Что можно сделать из светодиодов

Светодиодные поделки. Первые шаги.

С пол-года назад начал осваивать светодиоды, но вот только сейчас, наконец-то, есть что показать. Переделал под светодиоды свою настольную лампу. Она как будто создана для светодиодов: плоский рефлектор, на который отлично впишется плата с диодами, в корпусе рефлектора полно место для стабилизатора тока (драйвера, как модно сейчас их называть), внизу лампы есть место для первичного блока питания. Итак компоненты:
1. Одноваттные светодиоды в корпусе emitted теплого свечения, 90Лм/Вт — 5шт.
2. Кусок фольгированного алюминия для изготовления платы под диоды
3. Трансформатор 15В/1А от адаптера дохлого АДСЛ модема
4. Текстолит, диодная, сборка, алюминиевые и танталовые электролиты, диод шоттки, пара дросселей (для набора необходимой индуктивности), микросхема ОУ и несколько чип резисторов для сборки выпрямителя и импульсного стабилизатора тока. Ну и, собственно, сама микросхема стабилизатора LM2576 adj.
По питанию получается: 15*1,42 = 21,3В минус вольт на выпрямителе и выходит после выпрямления и фильтрации около 20,3В. Если делать цепочку из 6 последовательно включенных светодиодов, то им нужно 3,3В*6шт = 19,8В, т.е. под стабилизацию ничего не остается, по-этому сделал 5 диодов. Плата со светодиодами прижата к алюминиевому рефлектору, который играет роль радиатора.

Рефлектор с закрепленной платой и напаянными на неё светодиодами.

Выпрямитель с небольшим конденсатором размещены на отдельной маленькой плате и втиснуты вместе с трансформаторов на место дросселя, вниз.

Трансформатор и плата выпрямителя с емкостью.

Делал именно так, чтобы сопротивление проводов, идущих снизу лампы наверх не пропадало зря, а использовалось для фильтрации пульсаций. Таким образом, вместо просто емкости получился эдакий П-образный RLC фильтр, где сопротивление и индуктивность халявные. В разрыв сетевого провода впаян плавкий предохранитель на 0,16А. Сам стабилизатор тока собран в корпусе рефлектора. Родной выключатель лампы включен перед стабилизатором, который дает стабильные 0,28А. Рекомендуемый ток для этих светодиодов 0,35А, но я решил не нагружать их на полную, света и так более чем достаточно.

Драйвер со стороны деталей. Драйвер со стороны дорожек. SMD компоненты с этой-же стороны.

Драйвер в корпусе рефлектора.

Итог: лампа с расстояния в полметра кроет ярким, равномерным светом площадь в пару квадратных метров. Угол раскрытия на глаз 110-120 градусов. Общее потребление замерять лениво, по прикидкам должно быть не более 7-8Вт. Что показательно, света больше, чем от родной 11Вт люминесцентной лампы. Температура платы с диодами на ощупь около 45 градусов, это очень хорошо, учитывая небольшой ток через диоды, служить они должны вечно. Трансформатор не греется, в драйвере тоже ничего не греется (микросхема около 70 градусов, это для неё прохладно). Но вот драйвер по непонятным причинам жужжит. Есть еще два самодельных драйвера на этой микрухе, все нормально, а вот тут такая засада. Решил забить и сделать простейший линейный стаб. на LM317, а с жужжалкой попробовать разобраться.

Собранная лампа. В работе. Общий свет в комнате достаточно яркий. Вот такая тень интересная

P/s на следующий день сварганил на скорую руку простейший стаб. на LM317 взамен импульсного. Теперь ничего не жужжит.

PPS С ШИМ стабом разобрался. Операционнику категорически не нравится близкое соседство с дросселем. Надо менять дизайн платы.

Два года спустя. Полностью поменял питание на готовый драйвер на 220В, так как в старом варианте выключатель отключал только светодиоды, оставляя трансформатор постоянно под питанием. Сделать по другому не получалось по компоновочным соображениям, поэтому — драйвер. Теперь питание отключается полностью. Да, со светодиодами все нормально, для них все только начинается 🙂

Драйвер без корпуса, засунут в термоусадочную трубку. Обсадил только края, чтобы оставалось какое-то охлаждение.

Конструкции со светодиодами

В фонарике могут быть применены транзисторы серий КП501, КП504, BSS88, BS170P. Светодиод HL1 L-56BYD или L-56BHD, ARL-5013URC-B, светодиод EL1 10G4DHCBB20 или L-53MWC, ARL-5013UWC, ARL-5613UWW, ARL-3214UWC белого цвета свечения. Налаживание заключается в подборе резисторов R2, R3.

Светодиодный светильник

Источник: А.Бутов Светодиодный светильник. — Радио, 2010, №2, с.33

Автором предложена схема простого сетевого Led светильника с тремя режимами яркости — питание светодиодов осуществляется током: 20 мА, 6 мА, 2 мА.

Новогодняя игрушка — «Ёлка с бегущими огнями»

Источник: В. Хмара Миниатюрная ёлка с «бегущими огнями». — Радио, 2011, №12, с.48, 49

Схема новогодней игрушки представлена ниже:

Все детали монтируются на печатной плате:

В готовом виде игрушка выглядит следующим образом:

Электронный карандаш для фризлайта

Трансформатор намотан вдвое сложенным проводом ПЭЛ 0,3 (20 витков) на ферритовом кольце проницаемостью 1000-2000 К7х5,5х4.

Источник: Д.Мамичев Светодиодный «карандаш» для фризлайта. — Радио, 2014, №6, с.47-48

Светильник с акустическим включением

Ток через светодиоды задается резистором R6 и рассчитывается по формуле I=0.3/R6 (в данном случае — 200 мА). Нарастание яркости регулируется подбором конденсатора С4 (в данном случае — 15 с), а продолжительность до выключения устанавливается конденсатором С3 (

100 с для приведенного в схеме номинала).

Источник: И.Нечаев Светодиодный светильник с акустическим включением и таймером. — Радио, 2020, №08, с. 60-62

«Мигалки» на светодиодах

..на одноцветных светодиодах

Схема на показанная рис.1 генерирует вспышки светодиода, частоту которых можно менять подбором R1 и С1.

«Мигалка» собранная по схеме рис.2 меняет яркость свечения, частота устанавливается R1.

На рисунке 3 устройство собрано по схеме симметричного мультивибратора, светодиоды вспыхивают поочерёдно, продолжительность вспышек изменяется подбором С1 и С2.

Также работает устройство, собранное по схеме рис.4, частота здесь задаётся резисторами R1 и R2 и конденсатором С1.

На рисунке 5 изображена схема модуля, которых может быть несколько, и из которых можно собрать сувенир, например, как показано на рисунке 6. В итоге получается эффект бегущего огня. Вместо КР1006ВИ1 можно использовать зарубежные аналоги, например, NE555.

На рис.7 изображён автомат для создания эффекта «бегущей стрелки». На инверторах и RC цепях реализована задержка, обеспечивающая последовательное визуально видимое включение светодиодов.

Печатная плата для конструкции по схеме №7

Еще одна схема (рис.8) построена на генераторе, собранном на К155ЛА3, и может быть использована в игрушках для имитации проблёскивания маячков, например, детского спецавтомобиля.

Рис.8

Еще один вариант мигалки предложен в [2], он отличается тем, что работает от источника тока напряжением всего 1,5 В.

Трансформатор Т1 наматывают на магнитопроводе диаметром 6-10 мм, высотой 2-4 мм и проницаемостью 400-2000. Обмотки (по 20 витков) мотают вдвое проводом ПЭВ-2 0,2..0,4 мм.

Частота вспышек зависит от типа светодиода, емкости С1 (10…1000 мкФ), сопротивления R1 (2..22 кОм).

1. А.Щегренец Светодиодные «Маячки». — Радио, 2000 ,№12, с.52
2. Д. Мамичев Светодиодная мигалка с питанием от 1,5 В. — Радио, 2017, №6, с.50

..на двухцветных светодиодах

Генератор (рис. 5)может служить индикатором перегрузки, сигнализатором режимов работы. Его нетрудно встроить в соответствующее электронное устройство. В нем, кроме двухцветного светодиода HL1, использована микросхема структуры ТТЛ (ТТЛШ).

Основа конструкции — генератор импульсов, собранный на логических элементах DD1.1, DD1.2. С генератором соединены каскады на элементах DD1.3, DD1.4. К их выходам подключен (через токоограничивающие резисторы R2 и R3) двухцветный светодиод. При подаче на управляющий вход (вывод 1 элемента DD1.1)
низкого логического уровня генератор работать не будет и на выходе элемента DD1.3 установится высокий уровень, а на выходе DD1.4 — низкий. Засветится правый по схеме кристалл светодиода HL1. Цвет свечения может быть красным или зелёным, в зависимости от того, как подключить светодиод (при указанном на схеме варианте включения выводов цвет будет красный).

Если такой генератор использовать как индикатор аварийной ситуации, то правый кристалл должен быть зеленым, и его свечение укажет на нормальную работу контролируемого узла.

В случае поступления на управляющий вход (например, когда появится неисправность) высокого логического уровня генератор начнет работать. Импульсы поступят на логические элементы DD1.3, DD1.4, их состояние станет поочередно меняться, и светодиод будет изменять цвет своего свечения с частотой следования импульсов генератора.

Вместо указанной на схеме допустимо применить аналогичные микросхемы серий К155, 530, К531, КР531, 533, К555, 1553, КР1533, а также другие микросхемы структуры ТТЛ или ТТЛШ (кроме элементов с открытым коллектором). Подстроечный резистор — СПЗ, постоянные — МЛТ, С2-33, конденсатор — К50-6, К50-16.

Налаживание устройства сводится к установке резистором R1 режима устойчивой генерации при минимальной частоте. Нужную частоту следования импульсов можно установить подбором конденсатора. Чтобы изменения цвета свечения были заметны, эта частота должна быть не более нескольких герц. Яркость свечения светодиодов можно немного увеличить подбором резисторов R2, R3 меньшего сопротивления.

В этом устройстве использованы двухцветные светодиоды с раздельными выводами от кристаллов. Если применить светодиоды со встречнопараллельным включением (с двумя выводами) КИПД41А—КИПД41М или любой из серии КИПД45, схему надо изменить в соответствии с рис. 2.

Для того, чтобы светодиод не менял цвета своего свечения, а кратковременно вспыхивал поочередно разным цветом, схему надо изменить в соответствии с рис. 3. В этом варианте при появлении высокого уровня на выходах элементов DD1.3, DD1.4 будет заряжаться конденсатор С2 и кратковременно вспыхнет левый по схеме кристалл светодиода. Когда же появится низкий логический уровень, конденсатор начнет разряжаться, вспыхнет правый кристалл. Подбором конденсатора С2 добиваются нужной длительности вспышек.

Схема генератора световых импульсов на микросхеме структуры КМОП приведена на рис. 4. Поскольку эта микросхема обладает невысокой нагрузочной способностью, для согласования генератора, выполненного на элементах DD1.1.DD1.2, и буферного элемента DD1.3 со светодиодом HL1 в устройство введены транзисторы VT1, VT2. Здесь управление генератором также осуществляется подачей на вывод 1 элемента DD1.1 логических уровней. При низком уровне генератор не работает, светится правый по схеме кристалл светодиода. Когда же поступает высокий уровень, генератор включается, цвет свечения светодиода изменяется с частотой следования импульсов генератора.

Частоту генератора грубо устанавливают подбором конденсатора С1, а плавно — резистором R1. Яркость свечения устанавливают подбором резисторов R2, R3.

В этом генераторе хорошо работают элементы большинства микросхем структуры КМОП (кроме элементов с открытым стоком). Транзисторы — любые из серии КТ315,

КТ3102, конденсатор С1 — К10-17, К73, МБМ, С2 — К50-6, К50-35, К52, резисторы — такие же, что и в предыдущем генераторе.

Для светодиодов со встречно-параллельным включением излучающих кристаллов схему надо изменить в соответствии с рис. 5. Подбором конденсатора СЗ можно установить различный режим работы светодиода: при увеличении его ёмкости цвет свечения будет меняться скачком; если же ее уменьшить, появятся короткие вспышки с поочередным изменением цвета свечения. Более плавно режим устанавливают подбором резистора R2.

Транзисторы — любые из указанных на схеме серий. Остальные детали — таких же типов, что и в предыдущих конструкциях.

..на мигающем светодиоде

В различных радиолюбительских и промышленных разработках широко используют генераторы звуковой частоты, выполненные на цифровых КМОП микросхемах и пьезоизлучателях. Простейший генератор — мультивибратор — можно выполнить всего на двух инверторах или, даже, одном триггере Шмитта. Однако громкость звучания его во многих случаях недостаточна, особенно в конструкциях с автономным питанием.

Однако в ряде случаев, из-за особенностей психологического восприятия, требуется прерывистый звуковой сигнал (будильники, охранные устройства и т. п.). Для этих целей устанавливают еще один генератор, настроенный, как правило, на частоту не более 2 Гц — он управляет уже имеющимся генератором. Однако гораздо проще прерывающий генератор заменить мигающим светодиодом. И тогда устройство упростится (рис. 1).
На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен звуковой генератор, настроенный на частоту 1000…2000 Гц. Буферные элементы DD1.3, DD1.4 способствуют повышению громкости звучания пьезоизлучателя BQ1. Максимальной громкости добиваются подбором резистора R3. Мигающий светодиод HL1 периодически включает генератор и одновременно служит световым индикатором поступления на вход устройства управляющего сигнала (например, от датчика охранной сигнализации). Подбором резистора R2 устанавливают надежное включение генератора и приемлемую яркость светодиода. Если сигнала нет, светодиод погашен, генератор не работает.

Интересен вариант звукового и светового сигнализаторов с тремя четко различимыми режимами. Для этого нужно подключить к основному устройству еще два транзисторных каскада (рис. 2). В этом варианте на месте HL2 желательно установить одноцветный светодиод с частотой переключения 0,7 Гц, на месте HL3 — двухцветный красно-зеленый с частотой переключения 1,5 Гц, на месте HL1 — обычный светодиод постоянного свечения. Тогда удастся получить интересный эффект: при поступлении сигнала на вход 2 пьезоизлучатель будет издавать редкие звуки, на вход 3 — более частые, на вход 1 — пьезоизлучатель зазвучит беспрерывно. Иначе говоря, тревожные сигналы звучат по нарастающей в зависимости от “ценности” охраняемого объекта. Остается лишь грамотно расположить датчики на объектах и защитить их от одновременного срабатывания.

Источник: О. Долгов Шесть конструкций со светодиодами. — Радио, 1997, №8, с.34; И.Нечаев генераторы световых импульсов. — Радио, 2000, №4, с.56-57; А.Мартемьянов, — Радио, 2000, №5, с.67.

.. на микросхеме LM3909

Источник: А.Лечкин «Мигалки» на микросхеме LM3909 — Радио, 2009, №6, с.46, 47

Микросхема LM3909 предназначена для построения «мигалок» на LED и имеет следующую принципиальную схему:

Схемы различных мигалок на её основе представлены ниже:

Рис.1 Частота вспышек 1 Гц, потребляемый ток 0,6 мА

На рисунке 1 показана схема простейшей мигалки с печатной платой. Частоту вспышек можно менять подбором конденсатора С1, максимальное значение 1 кГц при ёмкости 0,33 мкФ. При питании напряжением 3В схема приобретёт вид:

Рис.2

Рис.3

На рис.3 показана схема с регулировкой частоты от единиц Гц до 20 Гц. Схема собирается на печатной плате:

Рис.4

Если необходимо увеличить количество светодиодов, то схема приобретет вид:

Рис.5
Рис.6

Схема «фонарь-маяк» и печатная плата к ней:

Рис.7
Рис.8

При использовании лампы накаливания или мощных светодиодов схема примет вид:

Рис.9
Рис.10

Мастер-класс

«Используя подручный материал и немного фантазии, каждый желающий может сконструировать со светодиодами нечто необычное, уникальное, а главное – полезное. «Мастер-класс» – это раздел, который содержит интересные статьи с подробным описанием сборки «полезностей», а также ряд развернутых руководств по ремонту различных светодиодных изделий. Надеюсь, что изложенный материал поможет при сборке поделок из светодиодов своими руками, а также станет хорошим помощником домашнему мастеру».

Самоделки

Некоторые читатели нашего сайта раз от раза задавали нам вопросы вида — подскажите, пожалуйста, какие поделки из светодиодов (led) можно сделать своими руками, расскажите про популярные led самоделки и т.д. Мы долгое время считали, что это ни к чему, однако количество вопросов со временем только увеличивалось, поэтому все же решили создать отдельную категорию и описать в ней самые популярные поделки из led.

Светодиод — это не только источник света, но еще и отличная заготовка для самодельных устройств. Раз Вы оказались на этой странице, значит Вас интересует какие самоделки из светодиодов можно сделать своими руками.

В рубрике мы постарались собрать все самые распространенные схемы с подробным описанием и пошаговыми алгоритмом для изготовления поделок своими руками.

Для изготовления лучше все-таки обладать базовыми знаниями в электронике, так Вы быстрее будете читать схемы поделок и лучше их понимать. Уметь паять не совсем обязательно, некоторые простые самоделки можно собирать на обычные клемники или просто скручивая контакты. Для изготовления сложных поделок на светодиодах: светодиодная лампа, стробоскоп, вольтметр, пробник, придется научиться паять и хорошо понимать схемы самоделок.

Для тех, кто только делает свои первые шаги в разработке самодельных led — устройств, рекомендуем приобрести готовый конструктор со светодиодами в магазине. Такие конструкторы, благодаря своему разнообразию комплектации и наличии готовых схем, позволяют сделать своими руками не одну готовую поделку. Очень полезная вещь, ну а тем, кто уверен в своих силах предлагаем начать с мигающего светодиода.