Прожектор светодиодный уличный схема

Прожектор светодиодный уличный схема

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.

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.

Светодиодная продукция появилась на рынке несколько лет назад, став настоящим прорывом в светотехнике. Эти универсальные, долговечные и надежные устройства характеризуются массой других достоинств, к числу которых можно отнести высокую экономичность и многофункциональность.

Читайте также:  Что залить в систему отопления на зиму

Неудивительно, что люди интересуются, как подключить светодиодный прожектор. Ведь приборы используются на административных, производственных объектах, для декоративного освещения дачных участков, садов и внутренней территории загородных домов.

Выполнение данных действий требует наличия определенного уровня знаний в области электрики. Профессиональные монтажники не рекомендуют самостоятельно выполнять подключение светодиодных прожекторов, поскольку это может привести к возникновению неполадок и полному выходу из строя софита. Тем не менее, если вы будете действовать внимательно и отнесетесь с ответственностью к работе на каждом этапе, то результат будет положительным.

Сфера использования

Области применения данных приборов обширны. Они затрагивают бытовую, промышленную и торговую сферы жизни. При использовании прожекторов для декоративного освещения архитектурных сооружений следует выбирать конструкцию со степенью защиты от проникновения пыли и влаги IP65 и выше. При таком раскладе гарантируется работоспособность оборудования в температурном диапазоне от -45 до +50 град. Цельсия, противостояние атмосферным осадкам, включая дождь и снег. Прожекторы размещаются на возвышенностях, а срок эксплуатации превышает 50000 часов.

Устройства СДО 5 могут использоваться для освещения складских помещений, производственных цехов, что обусловлено низким потреблением электроэнергии и малыми финансовыми затратами. Высокая стоимость изделий быстро окупается из-за экономичности, поскольку на таких объектах они эксплуатируются практически круглосуточно.

Диодные прожекторы применяются для освещения различных открытых территорий с выставочными витринами, футбольными полями и другими спортивными площадками. В данном случае важен выбор мощности и цветовой температуры, что позволит избежать отбрасываемых объектами теней и в точности передать цвета, подчеркнув достоинства товара (в случае с торговыми витринами). Оборудование применяется для освещения рекламных щитов, позволяя правильно расставить акценты.

Нередко можно встретить прожекторы на led-диодах в театральных и киноконцертных залах. С их помощью организуется эффективное освещение с возможностью управления.

Одно из преимуществ, которое обусловило распространенность светодиодных прожекторов во всем мире, является экологическая безопасность. В случае выхода из строя прибор утилизируется как обычный мусор.

Конструкция светодиодного прожектора

Большинство прожекторов данного типа изготавливается на основе алюминиевого корпуса, содержащего стеклянные или пластиковые рефлекторы для рассеивания света или формирования узконаправленных световых пучков. Наличие нескольких наклонных зеркал внутри корпуса или специальных панелей (не обязательно стеклянных) позволяет задавать нужное направление светового потока.

Рабочая часть прожектора называется светодиодной матрицей. Она состоит из одного или нескольких полупроводников, впаянных в обычную плату. Несмотря на то, что матрица не выделяет тепло наружу, она нагревается изнутри. От того, насколько качественно будет организован отвод тепла, зависит продолжительность эксплуатации устройства.

В этих целях используются специальные радиаторы. В процессе нагрева температура по подложке с минимальным сопротивлением уходит на радиатор (обязательно наличие термопасты).

Для стабильной и продолжительной работы светодиодам необходимо постоянное напряжение с минимальными перепадами. За соблюдение данного требования отвечает дополнительный элемент – драйвер (блок питания). Эта небольшая деталь содержит трансформатор, диодный мост, конденсатор и стабилизаторы. Может быть дополнена иными электротехническими компонентами.

К уличным прожекторам нередко подключают датчики движения, поэтому они работают только при необходимости, когда сенсор регистрирует приближение человека. Датчик движения характеризуется разными параметрами, среди которых – чувствительность и диапазон действия. От первой характеристики зависит, будет ли устройство реагировать на передвижение собаки и других мелких существ, от второй – на каком расстоянии должен находиться от прожектора человек, чтобы включился свет.

Еще одним новшеством в схеме подключения светодиодных прожекторов является автоматический коммутатор. Он реагирует на уровень освещенности окружения и в зависимости от того, насколько в комнате/на территории темно, включает осветительный прибор на определенную мощность. К примеру, днем в солнечную погоду прожектор и вовсе не включится.

Техника безопасности и рекомендации по эксплуатации

Несоблюдение правил электротехнической безопасности при монтаже, подключении и эксплуатации осветительных приборов приведет к неприятным и трагическим последствиям.

Руководствуйтесь следующими рекомендациями:

  1. Независимо от того, устанавливаете вы прибор к сети 220 В или монтируете устройство на 12 В, питаемое от аккумулятора, перед работой никогда не мочите руки. Избегайте взаимодействия с электротехникой, если руки влажные или вспотевшие. Никогда не выполняйте какие-либо операции с уличным освещением, если на улице сыро и пасмурно.
  2. Обязательно отключайте цепь от сети питания, что позволит избежать поражения электрическим током.
  3. Замерьте напряжение в сети и убедитесь, что его значение не превышает 220 В (допустимы небольшие отклонения — на 5-6 %).
  4. Избегайте близкого расположения прожектора к маломощным приборам.

  1. Старайтесь не использовать рядом со светодиодными устройствами какие-либо химикаты.
  2. Если заметили перебои в работе led-прожектора, то отключите его от сети питания. Различные перепады могут быть связаны с неисправностью матрицы, отдельного диода или скачками напряжения в сети.
  3. Несмотря на универсальность и неприхотливость светодиодной продукции, продумайте план технического обслуживания и ухода за изделием.

к содержанию ↑

Этапы выполнения работ

Работы по монтажу и подключению диодных прожекторов делятся на три этапа: поиск места установки, подготовка инструмента и материалов, непосредственно подключение.

Определение места

Здесь нужно двигаться «с конца»: определите территорию, которая должна освещаться прожектором, после чего выберите место его установки так, чтобы световой поток падал на нужную зону. В идеале надо составить схему или начертить эскиз. Убедитесь в том, что рядом находятся источники питания, либо проложите проводку. Важно, чтобы имеющиеся кронштейны надежно крепились к стене или выбранному объекту.

Читайте также:  Ламповый усилитель маршал схема

Прожекторы могут крепиться к потолку, опорам, стенам, а главным условием является наличие гладкой поверхности для монтажа. Высота установки зависит от габаритов и мощности изделия, освещаемой территории и т.д. Небольшие прожекторы рекомендуется монтировать на максимальную высоту не более 16 м. Помните, что это многофункциональные устройства, позволяющие с легкостью задавать определенный угол наклона.

Инвентарь и материалы для подключения к электросети

В процессе выполнения работ вам пригодятся:

  • бокорезы;
  • канцелярский нож или специальный инструмент для зачистки провода;
  • паяльник со всеми принадлежностями;
  • изолента;
  • отвертка.

Подключение светодиодного прожектора с заземлением и без него

Внимательно прочитайте инструкцию. Если в ней ничего не указано насчет полярности, то при подключении к сети ее можно игнорировать. Чтобы подсоединить прожектор, используйте гибкий медный или любой другой проводник, который устойчив к высоким температурам (до 160 град. Цельсия). Не всегда есть необходимость в заземлении, поэтому желто-зеленый провод можете просто хорошенько заизолировать и спрятать в задней части прибора.

Подключение устройства к той или иной сети зависит от модификации. Это могут быть приборы, работающие от сети переменного тока напряжением 220 В, либо оборудование, функционирующее от источников постоянного тока на 24 В. В последнем случае может применяться обычный бытовой выпрямитель тока.

Перед монтажом изучите корпус прожектора и убедитесь в отсутствии видимых повреждений механического типа. Освободите клеммную колодку, удалив крышку, чтобы получить доступ к клеммам и узлам заземления. Выкрутите сальниковый ввод и обесточьте помещение, отключив подачу электроэнергии с общего распределительного щитка.

При замене прожектора на новый нужно выбросить старый, предварительно сняв с него все провода. Желательно подбирать такие устройства, для которых подходит идентичная крепежная конструкция. Установите чехол на пустое место – этот элемент обеспечит защиту проводов от попадания воды.

Разместите прожектор, наживив винты и шурупы, достаньте провода из коробки и соедините с нужными в соответствии с электросхемой. При помощи паяльника обеспечьте надежное крепление и хороший контакт на проводах. Выполните изоляцию, спрячьте соединения внутрь клеммной коробки и верните на место крышку, закрутив болты. В этих целях могут использоваться и специальные защелки.

Закрутите винты на прожекторе, чтобы намертво прикрепить его к месту установки. Подайте напряжение и убедитесь, что осветительный прибор функционирует.

Особенности подключения led-прожектора с датчиком движения

Процесс подключения прожектора через датчик движения требует небольшой корректировки инструкции, обозначенной выше. Последовательность выглядит следующим образом:

  1. Разверните прожектор и отыщите клеммную коробку. Открутите винты, чтобы получить доступ к тройной колодке с клеммами, подключенными к светодиодам.
  2. В корпусе прибора есть специальные отверстия, через которые нужно завесить провода. Если данное отверстие герметичное, то вы увидите резиновый уплотнитель с гайкой. Проведите провод и обязательно затяните эту гайку.
  3. Подключите «плюс» к «плюсу». Обычно такие провода окрашиваются в коричневый или красный цвет, обозначаются L – фаза.
  4. Соедините «минус» с «минусом». Это нейтраль, которая обозначается буквой N и окрашивается в более холодные оттенки – светло-синий, черный.
  5. Практически во всех случаях требуется заземление. Найдите полосатый провод (обычно смесь желтого и зеленого цветов) с обозначением RE.

Датчик движения имеет минимум два провода – «плюс» и «минус». В некоторых случаях он оснащен заземлением. Минусовой кабель соедините с прожектором напрямую, поскольку он всегда должен быть включен в цепь.

По сути, вы подсоединяете устройство через выключатель, который работает не в ручном, а в автоматическом режиме при регистрации движения, тепла или звука. По этой причине плюсовое значение будет подаваться на прожектор лишь в том случае, если сработал датчик. Нужная клемма прожектора будет обозначена латинской буквой A.

Если датчик встроен в прожектор, то последний будет содержать клеммную коробку с тремя проводами и аналогичными обозначениями.

Многие сенсорные элементы поддерживают регулировку основных параметров:

  1. Чувствительность. Если слишком высок процент ложных срабатываний, то уменьшите данное значение.
  2. Светочувствительность. Специальный фотоэлемент регистрирует освещенность, и, к примеру, в дневное время суток не даст прожектору включаться.
  3. Таймер – позволяет задать время, в течение которого устройство будет функционировать после регистрации движения, звука или теплового объекта. Пороговые значения бывают разными. Минимальная планка составляет несколько секунд, максимальная – вплоть до часа.

Как видите, установка светодиодных прожекторов максимально проста. Главное, соблюдать правила и рекомендации, чтобы не нарушить требования к электротехнической и пожарной безопасности. Конструкция приборов максимально проста, а для их эксплуатации достаточно соединить три кабеля – минусовой, плюсовой и заземляющий. Даже при наличии датчика движения или светочувствительного элемента процесс монтажа усложняется незначительно.

Одним из современных видов светодиодных источников света для уличного освещения является светодиодный прожектор. Электрическая схема светодиодного прожектора принципиально не отличается от схемы светодиодной лампы. Основное отличие заключается в их конструкции, так как требуется обеспечить работоспособность в широком диапазоне температур в условиях осадков. Поэтому ремонт прожекторов своими руками мало чем отличается от ремонта светодиодных ламп и даже проще, так как не возникает трудностей при разборке. Для получения доступа к драйверу и светодиодам прожектора достаточно отвинтить всего несколько винтов.

Ремонт маломощного светодиодного прожектора

Попали мне в ремонт два одинаковых светодиодных прожектора типа СДО01-10 мощностью 10 Вт. При внешнем осмотре сразу была обнаружена неисправность у одного из них – частичное отслоение защитного слоя и наличие темного пятна на светоизлучающей поверхности светодиодной матрицы.

Читайте также:  Бурение скважин малогабаритными установками

Надежда на ремонт прожектора с неисправной светодиодной матрицей сразу исчезла, так как стоимость такого светодиодного излучателя обычно превышает половину стоимости прожектора. Да и приобрести новую матрицу весьма проблематично, так как на светодиодах обычно нет маркировки и определить тип нестандартного излучателя сложно. Внешний вид второго прожектора не вызвал вопросов.

Решил упростить задачу ремонта, переставив драйвер прожектора со сгоревшей матрицей в прожектор с исправной. Но снятие задних крышек показало, что в обоих прожекторах драйверы неисправны.

В обоих драйверах перегорели защитные резисторы номиналом 1 Ом, что свидетельствовало о пробое одного из диодов диодного мостика или ключевого транзистора.

Прозвонка мультиметром показала, что пробит переход у ключевого n-p-n транзистора D13005K и управляющего S8050.

Резистор и транзисторы были выпаяны и заменены исправными, но прожектор не заработал. Дальнейший поиск неисправного элемента привел к оптопаре обратной связи, которая оказалась в обрыве. На фотографии оптопара находится слева вверху. После замены оптопары светодиодный прожектор заработал.

Электрическая схема светодиодного прожектора

На фотографии приведена типовая электрическая схема драйвера светодиодного прожектора. Принцип работы схемы любого драйвера прожектора одинаковый.

Напряжение из бытовой сети подается на вход драйвера через предохранитель F1, фильтруется с помощью LС элементов и выпрямляется диодным мостом. Далее сглаживается электролитическим конденсатором С13. На выводах конденсатора создается напряжение постоянного тока величиной около 280 В.

С конденсатора C13 напряжение подается через токоограничивающие резисторы на стабилитрон D12 и вывод 6 микросхемы. Стабилитрон обеспечивает питание микросхемы напряжением 9 В, которое является опорным для работы драйвера в целом. С конденсатора C13 напряжение поступает также через обмотку трансформатора Т1.1 на вывод полевого транзистора Q1 работающего в ключевом режиме.

Работает драйвер следующим образом. С вывода 5 микросхемы на затвор транзистора Q1 поступают высокочастотные импульсы, благодаря которым сопротивление между его стоком и истоком становиться близким к нулю. В этот момент через первичную обмотку трансформатора проходит ток, благодаря которому на вторичной обмотке появляется напряжение. Оно выпрямляется быстродействующим диодом SF28 и сглаживается электролитическим конденсатором SC1. Величина тока, протекающего через LED матрицу, определяется величиной сопротивления резисторов, установленных с 3 вывода микросхемы на общий провод.

Наиболее часто выходят из строя – электролитические конденсаторы (их легко определить по внешнему виду — вспучены), диоды мостового выпрямителя, полевой транзистор, высокочастотный диод и стабилитрон (в случае его обрыва выходит из строя микросхема).

Причина перегорания светодиодной матрицы в прожекторе

Обычно светодиодные матрицы выходят из строя из-за перегрева. Решил разобраться, почему в данном прожекторе, несмотря на толстостенный дюралюминиевый корпус, являющийся одновременно и радиатором перегорела светодиодная матрица.

Первое, что бросилось в глаза, это крепление матрицы с помощью двух винтов, а не четырех, что предусмотрено ее конструкцией. Головки винтов были конической формы, что могло привести при сильном закручивании винтов к деформации подложки матрицы.

После отпайки токоподводящих проводников и откручивания винтов матрица легко отделилась от корпуса прожектора. На снимке внешний вид. Выборки в углах подложки вместо отверстий снижают вероятность равномерного прижима ее к радиатору.

Причина выгорания светодиодной матрицы стала очевидной после осмотра ее обратной стороны. Участок подложки, противоположный прогоревшему участку со светодиодами не был покрыт теплопроводящей пастой, хотя паста на корпусе прожектора была нанесена равномерно.

Обычно участок радиатора, к которому прижимается тепловыделяющий элемент, шлифуется. В прожекторе это правило нарушено вдвойне, так как площадь корпуса, к которой прижимается светодиодная матрица, не шлифована, и еще окрашена краской типа шагрень, что существенно снижает отвод тепла с матрицы.

Исходя из вышесказанного, можно сделать заключение, что светодиодная матрица вышла из строя из-за перегрева по причине плохого ее прижима к корпусу прожектора при сборке.

Перед установкой матрицы в корпус прожектора, место ее контакта было обработано наждачной бумагой до блеска алюминия и нанесена свежая термопаста.

Ремонт мощного светодиодного прожектора

Еще раз пришлось столкнуться с ремонтом более мощного прожектора типа СДО01-30 мощностью 30 Вт.

Внешний вид прожектора представлен на фотографии. По габаритным размерам он несколько больше, а конструкция прожектора повторяет конструкцию выше представленной модели.

После снятия задней крышки с прожектора и осмотра внешнего вида радиоэлементов на печатной плате, деталей с подозрительным внешним видом обнаружено не было.

Осмотр печатной платы после ее снятия со стороны печатных проводников сразу выявил два перегоревших резистора, R8 (2 Ом) и R22 (1 Ом). Обычно низкоомные резисторы перегорают от большого протекающего через них тока при пробое полупроводниковых приборов или конденсаторов. Рядом с резисторами находился полевой мощный транзистор SVD4N65F, который и оказался при прозвонке неисправным. Электрической схемы прожектора в наличии не было и пришлось номиналы сгоревших резисторов узнать, вскрыв исправный прожектор такого же типа.

Неисправные резисторы и транзистор были выпаяны и дополнительно проверены на печатной плате все остальные полупроводниковые элементы. После запайки исправных резисторов и транзистора в печатную плату прожектор заработал.

Как видите, владея навыками работы с мультиметром и паяльником можно успешно ремонтировать любые светодиодные прожекторы своими руками.

Отремонтированный прожектор уже несколько лет исправно работает. Второй тоже недавно отремонтировал, благодаря появлению нового типа LED матриц, для которых не нужен дополнительный драйвер, так как он уже установлен на подложке матрицы. Матрицы по цене не дороже классических изделий.

В дополнение удалось не только восстановить работоспособность прожектора, но и увеличить его мощность в три раза, при этом добиться нулевого коэффициента пульсаций.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector