Архив метки: светильник

Светильник светодиодный с датчиком движения (освещённости)

Этикетка Светильника светодиодного с датчиком движения (освещённости).
Светильник светодиодный с датчиком движения (освещённости). Этикетка

Иногда люблю покупать различные простые электронные безделушки. Вот и на этот раз обратил внимание на Светильник Светодиодный с Датчиком движения (как было указано этикетке). Удивило то, что Датчик движения очень миниатюрный – всего лишь дырочка в два миллиметра, и никакой линзы Френеля.

Пиродатчик
«Пиродатчик»

Дома провёл испытания…. И, о чудо – всё работало…. Всё, как указано на этикетке… Правда, свет включался не на 30 секунд, а на – одну… Я думаю, что впаяли не того номинала конденсатор C3. Правда, когда я выключил свет в комнате – работа прекратилась. После «поднятия» схемы – подтвердились не утешительные догадки. Пиродатчика не было, а был лишь – фоторезистор, заключённый в светонепроницаемую коробочку с маленькой дырочкой сбоку, напротив фоторезистора.

Схема Светильника светодиодного с датчиком движения (освещённости).
Светильник светодиодный с датчиком движения (освещённости). Схема

Вывод: Это устройство не является «… с датчиком движения». А является «… с острым датчиком освещённости»… Его можно использовать как датчик движения, но только с внешней засветкой.

По включении микросхемы IC1 можно предположить, что это одна из модификаций 555 таймера. К такому выводу подталкивает и расположение выводов питания, и схема подключения микросхемы к схеме. И если на выводы 3 и 4 (TEST) подать напряжение положительной полярности, то таймер срабатывает примерно на 30 секунд.

 

TS-54 TIROSS – мультифункциональный светильник

Схема TS-54 TIROSS – мультифункциональный светильник
TS-54 TIROSS – мультифункциональный светильник. Схема

Представляю вашему вниманию схему мультифункционального светильника TS-54. Попался мне недавно такой светильник в ремонт. При включении, без внешнего питания, поворотом ручки переменного резистора VR1 загорался LED индикатор, и светодиоды фонаря светились постоянно минимальным светом. Предположений о поломке было два: аккумулятор или светодиоды. Но «вскрытие» с «поднятием схемы» и последующей проверкой элементов опровергли все предположения. Что сгорело? Это такие элементы: C2, Q1, G2 и R3. Всё указывает на извечную проблему подобных схемных решений, а именно отсутствие в цепи AC токоограничительного низкоомного резистора (на схеме указан как Rдоп.) и как следствие — выгорание самых «хлипких» деталей. C2 – вздулся – заменил. R3 – установил номиналом 1 кОм (как LED индикатор светился при оборванном резисторе – понятия не имею). G2 – в «глубоком» обрыве — просто отключил. Q1 – пробит по БЭ. Интересный транзистор, я таких ранее и не встречал. Основные данные его: при Pcm – 0,75W; Uкб – 42V; Uкэ – 22V и hFE – 340..950 – ток коллектора Icm – 5A (!). И это в корпусе КТ26 (ТО-92). Чем заменить? Прошерстил справочники. Не уверен полностью, но выбрал из КТ817Б с самым большим hFE. По цоколёвке совпал, да и места вокруг много. Вроде работает, время покажет. Так как в работе всего один аккумулятор, то заменил C1 на меньший номинал – 1 мк х 400В. Взял его из «маленького» собрата светильника — фонарика. Установил Rдоп. на плату, что бы не было вот таких ремонтов с выгоранием деталей.  Вот, пожалуй, и весь ремонт. Схема работает хорошо. При заряде аккумулятора светильника светодиоды не включаются. При работе от аккумулятора плавно регулируется яркость светодиодов светильника.

P.S.: Так как в подобных светильниках и фонариках схемотехника одна и та же, то складывается впечатление, что Rдоп. не устанавливают преднамеренно.

