Переделать галогеновую люстру 13 лампочек на светодиодную. Замена галогеновых ламп с цоколем G4 на светодиодные

Есть хорошая настольная лампа. В ней - галогенная лампочка с цоколем G4 и на 12В. Примерно такая

Причём лампочка защищена стеклом-щитком. Что тем не менее не помешало дочери, тронув щиток пальцем, обжечься. Почесал репу - не заменить ли на LED с таким же цоколем? Погуглил - и расстроился. Оказывается, широко применяемые под галогенки т.н. электронные трансформаторы не годятся для светодиодов. Люди массово пишут про замену оных на специально предназначенные для питания LED ламп. Ладно лишние деньги - 10 баксов погоды не сделают. Но у меня во-первых основание лампы, куда вставлен трансформатор, довольно компактное и замена не влезет. А во-вторых, что ещё важнее, стоящий там самый обыкновенный транс на Ш-образном сердечнике своим значительным весом делает лампу устойчивой. Заменю - будет падать.

Печалька...

Начал выдумывать. Первым делом, конечно, приходит в голову оставить транс только для веса и найти лампу на 220B. И такие у китайцев нашлись. А потом и в Леруа такая , на 220B. Видно, что перед светодиодами стоит микросхема с 4 ногами. Маркировки не видно, но как пить дать - диодный мост (в чипе и дипе по 11 руб продают). Сами светодиоды явно последовательно соединены.

Вроде вот и решение! Но, подумав, такую идею отбросил. Никто мне не обещал, что провод и цоколь в котором у меня сейчас 12В галогенка на 220 рассчитан. То есть менять. А это несоразмерный гимор. Ищем дальше.

Нашёл на чипе и дипе тот самый диодный мост, крошечный, влезет просто без вопросов. Задался изучением выбора необходимой обвязки, сглаживающего конденсатора хотя бы. И наткнулся на упоминание 12 вольтовых AC/DC ламп! Сцуко, она же мне такая и нужна! Теперь, знаючи, ищу в том же Леруа - есть такая , на 12В AC/DC. Не мудрено, что я сразу на это не обратил внимания - название Лампа светодиодная WOLTA 2.5Вт 210Лм G4 12V тёплый . А про AC/DC только на картинке с упаковкой и написано! Сцуко, как же достало повсеместное засилье троечников! Ну ладно для работы в зале имбицилы по объявлению набраны, я на разговоры с ними времени уже много лет не трачу. Но огромная сеть сделала себе каталог на сайте. Неужели не ёкнуло, что в таблице характеристик лампы рабочее напряжение упомянуть забыли? Напечатанное аршинными буквами на коробочке, мать вашу.

На микросхеме ясно читается PT415. Что легко гуглится . Первая строка назначения - для замены галогенок светодиодами. Микросхема даже димирование поддерживает - но в этой сборке его не использовали. Еду покупать.

Купил, единственное - перепутал тёплый и холодный свет, но в настольной лампе даже лучше. Интересно, что колбы как таковой у лампочки нет. Залито прозрачной пластичной смолой.

Как и предполагал, в лампе с настоящим трансформатором с Ш образным сердечником - горит прекрасно. Правда, как и ожидалось, на изменение входного напряжения не реагирует (на трансе два отвода - на максимальную яркость галогенки и послабее).

Заодно потестил в шкафу-купе, где в козырьке стоят три галогенки. Там "трансформатор" электронный. Всё как люди и пишут. Если есть хоть одна галогенка - светодиод горит превосходно. Если остался один светодиод - горит ярко, но мерцает. Так что придётся либо галогенки оставить либо покупать LED драйвер. Хорошо хоть на верху шкафа места хватает.

UPD от 17 сент 2016 Жена сказала, что яркости в настольной лампе не хватает. 2.5 Вт лампочка, может быть... Нашёл светодиодную лампу на 10 Вт и 600 Лм. Большая часть - 5 и 300. Теперь света хватает.

В настоящее время стали довольно популярны китайские люстры с пультом ДУ. Но, к сожалению, их надёжность оставляет желать лучшего.

Здесь я покажу на реальном примере, как можно доработать такую люстру. Сделать её более долговечной, надёжной и безопасной.

Данный материал будет полезен всем тем, кто дружит с электроникой. Здесь нет пошаговых инструкций, но в то же время показан наглядный пример того, как можно улучшить уже имеющуюся люстру. Умение паять и разбираться в схемах очень приветствуется, так как даже такой, казалось бы, простой материал оказалось трудно объяснить простым языком. Итак, начнём.

Принесли на ремонт китайскую люстру Sneha 85653/9+45A . "Sneha" созвучно с одним похабным словом, но, если к этому изделию приложить прямые руки, то получится "конфетка".

Владелец обнаружил оплавление корпуса одного из электронных блоков люстры и поэтому решил снять её из-за боязни возгорания. Просили сделать что-нибудь, чтобы люстру можно было эксплуатировать без опаски.

После того, как беспроводной переключатель (Wireless Switch Y-7E) был починен, люстра стала работать исправно. Казалось бы, полдела сделано. Осталось решить проблему с LED Transformer"ом, который очень сильно грелся, и люстру можно отдавать. Но, что-то подсказывало, что это лёгкое и недолговечное решение.

Была поставлена задача доработать люстру, а, именно, полностью избавиться от источников питания на балластном конденсаторе, которые используются для питания беспроводного переключателя Y-7E и светодиодного светильника.

Для наглядности начеркал простенькую структурную схему, на которой показаны основные блоки и узлы люстры с ПДУ. Красными крестиками отметил те блоки, от которых в процессе переделки необходимо избавится или заменить.

Так как подписи к блокам делал на английском (так короче), то кратко расскажу о каждом:

Wireless switch - Беспроводной переключатель. В нашем случае это модель Y-7E с тремя каналами управления (3 way).

Электромагнитные реле (Relay ), которые и включают нагрузку легко обнаружить внутри корпуса этого блока. RF - это радиоприёмная часть, которая принимает посылки от ПДУ. На печатной плате Wireless switch этот блок выполнен отдельно и выглядит так.

Decoder - это микросхема дешифратор HS153SPJ. Она декодирует посылки с пульта ДУ и включает/выключает соответствующее реле.

Power Supply - это источник питания. В данном случае он собран по схеме источника питания с гасящим (балластным) конденсатором. Это самая ненадёжная часть всей схемы , которая является причиной некорректной работы люстры спустя 1,5 - 2 года эксплуатации. Об этом мы ещё поговорим.

LED Transformer . Такое название ему, по-видимому, придумали для краткости. Могут обзывать и LED Driver , хотя этот блок состоит из обычного выпрямительного диодного моста и балластного конденсатора, который "гасит" излишки сетевого напряжения 220V, понижая его до нужного уровня. Тоже является ненадёжной частью схемы . Из-за такого схемотехнического решения светодиоды в люстре выходят из строя очень быстро.

Вот схема этого блока. Сведена с печатной платы вручную.

А вот и начинка. Не трудно заметить, что резистор (показан стрелкой) очень сильно греется.

Данный резистор, служит для ограничения тока через светодиоды. Именно из-за него и оплавился пластиковый корпус LED Transformer"а. Обратите на надпись "LED Driver" на корпусе. Как уже говорил, драйвером здесь и не "пахнет". Вместо него применена простейшая схема и минимум деталей.

Чтобы оплавить такой пластик нужна температура градусов 100~150 0 С, а то и больше. Становится страшно , когда такое чудо техники висит под потолком!

Чтобы избавится от этого блока, я решил заменить его обычным блоком питания с понижающим трансформатором. Об этом я ещё расскажу.

LED Lamp . Эту часть люстры я называю светодиодный светильник, хотя это просто несколько десятков светодиодов, которые соединены по определённой схеме.

В той люстре, которая оказалась в моих руках, светильник состоял из 45 светодиодов. Но, к моему удивлению, они не были соединены последовательно, как это обычно делается в китайских люстрах. На каждый из 9 плафонов люстры приходилось по 5 светодиодов, включенных последовательно.

Затем эти 9 веток соединялись параллельно и подключались к LED Transformer"у. Вот схема соединений для тех, кто в них сечёт.

Как уже упомянул, светодиодный светильник во многих люстрах собирается по другой схеме.

Все светодиоды в ней соединены последовательно, друг за другом. Их количество может достигать 50-ти и более штук. Благодаря этому, в LED Transformer"е для ограничения тока устанавливается резистор меньшего сопротивления, а ток, который протекает через него, не превышает 20~30 mA. Из-за этого на ограничительном резисторе выделяется небольшая мощность, которая не приводит к его чрезмерному нагреву.

В данной же люстре светодиоды включены параллельно по 5 штук на каждую ветку. Через каждую ветку протекает ток в 20~30 mA. А так как при параллельном включении ток разделяется, то суммарный ток, потребляемый всеми светодиодами светильника, уже составляет 180~270 mA. Кроме того, резистор гасит куда большее напряжение, так как при такой схеме соединений, напряжение питания светодиодного светильника составляет 15...16V. При последовательном соединении большая часть сетевого напряжения "падает" на светодиодах, так как их количество велико, и все они включены последовательно.

Судя по всему, такая реализация соединения светодиодов и привела к сильному нагреву резистора в LED Transformer"е и его корпус начал оплавляться.

Так как напряжение на входе LM78L12 было уже 24V, то стабилизатор очень сильно грелся . Для тех, кто не в курсе, скажу, что чем большее напряжение гасится на стабилизаторе (в моём случае это 12V), тем большая мощность выделяется на нём самом. Он сильнее греется.

Если помножить потребляемый ток беспроводного переключателя, который в максимуме составляет около 0,1А на 12V, которое "падает" на стабилизаторе LM78L12, то мы получим мощность в 1,2 Вт. Она выделяется в виде тепла.

Чтобы отвести эту мощность со стабилизатора (охладить его) требуется радиатор. Тогда вместо миниатюрного LM78L12ACZ в корпусе TO-92 я взял версию KA7812 в корпусе ТО-220 с фланцем и прикрепил к нему небольшой радиатор. Посчитал, что этого будет достаточно. Получилась вот такая штука. Даже в корпусе идеально убиралась.

Но, как оказалось, все мои старания оказались тщетны . Даже с радиатором стабилизатор очень сильно грелся. Для сведения, если палец жжёт, что аж держать нельзя, то температура явно больше 50~60 0 С. При 60~70 0 С уже можно получить ожог, начинается денатурация белка.

Да, можно прикрутить радиатор побольше, но вот как это потом втиснуть в маленький корпус, а затем ещё поместить в то небольшое пространство между люстрой и потолком? Поэтому, решил отказаться от идеи со стабилизатором .

На помощь пришёл регулируемый DC/DC преобразователь на микросхеме LM2596S. Это так называемый Step Down преобразователь, т. е. понижающий.

Вообще, наличие токоограничительного резистора в цепи со светодиодами хорошо влияет на их надёжность. Благодаря резистору через светодиоды протекает ток в 15...25 mA, что является для них оптимальным. Если глянуть даташит на большинство белых 3-ёх вольтовых светодиодов, то номинальный ток для них составляет 30 mA.

Перед тем, как окончательно монтировать резисторы, я собрал тестовую схему на макетке и измерил ток через светодиоды. Устанавливал разные резисторы с сопротивлением 300, 470 и 510 Ом.

В итоге остановился на номинале в 510 Ом, так как этих резисторов у меня как раз хватило на 9 веток. Мощность рассеивания резисторов должна быть от 0,25 Вт и выше. Я установил на 0,5 Вт. При этом на светодиодах "падало" напряжение в 3...3,1V, а ток через них составлял всего 10 mA. При длительном включении светодиоды оставались холодными.

