Как спаять светодиодный светильник?
=====================================

 Добрый день. Только не смейтесь.  

  

Хочу для любимой сделать своими руками светильник. но весь мой опыт в электротехнике и паянии сводился к спаиванию отпаявшихся проводов.  

  

Знаю, что для светильника на светодиоде необходимо использовать такие компоненты как драйвер.  

  

Необходима подсказка:  

  

1. Схема цепи  

2. Название элементом с расшифровкой характеристик (или инструкцией, как эти характеристики подобрать, если расчитывать на то, что светильник будет запитываться от батарейки типа «Крона» 9V.  

3. Советы по пайке  

4. Ссылки, где подробно можно почитать про все это, но не так, чтобы сильно залазить в дебри.  

  

Не исключено, что сильно заинтересуюсь этой темой и подробно изучу материал, но сейчас интересует решение прикладной задачи. Спасибо! 

 Итак, на пальцах :))  

  

Есть светодиод, у него есть два ключевых параметра:  

  

Падение напряжения и рабочий ток.  

  

Что такое падение напряжения?   

Представь себе батарейку работаюущую на замкнутую цепь из двух простых резисторов (сопротивление нагрузки). У батарейки всегда есть такой параметр как ЭДС (те самые вольты), зависящие от химии батарейки. Это константа. Есть внутреннее сопротивление (чем батарейка свежей, тем оно меньше).   

  

И тогда цепь получается такой: Источник ЭДС — внутреннее сопротивление — сопротивление нагрузки1 — сопротивление нагрузки2 — замнулись на другой конец источника ЭДС.  

  

Цепь у нас одна ветвь. Поэтому ток в ней тоже равный на всех элементах. ПО закону ома U = I * R. Вот это это самое U и есть падение напряжения. А уравнение цепи должно быть таким, чтобы сумма всех падений была равна той самой ЭДС.   

  

E = I*Rвн сопр батареи + I*R1 + I*R2  

  

E — ЭДС батареи, константа, всегда равна определенной величине, зависящей от реактивов батареи. У обычной батарейки 1.5 вольта.   

  

Т.е. ЭДС как бы делится на все сопротивления цепи, пропорционально этим сопротивлениям. Чем большее сопротивление участка, тем больший кусок напряжения оно на себя утащит.   

  

Когда батарейка садится, то ЭДС по прежнему = 1.5 вольта, а вот внутреннее сопротивление батареи растет. А значит падает ток, а значит распределение падений меняется и большая часть ЭДС оседает на внутреннем сопротивлении, а не на сопротивлениях нагрузки остается мизер.   

  

Вернемся к светодиоду. Фишка его в том, что он нелинейный элемент. Т.е. его сопротивление зависит от тока по хитрой кривой. А суть этой кривой в том, что его падение (I диода *R диода) = const и величина ее есть в документации на диод. Чем это грозит. А вот чем:  

  

Допустим падение диода по паспорту 1.5 вольта. А ты вешаешь его на крону, чье ЭДС = 9вольт:  

  

Получаешь цепь ЭДС = I * Rвн сопрот батареи + U пад диода.   

  

U падения диода = const и равна полтора вольта. Хоть убейся оно так будет. Куда девать оставшиеся вольты? Их можно только высадить на внутреннее сопротивление нагрузки. Оно, в данный момент, тоже некая константа (считаем, что батарейка у нас бесконечно заряженная). Пусть будет в 1ОМ  

  

Что получается? 9 вольт — 1.5 = 7.5 вольт должно высадиться на сопротивлении в 1ом. Как? Да запросто — ток в нашей цепи (и через диод тоже) будет всего навсего 7.5А. Наслабо, да? Диод от такого ахтунга мгновенно испарится (Ведь его рабочий ток в тысячи раз меньше!) разбросав по округе брызги горелого пластика.   

  

Как быть? Вариантов несколько:  

  

Лепить последовательно столько светодиодов, чтобы их суммарное падение напряжения уравновесило ЭДС батареи за вычетом небольшого падения на внутреннем сопротивлении батареи (падение это будет Rвн * Iрабочий светодиода)  

  

Либо добавить в цепь еще одно, добавочное, сопротивление. Которое будет таким, чтобы I = 0.03А (пусть это будет рабочий ток светодиода) И тогда R этого сопротивления легко вычислим из уравнения:  

  

9 = R*0.03 — 1*0.03 — 1.5  

  

Теперь о драйверах:  

Что делает драйвер светодиода? А он всего лишь так подстраивает свое выходное напряжение, чтобы оно соглассовывалось с падением напряжения на светодиоде, обеспечивая на нем строго заданный рабочий ток. Поставишь два светика последовательно — драйвер поднимет напряжение вдвое, удерживая ток. Поставишь три — втрое и так далее пока драйверу будет хватать запаса на регулирование (зависит от входного напряжения и схемы драйвера). 

 Теория:  

светодиод питается определённым током. Величина этого тока зависит от типа применяемого светодиода и ищется в его паспортных характеристиках. Нужный ток обеспечивается с помощью стабилизатора тока, одной из разновидностей которого является то, что вы назвали «драйвер».  

  

Практика:  

Для выбора нужного драйвера вам необходимо определиться с типом применяемого светодиода. В паспортных данных находите величину оптимального тока для светодиода. Далее ищите в продаже драйвер, чтобы его входное напряжение включало в себя ваши 9 вольт от кроны, а выходной ток был равен току вашего светодиода. Например, — входное напряжение 5-12 Вольт, выходной ток 30 мА (здесь подставляйте данные своего диода). Несколько светодиодов можно включать последовательно. Ток питания при этом останется прежним. А вот количество диодов в цепи будет ограничено вашим напряжением питания (то есть вашими 9 вольтами — на самом деле немного меньше, учитывая потери на драйвере). Падение напряжения на вашем диоде тоже узнаётся из паспортных данных, потом они просто складываются. В вашем случае последовательно получится включить два — три диода (зависит от диодов).  

  

Более дешёвый вариант — задавать ток диодам токоограничивающим резистором. Это просто резистор последовательно цепи диодов. Сопротивление резистора расчитывается исходя из данных источника напряжения, падений напряжения на диодах и необходимого тока с помощью закона Ома из школьного учебника. Недостатком этого варианта является снижения яркости при разряде батареи.  

  

Вариант с «обмоткой на ферритовом кольце» вам не подходит — по сути это тот самый «драйвер» из первого варианта, но собраный на коленке. Исходя из того, что вы написали, очевидно, что у вас не хватит квалификации для того, чтобы расчитать, изготовить и настроить этот узел. А если бы даже и хватало (но тогда вы бы не задавли этот вопрос), то в большинстве случаев, трудоёмкость его изготовления в еденичных экземплярах выше стоимости готовго узла, да и вообще выше разумного.  

  

Что касается направленности излучения диодов (которые выглядят как бы капелькой), то это лечится сошлифовкой этой самой «капельки», которая является фокусирующий линзой, до придания нужной диаграммы направленности (ещё пошкурить мелкой шкуркой, чтобы поверхность стала матовой для бОльшей равномерности). 

 Для простейшего светильника достаточно светодиода и резистора. Какой конкретно светильник вы хотите сделать? 

 По п.3 рекомендую <http://mightyohm.com/files/soldercomic/translations/Soldering%20is%20easy%20(RUS).pdf> (или в оригинале [mightyohm.com/files/soldercomic/FullSolderComic\_EN.pdf](http://mightyohm.com/files/soldercomic/FullSolderComic_EN.pdf)).  

  

По остальным пунктам: всё зависит от того, что именно вы хотите сделать. 

 Если нужна именно простота — и более менее качество — я бы рекомендовал купить светодионую ленту (есть разные варианты) + драйвер с нужным входным напряжением.   

Минусы:  

 для довольно больших светильников  

 не самый дешовый вариант ~700-1000р  

Плюсы   

 не сложнее чем спаять пару проводов 

 Батарею «Крона» вы выбрали неудачно для светильника. Емкость маленькая, внутреннее сопротивление большое. Светить будет плохо и недолго. А что-то относительно мощное и не потянет вовсе.