Фото TS-54 TIROSS – мультифункционального светильника
TS-54 TIROSS – мультифункциональный светильник. Фото
 

Светодиод как «кирпичик» «конструктора» светильников. Часть 1

Светодиоды уже прочно вошли в нашу жизнь. Все фирмы производящие световую продукцию перешли на производство изделий из светодиодов. На прилавках магазинов уже почти невозможно найти люминисцентых ламп, а порой и ламп накаливания. В глазах рябит от различных моделей светильников, и некоторые выглядят как произведения искусства, правда и стоят они примерно так же. На полках магазинов лежат светодиодные лампы разной мощности, начиная от 3 ватт. И цены на такую продукцию всё снижаются, что, по своему — радует. В связи с этим уже появились и откровенные подделки, которые, так сказать — светят, но не греют. А ведь должны греть! Как в прямом, так и в переносном смысле. Подделки — это такие лампочки, которые выглядят, как настоящие, но КПД — очень низкое (до 20%), и соответственно не нагреваются. А настоящие лампочки греются, и очень сильно. И ничего не помогает, ни специальные алюминиевые стаканы — радиаторы, ни цельнометалические корпуса. Все производители, пытаются «втиснуть» в габариты лампочки накаливания, светодиоды с большими мощностями. Ведь во всех домах светильники рассчитаны на такой тип корпуса лампочки. Но, при норме — 27 см2/Вт мощности полупроводника, получается, что светодиодам лампочки в 3 Вт, нужен радиатор — 81 см2, а при мощности в 7 Вт — 189 см2. Это только в прожекторах, получается, рассеять такую мощность, так как корпус делается цельнометаллическим с рёбрами охлаждения. Если производители придумают миниатюрный кулер, то думаю, что с ним можно будет сделать хорошие, миниатюрные и главное долговечные светодиодные лампочки. На мой взгляд, самыми правильными, сейчас, являются светодиодные лампы, “имитирующие” люминисцентные в трубочном стеклянном корпусе. Внутри находится плата со светодиодами, длиной 600 (1200) и шириной 5 мм. Температура корпуса такой лампы не превышает даже средней.

Я так же предлагаю радиолюбителям делать светильники из 60 мВт светодиодов. Давайте рассмотрим схему светодиодной ленты — основной поставщик дешёвых 60 мВт светодиодов белого свечения. На рисунке 1 представлена схема одного метра ленты, с заявленной мощностью 4,8 Вт. На этом, одном метре, установлено 60 светодиодов и 20 резисторов по 150 Ом. То есть двадцать кусочков по 5 сантиметров. Если подключить такую ленту к стабилизированному блоку питания с выходным напряжением 12 вольт и потом промерять напряжения на каждом элементе, то окажется, что на каждом из них «падает» 3 вольта. По 3 вольта на светодиодах, и по 3 вольта на резисторах. Вот и получились своеобразные «кубики» для  «конструктора». Почему на светодиодах «падает» по 3 вольта, да потому, что каждый светодиод — это стабилитрон! Светодиоды давно используют в некоторых схемах, как источники стабильного напряжения. У любого светодиода своё напряжение стабилизации и оно зависит от цвета свечения. У белых и синих оно в среднем 3..3,3 вольта.

Рис.1 Схема метра светодиодной ленты
Рис.1 Метр светодиодной ленты. Схема

В радиолюбительской литературе, да и в схемах некоторых промышленных светодиодных ламп, в качестве гасящего резистора используют конденсатор. Мотивируется это тем, что конденсатор в таком включении не греется, и это правда. Любители ставить в этой цепи конденсатор уверяют, что при этом увеличивается экономичность. Но в чём выражается эта экономия. Да только в том, что конденсатор не греется … и всё. А что при этом не в выигрыше, это, прежде всего габариты конденсатора, пониженный КПД, и не возможность работы лампочки в сетях с другими частотами и постоянном напряжении. Давайте рассмотрим, почему уменьшается КПД. К примеру, в схемах [1] и [2] нужно посчитать количество светодиодов, умножить их сумму на 3 вольта и получить напряжение полезного действия — Uпд. А потом от напряжения питания (Uп) отнять сумму Uпд и получить напряжение не полезного действия, которое нужно погасить. Вот и ставят конденсатор. Но сопротивление конденсатора на частоте сети одно, а при уменьшении частоты, упадёт выходной ток, а при увеличении частоты ток возрастёт, что приведёт к выходу из строя устройства. Если же, вместо конденсатора, поставить резистор соответствующей мощности то, этот резистор будет конечно греться, но изменения частоты не дадут каких-то ощутимых потерь. Тем более, если увеличить количество светодиодов, то КПД будет повышаться.

2 рисунок
Рис. 2

Вот теперь можно и приступить к изготовлению нашего светильника. Схема, которую я использую в своих конструкциях, проста и надёжна (рис. 2). Она изображена на двух платах: плата выпрямителя — ПВ1 и плата светодиодов — ПС1. Для изготовления ПС1 требуется 1,25 метра светодиодной ленты белого свечения, а это 25 «кусочков». Я считаю это количество оптимальным, так как: 25 х 12 В = 300 В. И хотя, по теории, расчёт нужно вести на напряжение 310 вольт, но на практике оно ниже. Напряжение полезного действия: 75 х 3 = 225 В, и остаётся погасить 75 вольт. Это напряжение гасится теми 25 резисторами — «кубиками». Произведём расчёт далее: какая мощность выделится светодиодами: 225 В х 0,018 А = 4,05 Вт, какая мощность упадёт на гасяших резисторах: 75 В х 0,018 А = 1,35 Вт. Общая мощность: 4,05 + 1,35 = 5,4 Вт. КПД=4,05/5,4х100 = 75%.

Почему в расчётах я указываю ток через светодиоды — 18 мА? Да потому, что максимальный ток для них — 20..23 мА. Это, мой, личный компромис, между яркостью и долговечностью. В некоторых статьях предлагается ток через светодиоды устанавливать до 10 мА (чтобы уж действительно выработать ресурс). Но, вы вольны  в своих понятиях на эту тему, и можете выставить интересующий ток. При измении тока светодиодов, изменяется и потребляемая мощность.

Остаётся описать ПВ1: VD1..VD4 — диодный мост, возможно установить практически любые диоды с Uобр. ≥400 В; C1 — сглаживающий, его ёмкость можно увеличить и до 100 микрофарад, при этом улучшится сглаживание постоянного тока и увеличится время плавного выключения до 2..3 секунд; R1 — защитный резистор, его мощность должна быть как можно высокой, так как во время включения на нём выделяется значительная мощность на время зарядки конденсатора C1, номинал может быть в пределах 75-150 Ом; R2 — разрядный резистор, разряжает конденсатор C1 после выключения светильника, если его не устанавливать, то напряжение на конденсаторе будет разряжаться до напряжения стабилизации светодиодов — 225 В, что чревато неприятным «уколом» тока, на схеме указан минимальный номинал; R3 — нужен, для установки тока светодиодов до требуемой величины. Подбирая номинал этого резистора, и/или убирая резисторы — «кубики» с ПС1, можно точно установить требуемый ток через светодиоды.

3 рисунок
Рис. 3

Иногда, при «съёме» светодиодов с ленты, не хочется устанавливать резисторы, к примеру, по эстетическим соображениям. Тогда можно вместо них установить один резистор с суммарным номиналом и мощностью. На рисунке 3 изображён такой вариант. Этим резистором является — R3.

Но резистор R3 трудно подобрать по нужному номиналу, чтобы установить точно требуемый ток через светодиоды. И он будет установлен «на глазок» с примерно удовлетворяющим результатом. Правда, как и в предыдущей схеме, при изменениях напряжения сети, будет меняться и ток через светодиоды.

Иногда проще сделать светильник, вклеивая меньшее количество 12 вольтовых кусочков, погасив излишки напряжения и тока, увеличивая соответственно номинал и мощность резистора R3. При этом конечно упадет КПД, но упростится конструкция. Такая конструкция изображена на фотографии 5, здесь использовано 19 «кусочков».

4 рисунок
Рис. 4

Если требуется увеличить в светильнике мощность, то в данной схеме это можно сделать, лишь удваивая (или увеличивая на целое число N) количество светодиодов. При этом  к плате выпрямителя ПВ1 нужно присоединить две абсолютно идентичных платы светодиодов ПС1 или одну ПС3, к примеру при удвоении мощности, такая конструкция изображена на фотографии 7, а схема на рис. 4. Или сделать схему (рис.5) с платой ПС4. При этом резисторы в ветвях должны быть подобраны так, что бы через них шёл одинаковый ток.

5 рисунок
Рис. 5

Внимание! Все эти конструкции находятся в гальванической связи с сетью, а также работают с высоким напряжением! Будьте предельно осторожны при макетировании и испытаниях! Обеспечивайте этим конструкциям хорошую изоляцию, с целью безопасной эксплуатации!

Вот фотографии некоторых моих конструкций:

ПВ1 и ПС1 на Фото 1
Фото 1. ПВ1 и ПС1 в настольной лампе

На фото №1 настольный светильник, который был раньше с U-образной люминисцентной лампой. Кусочки ленты приклеены к пластику и припаиваются друг к другу через проводники-скобы проходящие через пластик. Это сделано для того, чтобы кусочки ленты со временем не отпали.

ПВ1 и ПС1 на фото 2
Фото 2. ПВ1 и ПС1 в лампе «Апполон»

На этом фото №2 лампа в виде лампы накаливания, сделана из двух укороченных (под размер) экономок.

ПВ1 и ПС1 на фото 3
Фото 3. ПВ1 и ПС1 в неудачной лампе

На фото №3 неудачная конструкция. Хотелось сделать не большую лампочку и светодиоды поставил очень близко, поэтому сильно греется. Тело лампочки из кусочка пластиковой водопроводной трубы. Правда, пока работает в кладовке.

ПВ1 и ПС2 на фото4
Фото 4. ПВ1 и ПС2 в светильниках в туалете

На фото №4 два светильника, заменивших собой глазки встроенных светильников. Патроны взяты от лампочек накаливания — думал припаяю, но не удалось…. Прикрутил, как смог. По периметру платы конструкции припаяны бортики: со стороны светодиодов, для того чтобы сравнять высоту со светодиодами; со стороны патрона — чтобы тело светильника плотно прижималось к потолку. Светильник полностью обтянут прозрачной плёнкой как в сенсорном светильнике.

ПВ1 и ПС1 укороченный на фото 5.
Фото 5. ПВ1 и ПС1 укороченный светильник над столом

На фото №5 светильник из 19 кусочков светодиодной ленты.

ПВ1 и ПС1 на фото 6.
Фото 6. ПВ1 и ПС1 в кухонной вытяжке

На фото №6 красивая конструкция. Светит ярко и оригинально. Кусочек пластика вырезан под размеры защитного стекла и хорошо лежит на нём. К сети подключается через переходник, сделанный из негодной экономки, в которой собрана схема ПВ1. На среднем изображении видно как подбирался ток выпайкой резисторов.

ПВ1 и ПС3 Светильник в прихожей на фото 7.
Фото 7. ПВ1 и ПС3 Светильник в прихожей

На фото №7 светильник в котором ранее была О-образная люминисцентная лампа. Чтобы придать светильнику оригинальность и простоту монтажа 10 сантиметровых кусочков светодиодной ленты был сделан «скелет» из кусочка алюминиевого проката толщиной около 1 мм. Размеры приведены на рисунке в фото. После вырезания этой «расчёски» ей была придана форма «скелета» (точки А и А’ должны быть соединены) и затем была проклёпана до однородной толщины.  Кусочки ленты приклеены к «рёбрам» и для верности прихвачены колечками белой термоусадкой в трёх местах.

Литература:

  1. Светодиодная лента в настольной лампе. К.Мороз. Радио №6, 2014 г.
  2. Светильник на SMD светодиодах. О.Белоусов. РадиоМир №8, 2013 г.
 

Светильник светодиодный с сенсорным управлением

Схема светильника светодиодного с сенсорным управлением
Светильник светодиодный с сенсорным управлением. Схема

Решил я как-то, что пора и себе светильник сделать, а не только родственникам. За основу сенсора взял схему из [1]. Всё остальное личные умозаключения и справочные данные. Расскажу о элементах схемы: C1 — помехозащитный, без него светильник «ловит» помехи; R3 — резистор задающий чувствительность сенсора; C2, C3 — конденсаторы установки триггера в нулевое состояние при включении, R5 — ограничивающий до 1 мА ток через HL1 (индикатор наличия сети); R6, C5 — цепочка плавного включения и выключения светодиодов; VT1, VT2, R7, R10, R11 — элементы регулируемого источника тока; SA1 — штатный выключатель используемого светильника; VD1-VD4 — диодный мост; C6 — конденсатор фильтра от пульсаций сети; R12 — резистор, ограничивающий ток заряда C6 и ток пробоя VD1-VD4; R8, R9 — резисторы, выполняющие двойную функцию, а именно — разряд C6 после выключения из сети и делитель выпрямленного напряжения до напряжения, достаточного для работы схемы; C4 — конденсатор фильтра питания сенсора.

Как работает схема: сетевое напряжение после выпрямления повышается на конденсаторе C6 до 290 вольт (по расчётам до 310). Далее оно делится делителем и на R8 получается напряжение примерно 12 вольт (но это если бы не было нагрузки). Триггер (DD1), собранный на микросхеме КМОП — К561ЛА7 в статическом режиме практически не потребляет тока. Но ток потребляет нагрузка и поэтому напряжение питания микросхемы указано 8,2 вольта. Это напряжение не случайно выбрано.  Напряжение в сети возможно от 150 до 250 вольт и после делителя R8, R9 оно останется в пределах нормальной работы микросхемы. Делитель R8, R9 заменяет собой стабилитрон, работающий на микротоках, устанавливаемый в других подобных схемах, но при этом потребляющий большую мощность и уменьшающий общий КПД устройства.

Номинал резистора R11 применённый в регулируемом источнике тока выбран также не случайно. При работе на этом резисторе падает маленькая мощность, но величина напряжения всегда будет пропорциональна току протекающему через него. И это напряжение, падающее на резисторе R11, присутствует и на подстроечном резисторе R10 которое выбрано очень большого номинала, что бы не влиять на выходной ток. При напряжении 1,8 вольта, ток протекающий в цепи равен 18 миллиамперам. Соответственно, такой ток протекает и через цепочку светодиодов VD2-VD73, и через транзистор VT2 установленный на небольшой радиатор.

О деталях: VD1 — сверхяркий, синего цвета, выпаян из гирлянды; VD2-VD73 — выпаяны из светодиодной ленты; C6 — можно установить большего номинала; VT1  — любой маломощный высокочастотный с h21э больше 200; VT2 — должен быть на напряжение, не ниже 300 вольт, и мощностью выше 10 ватт. Сенсор представляет собой полоску одностороннего фольгированного гетинакса, к фольге должен подключаться вывод R1. Плату как таковую не рисовал, она вырезалась резаком по мер надобности. Плату сенсора выполнил на кусочке эксперементальной платы. Надеюсь, что весь конструктив, виден на фотографиях. Защитную плёнку взял с титульной страницы на документах с пружиной.

Заготовка под светодиоды
Заготовка под светодиоды
Светильник внутри
Внутри светильника
К сборке - готов
Всё готово к сборке
Сенсор и световод индикатора наличия сети
Световод индикатора наличия сети и сенсор

Получившиеся характеристики:

Светильник светодиодный с сенсорным управлением

Литература:

  1. Е. Яковлев. Сенсорное управление бра. РадиоМир № 2, 2011 г. стр. 36-37