Сегодня в продаже появилось множество ярких светодиодов различных типов, позволяющих изготавливать из них осветительные лампы. Например, в статьях [1] и [2] их авторы делятся опытом изготовления простейших ламп для лестничной площадки, состоящих из двух светодиодов. Несомненные достоинства этих ламп - экономичность, долговечность, дешевизна и возможность изготовить их всего за пару часов. Если требуется более совершенная лампа, то её изготовление описано в статье [3].
Хотелось бы поделиться своим опытом в области изготовления светодиодных ламп. Очень неплохую лампу для холодильника вполне можно сделать за вечер. Кстати, её срок службы будет побольше, чем у самого холодильника, ведь светодиодам не страшны частые включения при низкой температуре. Такие лампы можно использовать не только в холодильниках, но и в швейных машинках, СВЧ-печах, различных светильниках.
Для того чтобы не возникло проблем с установкой изготовленной светодиодной лампы в холодильник, её габариты не должны превышать размеров лампы накаливания 230 В 15 Вт, которую она заменит.
Было решено использовать светодиоды ASS28-WW120B21 типоразмера 3528 (3,5х2,8 мм) для поверхностного монтажа. В габаритах лампы накаливания можно разместить 60 таких светодиодов. Их рабочее напряжение - 3,2...3,4 В при токе 20 мА. Значит, на цепь последовательно соединённых светодиодов потребуется подавать напряжение около 180 В. Погасить резистором придётся всего около 40...50 В, и мощность, рассеиваемая на нём, не превысит 1 Вт.
Естественно, взамен указанных выше светодиодов можно применить любые имеющиеся для поверхностного монтажа, причём не обязательно точно знать их номинальный ток и рабочее напряжение. Чтобы рассчитать сопротивление и мощность гасящего резистора, вполне достаточно с помощью регулируемого блока питания ориентировочно определить напряжение, при котором через светодиод течёт ток 8...10 мА, и он светится с достаточной яркостью.
Если же использовать обычные светодиоды с выводами для пайки в отверстие, то в допустимых габаритах их уместится всего несколько штук. Гасить резистором придётся почти всё напряжение сети. Это значительно увеличит рассеиваемую резистором мощность, следовательно, придётся увеличить размеры этого резистора и самой лампы. В этом случае лампа может и не уместиться на отведённом ей месте, да и "печка" в холодильнике не совсем уместна.
Схема лампы показана на рис. 1. Измеренный ток через светодиоды при включении оказался равным 6,5 мА, повышаясь до 8 мА через несколько минут работы, что более чем в два раза меньше предельно допустимого рабочего тока. Но даже при таком токе яркость получившейся лампы визуально намного больше, чем лампы накаливания мощностью 15 Вт. Цвет свечения светодиодной лампы с указанными светодиодами - голубоватый. По моему субъективному восприятию, он гораздо больше подходит для холодильника, чем тусклый желтоватый свет обычной лампы накаливания.
Рис. 1
Теперь подробно опишу технологию, по которой изготавливалась светодиодная лампа. Берём неисправную лампу накаливания 230 В 15 Вт, обёртываем её бумагой и разбиваем стеклянную колбу. Очищаем внутреннюю боковую поверхность цоколя от остатков стекла и клея, которым к нему была приклеена колба. При этом стараемся не изменить форму цоколя - он должен остаться круглым. Работать необходимо очень осторожно, чтобы не порезаться осколками стекла и желательно в защитных очках, чтобы не поранить осколками глаза.
Затем склеиваем простейшее приспособление. Из любого твёрдого листового материала толщиной 2...3 мм (гетинакса, текстолита или другого пластика) вырезаем три детали: квадрат размерами 50x50 мм и два прямоугольника шириной 5...10 мм и длиной 50 мм. Квадратная пластина будет служить основанием. На неё приклеиваем параллельно с зазором около 2,8 мм между ними прямоугольные пластины. Это направляющие, между которыми будем укладывать светодиоды.
Зазор нужно выдержать таким, чтобы уложенные в него светодиоды можно было передвигать с небольшим усилием. Удобнее всего для сборки приспособления использовать термоклей, так как пока он остывает, положение направляющих можно корректировать.
Кладём между направляющими десять светодиодов выводом анода следующего плотно к выводу катода предыдущего. У светодиодов в корпусе 3528 вывод катода находится у скошенного угла корпуса. Затем наносим на каждую пару соприкасающихся выводов по капле нейтрального флюса и маломощным паяльником производим пайку. Паять нужно быстро, чтобы не перегреть светодиоды. Желательно проверить готовую полоску, подав на неё постоянное напряжение 30...32 В, соблюдая полярность. Все светодиоды должны светиться.
Всего делаем шесть полосок, каждая из десяти светодиодов, соединённых последовательно. Затем кладём полоски параллельно так, чтобы рядом с положительным выводом первой из них оказался отрицательный вывод второй, а рядом с плюсом второй - минус третьей и так далее и соединяем их пайкой. Получаем модуль размерами 35x18 мм из 60 светодиодов, соединённых последовательно.
К свободным выводам первого и последнего (шестидесятого) светодиода припаиваем отрезки выводов от старых транзисторов МП25, МП26, МП38-МП42. Выводы этих транзисторов изготовлены из сплава, хорошо проводящего электрический ток, но плохо проводящего тепло. Конечно, можно использовать обычный одножильный монтажный провод, но есть вероятность, что в момент припаивания вывода к плате он отпаяется от светодиода.
Далее из фольгированного с одной стороны текстолита вырезаем плату шириной 20 мм и длиной 45 мм. При этом один из узких краёв платы сужаем до ширины около 17 мм на длину 5мм - этим краем плата будет вставлена в цоколь от лампы накаливания. Подгоняем этот размер, понемногу стачивая плату надфилем и постоянно примеряя её к цоколю. Нужно добиться того, чтобы плата вставлялась в цоколь с заметным усилием и прочно удерживалась в нём. Приклеивать её не следует, потому что после ввинчивания лампы в патрон холодильника положение платы придётся корректировать, поворачивая её относительно цоколя, чтобы направить свет в холодильную камеру.
После того как плата подогнана к цоколю, кладём на неё со стороны, где нет фольги, изготовленный светодиодный модуль, размечаем отверстия под его выводы и сверлим их. Затем вырезаем в фольге печатные проводники, соединяющие светодиодный модуль, диодный мост и гасящие резисторы в соответствии с принципиальной схемой лампы. Отверстия для выводов моста VD1 и резисторов R1, R2 не сверлим, а припаиваем их к фольге "внакладку".
Можно установить параллельно светодиодному модулю сглаживающий оксидный конденсатор ёмкостью 10...20 мкФ на 400 В, но заметного возрастания яркости светодиодов это не даёт (я проверял), а их мерцание с частотой 100 Гц в отсутствие конденсатора для глаз незаметно.
Вместо моста КЦ407А подойдут четыре любых диода с допустимыми обратным напряжением не менее 300...400 В и выпрямленным током не менее 50 мА.
Многожильным изолированным проводом соединяем свободный вывод диодного моста с винтовой частью цоколя, а свободные выводы резисторов R1 и R2 - с его центральным контактом. Провода, идущие к цоколю, должны иметь небольшой запас по длине, чтобы была возможность проворачивать плату относительно цоколя для регулировки лампы после установки в холодильник. Собранная лампа показана на рис. 2.
Рис. 2
Перед ввинчиванием в патрон холодильника проверяем лампу на столе. При безошибочном монтаже она загорается сразу после подключения к сети. Если лампа не загорелась, ищем ошибку. Обычно это неправильная полярность включения одного или нескольких светодиодов или соединения диодного моста со светодиодным модулем.
В заключение, ввернув лампу в патрон холодильника, корректируем направление светового потока, поворачивая плату в цоколе. При этом следует соблюдать осторожность, поскольку прикосновение к токоведущим частям лампы, которые находятся под напряжением сети, небезопасно.
Чтобы защититься от случайного поражения электрическим током при эксплуатации лампы, нужно изготовить для её платы кожух из полиэфирного листа, широко используемого для блистерной упаковки различных товаров, или другой подобной прозрачной пластмассы.
Возьмём ровный отрезок листа выбранного для кожуха материала толщиной 0,3...1 мм и размерами не менее 80x60 мм. Нарисуем на нём маркёром для нанесения надписей на компакт-диски развёртку параллелепипеда шириной 21, толщиной 14 и высотой 40 мм. Не забудем предусмотреть в нужных местах клапаны для склеивания. Чтобы сгибы получились ровными, их линии продавливаем обратной стороной ножа. Если материал толстый (около миллиметра), места сгиба лучше надрезать на глубину около трети толщины.
Вырезав развёртку, согнём из неё параллелепипед и склеим его. Лучше использовать для этого термопистолет, тогда процесс склеивания займёт минимум времени, склейка будет прозрачной и выглядеть аккуратно. Надев получившийся кожух на плату, закрепим его двумя каплями термоклея. Время изготовления кожуха по этому способу - 15...20 мин.
Второй вариант кожуха, представленный на фотоснимке рис. 3, сделан из коробочки от конфет "tic-tac", которые очень популярны и продаются во всех магазинах, павильонах и ларьках. Её размеры идеально подходят для изготовления кожуха. Коробочку нужно обрезать на длину 40 мм, затем сделать всего два разреза, один сгиб и одну склейку - и кожух готов. Время изготовления этого варианта кожуха ещё меньше - 5...10 мин.
Рис. 3
Гасящие резисторы выбраны так, что ток через светодиоды почти в два раза меньше допустимого, поэтому светодиодам не страшны колебания сетевого напряжения в сторону увеличения. А небольшое уменьшение яркости при снижении сетевого напряжения не играет никакой роли при освещении камеры холодильника. Впрочем, у лампы накаливания при снижении питающего напряжения яркость тоже уменьшается.
Яркость изготовленной лампы легко можно увеличить практически в два раза, уменьшив сопротивление гасящих резисторов (лучше подбирать их опытным путём). Но увеличивать ток через светодиоды более чем до15 мА не стоит, иначе при повышенном сетевом напряжении он может превысить 20 мА. Лампа, конечно, не перегорит, поскольку дверцухолодильника открытой долго не держат, но каждая перегрузка будет понемногу снижать срок службы светодиодов.
Литература
1. Тертышник Э. Простая светодиодная лампа для лестничной площадки. - Радио, 2010, №8,с. 46.
2. Мороз К. Экономичная светодиодная лампа для лестничной площадки. - Радио, 2013, №12, с. 30.
3. Нечаев И. Сетевая лампа из светодиодов фонаря. - Радио, 2013, № 2, с. 26.
Автор: А. Карпачев, г. Железногорск Курской обл.