Переносной прожектор своими руками

Светодиодный прожектор своими руками

Осветительные приборы нового поколения кардинально отличаются от старых моделей. Они экономичны, демонстрируют высокую мощность и практически не нуждаются в обслуживании.

Устойчивый спрос на качественные источники света вызвал появление на рынке большого количества изделий из стран Юго-Восточной Азии, которые не отличаются ни надежностью, ни долговечностью.

Светодиодный прожектор, изготовленный своими руками, позволит получить достаточно качественное изделие. Рассмотрим, как сделать дешевый и вполне работоспособный прожектор из подручных средств.

Устройство

Конструкция светодиодного прожектора проста. Основными элементами устройства являются:

Драйвер — это блок или источник питания, который получает стандартные 220 В и преобразует их в питание, необходимое для работы светодиодного фонаря. Особенностью драйверов, отличающей его от адаптеров, является акцент не на напряжение или мощность, а на стабильную силу тока (у адаптеров главный параметр — напряжение).

Внимание! Приобретая драйвер, необходимо обратить внимание на основной показатель. Если указано значение в вольтах (например, 24 VDC), то это адаптер.

Светодиод в данном случае представляет собой не отдельный элемент, а сборку из нескольких единиц, обладающих одинаковыми характеристиками. Они изготавливаются по специальной технологии, позволяющей получать идентичные кристаллы. Набор кристаллов, подключенных последовательно-параллельно, составляет светодиодную матрицу или LED-cheap. Отличительной особенностью матрицы является большое выделение тепла, разрушающего кристаллы и требующего охлаждения или отвода при помощи радиаторов.

Помимо основных узлов, прожектор состоит из следующих элементов:

Назначение корпуса понятно без объяснений. Фокусирующая линза создает компактный и направленный световой поток, более концентрированный и плотный. Роль отражателя несколько иная, чем в обычных прожекторах. Первоначальная оптика светодиода выдает пучок света с углом раскрытия 120°. Поэтому функцией отражателя является не столько отражение разнонаправленных лучей, сколько уплотнение потока.

Необходимые материалы и детали

Изготовить самодельный светодиодный прожектор можно из деталей, которые имеются под рукой, или куплены в специализированном магазине. Необходимо продумать конструкцию, чтобы все элементы максимально соответствовали друг другу. Необходимые материалы не обязательно приобретать, можно использовать старый светильник, взять светодиоды от сломанного уличного фонаря и т.п. Рассмотрим, какие элементы необходимы для того, чтобы собрать мощный светодиодный прожектор.

Лампы

Самый простой вариант — приобретение готовой светодиодной лампы со стандартным цоколем и подключение ее к сети. Но такую самоделку вряд ли можно назвать прожектором. Оптимальный вариант — матрица на светодиодах SMD 5050, недорогих и качественных, обеспечивающих яркий мощный пучок света. Они крепятся на тонкий стеклотекстолит, установленный на толстой алюминиевой пластине, которая выполняет функции теплоотведения. Можно использовать готовые радиаторы с большим количеством пластин, эффективность которых намного выше, но размеры не всегда позволяют поместить их в ограниченное пространство корпуса прожектора.

Материал для корпуса

Корпусом может послужить любая металлическая или пластиковая коробка соответствующей формы и размера. Оптимальный вариант — использование готового корпуса от галогенного прожектора. Он герметичен, предназначен для уличного использования, имеет подходящий размер. Для людей, обладающих навыками и возможностями, не составит труда изготовить корпус самостоятельно из листового алюминия. Этот вариант позволит разместить качественный радиатор и обеспечить установку наиболее эффективного отражателя с оптимальным углом раскрытия. Следует также предусмотреть монтаж выключателей и способ крепления корпуса — изготовить гнездо для кронштейна или монтажную планку, прикрепленную снаружи.

Источник питания

Приобретение готового драйвера поможет сделать прожектор своими руками значительно быстрее, но, для подготовленных и обладающих определенными навыками людей, не составляет труда изготовить источник питания самостоятельно. Основная задача состоит в обеспечении стабильного тока и напряжения.

Важно! Если имеются сомнения в своих силах, от самостоятельного изготовления драйвера лучше отказаться и приобрести готовый. Ошибки при расчете или сборке могут привести к пожару.

Схема и печатная плата простого светодиодного прожектора

Существует большое количество схем источников питания различной степени сложности. Проще всего (и надежнее) использовать классический вариант схемы с гасящим конденсатором:

Этот вариант является бестрансформаторным типом источника питания, позволяющим получить очень компактное устройство, собранное из недорогих и доступных деталей, не требующее сложной настройки. Входной неполярный конденсатор емкостью 1 мкф запараллелен с резистором на1 мОм, который можно заменить на любой другой образец емкостью от 240 до 1 мОм и мощностью 0,25 Вт. Они подключаются на одно плечо диодного моста, который собран на 4 диодах 1N4007. Выпрямленное напряжение дополнительно сглаживает полярный конденсатор на 10 мкф 400 В. Светодиоды разделены на 2 группы, соединенные параллельно. В каждой группе последовательно соединены 50 единиц. В каждой ветви проходит ток 19 мА, что соответствует номиналу.

Печатная плата не требует высокой точности и может быть изготовлена на лазерном принтере.

Для эффективного отвода тепловой энергии обратную сторону оставляют нелуженой. Расположение монтажных отверстий выбирается таким, чтобы обеспечивался максимально плотный контакт с теплоотводящей пластиной или радиатором.

Порядок сборки прожектора

Рассмотрим, как собрать светодиодный прожектор своими руками.

1. Сборка начинается с напайки светодиодов на монтажную плату. Для этого используют маломощный паяльник или станцию. После завершения работы необходимо проверить каждый светодиод в отдельности и всю матрицу целиком на работоспособность.
2. Затем собирают драйвер. Обычно используют навесной способ (без монтажной платы), так как деталей мало. Их расположение надо тщательно продумать, чтобы они свободно поместились в отсеке. Надо оставить достаточно места для провода питания.
3. Выводы деталей во избежание замыкания следует изолировать кембриком или термоусадочной трубкой. Собранный источник питания проверяется на работоспособность, сначала отдельно при помощи мультиметра, затем с нагрузкой (производится пробное подключение светодиодов). Устраняются обнаруженные недостатки.
4. После успешного пробного включения приступают к окончательной сборке прожектора. Матрица со светодиодами плотно присоединяется к радиатору. Если нет готового, можно использовать алюминиевый уголок, загнутый из толстой (около 5 мм) пластины. Одна полочка уголка привинчивается к корпусу прожектора, ко второй крепится матрица. Между ней и пластиной необходимо нанести термопасту для лучшего отведения тепловой энергии.
5. Затем устанавливают отражатель. Если нет готового, можно обойтись установкой алюминиевой фольги, конструкции из зеркального пластика или иных материалов с высокими отражающими способностями. Оптимальный вариант — применение жестких листовых материалов, позволяющих изготовить прочную конструкцию с заданной конфигурацией.
6. Сборка завершается установкой защитного стекла или фокусирующей линзы. Чаще всего используют стекло, поскольку найти линзу намного сложнее, и ее цена довольно высока. Если планируется использование прожектора для уличного освещения, следует все стыки по периметру изолировать от воды герметиком.

Описанный порядок сборки может быть изменен в соответствии с имеющимися в распоряжении мастера комплектующих или материалов. Вариантов конструкции может быть очень много, возможно изготовление стационарного или переносного прожектора, с самодельной матрицей или готовой лампой и т.д.

Стоит ли делать самостоятельно: все за и против

Сборка самодельного прожектора является одним из вариантов досуга, возможностью проявить свои конструкторские и технические способности. Это основной аргумент, говорящий в пользу самостоятельного изготовления подобных устройств. Необходимо признать, что большинство людей не обладают должными навыками в электротехнике или не имеют необходимого инструмента и материалов.

В результате оказывается, что все комплектующие придется приобретать и проще сразу купить прожектор. Однако, люди, для которых техническое творчество является лучшим способом проводить время, находят в подобных занятиях большое удовольствие.

Подобные занятия можно назвать обычным развлечением, но в результате появляется нужное и полезное устройство.

Основные выводы

Самостоятельная сборка прожектора из светодиодов позволяет сэкономить на приобретении или избежать покупки некачественного китайского изделия.

При этом, мероприятие возможно только при наличии определенной подготовки, навыков владения инструментами и паяльником.

Человека, находящего в подобных занятиях удовольствие, сборка прожектора станет отличным способом провести время с пользой.

Источник

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 (I_пр=1 А, U_обр=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.

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.

Источник