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))).
Это первый мой опыт изготовления светодиодной лампы
Для дома, не уверен. Пульсации кто-нибудь измерял?
Интересно — это, когда сделал что-то и всё получилось. А когда говорят, что вот так должно работать...-- не интересно.
Вы уверены, что будет работать?
Выдержит ли стабилизатор тока зарядный ток конденсатора?
Какую ёмкость ставить?
В соответствии с методикой измерения (см. выше) параллельно светодиоду ставится резистор R, с каким сопротивлением Вы подбирали?
Только не понятно, откуда они берутся, ведь на конденсаторе фильтра всего 2,1% а драйвер линейный
Для таких измерений нужен более специфичный фотодиод, потому, что в зависимости от источника света, данные с нагрузкой/без нагрузки очень сильно различаются. Например лампа накаливания 25 Вт — 3% / 24 %, а например на галогенке и ЛЕД светильнике на высокочастотном драйвере разницы почти нет.
И для чего эта «нагрузка» нужна? Тут похоже речь идет о шунтирование входа осциллографа, но опять, для каких целей и каким сопротивлением.
Диод BPW21R – прибор фотометрического класса с характеристикой, компенсированной согласно чувствительности человеческого глаза. В идеале именно такой и нужен для корректных измерений.
Ну а резистор нужен для того, что измерять надо ток диода, а не ЭДС. Подбирается, я так понимаю, чтобы при самых ярких источниках не было насыщения (больше 400 мВ, если что можно подальше отодвинуть) а при самых тусклых, когда надо вплотную подносить, напряжение было хотя бы 100 мВ, для уверенной регистрации сигнала.
ранее пробовал с «пригоршней» фотодиодов — серьезного различия нет (фотодиоды и наши были и импортные). Описали бы в методике характеристики прибора.
ток диода при таком подходе будет зависит от величины сопротивления (это не я придумал а Ом)))), а резистор нужен для замера напряжения, а не ЭДС, как вы правильно заметили (т.е. шунтирования высокого входного сопротивления осцилографа — как я это понимаю). Но от величины резистора зависит протекающий ток и напряжение которое падает на нем, вот и думаешь какой брать — чтоб было правильно? Я тоже по наитию склоняюсь к резистору 10 кОм.
Смысл? Отсекаем на осциле постоянку и измеряем только пульсации. Для расчета выбираем нужную шкалу. Ну или двигаем ближе -дальше ( но не сильно далеко, чтоб другие помехи не влияли).
Попробую найти свои фоторезисторы на выходных, и поэкспериментировать с сопротивление и различными осцилами.
Сравнения результатов измерений этой импровизированной конструкцией со значениями, выдаваемыми прибором «ТКА-ПУЛЬС» (Госреестр), показали расхождение измеренного коэффициента пульсаций не более процента.
Так что это не простой диод, все таки цена от 8 долларов.
Резистор нужен для измерения тока, если без него, тока в цепи практически не будет, входное сопротивление велико, будем измерять ЭДС, а это уже не подходит, как показали измерения.
Я пробовал от 10 кОм до 1 кОм, замер пульсаций дает примерно одинаковый результат, так что подбираем, чтобы на минимально ярком источнике было хотя бы 100 мВ. Если осциллограф цифровой, постоянку смысла отсекать нет, так как кроме пульсаций, для знаменателя в формуле нужно еще среднее значение.
Там еще и малошумящий ОУ, хотя при таком диоде я бы взял что то прецизионное ( в голову пришло только AD8610). Вероятно это тот 1 процент из-за него.
Хотя мало информации, измерения он проводил на одном источнике света или десяток ламп сравнивал с различными данными.
Насколько я понимаю, этот «дорогой диод» обеспечивает линейность тока в зависимости от освещения. Т.е. можно подобрать и другой диод, главное чтоб скорость изменения освещенности (пульсации) успевал реагировать.
Питается осцил от чего (как одна из версий).
Сегодня попробовал своим ФД-27К померить пульсации на небольшой 3Вт китайской лампе, даже при нагрузке 10 кОм напряжение на диоде очень маленькое (сам диод миниатюрный, площадь кристала маленькая), а помехи от драйвера лезут даже с 20 см, в общем диод нужен побольше.
С этим разобрался. Ранее замерял освещенность этой панели в зависимости от напряжения питания, и там обратная зависимость, до 170 В при снижении напряжения яркость растет, причем достаточно сильно. Поэтому замерил параллельно питание и освещенность:
в общем драйвет дают такую пакость.
1. Емакс,
2. Емин,
3. Е ср.
Для того чтоб рассчитать пульсации?
Пульсации на диоде? Или что за помехи?
ВЧ помехи от драйвера.
Вот мои диодики что «выкопал», мне нравится тот который посередине, предполагаю что в него встроена собирательная линза.
Типа как в датчике пожарной сигнализации.
Если обратили на верхней картинке на 2 счетверенных фотодиода, они взяты из буржуйской системы визуализации (маркировки нет). На верхнем подключены резисторы (10К), на нижнем нет -они стояли в одной системе, только верхний стоял в центре и на него падала дополнительная засветка.
