Настенный светильник на светодиодах

Автор: Александр (pcmaster.ru)

Введение

В очередной раз перегорела лампа накаливания в туалете, и я решил сделать светильник на светодиодах. Мощность выбрал 21 ватт, используя светодиоды 5730.

Компоненты и материалы

Электронные компоненты:

1. Светодиоды: 500 шт. SMD 5730 (заказаны на Алиэкспресс)
2. Блок питания: 21 ватт, 65-85 вольт, 300 мА (заказан на Алиэкспресс)
3. Балансировочные резисторы: 50 Ом, 0.5 Ватт (5 штук)

Механические компоненты:

1. Алюминиевый профиль: П-образный профиль для каркаса
2. Стекло: Для рассеивателя светильника
3. Метизы: Винты, гайки, крепления
4. Материалы для травления платы:
   • Перекись водорода 3% - 100 мл
   • Лимонная кислота - 30 грамм
   • Поваренная соль - 5 грамм
5. Флюс: ТАГАС2 на основе глицерина

Инструменты:

• Паяльник
• Утюг для переноса тонера
• Дрель для сверления отверстий
• Инструменты для резки алюминиевого профиля

Схема подключения светодиодов

На плате размещено 100 светодиодов, соединённых по схеме:

• 20 светодиодов соединены последовательно
• 5 таких цепочек соединены параллельно

Схема соединения:
[Блок питания 65-85V, 300mA]
        │
        ├─[Цепочка 1: 20xLED + R1 50Ω]
        ├─[Цепочка 2: 20xLED + R2 50Ω]
        ├─[Цепочка 3: 20xLED + R3 50Ω]
        ├─[Цепочка 4: 20xLED + R4 50Ω]
        └─[Цепочка 5: 20xLED + R5 50Ω]

Расчёт параметров:

• Напряжение на одной цепочке: 20 × 3В ≈ 60В
• Ток через одну цепочку: ≈ 60 мА (300 мА / 5 цепочек)
• Мощность рассеивания на резисторе: I²R = (0.06А)² × 50Ω ≈ 0.18 Вт
• Резисторы 0.5 Вт выбраны с запасом

Изготовление печатной платы

1. Подготовка трафарета

Трафарет платы распечатан на листе из схемы игрушки "Лего" и перенесён утюгом на плату.

2. Травление платы

Использован раствор для травления:

• Перекись водорода 3% - 100 мл
• Лимонная кислота - 30 грамм
• Поваренная соль - 5 грамм

Преимущества этого раствора:

• Прозрачный (виден процесс травления)
• Очень быстро травит плату
• Компоненты доступны в шаговой доступности
• Экологичнее хлорного железа

Примечание: Раньше использовал хлорное железо, но перешёл на раствор с перекисью водорода полностью.

3. Залуживание платы

После травления плата покрыта флюсом ТАГАС2 на основе глицерина и залужена паяльником.

Сборка светильника

1. Монтаж компонентов

• Светодиоды SMD 5730 припаяны на плату
• Балансировочные резисторы 50 Ом установлены в каждую цепочку
• Блок питания подключён к плате

2. Изготовление каркаса

1. Из П-образного алюминиевого профиля напилена рамка нужного размера
2. В стекле просверлены отверстия для крепления
3. Светильник собран с помощью винтов и гаек

3. Установка балансировочных резисторов

Сопротивление 50 Ом выбрано большое из-за:

• Большого разброса параметров светодиодов
• Лучшей защиты линий от выгорания светодиодов

Фотографии процесса

Трафарет платы:

Результат травления:

Залуженная плата с блоком питания и лентой светодиодов:

Технические характеристики готового светильника

• Мощность: 21 Вт
• Напряжение питания: 65-85 В
• Ток потребления: 300 мА
• Количество светодиодов: 100 шт. SMD 5730
• Световой поток: ≈ 2100-2500 лм (примерно 21-25 лм/Вт)
• Цветовая температура: 4000-4500K (нейтральный белый)
• Размеры: определяются каркасом из алюминиевого профиля

Преимущества самодельного светильника

1. Надёжность: Собран из качественных компонентов
2. Ремонтопригодность: Любую деталь можно заменить
3. Экономия: Дешевле готовых аналогов
4. Гибкость: Можно сделать любой формы и размера
5. Опыт: Ценный практический опыт в электронике

Видеоматериалы

1. Каркас светильника
2. Напряжение на светодиодах при включении

(Ссылку на видео ждите в следующей серии)

Советы и рекомендации

При выборе светодиодов:

• Покупайте с запасом (на 10-20% больше)
• Проверяйте параметры перед пайкой
• Используйте светодиоды из одной партии

При травлении плат:

• Раствор с перекисью водорода безопаснее хлорного железа
• Контролируйте процесс травления визуально
• Используйте перчатки и защитные очки

При монтаже:

• Используйте термопасту для отвода тепла
• Обеспечьте хорошую вентиляцию
• Проверяйте полярность светодиодов

Возможные улучшения

1. Диммирование: Добавить регулятор яркости
2. Датчик движения: Автоматическое включение/выключение
3. Таймер: Отключение через заданное время
4. RGB подсветка: Многоцветные светодиоды
5. Управление по WiFi: Умный светильник

Заключение

Самодельный светильник на светодиодах — отличная альтернатива покупным решениям. Он позволяет получить именно то, что нужно, по оптимальной цене. Процесс изготовления даёт ценный опыт в электронике и может быть адаптирован для любых нужд.

Стоимость проекта: ≈ 500-800 рублей (в зависимости от компонентов и ваших фантазий)

Время изготовления: 1-90 дней (Если с Алика ждать, то можно посидеть)