Как правильно подключить своими руками светодиодную лампу: пошаговая инструкция и подробное описание простых схем

Какие светодиоды используются

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

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

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


Светодиод вида «пиранья» в прозрачном корпусе.

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт — 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на «землю» (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Преимущества и недостатки

Светодиодные лампы во многом выигрывают у ламп накаливания, галогенных и люминесцентных. Сравнительные свойства приведены в таблице.

К достоинствам led можно отнести:

  • Долгий срок службы. При соблюдении всех параметров, которые указаны производителем, светодиодная лампа способна работать до 50 тысяч часов и даже больше. Это в 50 раз больше, чем у лампы накаливания, в 12,5 – чем у «галогенок», и в 3,3 раза выше, чем у люминесцентных.
  • Максимальная светоотдача при минимальном энергопотреблении. Их светоотдача примерно в два раза выше, чем у люминесцентных, в 4-5 раз выше, чем у «галогенок» и в 7-8 раз превышает лампы накаливания. Соответственно, энергопотребление, мощность led-ламп одинакового светового потока меньше в такое же количество раз.
  • Большое количество цветовых температур.
  • Экологическая безопасность, отсутствие проблем с утилизацией.
  • Прочность конструкции. Лампа способна работать даже с разбитым рассеивателем.
  • Низкий нагрев при работе.
  • Мгновенное включение (в отличие от люминесцентных).
  • Количество циклов включения-выключения не сказывается на работоспособности (в отличие от люминесцентных).
  • Красивый внешний вид.
  • Возможность синхронизации с технологией «умного дома».
  • Работа не зависит от влажности и перепадов температур.
  • Снижение требований к проводке из-за низкой мощности led-ламп.

Не обходятся led без недостатков:

  • Высокая цена. Она заметно выше, чем у других типов источников света. Производители работают над снижением себестоимости, но, к сожалению, часто это происходит за счет качества. Снижение цены происходит из-за замены драйвера на блок питания. После этого светодиодная лампа быстро выходит из строя.
  • Чувствительность к перепадам сетевого напряжения. Драйвер нивелирует перепады, поэтому дешевые модели без стабилизатора быстро выходят из строя.
  • Мерцание (пульсация) светового потока. Мерцание крайне опасно для зрения человека. Оптимальный коэффициент пульсации не должен превышать 5%, свыше 30% использовать в домашних условиях опасно. Мерцание зависит от качества конструкции. Отсутствие драйвера резко снижает качество света.
  • Падение яркости в процессе работы, связанное с физической деградацией светодиодов.
  • Высокий процент брака, особенно среди недорогих ламп.

Сборочный процесс

В первую очередь люминесцентную лампу надо разобрать. Нас в этой конструкции интересует цоколь с отражателем. Именно здесь расположены все необходимые детали, которые объединены в электрическую схему, включающую лампу. Разбирать ее надо аккуратно, не повредив тех самых деталей.

Обратите внимание, что сама схема КЛЛ для светодиодного светильника не подходит. Поэтому ее надо разобрать. Из цоколя нам пригодится предохранитель, его вытаскивать их схемы нет необходимости

Далее, пригодится и диод, кстати, его марка 1N4007. В новую схему придется добавить любой электролит, главное, чтобы его напряжение не было ниже 50 вольт, а емкость не меньше 100 мкФ. И еще одна деталь пригодиться – это конденсатор емкостью 1 мкФ напряжением 630 вольт

Из цоколя нам пригодится предохранитель, его вытаскивать их схемы нет необходимости. Далее, пригодится и диод, кстати, его марка 1N4007. В новую схему придется добавить любой электролит, главное, чтобы его напряжение не было ниже 50 вольт, а емкость не меньше 100 мкФ. И еще одна деталь пригодиться – это конденсатор емкостью 1 мкФ напряжением 630 вольт.

Конечно, понадобятся сами светодиоды. Их можно взять из светодиодной ленты, которая разрезается на участки, включающих в себя по три светодиода. Такой отрезок питается от напряжения 12 вольт. В общем, понадобиться четыре отрезка светодиодной ленты.

На рисунке ниже показана схема сборки всех деталей.

Чтобы они в самом цоколе не болтались, необходимо их прикрепить, используя любой клеевой состав. Лучше чтобы это был супер-клей. А вот под куски светодиодной ленты нужно соорудить каркас. В принципе, это может быть любой легко гнущийся плотный материал. Идеально, если это не будет металл или любой другая токопроводящая конструкция.

