) и домашних целей (освещение двора, дачи) можно подобрать разные прожекторы, в соответствии с их техническими характеристиками, включающими мощность и цветовую температуру. Уже исходя из них, подобрать конструкцию для необходимой дальности подсветки, по необходимости выбрать модели с наличием датчика движения, солнечной батареи или других опций. Если вы хотите самостоятельно сделать светодиодный прожектор – выбрать и приобрести все необходимые компоненты на радиорынке и, вооружившись инструментом, собрать именно то, что вам нужно. Главное в обоих подходах – приобретать качественные компоненты или оборудования у продавца с проверенной репутацией. Это залог положительных впечатлений от будущего пользования оборудованием.

Видео-инструкция:

Добавить комментарий