Такой режим обеспечит длительную работу светодиодного светильника, даже если будут кратковременные скачки напряжения в электросети. Блок питания то у нас, всё-таки, нестабилизированный.

В процессе этого небольшого эксперимента убедился в том, о чём давно слышал. Через некоторое время после включения, ток через светодиоды немного увеличивается где-то на 5 mA. Светодиоды как бы разогреваются и сопротивление их немного падает. Это и приводит к росту тока через них.

Перед тем, как подключать светодиодную часть к беспроводному переключателю, на его печатной плате необходимо провести кое-какие изменения.

Первое, это электрически отсоединить выводы контактной группы того реле, которое будет включать светодиодную часть. Это можно сделать, просто перерезав печатную дорожку, которая соединяет выводы от контактов всех реле. Это общий провод 220V.

Здесь главное не допустить ошибки, так как два реле коммутируют сетевое напряжение 220V (на электронные трансформаторы галогенок), а светодиодный светильник запитывается напрямую от блока питания постоянным напряжением в 24V. Если допустить оплошность, то на светодиодную часть можно по ошибке подать сетевое напряжение в 220V!

Немного пояснений о перемычке, которая обозначена на фото. Чтобы не тянуть плюсовой провод, с которого запитывается светодиодная часть, на реле я кинул перемычку с общего провода, минуса.

Блок питания, DC/DC-модуль и беспроводной переключатель имеют общий минусовой провод. Поэтому, минус питания, который идёт на светодиодный светильник, я решил пустить через реле, а плюс 24V с блока подключить напрямую. Так я избавился от лишнего провода, который пришлось бы тянуть внутрь беспроводного переключателя и подпаиваться к выводам реле.

На работу светильника это никак не сказывается, просто цепь разрывается по минусовому проводу питания, а не по плюсу.

Вот схема соединений, чтобы было более наглядно, что должно получиться. Синим цветом обозначены цепи под сетевым напряжением 220V. Как видим по схеме, это напряжение подаётся через реле на галоненные светильники.

DC/DC Converter - это наш модуль DC/DC Step Down преобразователя. На вход подаём 24V от сетевого блока питания (AC/DC Adapter). С выхода DC/DC-модуля 12V подаём на беспроводной переключатель (Wireless switch).

На схеме я также указал электролитический конденсатор С1 ёмкостью 2200 мкФ и на рабочее напряжение 35V. Он нужен для того, чтобы при включении галогенных ламп светодиодный светильник не моргал.

Дело в том, что при включении электромагнитных реле, ток потребления беспроводного переключателя возрастает. При этом напряжение на выходе блока питания (AD/DC Adapter) скачкообразно проседает с 22...23V до 20...21V. Это происходит из-за того, что блок питания у нас нестабилизированный, и с ростом нагрузки напряжение на его выходе проседает.

Скачок напряжения приводит к тому, что светодиоды в светильнике в момент включения других реле (например, каналов B или С) кратковременно моргают.

Припаял его ко входу данного модуля. После такой доработки моргание исчезло.

Фото проверки люстры перед окончательной сборкой.

Проверяем все режимы.

Упс. Одна галогенка не светит. Придётся заменить.

Закончив тестирование люстры после переделки можно окончательно изолировать все электрические соединения.

Ограничительные резисторы в светодиодном светильнике я обжал термоусадочной трубкой, отрезки которой я заранее надел на провода ещё до соединения резисторов и проводов от светодиодов.

Соединительные провода, которые подключаются к электросети 220V, напаял на контактные штыри сетевой вилки блока питания. Сюда же припаял другие провода, которые идут на реле беспроводного переключателя. Затем всё это обжал термоусадкой в два слоя. На выводы сетевых проводов, которыми люстра подключается к электросети, установил соединительную колодку.

В процессе доработки люстры не забывайте о правилах электробезопасности !

Подключать китайскую люстру с пультом ДУ к электропроводке лучше через обычный сетевой выключатель. При необходимости, её можно полностью обесточить. Это может понадобиться, когда отлучаетесь из дома на несколько дней, а также даёт возможность выключить электронику люстры во время летней грозы.

В эпоху Зевсов и Гераклов каждый земной день начинался с того, что богиня утренней зари Эос выезжала на небо. Везли ее два бессмертных коня - Фаэтон и… Лампа. Заметим, что коня по имени Светодиод на Олимпе точно не было. Однако человечество решило-таки отказаться от ламп накаливания и газоразрядных аналогов в пользу более экономичных и долговечных полупроводниковых источников света. Сегодня их устанавливают в головную светотехнику даже сравнительно недорогих автомобилей.

Долой галогенки!

Автомобильные светодиоды в начале своей карьеры сами себе испортили репутацию: вторичный рынок был завален откровенным «леваком». Как правило, источник света для головной оптики представлял собой десяток дохленьких светодиодов, светивших в разные стороны, - о правильном светораспределении не стоило и мечтать. Однако вскоре появилось изделие Philips LED headlight, в котором узенькие полоски светодиодов в точности соответствовали расположению нити накаливания в обычной лампочке. А вскоре схожие по конструкции стали выпускать многие китайские мануфактуры.

Вообще-то, нельзя устанавливать светодиоды в фары, омологированные под галогенки, и мы не раз об этом . Но восточные производители упорно пишут на упаковках своих изделий Н4 или Н7! Незаконно? Безусловно. Однако оставим пока юридическую сторону вопроса. Наша главная задача - испытать светодиоды на профпригодность. С этой целью мы приобрели пять комплектов для установки в фары, предназначенные для работы с лампами Н4. Обращаем внимание, что все купленные светодиоды способны работать при напряжении как 12 В, так и 24 В. Это говорит о том, что в них применены добротные блоки стабилизации питания - так называемые драйверы.

Отличия лампы, пытающейся быть правильной (верхнее фото), от совершенно непригодной: в правильной лампе предусмотрены отдельные линейки светодиодов на дальний и ближний свет. Эти линейки по величине и расположению похожи на спираль накаливания в обычной лампе. В правильной лампе имеется экран, прикрывающий нижнюю полусферу светящегося элемента ближнего света. Кроме того, правильная лампа снабжена драйвером, позволяющим работать при напряжении 12–24 В, а также радиатором охлаждения.

Реглоскоп слушает

Начнем с простенькой проверки - возможно, на ней всё и кончится. Едем на станцию техобслуживания к старому другу журнала Анатолию Вайсману, чтобы испытать светодиоды непосредственно на автомобиле. В качестве носителя мы взяли популярный Кia Rio. Этот автомобиль выбрали еще и потому, что . Между прочим, многие ставят светодиоды вместо галогенок исключительно для того, чтобы пореже менять лампы, ведь на некоторых машинах эта операция трудоемкая (например, приходится снимать бампер) и, соответственно, дорогая.

Мастер автосервиса загоняет автомобиль на площадку и устанавливает перед фарой реглоскоп - таким прибором проверяют светотехнику на обязательном техническом осмотре. Начинаем со штатной галогенной лампы. Всё в норме! Теперь посмотрим, какое светораспределение дадут светящиеся полупроводники.

Провалились три изделия из пяти: вместо образцовой «галочки» на экране появлялось нечто смахивающее на НЛО из телевизионной страшилки. А вот двое испытуемых - Philips LED headlight и G7 Head light conversion kit - дали приемлемую картинку. И если во время техосмотра проверяющий инспектор не станет внимательно разглядывать сквозь прозрачный колпак фары, какая лампа в ней установлена, то и претензий у него, по идее, быть не должно. Кроме того, в фарах с рассеивателем или линзованной оптикой разглядеть лампочку снаружи не удастся! В общем, вероятность проскочить техосмотр весьма высока.

Получается, что некоторые светодиоды все-таки можно (по крайней мере, с технической точки зрения) устанавливать в фары? Чтобы получить точное подтверждение, мы обратились в «высший суд» - испытательный центр ООО «НТЦ АЭ», где провели контрольные испытания светодиодных источников на соответствие требованиям Правил ЕЭК ООН № 112–00 в отношении ближнего света.

Примерная цена 2000 руб.

Ток потребления - 1,37 А (штатный «галоген» кушает примерно 4,16 А). Реглоскоп сразу отловил в фаре засветку слева. Лабораторные замеры подтвердили: в точке B50L сила света составляет 2,0 кд вместо допустимых 0,6 кд. В зоне III - семикратное превышение силы света. Единственное достоинство - крышку на фаре Kia удалось закрыть.

Примерная цена 4650 руб.

Ток потребления - 1,57 А.  Крышка фары Kia закрылась. Лампа дает возможность подрегулировать угловое положение относительно держателя. Проверка в гаражных условиях дала было зеленый свет изделию: светораспределение понравилось. Однако более тщательные замеры в испытательном центре все-таки выявили отклонения от нормы: в точке B50L оказалось 0,8 кд вместо 0,6 кд, в зоне III - 1,6 кд вместо 1,0 кд. Жаль, но - не соответствует нормам.

Примерная цена 10 000 руб.

Ток потребления - 1,65 А. В описании честно сказано, что требуется свободное пространство: 70 мм позади фары и 60 мм в диаметре. Лампа позволяет регулировать угловое положение относительно держателя. Крышка на Kia не закрылась из-за огромного блока драйвера. Светораспределение по реглоскопу вывело изделие в лидеры. Однако всё в тех же точках эксперты выявили отклонения от допуска: 2,0 кд вместо 0,6 кд в точке B50L и 2,82 кд вместо 1,0 кд в зоне III. В общем, эти лампы светят лучше прочих проверенных, но на дороги общего пользования с ними выезжать нельзя.

Примерная цена 2300 руб.

Ток потребления - 1,35 А.  Крышка фары Kia закрылась. А вот параметры - хуже некуда. Отклонения отмечены в точках B50L, 75R и в зоне III (аж в 13,2 раза!). Вердикт: отказать!

Примерная цена 4500 руб.

Ток потребления - 1,48 А.  Крышку фары Kia удалось закрыть. Крепление сильно качается. Светораспределение не соответствует норме в точке B50L и зоне III, многократно превышая допустимый рубеж. А можно ли ждать иного от лампы, светодиоды которой имеют форму жирных кругов, никак не напоминающих спирали? Приговор: не покупать.

Отказать!

Полупроводники… провалились. Всей толпой. Все светодиодные , поочередно размещенные сотрудниками испытательной лаборатории в фаре ГАЗели, слепили встречного водителя, а самые дешевые вдобавок отказались нормально освещать правую обочину. Лучше других, естественно, выглядели те, которые показали нормальную картинку на реглоскопе, - Philips LED headlight и G7 Head light conversion kit. Кстати, сила света у них потрясающая: например, Philips в точке 50R выдал 100 кд (кандела - единица измерения силы света), вдесятеро перекрыв норматив. Но и они оказались вне закона, результаты - в таблице.

Кроме того, некоторые источники света неплотно сидят на рабочем месте и слегка вращаются вокруг своей продольной оси. Понятно, что при движении картинка светораспределения будет сбиваться. А рабочая температура разномастных радиаторов охлаждения такая, что мы даже испугались за сохранность пластмассового кожуха фары.

Еще отметим, что в большинстве случаев заднюю крышку фары Rio при установке светодиодных лампочек удается закрыть - лишь огромный блок лампы Philips под крышку попросту не влез. Фара ГАЗели, на которой проводили стендовые испытания, оказалась менее гостеприимной. А как ездить без крышки? Фара быстро превратится в корзину для мусора.

СВЕТОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ НА ЭКРАНЕ РЕГЛОСКОПА

И еще. Любой автопроизводитель рекомендует использовать в своих машинах лампы только определенного типа - в нашем случае речь идет о галогенных Н4. Источники света иного типа и конструкции омологацию не проходили, и, следовательно, по закону их нельзя устанавливать. По этой причине замена галогенных источников света светодиодными - незаконная , за которую производитель автомобиля не несет ответственности. Но действующие Правила запрещают эксплуатацию таких машин.

Что касается заявлений производителей светодиодных источников света о полном соответствии их оригиналу, равно как и надписей Н4 на коробках, то это откровенный обман. Для обозначения светодиодов должна использоваться только буква L, а одобрить их установку вместо галогенных ламп вправе лишь производитель автомобиля или .

Кстати, на наш запрос представители компании Philips официально ответили, что не следует выезжать на дороги общего пользования с таким светом. Эти лампы предназначены в первую очередь для квадроциклов, снегоходов и прочей внедорожной техники. Однако продавцам восточных светильников все эти тонкости, извините за каламбур, до лампочки. Светит? Разъем подходит? Пользуйтесь на здоровье!

В общем, не случайно в олимпийской конюшне не было коня Светодиода. Боги предпочли пользоваться услугами верной Лампы… Что и вам советуем!

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ФАРЫ СО СВЕТОДИОДНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ СВЕТА

Контрольные точки	Нормированное значение силы света, кд	Фактическое значение силы света, кд
		Clearlight Flex LED				V16 Turbo LED
B50L	≤ 0,4 (0,6)*	2,0	0,8	2,0	0,6	4,0
	≥ 12 (9,6)	34,6	27,0	50,0	4,4	33,4
	≥ 12 (9,6)	55,0	36,0	100,0	12,4	47,6
	≥ 6, 0 (4,8)	42,22

Чтобы светодиодные лампы принесли ожидаемый результат, следует учитывать их технические и потребительские характеристики при замене. Prostocomfort узнал, как правильно произвести прямую замену галогенных ламп на светодиодные лампы и как не ошибиться при выборе светодиодных лент для закарнизной подсветки.

Замена галогенных ламп

Сегодня светодиодные (LED) лампы являются наиболее экономичными источниками света для жилья. В сравнении с лампами накаливания и галогенными лампами расходы на освещение снижаются в 6-9 раз.

Еще совсем недавно галогенные лампы были наиболее совершенными электрическими источниками света. Но уж больно расточительными. Да и служили недолго - месяц-два для ежедневно используемых светильников. В отличие от них, светодиодные лампы способны безотказно служить несколько лет в режиме круглосуточной работы и потреблять при этом в 5-6 раз меньше электроэнергии.

Однако, чтобы при замене галогенных ламп на светодиодные сохранить высокое качество освещения, необходимо следовать следующим правилам:

светодиодные лампы должны обладать индексом цветопередачи не ниже 80 (Ra > 80);
цветовая температура света LED ламп должна быть на уровне 2700 - 3000 К (Тс = 2700 – 3000 К); хотя, при желании, она может достигать и 4000 К;
мощность новых светодиодных ламп может быть в 5-6 раз ниже мощности галогенных ламп, которые подлежат замене.

Также следует обратить внимание на цоколи, форму и электрические параметры новых ламп, которые должны совпадать с параметрами галогенных ламп:

напряжение питания: если в маркировке галогенных ламп было указано рабочее напряжение 12 В, то и в маркировке LED ламп должно быть указано 12 В; если - 220 В, то и на LED лампах – 220 В;
цоколи должны быть идентичны: G4; GU5,3; GU10; Е14 или R7s, иначе их нельзя будет вставить в патроны светильника.

В точечных галогенных светильниках целесообразно использовать светодиодные лампы MR16 с цоколем GU5,3. Они имеют колбу грибовидной формы, как у рефлекторных галогенных ламп, которые используются в таких светильниках.

Освещение ванной комнаты светодиодными лампами MR16 в точечных светильниках. gold-interior.ru

Важно! Светодиодные лампы, подключенные параллельно с лампами накаливания или галогенными лампами к одному источнику питания (например, к понижающему трансформатору) или к одному выключателю, очень быстро перегорают (иногда после 2-3 включений). Поэтому в светильниках с несколькими лампами целесообразно производить замену сразу всех галогенных ламп на светодиодные, а не одну или две.

Но даже при групповой замене низковольтных галогенных ламп на светодиодные лампы условия эксплуатации последних не будут оптимальными. Чтобы обеспечить паспортный срок службы новых LED ламп, целесообразно:

или произвести замену понижающих трансформаторов, которые использовались с галогенными лампами, на соответствующие драйверы для низковольтных LED ламп;
или заменить низковольтные (12 В) галогенные лампы на похожие светодиодные лампы с напряжением питания 220 В, убрав при этом из светильника понижающий трансформатор и заменив патроны (чаще всего, патроны G4 приходится менять на патроны G9).

Светодиодные лампы MR16 с алюминиевыми корпусами, оснащенные штыревыми цоколями G4 и GU5,3. electrum.com.ua

Иногда новые светодиодные лампы в светильнике, где использовались низковольтные галогенные лампы, и вовсе не включаются. Причина: рабочая мощность понижающего трансформатора существенно превышает суммарную мощность подключенных к нему ламп. В этом случае придется:

либо отказаться от использования LED ламп;
либо произвести замену электронного понижающего трансформатора на соответствующий драйвер для выбранных ламп (здесь не обойтись без консультации с продавцом);
либо прейти на LED лампы с напряжением питания 220 В, удалив при этом из светильника понижающий трансформатор (включить новые лампы мимо трансформатора) и заменив патроны G4 (или GU5,6) на патроны G9.

Светодиодные лампы MR16 c цоколями GU10 и GU5,3. electrum.com.ua

К сожалению, подавляющее большинство светодиодных ламп, пригодных для прямой замены галогенных ламп в светильниках, не могут корректно работать с электронными регуляторами силы света – диммерами. Поэтому на место диммеров приходиться ставить обычные выключатели.

Капсульные светодиодные лампы с цоколями G4, G9, E27, G9 electrum.com.ua

Светодиодная подсветка

С появлением светодиодных источников света «второе дыхание» открылось и у других инструментов светового оснащения современного дома. Особенно интересным оказалось применение светодиодов для всевозможных подсветок. Таких, например, как закарнизная и маркерная.

Для закарнизных подсветок потолка теперь используются не люминесцентные лампы Т8 или Т5, как это было еще три-четыре года назад, а светодиодные ленты. Они действительно представляют собой ленты из полимерного материала, на которых укреплены светоизлучающие диоды. Длина светодиодных лент может колебаться от нескольких сантиметров до нескольких метров. Каждая лента – это настоящий светодиодный модуль, способный излучать свет, если его подключить к соответствующему источнику питания – драйверу, который, как правило, продается в комплекте с этой лентой. Благодаря своим минимальным габаритным размерам (узкая и невысокая) светодиодная лента, как буд-то, специально была создана для использования в узких нишах и на карнизах. Поэтому оказалась весьма полезным инструментом для организации подсветок в самых разных интерьерах.

Закарнизная подсветка потолка синей светодиодной лентой. arjan.ru

Для замены люминесцентных светильников, используемых для закарнизной подсветки, на светодиодные ленты следует выбирать эти ленты по следующим критериям:

световой поток с погонного метра такой ленты должен быть таким же, как от заменяемых трубчатых люминесцентных ламп или, по крайней мере, достаточным (этот параметр, измеряемый в лм, всегда указывается в маркировке ламп и в паспорте на ленту);
цветовая температура света ленты должна быть такой же, как у люминесцентных ламп, хотя ее можно в процессе замены и оптимизировать под свои вкусы;
расстояние между отдельными светодиодами на ленте и угол рассеивания ими света должен быть таким, чтобы лента, уложенная на свое место на карнизе, «отбрасывала» на потолок ровную полосу света без «провалов» (плохо освещенных участков);
конструкция светодиодной ленты должна позволять резать эту ленту (такая необходимость возникает достаточно часто) на относительно короткие фрагменты без ущерба для ее работоспособности.

Закарнизная подсветка потолка белой светодиодной лентой. lentanadom.promblogus.com

Светодиодные ленты бывают как белые, так и разноцветные (RGB ленты). Их цветом можно управлять с помощью специального контроллера (пульта). С его помощью можно задавать не только статические свето-цветовые сцены, но и динамические.

Белая светодиодная лента на катушке. svetodiod.org.ua

Цветные светодиодные ленты. potolokspec.ru

Важно понимать, что каждый мощный светодиод является источником тепла, которое следует эффективно от него отводить. На светодиодной ленте таких светодиодов может быть десятки и сотни штук. Поэтому чтобы обеспечить хороший теплоотвод и, тем самым, продлить срок службы светодиодов и всей светодиодной ленты, ее целесообразно укладывать и плотно крепить вначале к алюминиевой или медной полосе подходящей ширины, а уже полосу привинчивать или клеить на материал карниза.

Фрагмент светодиодной ленты. electrica.in.ua

Для маркерной подсветки также лучше использовать светодиодные лампы или ленты, поскольку они экономичней и могут иметь практически любой цвет. Выбирать их не сложно. Ведь к такого рода освещению требования минимальные. Главное, чтобы они были надежными и достаточно заметными в темноте.

Маркерная подсветка ступенек лестницы. site-energetik.narod.ru

Забавное видео

2-х летний малыш любит бросать. Смотрите, что получилось, когда родители купили ему баскетбольное кольцо!

Всем привет! В сегодняшней статье пойдёт речь о светодиодных радиоуправляемых люстрах, а точнее – об такой её части, как светодиоды. Будет рассмотрена частая неисправность люстры, когда светодиоды перестают гореть. Будет и теория, и схема, и фото, и реальный ремонт.

Тема устройства и ремонта светодиодных люстр с пультом в интернете (и у меня на блоге) раскрыта достаточно широко, а вот информации по светодиодам и их подключению в люстре практически нет. Теперь точно будет)

Многоцветные (multi-color) можно разделить на два вида, по способу переключения цветов:

Светодиоды без управления, с автоматическим переключением цветов. Переключение бывает быстрое и медленное, цветов два или три.
Светодиоды с управлением, когда для включения того или иного цвета (2 или 3) нужно подать напряжение на нужный вывод светодиода. Напряжения, в зависимости от цвета могут быть разные – 2 или 3 Вольта.

Бывают светодиоды на напряжение 5В. В основном, это относится к двухцветным моделям. Тогда, применяется вот такой драйвер:

RB Synchronous double controller – драйвер на последовательные светодиоды 5 В

На этом драйвере написано “RB Synchronous double controller” . Количество светодиодов – 31-40 шт, напряжение на каждом – 5 В. Более подробно надписи и параметры подобных драйверов будут рассмотрены ниже.

Честно говоря, я не совсем разобрался с применение такого драйвера. Предполагаю, что он такой же, как и рассматриваемый в статье, только отличие в прямом напряжении, которое не 3В, а 5В. Кто может это подтвердить или опровергнуть – напишите, пожалуйста о своём опыте в комментариях.

Конкретной информации по по типам светодиодам в интернете мало, и использовать её трудно – ведь светодиоды прозрачные, и не имеют надписей. Остается только ориентироваться на описания у продавцов (ссылки будут в конце статьи). Либо выяснять опытным путем. Ниже, в части про ремонт, будет рассказано как.

В люстрах используются светодиоды с прозрачным круглым корпусом, диаметр – 5 (4,8) мм. Ещё особенность – светодиоды в люстрах без линзы, с укороченным корпусом, типа “соломенная шляпа”. У них широкая диаграмма направленности.

Светодиоды имеют проволочные выводы под пайку. Хотя, в люстрах их никогда не паяют, а вставляют прямо в разъем “мама”. Главное – соблюдать полярность.

Светодиодные лампочки в люстрах

Светодиодные лампочки в 99% – на напряжение 12 В переменного или постоянного тока. Чаще всего сейчас попадаются лампочки с универсальным питанием, на 12 VDC/VAC, которые питаются от электронного трансформатора на 12 В переменного тока. Такие трансформаторы (точнее, источники напряжения, или драйверы) гораздо дешевле, чем на постоянный ток.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

В связи с этим, можно вообще без переделки поменять галогенные лампочки на светодиодные. В случае, если в люстре применяется трансформатор с выходным напряжением 12 VAC.

Светодиодные лампочки, как правило, имеют разъем (точнее, цоколь) G4, который применялся в галогеновых лампах.

Почему “применялся” в прошедшем времени? Потому, что галогенки сейчас отмирают.

Такая лампочка показана на фото выше. Если кто не понял – прозрачный пузатик слева)

Параллельное или последовательное включение?

В комментариях у моих читателей часто возникает вопрос – параллельно или последовательно включены светодиоды в люстре? Часто, чтобы ответить на этот принципиальный вопрос, нужно узнать, о чем идёт всё-таки речь – о светодиодах или о светодиодных лампочках?

Можно уверенно сказать, что светодиодные лампочки включаются параллельно, и питаются от драйвера (источника напряжения) стабильного напряжения 12В. Так же и галогеновые и любые лампы. Не только в люстрах, но и всегда и везде.

Другая вещь – светодиодные матрицы, которые в люстрах не используются, а применяются в основном в прожекторах. Там для питания главное – стабильный ток.

И нечто среднее – драйвер, который делает из переменного напряжения постоянное, без всякой стабилизации напряжения и тока. Светодиоды к выходу такого драйвера подключаются последовательно, важно только, чтобы количество светодиодов было в определенных пределах. Именно такие и применяются в люстрах, для последовательного включения.

Если вам встречалась люстра, где светодиоды подключались параллельно, поделитесь опытом в комментариях. Наверное, это какие-то специальные светодиоды.

Ладно, хватит теории, теперь самое интересное –

Перестали гореть светодиоды в люстре

Разберем для начала

Устройство люстры, в которой не горят светодиоды

Люстра такая:

В данном случае имеем простейшее устройство: люстра на 2 группы, 1-я группа – на 220В (4 лампочки Е14), вторая группа – 21 синий светодиод. Светодиоды включены последовательно, через драйвер, устройство и схема которого будет приведена ниже.

Контроллер, который управляет люстрой по сигналам с пульта, такой:

Мало того, что контроллер Ноунейм, так и на этикетке на схеме полный бардак, должно быть по выводам так:

красный – фаза питания,
черный – ноль питания,
черный – ноль нагрузки (оба провода равнозначны),
белый – выход фазы на нагрузку 1,
желтый – выход фазы на нагрузку 2.

Ну, если уж совсем быть брюзгой – в слове “sacing” третья буква не та.

Если на люстре перестала работать светодиодная подсветка, то в первую очередь нужно убедиться, что контроллер выдает питание 220В на драйвер светодиодов. Такие контроллеры легко поддаются ремонту, читайте мою статью про . Там же – обмен опытом среди соратников.

Драйвер последовательного соединения светодиодов

На корпусе этого простейшего устройства – гордая надпись LEDDRIVER.

Вообще китайцы любые преобразователи питания именуют драйверами, поэтому обольщаться не надо.

Посмотрим поближе, что на нём написано:

Разберём каждый параметр блока питания:

MHEN – торговая марка. Идентичные устройства выпускаются под брендами Jindel, ALED, Junyi, Jing Yi, и под другими труднопроизносимыми названиями.
LED DRIVER – водитель диода, как переводит автоматический переводчик. Может быть написано LED Controller.
21-30 pcs – количество светодиодов, которое можно подключать последовательно к этому устройству.
Model : GEL-11101A – модель, также она указана на плате.
Input : AC220-240 V 50 Hz. Тут должно быть всё понятно.
Current : DC 60mA Max. Это максимальный ток, который никак не стабилизируется, его стабилизируют светодиоды, подключенные к выходу. Подробнее, как так происходит, я писал в статье про .
Output : Establish DC 3,0-3,2V. Фактически, это напряжение на одном светодиоде, когда включено количество в указанных пределах (21-30 шт.).
LED 30 pcs Max – максимальное количество светодиодов.
Ta, Tc – температура окружающей среды и корпуса устройства.
Jindel Electric – китайский производитель, специализирующийся на простой копеечной бытовой электронике.

Проверяем светодиоды

Светодиод на 3В – это не совсем обычный диод. Обычный диод можно прозвонить в прямом направлении мультиметром с установленным режимом “прозвонка полупроводников”, при этом показания будут около 800 Ом. При прозвонке светодиодов в прямом направлении светодиод горит, хоть и тускло. В обратном – не горит. Мультиметр при этом ничего не показывает. Точнее, показывает бесконечность, т.е. “1”.

Фактически, мультиметр при прозвонке – источник напряжения около 2В, и этого вполне хватает исправному светодиоду, чтобы подать признаки жизни.

Чтобы было совсем всё понятно, картинка:

Анод, на который подается “плюс” питания, длиннее катода, на который подается “минус”. На светодиоде слева схематически показан диод, чтоб было понятнее.

На анод подаём “плюс” мультиметра, на катод – “минус”. Таким образом, можно легко узнать и полярность светодиода, и его исправность, и цвет. А исходя из цвета, по таблице, приведенной выше, узнать рабочее напряжение.

В люстре, которую я ремонтировал, я начал прозванивать диоды, и понял, что их надо будет все менять. Некоторые показывали 2-3 ома в обоих направлениях, некоторые – 1000 Ом, некоторые – бесконечность. Результат неумелого ремонта. Даже, если 1 или 2 светодиода вышли из строя, стоит подумать о том, чтобы заменить все, т.к. параметры их неизбежно изменились (да, все мы стареем), а новые будут с другими параметрами.

В крайнем случае, 1 или 2 светодиода можно заменить перемычками или резистором, сопротивление которого посчитаем ниже. Перемычку можно ставить только в том случае, если оставшееся количество светодиодов не меньше того, что указано на драйвере. Иначе “везунчики” будут гореть недолго, зато ярко.

Как проверить светодиоды в люстре, нам также расскажет Елена:

Проверка драйвера питания последовательных светодиодов

В общем, светодиоды менять нужно все. А что же с драйвером?

Чтобы удостовериться в работе тандема драйвер+светодиоды, я собрал (спаял) такую яркую конструкцию:

Как вы видите, . Удобно и практично.

Итак, данные измерений такие.

Выходное напряжение драйвера (его устройство и его схема будут на десерт)) на холостом ходу (без нагрузки) – 305 В постоянного тока.

Подключаем нагрузку из 22 светодиодов (см.фото выше). Получаем – напряжение на выходе драйвера – 80 В , напряжение на каждом светодиоде – 80 / 22 = 3,63 В . По измерениям на каждом диоде примерно так и было. Как видим, напряжение немного завышено по отношению к номиналу (3,0…3,4В), ведь люстра должна светить ярко!

Подключаем теперь последовательно 30 светодиодов.

Пускаем ток по проводам:

Проверка 30 светодиодов, перед установкой в люстру

Результаты измерений. Напряжение на выходе драйвера – 107 VDC , на одном – 3,54 VDC .

То есть, в принципе, от такого драйвера можно питать и 40 диодов без заметного уменьшения яркости.

Всё, на другой день я поставил эти диоды с драйвером в люстру, хозяин доволен, я тоже.

Расчеты сопротивления источника и светодиодов

Спасибо нашему преподавателю схемотехники, Шибаевой Елене Михайловне.

Теперь для интереса посчитаем выходное сопротивление источника питания и сопротивления светодиодов. В расчетах участвуют – старый добрый Ом со своим знаменитым законом и формула делителя напряжения.

Итак, для случая на 30 светодиодов имеем:

Напряжение холостого хода источника тока – 305 В,
Напряжение источника тока под нагрузкой – 107 В,
Ток в цепи (да, ещё старина Кирхгоф со своим 1-м законом!) – 0,02 А.

Ток мы знаем из заявленных параметров диодов, но на эту цифру точно полагаться нельзя. Судя по напряжению на одном диоде, ток реально не много больше!

Чтобы расчеты были понятнее, прилагаю схему:

Предполагаем, что на вход схемы подается напряжение от идеального источника ЭДС с нулевым внутренним сопротивлением. Реальный источник электричества имеет внутреннее сопротивление Ri, которое мы сейчас посчитаем.

При измерении напряжения холостого хода Uн = Uхх = 305 В, поскольку входное сопротивление вольтметра гораздо больше внутреннего сопротивления источника Ri.

При подключении нагрузки Uн = 107 В, значит, напряжение, падающее на внутреннем сопротивлении источника Ri, равно 305 – 107 = 198 В .

Зная ток, посчитаем внутреннее сопротивление:

Ri = 198 В / 0,02 А = 9900 Ом.

Много это или мало? Всё познается в сравнении. В данном случае – в сравнении с сопротивлением нагрузки:

Rн = 107 В / 0,02 А = 5350 Ом.

Это – сопротивление последовательно соединенных светодиодов, когда через них протекает ток 0,02 А. Значит, сопротивление одного светодиода равно 5350 Ом / 30 = 178 Ом.

Значит, без изменения параметров схемы один светодиод можно заменить резистором 180 Ом. Это совпадает со значением, полученным опытным путем на одном светодиоде: 3,54 / 0,02 = 177 Ом.

Мы видим, что сопротивление источника электропитания больше сопротивления нагрузки. Значит – перед нами – источник тока. То есть, при изменении сопротивления нагрузки (количества светодиодов) в некоторых пределах ток почти не меняется.

Вопрос на засыпку. Почему, если рассчитанное сопротивление светодиода 178 Ом, тестер в режиме прозвонки (Омметр) не показывает никакого сопротивления? Ответ пишите в комментарии, буду рад знающим и сообразительным читателям!

Ладно, что-то мы отклонились от темы.

Теперь – обещанный десерт.

Устройство и схема драйвера светодиодной люстры.

Схемы драйверов на светодиодные светильники . Там это – стабилизированные источники тока.

Для светодиодов как раз и нужен ток, то есть источник с большим выходным сопротивлением. Если светодиод подключить к источнику напряжения (у которого выходное сопротивление гораздо ниже сопротивления диода), то ток после некоторого напряжения будет Очень быстро возрастать, пока диод не сгорит.

Я так спалил диод на лабораторной работе по физике на 2-м курсе)

А данный драйвер – простейшее устройство, я такие паял в 7-м классе, в радиокружке. Источником тока его можно назвать с большой натяжкой, из-за того, что его выходное сопротивление больше либо равно сопротивлению нагрузки. Это мы посчитали выше.

Вскрываем, и видим незатейливую плату без единого активного элемента:

Коричневые бочонки – это балластные (ограничительные) конденсаторы. Они на рабочее напряжение 400 В, емкость на 0,33 мкФ:

На корпусах написано соответственно 334 и 824. Что это означает – поищите “Обозначения цифро-буквенные на конденсаторах”. Я писал об этом в статье по ремонту контроллера люстры с пультом, ссылка выше.

Вид со стороны пайки:

Если нужно немного поднять напряжение на выходе драйвера под нагрузкой (т.е. уменьшить его выходное сопротивление, см. часть статьи с расчётами), то можно поднять ёмкость конденсатора фильтра до 10…20 мкФ. Тогда количество светодиодов можно будет немного увеличить.

А если нужно уменьшить количество светодиодов в люстре (например, часть перегорела), то можно уменьшить емкость балласта, убрав один из конденсаторов С1, С2. Это экспериментально.