Опытные мастера для таких дел используют пенокартон, потому что он легко поддается обработке. Его необходимо свернуть в трубочку так, чтобы диаметр наращиваемой конструкции был чуть меньше диаметра цоколя. Это делается для того, чтобы пенокартон вошел в цоколь, где его также приклеивают.

На схеме выше четко видно, что отрезки ленты соединены последовательно. Но в конструкции они будут располагаться одна над другой. Кстати, увеличить число отрезков (уровней) можно без проблем. Просто придется подбирать конденсатор и электролит под мощность всего светильника, увеличивая емкость.

Кстати, приклеивать ленту к основе лучше жидкими гвоздями, потому что, используя этот клей, можно выравнивать расположение светодиодов. Ведь жидкие гвозди сохнут дольше, чем супер-клей. К тому же саму ленту можно залить жидкими гвоздями, оставив снаружи только светодиоды, придав своеобразный дизайн светильнику. Клей  в данном случае будет играть и еще одну функцию – защитную, чтобы при механических нагрузках лента не повредилась.

Самое удивительное, что собранная своими руками такая лампа может работать даже при напряжении 40 вольт. Но это еще не все.

  • При напряжении 220 вольт на каждом отрезке светодиодной ленты будет напряжение 11,5 вольт.
  • При повышении напряжения до 240 вольт, напряжение на отрезках будет 12 вольт.

Отсюда вывод – перепады напряжения такой самодельной светодиодной лампе не страшны. Кстати, яркость такого источника света достаточно приличная. К примеру, если для сборки использовать ленту 5050 SMD, то каждый светодиод выделяет световой поток яркостью 10-15 люмен. Умножьте этот показатель на количество светодиодов, то в сумме получите общую яркость светильника, которая будет варьироваться в диапазоне 120-180 люмен. А это приличная яркость.

Конечно, у этого вида источника света есть и недостаток. Это электрическая связь открытого типа между светодиодами и сетью 220 вольт

Поэтому с такой светодиодной лампой надо обращаться очень осторожно, придерживаясь стандартных норм безопасности

Схема светодиодного светильника

Входная часть схемы является местом для установки гасящего резистора и емкости. Эти элементы используются системой в качестве понижающего блока питания. За ними располагается диодный мост, предназначенный для трансформации переменное напряжение в постоянное, которое требуется светодиодам.

Существует три принципиальных схемы соединения светодиодов в светильнике:

  • Последовательная;
  • Параллельная;
  • Смешанная.

В большинстве случаев отдельные светодиоды подключаются последовательно. Ключевая проблема такой схемы – если хотя бы один элемент в цепи придет в негодность, то и вся схема станет неработоспособной. Кроме того, всегда существует вероятность пробоя светодиода – и в таком случае питание продолжит поступать на остальные элементы, но в режиме перегрузки. В конечном итоге это приведет к перегоранию всех светодиодов. Само собой, такая схема светодиодного потолочного светильника не может считаться достаточно надежной.

Самой надежной схемой является параллельное подключение, в котором каждая лампа работает независимо от других. В случае любых неполадок с одной из ламп все остальные продолжат работать в штатном режиме, без перегрузок и риска пробоя. Недостатком такой схемы является дороговизна, во многом обусловленная тем, что к каждому светодиоду подводится отдельный резистор. Из-за высокой стоимости светодиодные светильники с параллельным подключением используются крайне редко.

Принцип работы светодиодной лампы

Для работы LED лампы необходим постоянный ток. Технология дает возможность получить свечение благодаря контакту анода и катод с полупроводниковым кристаллом (в некоторых случаях он может быть покрыт люминофором для создания эффекта цветного света). Взаимодействие электронов с фотонами происходит на этапе их перехода через полупроводниковый кристалл к катоду.

Принцип светодиодного излучения был открыт совершенно случайно в результате одного из экспериментов Генри Раунда. Свечение было замечено при переносе электрического разряда между проводниками при наличии определенной среды. Дальнейшее изучение эффекта и разработка технологии позволили создать светодиоды разных цветов. Сегодня белые, желтые, красные, синие, зеленые лампочки уже никого не удивляют и пользуются большим спросом.

Какие светодиоды используются

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

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

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


Светодиод вида «пиранья» в прозрачном корпусе.

Устройство и принцип работы, этапы подключения умных источников света

Смарт-освещение состоит из источника света и управляющей системы. В качестве лампочки обычно используется светодиодные, дополненные различными встроенными сенсорами:

  • самодиагностики;
  • микрофонами;
  • камерами;
  • датчиками температуры, движения, светочувствительности;
  • модулями для дистанционного управления и программирования (например, будильник);
  • динамиками.

Ведутся эксперименты по оснащению умных источников света газоанализаторами, контроллерами микроклимата, функцией вызова аварийных служб, полное совмещение с мобильным телефоном.

Для подключения достаточно просто вкрутить лампу в патрон и настроить управляющую систему.

Управлять смарт-светильниками можно по-разному. Управляющая система, в общем, состоит из трех частей:

  • микроконтроллер;
  • приемник;
  • регулирующие сенсоры.

Как правило, регулирование происходит дистанционно при помощи беспроводных устройств. Для этих целей используются разные каналы связи: радиоканалы, Bluetooth, wi-fi.

Управление по радиоканалу. Способ позволяет регулировать умные источники света при помощи пульта, компьютера, телефона. Система состоит из:

  • пульта дистанционного управления;
  • аккумулятора;
  • специальные контроллеры, которые входят в блок управления.

Нюансы установки, настройки зависят от конкретной модели прибора. Рассмотрим приблизительную схему монтажа на примере UNIELUCH-P002-G3-1000W-30M.

Приемник радиосигнала устанавливается в распределительную коробку или рядом с лампой, если это возможно. Затем источники света подключаются к приемнику через три канала связи (коричневый, синий, белый провода) и общий минус (тонкий черный провод).

 Затем блок управления подключается к электросети при помощи красного и толстого черного провода. На этом этапе ставят выключатель.

В заключение к приемнику подключается антенна (белый провод) для усиления и более точного сигнала.

У данного способа регулирования есть один недостаток: все подключается последовательно. При выходе из строя одного элемента, работать перестанет вся система.

Регулирование по wi-fi. В таком случае светильник становится одним из электронных устройств домашней сети, ей присваивается собственный IP-адрес. Для установки источник света вкрутить в люстру, найти на роутере новое электронное устройство, дать роутеру разрешение на подключение. После чего смарт-лампа принимает сигнал от роутера и передает его на всю квартиру через встроенную усиливающую антенну.

Разберем регулирование на примере Xiaomi .

На подключенное к wi-fi сети мобильное устройство (телефон, планшет) скачивается и устанавливается приложение Yeelight.

Нужно запустить программу и выбрать ближайшие серверы (для европейской части РФ рекомендуются немецкие). Подтвердить лицензионное соглашение.

Далее либо зарегистрироваться, либо войти через Facebook/учетную запись Xiaomi. Откроется основное меню. В нем надо добавить ваш источник света, предоставить ей доступ к GPS.

Выбор смарт-лампы в ПО

Выбрать MAC- адрес лампы, нажать «продолжить»: должен появиться перечень. Если этого не произошло, то настройки следует сбросить и повторить все сначала. Если подключение произошло успешно, то можно производить настройки, нажав на кнопку включения.

Настройка умной лампы

После этого появится перечень дополнительных настроек: яркости, теплоты, цвета (функция «Поток»), пользовательских шаблонов. Настройка интуитивно понятна, после выбора нужного параметра не забудьте его сохранить. 

Чтобы настроить автоматическое включение/выключение, воспользуйтесь опцией «Расписание».

Опция «Пипетка» позволяет автоматически распознавать цвет какого-либо объекта, устанавливать этот оттенок для свечения. Опция «Музыкальный режим» настраивает светильник на мигание в такт музыке, играющей на телефоне.

Регулирование через Bluetooth. В смарт-лампу встроен модуль Bluetooth. После вкручивания источника света в люстру достаточно включить Bluetooth на телефоне (планшете), найти новый гаджет. Далее требуется  установка приложения для управления. Разберем на примере смарт-светильника Lumen.

Приложение одноименное: Lumen

ПО Lumen

Приложение управляет как одной лампой, так и несколькими.

Пока телефон в зоне действия Bluetooth, то лампа светит заданным цветом. Через 2 минуты отключения Bluetooth светильник перестает работать.

Умный источник света мигает в такт музыке, но только воспроизводимой в приложении. За то отвечает опция Music.

При звонке на телефон начнется мигание. Можно настроить светобудильник. Приложение позволяет настраивать пользовательские режимы освещения, менять цвета, яркость.

Расчет количества светодиодных панелей на комнату

Чтобы рассчитать какое число Led панелей потребуется для комфортного освещения того или иного помещения, воспользуйтесь таблицей.

В ней приведены суммарные мощности светильников на 10м2 освещаемого помещения. А также зависимость этих показателей от типа самой комнаты: спальня, ванная, гостиная, кухня и т.п.

Например для кухни площадью 10м2 вам понадобится Led панели общей мощностью минимум в 40Вт. Если это будут 10 ваттные модели, то их потребуется 4шт. 

При этом, не забывайте про цвет свечения: холодный – теплый – нейтральный.

Он подходит не для всех помещений. А при использовании в некоторых, и вовсе может вызвать проблемы со зрением.

Подобрать качественные светильники под нужный вам размер, ознакомиться с ценами и заказать их с доставкой домой можно здесь.

Недостатки решения

Все, о чем говорилось выше, будет плюсами решения установить светодиодную люстру. Однако, существуют и некоторые минусы у таких приборов освещения. Самым главным из них будет цена. Стоимость подобных устройств будет значительно выше, нежели у более простых вариантов.

Это обусловлено тем, что в приборах подобного плана используются не только сами диоды и корпус, но, еще необходим и преобразователь напряжения. Да и сами светодиоды, необходимые для создания нормального по яркости светового потока, стоят немало.

Однако, при достаточно высокой стоимости устройства, оно будет оправдывать свою цену отличным видом устройства и очень значительным сроком службы без необходимости что либо менять. В устройствах с другими типами ламп, они требуют замены достаточно часто, а диоды практически не требуют замены в течении всего срока эксплуатации. По внешнему виду, можно будет подобрать модель под любой интерьер – в магазинах представлен очень широкий выбор из множества вариантов.

Установка на потолок

Монтаж светодиодных потолочных светильников возможен практически в любых помещениях. Даже для комнат со стабильно высокой влажностью можно найти подходящие изделия. Пожалуй, единственным ограничением является нагрев светодиодов, из-за которого его настоятельно не рекомендуется устанавливать на кухнях прямо возле плиты – регулярное воздействие высокой температуры существенно снизит срок службы освещения.

Установка светодиодных светильников может меняться в зависимости от конкретных условий – например, в случае с натяжным потолком элементы нужно устанавливать в такой последовательности:

  • Сначала ножки крепятся к потолку;
  • Потом монтируется стойка;
  • Дальше устанавливается защитное и термоизолирующее кольцо, между которыми и располагается полотно натяжного потолка;
  • В последнюю очередь монтируется сам светильник.

Последовательное подключение

Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее.

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

  • объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
  • при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
  • количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Актуальность светодиодного освещения в 2020 году

Снижение себестоимости часто происходит за счет качества

Доля светодиодных ламп на рынке электротехнических товаров постоянно увеличивается. Это связано с популяризацией led-технологий, удешевлением конструкции лампочек, появлением новых марок и брендов в широком доступе в магазинах. При помощи led можно освещать дом не только внутри, но и снаружи. Можно без лишних трудностей подсвечивать участки, бассейны, гаражи и любые другие помещения. В Европе и США постоянно растет доля «умного освещения», которое невозможно представить без светодиодов.

С другой стороны, тенденцией 2019-2020 годов является высокий процент брака среди выпускаемых моделей led. Это тоже связано с удешевлением конструкции, которая зачастую происходит за счет замены дорогого драйвера на дешевый блок питания. В итоге цена становится небольшой, но одновременно теряются и все преимущества led-технологий. Срок службы сильно снижается: без драйвера любой скачок напряжения приводит к выходу лампы из строя. Выросло количество случаев, когда светодиодные лампы возвращаются в магазины по гарантии, что совсем неудобно для пользователей. К сожалению, по внешнему виду невозможно понять, есть драйвер внутри или нет. Остается полагаться на добросовестность известных брендов.

Выводы и полезное видео по теме

Как устранить характерные поломки светодиодной лампочки с цоколем E27. Подробная инструкция по разборке изделия, интересные практические советы по использованию подручных инструментов.

Подсказки, как корректно снять с прибора колбу, не повредив ее в процессе.

Простой способ отремонтировать лампочку лед-типа без использования паяльника. Вместо припаивания применяется специальная электропроводящая паста.

Полное описание работы на изделиях торговой марки «Космос», которой владеет KOSMOS Group, контролирующая около 25% отечественного рынка прогрессивной и экономной продукции для создания качественного освещения.

Как починить Led-лампочку типа «кукуруза». Особенности процесса разборки, конструкционные нюансы и прочие познавательные моменты. Существенное увеличение срока службы изделия после проведения всех работ.

Светодиодная лампочка – практичный источник освещения. Единственный минус этого изделия – высокая по сравнению с другими модулями цена. Правда, LED-приборы надежны и обычно полностью отрабатывают свой срок. А если вдруг в процессе эксплуатации возникнут поломки, большую часть из них можно будет устранить своими руками. Нужные инструменты найдутся у любого домашнего мастера, а выкроить время на ремонтные работы тоже не составит никакого труда.