Получается 5,6 %
Здесь видно что меряет по верхнему выбросу из за этого вероятно 3,6 % (лампочка одна и та же). Откуда эти выбросу берутся ХЗ. Вероятно ШИМ осцила.
Здесь я «срезал» на 29МГц так сразу стало 1,2%
И чему верить?
Осцилограф это прибор для измерения, а микрофонный вход компьютера… это так для демонстрации.
Вот говорят, что виртуальный осциллограф на компьютере не учитывает постоянную составляющую и поэтому должен давать не совсем точные результаты. Но довольно интересно, что при учёте этой составляющей мультиметром, получаются такие же результаты. Не знаю как объяснить.
«Карандашный тест» не проходят, но по глазам не бьёт, ни мне, ни домашним. Я реально похуже видел.
Очень похожая на удвоитель :)
Почему-то считал, что у ЛН 25Вт пульсации значительно больше 3%. По разным источникам в районе 12-20%
eco-e.ru/goodies/stati/svetovaya-sreda/19-pulsatsiya-lamp-nakalivaniya
1. Это 120-150В на всех светодиодах. При напряжениях свыше половины от питающего (220В/2=110В), резко проявляется зависимость яркости свечения от напряжения в сети
2. В случае перегорания светодиода в варианте с двумя параллелями пойдёт удвоенный ток на оставшиеся
Я лично вижу, что зависит это от имеющихся в наличии кондеров, удобства изготовления платы, меньше понтов при перегорании одного светодиода, напруги на линейке…
Чем предпочтительнее?
это правильно
Это шутка юмора такая, которую Вы не поняли :(
Кроме всего, еще и cos() немного улучшится.
В китайских «конденсаторных» баластах кол-во светодиодов выбирают так, чтобы на них падало 80-120В.
P.S.
В статье ничего не сказано о назначении входного резистора, а ведь это очень важный элемент схемы. Он спасает о искрения в выключателе и вообще, от помех в сети.
3% — это пульсации вот такой лампы с толстой нитью накала: im2-tub-ru.yandex.net/i?id=6f0f514de5a73e5558feb901d8414c8f-l&n=13
Может быть 0 пропустили?
ТС никогда не рассказывал, чем именно он получает осциллограммы.
На самом деле, типовая картина 60W лампы накаливания дает типовые 15%:
что хорошо коррелирует с данными у ammo1
ammo1.livejournal.com/627155.html
Да, измерял вот таким фотодиодом:
имеет бесконечное внутреннее сопротивление.
А у нас оно конечно и равно нашему балластному.
Чем оно ниже- тем хуже стабильность тока.
При малой разнице входного напряжения и напряжения на диодах (падение напряжения на балласте) сопротивление балласта нужно уменьшать.
А это увеличивает зависимость тока от входного напряжения.
Но остается опасность поражения электротоком при использовании такого светильника. У него должно быть особенное конструктивное исполнение — хотя бы как у «кукурузы», а там уже перегрев
50Гц & 100Гц
Готовые блоки питания на 12v надёжны, дешевы, качественны, не имеют проблем с пульсациями сети.
Тем более, что если автор обзора решится доработать светильник, и добавить регулировку яркости, или пульт ДУ, или датчкик присутствия человека ИК или звуковой, или ещё чего интересное, то всё это потребует качественное питание.
Поэтому не нужно экономить копейки, и блок питания лучше покупать готовый.
Ну а если кто повторит ради экономии, я не против.
То это будет другой обзор про другой ветильник
Вот, например, модуль для прикроватного бра:
Драйвер на 300 мА. Диоды не греются вообще. Света для чтения достаточно.
И минус у конденсаторных светодиолных ламп есть еще один- при включении в эту же сеть еще одной такой же «конденсаторной» лампы (например, включен свет в ванной, включаем свет в туалете, обе лампы одинаковые) в момент включения включенная ранее лампа на долю секунды вспыхивает чуть ярче, что явно не добавляет ей жизни. Из 10 подобных китайских ламп 7 умерли (погорели светодиоды). Восстановил, заменив другими светодиодами, которые на ток 150mA. За год не умерло ни одной.
Пытаюсь восстановить миньоны (Е14) от. Никак не могу найти COB'ы на 60в (20 светодиодов в параллель) от UNIEL. Они не грелись почти, но за год-два деградировали сильно. Барахло редкостное.
За обзор-статью, как всегда, спасибо.
В продаже сотни вариантов готовых драйверов, выдерживающих constant current + нужное напряжение на выходе.
А,
«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.»
всё-таки стоило бы с самого начала написать — «не вздумайте повторять схему»
Ну и как там с помехами в сети? Я бы не выносил на общее обозрение подобные опасные схемы, на не специализированном сайте, т.к есть опасность, что начинающего радиогубителя, который клюнет на кажущуюся простоту схемы, сваяет подобное не понимая элементарных принципов электробезопасности… и полезет пальцами пощупать греется или нет светодиод…
У этого светильника многократный запас по прочности. Будет светить и при 180В и при 280В в сети. Только яркость изменится. В нём ломаться нЕчему.
Металлооксидные резисторы тут не работают
Термистор одобрям
А фотографии останутся :)