Самодельный светильник на smd 2835

Эти диоды заказал ещё в декабре 2013 года. В феврале 2014 года уже поставил на место. Обзор я делал. С тех пор светят ванной комнате. Ни один не сгорел. Решил немного поэкспериментировать со светильником. Заодно напомню схему с расчётами на балластном конденсаторе. В силу простоты своего исполнения эти схемы больше всего интересуют обычных (и себя к ним отношу), не одарённых особым конструкторским талантом, людей.
Именно по этим драйверам больше всего просят совета. Купить готовое изделие проще всего. А вот собрать светильник почти из мусора гораздо интереснее. Тем более, в душе остаётся приятный осадок от того, что удалось применить в дело то, что валялось годами в сарае или гараже:)
Добралась посылка достаточно быстро, чуть больше месяца. Бывает и хуже. К сожалению, этот товар на данный момент недоступен. Течёт время. Одни магазины исчезают с рынка, новые появляются. Этот магазин канул в Лету.
Светодиоды были упакованы в бумажном пакете, обклеенном «пупырчатым» полиэтиленом изнутри.

Продавец общительный, в посылке было благодарственное письмо с предложением о дальнейшем сотрудничестве. Хоть по-английски, а всё равно приятно.
Светодиоды заказал «тёплые», получил ровно 500шт.
Для изготовления светильника использовал классическую «китайскую» схему. Диоды собраны в 4 параллели по 21шт. Итого 84 шт.

Спаять то, что задумал, оказалось очень нудным занятием. А если нет хорошего паяльника (паяльной станции) – одно мучение. Чем смог, тем и паял. Когда всё сделал, понял, что не всё так просто. Необходимо учитывать небольшой нюанс. При пайке диоды необходимо немного смещать. В противном случае они могут перекрыть дорожки своей контактной площадкой.

Пайка получилась не фонтан. Но этой самоделке особое место. Это мой самый первый опыт конструирования светодиодных светильников. Да, выглядит неказисто. Но это моя история, и я её буду помнить.

Светит сие изделие на уровне лампы накаливания 75Вт. Для ванной комнаты этого оказалось достаточно.

При напряжении в сети 230В мощность 7,6Вт.

Я уже убедился на своём опыте – самоделки работают намного надёжнее покупных китайских светильников. Делал не на выставку, просто экспериментировал. Плата – двусторонний стеклотекстолит (из отходов). Ничего не травил. Просто прорезал в нужных местах канавки огрызком ножовочного полотна. Остальные детали из старых телевизоров. Только электролит и светодиоды пришлось прикупить.

Делалось всё наспех, ради эксперимента.

Ничего нет более постоянного, чем временное.

Кто сказал?..
А вот формула по которой считал ёмкость балластного конденсатора С1:

Uц — падение напряжения на светодиодах получаем перемножением кол-ва светодиодов в одной параллели на 3В (21х3=63В).
Iц – ток, который рассчитываем пустить через светодиоды (но не более допустимого). Так как 4 параллели, это значение умножаем на 4.
Допустим, мы хотим пустить ток через светодиоды 10мА.
10мА*4=40мА.
Р= 0,04Ах63В=2,52Вт- Расчётная мощность панели.
А теперь посчитаем ёмкость балласта: по первой формуле.
Получаем С1=0,76мкФ.
Вывод: при ёмкости балласта 0,82мкФ панель будет светить ярче, чем 25-ти ватная лампа накаливания
Эти светодиоды допускают ток до 30-ти мА (согласно информации продавца). Теоретически мощность панели можно увеличить в 3 раза, меняя ёмкость балласта, но и не забывая про охлаждение.
Расчёт условный, но позволяет достаточно точно посчитать мощность лампы.
Я даже проверил. Измерил всю связку из четырёх конденсаторов мультиметром. Прибор показал 2,254мкФ.

Подставил в формулу (2). У меня получилось:
Iц =(230-63)*2,254/3,18=118,5мА
Р=118,5мА*63В=7464,8мВт=7,46Вт
С учётом потерь на сопротивлениях и диодах получилось достаточно точно.
На счёт 0,1Вт (светодиодов) продавец скорее всего ошибся. Где бы не глядел, везде — 0,2Вт. Да и менял много, всё работает.
Светильник имеет хорошее охлаждение за счёт большой площади. Через час работы чуть теплее руки. За три года ни на одном светодиоде нет следов деградации. Это для скептиков. Площадь 103 квадрата.
Наконец, руки дошли до ванной комнаты. Делаю ремонт. Этот светильник уже не вписывается в моё дизайнерское видение :) Поэтому его снял. Обязательно применю в другом месте. А пока решил поэкспериментировать (поиздеваться).
Но сначала напомню про пульсации. Согласно умным книжкам, пульсации свыше 300Гц не оказывают влияние на общую зрительную работоспособность. А у нас сплошь и рядом 100Гц. Надо учитывать. Поэтому смотрим ГОСТ Р 54945-2012. Там есть схема измерений и формула для расчёта.

Затем смотрим санитарные нормы (СНиП 23-05-95 ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ).
Документ объёмный. Из него очень сложно выудить нужную информацию. Я помогу.
В зависимости от предназначения помещения максимально допустимые пульсации от 10 до 20%.

В российских нормах освещения установлено, что глубина пульсации освещенности на рабочих местах не должна превышать 20%, а для некоторых видов работы 15 или даже 10 процентов. На самом же деле, это устаревшие показатели и для комфортной работы для мозга (глаз не воспринимает пульсацию и идет нагрузка на мозг — быстрая утомляемость и меньшая продуктивность на рабочем месте) пульсация должна быть не более 4-5% абсолютно на любом рабочем месте.

А эта информация для поклонников ламп накаливания. У них тоже есть пульсации. Всё зависит от мощности.

У ламп накаливания в 25Вт самая тонкая спираль. И она успевает остыть во время перехода тока через ноль. Поэтому пульсации самые большие (около 3%).
Лампочки меньшей мощности не рассматривал в принципе. Они в быту мало применимы.
А это уже «энергосберегайка» 20Вт. Здесь немного хуже.

У меня получилось около 5%. Но в нормы вкладывается.
Нет, это не проблема драйвера. Это проблема малой фильтрующей ёмкости конденсатора в выпрямителе. У новых лампочек картинка приблизительно схожая, пульсации не превышают нормы.
У дешёвых лампочек из-за сильного нагрева ёмкости быстро деградируют, превращая комнату в лабораторию воздействию на мозг.
Пора смотреть мою самоделку.

У меня получилось 10% после трёх лет использования. Для ванной комнаты это слишком хорошо.
Ёмкость тоже измерил. Я не знаю, сколько там было изначально. Но осталось 90мкФ.

Перехожу собственно к эксперименту. Решил немного изменить схему и посмотреть, как это скажется на пульсациях.

Схема с однополупериодным раздвоением напряжения:)
Чтобы сгладить пусковой ток, но при этом не оказывать влияние на работу схемы, заменил обычное входное сопротивление на NTC-термистор. Обзор про них я делал. Терморезистор защитит светодиоды в момент включения от дребезга контактов, а также сам выключатель от обгорания контактов в момент включения светильника.

У NTC-термисторов есть очень хорошее свойство, с увеличением температуры их сопротивление уменьшается. То есть в начальный момент они ведут себя как обычное сопротивление, уменьшая своё значение с прогревом. Характеристики тоже снимал.



Возможно, кому-то проще воспринимать в таком виде.


Особенность новой схемы в том, что пульсации работают в противофазе (50Гц). Мне было интересно, насколько они смогут сами себя загасить.
В плате пришлось сделать несколько дополнительных пропилов и кое-что перепаять.
Для чистоты эксперимента я подобрал ёмкости, чтобы были приблизительно одинаковые.
С2 (первая схема)= С2+С3 (вторая схема).

С2+С3 =88мкФ.
После переделки пульсации изменились.
Вот так пульсирует одна половина лампы.

Пульсации 50Гц и очень большие.
Но совместные (с обеих половин) не такие и страшные.
Это фото одного и того же светильника до переделки и после.

Изменения незначительны. Но…
Невозможно передать картину пульсаций, которые видят глаза в реальности. Поясню. Оба глаза не могут находиться одновременно на одном расстоянии от обеих половин (две половины лампочек запитаны противоположными полуволнами). И поэтому очень хорошо видны мерцания лампочки. Частоту 50Гц глаз видит. Пульсации очень большие и слишком сильно давят на глаза.
Вывод. Эксперимент не совсем удался. Лампочку переделываю в исходное (кроме терморезистора).

Но…
Я теперь знаю, насколько изменится картинка с такой схемой подключения и, что овчинка выделки не стоит.
На этом пора заканчивать.
В заключении скажу про балластные драйвера:
У таких схем есть очень большой плюс. Они собираются очень быстро. К тому же дёшевы в изготовлении и надёжны в эксплуатации.
Но есть и один очень большой минус.
У них нет гальванической развязки с электрической сетью. Поэтому надо быть особенно осторожным при изготовлении и эксплуатации.
Вот в общем-то и всё. Хотел поделиться своими знаниями и опытом с теми, кому это нужно. Навязывать своё мнение никому не хочу. Думайте и решайте сами.
Удачи всем! Особенно тем, кто смог дочитать до конца (самым стойким))).