Светодиодная подсветка на кухне своими руками

Журнал САМ 19 февраля 2020, 15:34

Светодиодные технологии идут семимильными шагами. Разве кто-то предполагал лет 10-20 назад, что малюсенький кристаллик полупроводника сможет освещать немалую площадь, потребляя при этом всего несколько ватт? Вот и я задумал поменять освещение в квартире на светодиодное.

Так выглядит новое освещение

Во многих местах у меня стояли галогенные светильники с лампами под патрон GU10. На замену им я купил светодиодные лампочки Gauss EB101006125 2,5 Вт по 154 руб./шт. Таким образом, прихожая, коридор, ванная, туалет и вытяжка на кухне были обеспечены светодиодами.

Оставались ещё мебельные светильники под патрон G4 с галогенками мощностью 20 Вт в козырьке над кухонным гарнитуром. Сколько я ни искал в магазинах и на рынке — ничего не нашёл. Решил делать светильники самостоятельно: подобрал подходящие детали в Интернете и сделал заказ.

Буквально через несколько дней он был у меня дома: светодиоды белого свечения двух типов 3HPD-1 (W=1 Вт, Φν=110-120 лм, 2Q1/2=120°, Т=3100 К) и 3HPD-3 (W=3 Вт, Φν=250-270 лм, 2Q1/2=120°, Т=3060 К). А к ним –термоклей, круглые монтажные панельки, драйверы для питания и алюминиевый лист толщиной 0,8 мм для радиаторов.

Ads by

Радиаторные пластины

Первым делом я разобрал светильники (фото 1), измерил диаметр стекла (на его место должна была встать пластина с наклеенным на неё светодиодом) и занялся радиаторными пластинами. Расчертил алюминиевый лист и ножницами вырезал сначала квадраты, а потом и радиаторы. (фото 2). Напильником придал им окончательную форму (фото 3).

Фото 1. Разобрал мебельный светильник.Фото 2. Провёл диагонали квадратов и из центра балеринкой прочертил окружности. Фото 3. Радиаторы после обработки точно соответствуют стёклам в светильниках. Фото 4. Полностью доработанный светильник

Затем доработал светильники: в отражателях просверлил по три отверстия Ø6 мм для конвекции воздуха и ручной бормашиной с отрезным диском отрезал верхнюю площадку крепления патрона G4. В результате светильник был полностью подготовлен к установке радиатора (фото 4). Осталось дело за малым – наклеить светодиоды на монтажные панельки, а те — на радиаторы, пропаять всё и собрать светильники.

Панелька представляет собой многослойный диск Ø16 мм с центральной теплоотводящей площадкой и контактами для пайки выводов светодиода и подводящих проводов. Нанёс на площадку тонким слоем клей, потом поставил светодиод (фото 5). Через 15-20 минут, когда клей схватился, приклеил монтажную пластину на радиатор (фото 6).

Фото 5. Приклеивая светодиод, главное — не перепутать его выводы с обозначениями на панельке. Фото 6. Наклеил панельки на радиатор. Фото 7. ШИМ-драйвер для питания. Фото 8. Самая кропотливая работа — пропаять светодиоды

Драйвер

Пока клей высыхал (а это 24 часа), решил заняться электрической частью. Для светодиодов очень важен ток, протекающий через них. Поэтому для их питания используют источники тока, называемые ШИМ-драйверами. Для питания 5 светодиодов мощностью 3 Вт, соединённых последовательно, я использовал устройство на 700 мА (фото 7) со следующими характеристиками:

входное напряжение — AC 180-264 В;
КПД — 86%;
коэффициент мощности — 0,85-0,9;
выходное напряжение — 18-21 V;
выходной ток — 700 мА;
пиковый ток — 740 мА (500 nS);
рабочая температура – от -20°С до +45°C.

С данным драйвером при падении напряжения на светодиоде 2,9-3,7 V каждый из них должен выдавать световой поток не меньше 240-250 лм, что в 1,8-2,0 раза превышает поток у 20-Вт галогенной лампочки.
Со шлейфом подключения светодиодов всё просто – я использовал сдвоенный провод для подключения аудиоколонок сечением 0,75 мм и обычные винтовые клеммники.

Монтаж светодиодов и проводов

Дальше предстояла трудная и кропотливая работа – подпаять маленькие светодиоды к площадкам монтажной пластины и провода подключения. Выручили лампа с увеличительным стеклом и флюс — канифоль, разведённая в спирте (фото 8). В результате аккуратно припаял все пять излучающих элементов (фото 9-10). В качестве подводящих проводов использовал кабель для колонок сечением 0,5 мм.
Теперь оставалось собрать светильники, вставить их в гнёзда в козырьке кухни, подключить драйвер и провести проверку работоспособности (фото 11). Проверка показала, что светодиоды превосходят галогенки по освещённости, существенно экономя электроэнергию (вместо 100 Вт — всего 15!). Но одного я не учёл – светодиодный светильник выступал на 8-10 мм и не позволял открываться дверцам подвесных полок!

Фото 9. После пайки светодиодов подпаял провода питания.Фото 10. Все 5 светодиодов подпаяны. Фото 11. Готовый светильник установил на козырёк. Фото 12. Светильники пришлось снова разобрать

Окончательная сборка подсветки

Пришлось всё переделывать. Разобрал светильники и подготовил их для того, чтобы можно было утопить в них радиаторы. Для этого согнул пластины-ограничители и молотком простучал отражатель (фото 12). Затем на пластине радиатора сделал надрезы на глубину 8 мм, причём рассчитал всё так, чтобы лепестков получилось нечётное количество (фото 13). Потом «утконосами» выломал через один лепестки и оставшиеся согнул по форме светоотражателя в светильнике (фото 14).

После сборки светильника оказалось, что радиатор выпадает из него, поэтому пришлось поставить «родное» матовое стекло (фото 15). Чем это плохо? Во-первых, уменьшилась площадь радиатора, и, следовательно, нарушилось охлаждение светодиода. Во-вторых, одна поверхность радиатора, которая находится под стеклом, плохо охлаждается. Всё это может привести к тому, что светодиод будет перегреваться и быстро деградировать. А вообще, потери светового потока из-за установки стекла составили 12-15% — это не самое страшное.

Фото 13. Радиаторы тоже пришлось переделать. Фото 14. Утопил радиатор в корпус светильника.Фото 15. Светодиоды закрыты стеклом и светильники установлены на место.Фото 16. Температура стабилизируется на отметке 51 градус.

Всё работает!

Замеры на тыльной поверхности радиатора показали, что в первые 10 минут температура возрастает до 45°-48°С (замеры проводились мультиметром VC97). Затем в течение часа она медленно повышается до 55°-58°С, потом снижается до 51°С и стабилизируется (фото 16).

Максимальная температура перехода у светодиодов данного типа не должна превышать 120-130°С, в связи с чем радиатор может нагреваться до 60-65°С (справочные данные). Световой поток упал до 200-210 лм, но света от пяти светильников хватает с лихвой!

Текст и фото: О. Михайлов

Другие статьи о светодиодах: