Меню

Как сделать электрическую гирлянду своими руками

Электрическая гирлянда

Электрическая гирлянда – неотъемлемый атрибут, применяемый для украшения праздничной ели на Новый год и Рождество. Первые новогодние световые гирлянды появились в Северной Америке в конце XIX века, придя на замену пожароопасным свечам и бумажной мишуре. Изобретена электрогирлянда была в 1882 году Эдвардом Джонсоном, помощником и учеником знаменитого ученого Томаса Эдисона.

В Европе такое елочное украшение появилась только в начале XX века, с помощью разноцветных электрических ламп в 1906 году украсили несколько новогодних елей в столице Финляндии. В дореволюционной России разноцветные электрические огоньки не прижились – церковь считала их надругательством над христианскими традициями, официальная власть ассоциировала с ненавистной в те дни Германией. Все изменилось с приходом советской власти, которая, несмотря на порицание всего буржуазного и западного, очень быстро освоила выпуск этого украшения для новогодней ели. Выпуск первых елочных украшений из ламп накаливания в СССР начался уже в 1938 году. В послевоенное время изготовление новогодних мигающих огоньков достигло невиданного размаха, и уже в 70-х годах на смену простым лампочкам пришли более надежные, долговечные и яркие светодиоды.

Современные модели данного елочного украшения очень разнообразны: от простых «нитей» до светодиодных сеток, завес, украшений, у которых отдельный светящийся элемент выглядит как крупная пятиконечная звездочка.

Интересно. Первой гирляндой была украшена рождественская елка, установленная возле Белого Дома в Вашингтоне в 1895 году.

Преимущества и недостатки

К достоинствам изготавливаемых самостоятельно елочных световых гирлянд относятся:

  • Экономия денег;
  • Простота сборки;
  • Возможность изготовления украшения необходимых размеров.

К недостаткам самодельных елочных украшений из мигающих огоньков относятся высокий риск выхода из строя электрической цепи в случае неправильного подбора ее компонентов и их сборки, необходимость наличия навыков пайки и работы с простейшими радиодеталями.

Способы изготовления своими руками

Изготовление подобного елочного украшения производится 2 основными способами:

  • Пайка с использованием паяльных станций или паяльников с терморегуляторами;
  • Метод скручивания, при котором проводники соединяются со светодиодами и электронными компонентами обычными скрутками.

Из двух данных способов наиболее надежна и популярна пайка, позволяющая получать более прочные и исправно работающие на протяжении длительного времени мигающие елочные огоньки.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

В самостоятельной сборке подобного елочного украшения существуют следующие особенности:

  1. Перед началом работ необходимо определиться с размером будущего елочного украшения;
  2. На основе размера и количества в ней огоньков необходимо составить схему подключения компонентов данного елочного украшения, рассчитать значения их основных характеристик;
  3. После сборки электрическую цепь необходимо подключить к выбранному источнику питания и проверить на работоспособность.

Также по завершению всех работ необходимо проверить целостность проводов, прочность спаек.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Выбор светодиодов

Для самодельной гирлянды потребуются разноцветные светодиоды диаметром от 4-5 до 10 мм с допустимой силой тока 20-30мА и значением снижения напряжения от 2,1 до 3 В.

Количество светодиодов подбирается с учетом того, что оптимальное расстояние между ними должно быть 20-25 см.

Выбор резисторов

Количество резисторов и значение их сопротивления рассчитываются, исходя из схемы подключения светодиодов:

  1. При последовательном подключении резистор устанавливается один. Его сопротивление рассчитывается по формуле:

где:

  • Uип – напряжение источника питания, В;
  • Uпад – падение напряжения на светодиоде, В;
  • К – количество светодиодов, шт.;
  • I – сила тока одного светодиода, А.

Т.е. при сборке гирлянды из 10 светодиодов с рабочим током 20 мА (0,02 А) и падением напряжения 2,1 В, запитываемой от 24-х вольтового блока питания, сопротивление единственного резистора, устанавливаемого перед первым светодиодом, будет равно:

R = (24-(10×2,1)/0,02= 3/0,02=150 Ом.

  1. При подключении светодиодов к каждому аноду полупроводниковой радиодетали припаивается отдельный токоограничивающий резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле:

Т.е. при сборке аналогичного, как и в прошлом пункте, елочного украшения, в котором светодиоды будут подключены параллельно, к каждому из них припаивают резистор с сопротивлением 1 кОм.

Выбор блока питания

Блок питания для елочного самодельного украшения из светодиодов выбирают с учетом их количества и характеристик. Для того чтобы все огоньки украшения горели одинаково ярко, их суммарное напряжение и мощность должны быть меньше, чем аналогичные показатели у применяемого блока питания.

Данный показатель рассчитывается по следующей формуле:

где:

  • P – мощность, Вт;
  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А.

Таким образом, для 10 светодиодов с падением напряжения 2,1 В и рабочим током 20 мА необходим как минимум 24-х вольтовый блок питания мощностью 0,42 Вт.

Вилка

При подключении гирлянды с большим количеством светодиодов напрямую к 220-ти вольтной сети используют стандартные разборные евровилки, подходящие по цвету к используемому проводу.

Провода

Для монтажа гирлянды используют мягкие 2-х жильные многопроволочные проводники с сечением 0,75 мм.кв.

Схема подключения

Простейшее елочное украшение из ярких разноцветных светодиодов можно собрать по приведенной ниже принципиальной схеме.

Изготовление гирлянды из светодиодов

Для того чтобы сделать простое, но при этом красивое елочное украшение из светодиодов необходимо:

  • Произвести расчеты потребностей в материалах: светодиодах, проводе, термоусадочных трубках;
  • Закупить рассчитанное количество материалов;
  • Рассчитать значения сопротивления токоограничивающего резистора и мощности блока питания, закупить их;
  • Припаять токоограничивающий резистор;
  • Через каждые 20-25 см припаять к проводу последовательно все светодиоды, закрывая места спаек при помощи термоусадочных тонких трубочек;
  • Подсоединить к гирлянде блок питания.
Читайте также:  Как собрать мебель своими руками лдсп

Собранная правильно гирлянда будет гореть ровным и негаснущим светом ни один год.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для сборки елочного украшения из светодиодов с эффектом бегущих огней используют самодельные или покупные трехфазные мультивибраторы на основе тиристоров, специальные электронные микросхемы.

Создание гирлянды из старой клавиатуры

Для изготовления такой гирлянды из нескольких вышедших из строя клавиатур выпаивают все светодиоды, при помощи тонких проводов соединяют их последовательно, припаивают токоограничивающий резистор с расчётным сопротивлением. Полученной нитью из светящихся огоньков украшается небольшая елочка. Запитывают ее от обычного 9-ти вольтового блока питания.

Гирлянда из ламп накаливания

Помимо светодиодов, красивое украшение для елки со светящимися огоньками можно сделать из обычных ламп накаливания. Для этого 10-12 патронов соединяют между двухжильным многопроволочным проводом по параллельной схеме подключения, присоединяют к концу провода вилку. Расстояние между патронами делают порядка 30-40 см. Для того чтобы гирлянда была яркой и хорошо заметной, в патроны вкручивают разукрашенные в разные цвета термостойкой краской лампочки мощностью 40-60 Вт.

Как переделать старую электрическую гирлянду

Старую гирлянду из светодиодов с перегоревшим блоком управления можно не выбрасывать, а просто отремонтировать следующим образом:

  • Удалить блок управления, измерить диаметр светодиодов, найти их характеристику в интернете.
  • Далее, исходя из количества огоньков и их характеристик, рассчитывают сопротивление токоограничивающего резистора, припаивают его в начале гирлянды.
  • Для того чтобы можно было отключать и включать мигающие огоньки, не выдергивая вилку из розетки, в разрыв фазного провода перед резистором устанавливают небольшую кнопку.

Чтобы резистор и кнопка не повреждались и не представляли опасность для маленьких детей и домашних животных, их помещают в небольшой пластиковый корпус. Отремонтированное таким способом украшение будет излучать постоянный и негаснущий свет.

Гирлянда для использования на улице

Для размещения на улице используют самодельные гирлянды из мощных светодиодов, прочных проводов, подключаемых к электрической сети напрямую или через блок питания соответствующей мощности.

Правила техники безопасности

Перед тем, как сделать своими руками электрическую гирлянду, необходимо ознакомиться с правилами безопасности при выполнении паечных работ:

  • Все паечные работы необходимо делать, только используя новое или исправное и проверенное паяльное оборудование.
  • Пайку следует производить в хорошо проветриваемом помещении.
  • Глаза и кожные покровы желательно защитить от капелек припоя и активного флюса при помощи перчаток и специальных очков.
  • Проверку собранной гирлянды необходимо осуществлять при тщательно заизолированных местах спайки.
  • При пайке нежелательно использовать паяльники без терморегуляторов.

По завершению работ желательно ненадолго выйти на свежий воздух.

Видео

Источник

Необычные идеи изготовления новогодней светодиодной гирлянды своими руками

Зимой отмечают один из самых значимых праздников в году – Новый год. Торжество растягивается на несколько дней, затрагивая рождественские каникулы. К этому времени каждый человек стремится украсить свою квартиру или частный дом, используя праздничную иллюминацию.

Совершенно необязательно покупать светильники в магазине: вы можете сделать светодиодную гирлянду самостоятельно, причем речь идет об автономных устройствах, которые питаются от батареек, либо о более требовательных промышленных, подключаемых к электрической сети переменного тока напряжением 220 В. Изделие, изготовленное собственными руками, будет казаться намного привлекательнее и ярче, поэтому станет главным новогодним украшением в доме.

Светодиодные гирлянды не стоят слишком дорого, но все-таки намного приятнее наслаждаться собственным творением. Вдобавок вы сможете создать источник света, в полной мере удовлетворяющий индивидуальным запросам. Наконец, себестоимость самоделки все равно будет в несколько раз меньше.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

Для начала разберемся, как устроены гирлянды и в чем основные отличия. Главным принципиальным отличием является используемая схема, в зависимости от которой гирлянды делятся на несколько типов:

  • классическая гирлянда-нить;
  • сетка;
  • занавес;
  • сосулька;
  • дюралайт (разновидность светодиодной ленты);
  • киплайт;
  • строб-лайт с неповторимым мерцанием.

Важно! Следует обращать внимание на мощность используемых led-диодов. Изделия, эксплуатируемые снаружи, имеют более высокий коэффициент полезного действия, поскольку практически всю энергию преобразуют в свечение, а не тепло, как это происходит с обычными гирляндами, и наиболее ярко заметно при использовании лампы накаливания.

Данные устройства защищены от различных негативных факторов, включая атмосферные осадки, экстремально низкие или высокие температуры, сильные порывы ветра, влагу.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Для самостоятельного изготовления светодиодной гирлянды вам понадобятся следующие инструменты, материалы и компоненты:

  • паяльник с канифолью и припоем;
  • изолента;
  • термоусадочные кембрики, повышающие изоляционные свойства;
  • светодиоды;
  • резисторы.

Светодиоды можно получить, разобрав неработающие компьютерные аксессуары – клавиатуры и мыши. От качества выбранных комплектующих и соединений, надежности схемы эксплуатации зависит правильная функциональность самодельной гирлянды.

При последовательном подключении диодов они будут работать, но при этом существенно возрастет напряжение, что повысит количество выделяемого тепла, и в конечном счете приведет устройство к поломке. Это главная причина применения резисторов, снижающих напряжение и изменяющих прочие входные характеристики тока, за счет чего происходит смена цвета при свечении источников.

Выбор светодиодов

Главными элементами гирлянды являются светодиоды. Основными технико-эксплуатационными параметрами считаются рабочее напряжение и ток, протекающий в прямом направлении. Обе характеристики нужны будут для расчета электрической цепи и потребления электроэнергии.

Читайте также:  Краскосниматель для дрели своими руками

В среднем, светодиод работает при силе тока 20 мА. Для уменьшения количества потребляемого электричества используются резисторы, причем значение сопротивления данного элемента зависит от параметров конкретного led-диода. В сети можно найти немало калькуляторов, позволяющих выполнить простой и быстрый расчет резистора под выбранный светодиод.

Напряжение питания элемента указывает на тот момент, когда на p-n переходе падает напряжение, что происходит за счет внутреннего сопротивления изделия. Другими словами, если речь идет об источнике питания 12 В и светодиодах на 3 В, то последовательно можно подключать не более четырех данных устройств, поскольку каждое из них снижает питающее напряжение (12 В) на величину собственного (3 В). Если добавить в схему пятый элемент, то он практически не будет светиться.

Напряжение зависит от конкретного производителя и цветов светодиода. К примеру, диоды с синими, белыми и зелеными кристаллами имеют рабочее напряжение 3 В, желтыми и красными – 1,5-2,5 В. Потребляемая мощность диодов рассчитывается по одному из законов Ома: P = U * I, где P – мощность, U и I – напряжение и сила тока соответственно.

Если рассматривать значения, приведенные выше, то при их подстановке в формулу мы получим следующее значение: 3 (В) * 0,02 (А) = 0,06 Вт. При последовательном включении 4 светодиодов, данная характеристика увеличится до 0,06 * 4 = 0,24 Вт. При последовательном подключении ограничивающего резистора напряжение возрастет еще на 0,06 Вт, поэтому суммарная потребляемая мощность составит 0,30 Вт. Если вы используете несколько групп по 3 светодиода, которые подключаются параллельно, то данная величина должна быть умножена на их число.

Важно! Это не основные характеристики светодиодов. Важно также учитывать световую отдачу, угол свечения и температуру цвета. Светоотдачу можно вычислить в зависимости от габаритов изделия: для элементов диаметром около 5 мм данная величина составляет 1-5 лм. Белые и синие кристаллы светят намного ярче цветных. Они даже бывают сверхяркими.

Сила света красного led-диода на 1,8 В составляет 0,2-2,0 кд, белого – 10-20 кд. Тем не менее, данные характеристики не вносят никаких корректировок в схему расчета и выбираются исключительно исходя из целей дальнейшей эксплуатации устройства.

Выбор резисторов

При выборе резисторов нужно ориентироваться на мощность и сопротивление. Второй параметр зависит от числа последовательно подключаемых к цепи светодиодов и их рабочего напряжения, мощность – от величины тока. Практически всегда будет достаточно использовать резистор мощностью 0,125 Вт.

При эксплуатации светодиодов напряжением 3 В принято использовать резисторы со следующим сопротивлением в зависимости от количества элементов:

  • 1 светодиод – 470 Ом;
  • 2 – 300 Ом;
  • 3 – 150 Ом;
  • 4 – 1 Ом.

Если же планируется эксплуатация диодов напряжением 2,1 В, то зависимость будет следующей:

  • 1 светодиод – 510 Ом;
  • 2 – 390 Ом;
  • 3 – 300 Ом;
  • 4 – 180 Ом;
  • 5 – 75 Ом.

Выбор блока питания

В случае со светодиодной гирляндой должен использоваться блок питания на 12 или 24 В с запасом выходной мощности (приблизительно 25% сверху суммарной мощности потребляемой цепи). Выбор конкретного блока зависит от числа светодиодов – для схемы с 7 и более элементами желательно использовать изделие на 24 В.

Блок на 24 Вт позволяет осуществить коммутацию 11 последовательно соединенных диодов на 2,1 В или 6 на 3 Вт. Практически всегда будет достаточно воспользоваться небольшим блоком питания напряжением 24 В и силой тока 0,5 А с выходной мощностью 12 В.

Расчет схемы подключения

Даже последовательно соединяемые светодиоды должны содержать в схеме токоограничивающий резистор:

  • красные элементы с падением напряжением 1,5-2 В – резистор сопротивлением 420 Ом;
  • зеленые и синие на 3-3,2 В – 82 и 75 Ом соответственно.

Можно использовать стандартный контроллер 220 В для RGB-технологии с общим анодом: на все каналы подается «минус», а на общий кабель – «плюс».

Изготовление гирлянды из светодиодов

При последовательно подключенных светодиодах можно создать мерцающую гирлянду. На ее создание уйдет минимум времени, а с задачей сможет справиться практически каждый человек с начальными знаниями электрики. Самое главное в данном случае: четко следовать инструкции.

Для самостоятельной сборки светодиодной гирлянды своими руками вам нужно выполнить действия в следующем порядке:

  1. Определитесь с желаемым расстоянием между соседними источниками (диодами).
  2. Раскрутив провод, маркером любого цвета нанесите соответствующие отметки на те места, где предположительно будут установлены светодиоды. В идеале расстояние между ними должно составлять 200-250 мм.
  3. В тех точках, где были оставлены пометки, удалите с провода изоляцию, создав «голые островки» длиной по 20-30 мм. Действовать нужно аккуратно, чтобы не повредить сам кабель. Это упростит процесс будущего крепления диодов.
  4. На такие участки нужно нанести канифоль с припоем.

  1. К образовавшимся наплывам закрепите светодиоды, соединяя паяльником их ножки с проводом. Учтите, что данный вариант крепления будет менее надежным, поэтому придется воспользоваться усиливающими фиксаторами, которые также закроют оголенные части гирлянды.
  2. Узкий скотч нарежьте на разные кусочки длиной 30-40 мм, затем примените в качестве изоляции для диодов. В результате этих действий каждый светодиод должен быть расположен в «кармашке», крепко удерживающем его на кабеле. Обмотать нужно все источники света на проводе.
  3. Затем нужно обеспечить герметизацию верхней части «кармашка». Для этого сгодится силиконовый герметик, который не просто повышает прочность конструкции, но и совершенствует свечение.
  4. Остается подключить к схеме резистор и блок питания, а затем протестировать работу самодельного оборудования.

Обратите внимание! Данная разновидность гирлянды не боится холода, поэтому может эксплуатироваться в системах наружной иллюминации. В таком случае рекомендуется применять блоки питания на 8-12 В. Чтобы проверить работоспособность изделия, вы можете применить аккумуляторную батарейку смартфона, блок питания от зарядки телефона.

Подготовка к созданию светодиодной гирлянды на батарейках

Не менее красиво смотрится светодиодная гирлянда, подключаемая к батарейкам. Кроме того, такое изделие будет максимально безопасным для детей. Данная разновидность иллюминации используется в качестве наружного источника света. При перемещении в воздухе будет оставаться яркий разноцветный шлейф, который дизайнеры часто используют для создания в пространстве разнообразных узоров. Изделие должно быть защищено от ветра, осадков и низкой температуры.

Читайте также:  Мишки для свадьбы своими руками

Для производства гирлянды на батарейках вам будут нужны:

  • светодиоды диаметром 10 мм разных цветов с рассеивающим эффектом;
  • магниты диаметром 1,3 и толщиной не более 30 мм;
  • изолента или узкий скотч;
  • литиевая батарейка (например, CR2032 3V);
  • эпоксидный клей.

Процесс изготовления гирлянды на литиевых батарейках

Для создания яркой мерцающей гирлянды потребуется выполнить качественную пайку. Спешить в процессе выполнения работы не стоит. Запаситесь терпением, будьте аккуратны и внимательны, следуйте шагам:

  1. Выполните тестирование светодиодов, чтобы увидеть уровень их свечения. По очереди подключите компоненты к литиевой батарейке (одну, более длинную ножку, соедините с «плюсом», другую короткую – с «минусом»).
  2. Зафиксируйте положение диодов, затем каждый элемент вместе с батарейкой оберните скотчем или изолентой в 2 слоя.
  3. С положительным контактом батарейки совместите магнит, зафиксировав его.
  4. Каждая часть конструкции должна быть установлена на тонкий провод. Проверьте работоспособность изделия!

Использование резисторов парами

В данном случае вы сможете снизить себестоимость изделия, сделав его более экономичным, но помните: гораздо лучше с точки зрения электрической безопасности и долговечности оборудования соединять каждый светодиод с собственным резистором. К тому же, последние компоненты дешевые.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для создания праздничной иллюминации с «бегущими огоньками» вам понадобится не менее 3 гирлянд, причем каждая из них должна состоять из нескольких групп параллельно подключенных «фонариков». Для воссоздания подобного светящегося эффекта понадобится трехфазный мультивибратор с транзисторами, которые обозначены VT1, TV2 и VT3. В плече второго транзистора устанавливается конденсатор емкостью 0,1 мкФ, который значительно упрощает запуск изделия.

Вам понадобится выпрямитель тока с двумя полупериодами, который обеспечит питание автомата. Речь идет о выпрямительных диодах VD1, VD2, VD3 и VD4. Не стоит путать их со светодиодами!

Такой вариант позволит создать самые разнообразные по форме варианты – начиная от круга, треугольника или квадрата и заканчивая сердцем и тематическими фигурками (снеговик, дед Мороз, Снегурочка, олени в упряжи).

Создание гирлянды из старой клавиатуры

Для ускоренного создания гирлянды можно воспользоваться одним из самых бюджетных вариантов, связанных с разборкой старых компьютерных устройств ввода – мыши и клавиатуры.

В процессе выполнения работы вам понадобятся:

  • несколько старых клавиатур, которые могут быть даже нефункционирующими;
  • паяльник;
  • резисторы;
  • изолента или скотч;
  • термоусадочные кембрики;
  • припой и канифоль.

Сначала удалите провода из клавиатуры и отсоедините USB-кабель. Для повышения шансов на выполнение качественной работы вам понадобятся около 5 устройств ввода: возможно, таковые имеются у ваших друзей, близких, поспрашивайте на городском форуме.

Каждая клавиатура оснащена 3-мя светодиодами, указывающими на работу 3 основных функций изделия на кнопках Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock. Если же вам под руку попалась ненужная геймерская клавиатура, то все будет намного проще, ведь она зачастую включает огромное количество светодиодов.

Выполните разборку изделия и вытащите из него маленькую плату с контроллером. Она будет использоваться для соединения различных лампочек. Создайте изделие из 12 элементов, подключенных к резисторам по параллельной схеме. Превышать это значение не стоит, поскольку стандартный USB-кабель, от которого питается клавиатура, передает напряжение до 5 В при силе тока 500 мА.

Рабочее напряжение отдельных элементов не превышает 5 В. При прямом подключении без резистора будет происходить перегрев, который рано или поздно приведет к перегоранию компонентов. Именно поэтому напряжение понижается за счет дополнительного сопротивления или методом попарной спайки элементов. Во втором случае каждый отдельный компонент будет понижать напряжение «своего соседа». К сожалению, такой вариант считается менее оптимальным и эффективным: лучше всего следить за установленным лимитом вольтажа и не выходить за их пределы.

Далее следует взять простой кабель и на одной из его сторон удалить оплетку, а затем выполнить пайку. После создания изделия нужной длины и формы, остается заизолировать оголенные части.

Создать самодельную новогоднюю гирлянду из светодиодов проще простого: запаситесь необходимыми элементами и инструментами, выполните расчет (с этим могу помочь специалисты) или найдите в сети любую проверенную схему подключения. Затем следуйте нашим инструкциям, и в итоге получите функционирующее, качественное и безопасное изделие.

Источник

Adblock
detector