- Из чего состоит елочная гирлянда
- Типы LED гирлянд
- Конструкция и схема гирлянды
- Схема гирлянды на светодиодах
- Гирлянды с последовательным включением ламп
- Гирлянда типа «нитка»
- Гирлянда типа «кольцо»
- Гирлянды с параллельным включением ламп
- Гирлянды со смешанным (последовательно-параллельным) включением ламп
- Гирлянда типа «многоконтурное кольцо»
- Гирлянда типа «многоконтурная нитка»
- Гирлянда типа «сетка»
- Гирлянда типа «занавес»
- Гирлянда типа «сосульки»
- Гирлянды со светодиодами
- Гирлянды с последовательным включением светодиодов
- Гирлянды с параллельным включением светодиодов
- Основные причины неисправностей
- Некачественная пайка
- Перегорел светодиод
- Хаотические мигания лампочек
- Не горит часть гирлянды
- Тусклый свет
- Что нужно для ремонта
- Техника безопасности
- Визуальный осмотр
- Восстанавливаем обрывы контактов
- Альтернатива изоленте
- Укрепляем поврежденный контакт пайкой
- Проверяем плату управления
- Монотонная проверка гирлянды
- От чего выходят из строя лампочки и светодиоды в гирляндах
- Визуальный осмотр
- Ищем при помощи подсветки
- Прозвонка светодиодов мультиметром
- Два метода прозвонки
- Итог
- Создание гирлянды своими руками
- Расчет электрической схемы
- Идея №1. Простейшая гирлянда своими руками
- Идея №2. Мигающая гирлянда из светодиодной ленты
- Идея №3. Гирлянда из светодиодов
- Идея №4. Ретро-гирлянда
Из чего состоит елочная гирлянда
Что же из себя представляет гирлянда из светодиодов и какую выбрать: такую или обычную?
Внешне это почти такое же устройство, что и прежде — провода, лампочки (светодиодные), блок управления.
Самый важный элемент — это, разумеется, блок управления. Это маленькая пластиковая коробочка, на которой указаны различные режимы работы подсветки.
Меняются они с помощью простого нажатия кнопки. Сам блок может быть с достаточно высоким уровнем влаго- и пылезащиты IP44.
.
Что там внутри? Чтобы вскрыть блок питания, острым кончиком ножа или тонкой отверткой подденьте защелки снизу и скиньте защитную крышку.
Также иногда она бывает приклеена, а не просто сидит на защелках.
Сначала внутри вы увидите припаянные к плате провода. Более толстый провод — это обычно сетевой, подающий напряжение 220В.
На плате припаяны:
- контроллер, создающий все световые эффекты;
- тиристоры, каждый из которых идет на отдельный канал гирлянды;
- резисторы;
- конденсатор;
- диодные мосты.
Количество элементов платы зависит главным образом от числа световых каналов гирлянды. В более дорогих моделях может присутствовать предохранитель.
Типы LED гирлянд
Светодиодная электрогирлянда (LED) характеризуется следующими параметрами: мощность, число светодиодов, схема строения, длина.
По конструкции изделия бывают следующих видов:
- традиционные. Представляют собой нить, на которой закреплены диоды. Длина составляет 5-12 метров;
- световые занавесы — «дождь» или «водопад». Несколько светящихся нитей закреплены через определенный промежуток на одной;
- бахрома. Гирлянда-штора на окно является разновидностью дождиков, отличается меньшей длиной и разным уровнем нитей;
- световые сетки. Нити здесь соединены в сеть;
- гирлянды для деревьев, которые называются клип-лайт;
- в форме шаров и сосулек.
Все перечисленные устройства находят свое применение в разных сферах.
ВАЖНО! Классифицировать гирлянды можно и по типу питания. Есть устройства, питающиеся от сети — их нужно просто включить в розетку. Изделия второго типа требуют подключения через понижающий трансформатор, поскольку работают от напряжения 12 В или 24 В. Они более безопасны: даже при повреждении изоляции человеку ничего не грозит.
Конструкция и схема гирлянды
Плата блока управления светодиодной гирлянды.
Внешне светодиодная гирлянда похожа на обычную. В ней также есть провода, лампы и управляющий блок, который является основным элементом.
Блок представляет собой маленькую пластиковую коробку с кнопками, с помощью которых можно менять режим работы. Обычно изготавливается в качественном корпусе с уровнем защиты IP44. Этот уровень зависит от помещения, в котором будет применяться гирлянда. На улице лучше установить морозостойкие изделия. Внутри блока расположены припаянные провода. Также внутри есть плата, на которой припаяны контроллер, тиристоры, резисторы, конденсатор и диодные мосты. В дорогих моделях может присутствовать предохранитель.
Схема гирлянды на светодиодах
На блок питания поступает сетевое напряжение. Оно проходит через диодный мост и резисторы, далее его сглаживает конденсатор, затем напряжение подается на питающий контроллер. При замыкании кнопки происходит переключение режимов. Контроллер управляет тиристорами, число которых зависит от количества каналов подсветки. После прохождения тиристоров напряжение поступает на светодиоды.
От количества выходов зависит разнообразие цветов подсветки. Если есть только 2 линии, гирлянды будут работать в двух режимах — по очереди потухать и загораться. Более дорогие изделия могут иметь большее число каналов.
Гирлянды с последовательным включением ламп
Самые первые электрогирлянды собирались из ламп накаливания разной мощности, рассчитанных на различные рабочие напряжения. Именно это и определило основную, или «классическую», схему включения таких гирлянд — последовательную. В этом случае ток от источника питания (чаще всего это обычная электросеть) последовательно протекает через каждую из лампочек гирлянды. По этой схеме и её разновидностям построено основное количество когда-либо выпускавшихся новогодних электрогирлянд. Поговорим о них чуть подробнее.
Гирлянда типа «нитка»
В таких гирляндах провод, который соединяет источник питания и последнюю лампу в нитке, проложен цельным куском вдоль всей гирлянды. Сама гирлянда представляет собой как бы нить, начинающуюся у сетевой вилки и заканчивающуюся последней лампочкой в цепи. Иногда такие гирлянды по ошибке принимают за образцы с параллельным включением ламп, поскольку обратный провод может находиться в одной оболочке с проводами, соединяющими отдельные лампочки. Стоит помнить, что главное отличие гирлянд с последовательным включением от гирлянд с параллельным включением — зависимость тока в цепи от каждой отдельной лампы. То есть при выходе из строя любой из лампочек вся гирлянда погаснет.
Гирлянда типа «кольцо»
В этом случае длина проводов, которые соединяют источник питания и обе крайние лампы гирлянды, приблизительно одинаковая. Несложно заметить, что при одинаковом количестве ламп и расстоянии между ними «полезная длина» у этого варианта будет почти в два раза меньше, чем у предыдущего. Тем не менее, большинство советских новогодних гирлянд строилось именно по этому принципу. Объясняется это, скорее всего, обычной экономией провода на производстве, хотя были и исключения, например гирлянды «Уют» (см. рис. 2), «Фонарик» и некоторые другие.
Основной особенностью всех гирлянд последовательного типа является то, что количество ламп в них строго зависит от рабочего напряжения входящих в них ламп и напряжения сети. Например, советские гирлянды могли содержать от 5 до 40 ламп на контур (рис. 3), включаемый напрямую в сеть 220 В.
Таким образом, «классическая» последовательная схема включения ламп накладывает ощутимое ограничение на максимальное количество ламп. Теоретически его можно было бы увеличивать, применяя лампы со всё меньшим рабочим напряжением, однако здесь мы сталкиваемся со вторым очень существенным ограничением последовательной схемы: перегорание одной лампочки приводит к погасанию всей гирлянды. Даже в «кольце», содержащем всего лишь 18 фонариков, поиск перегоревшей лампочки может оказаться довольно муторным делом, чего уж говорить про гирлянды с 40 и более лампами!
Гирлянды с параллельным включением ламп
Избежать строгого ограничения на количество ламп в одном контуре возможно, если перейти от последовательного включения ламп к параллельному. В этом случае каждая лампа независимо питается от общего источника, и, соответственно, её выход из строя не скажется на работоспособности всей гирлянды (рис. 5):
Особенно эта схема подходит для гирлянд с лампочками, рассчитанными на работу от сетевого напряжения, например неоновыми (в этом случае каждая из ламп подключается параллельно к общей цепи через маленький балластный резистор). Примеры такой гирлянды — «Неоновые свечи» или львовский «Сюрприз» (рис. 6).
Однако, чтобы включить по такому принципу маленькие лампочки накаливания (а их максимальное рабочее напряжение не превышает 36В), их необходимо запитывать от трансформатора или блока питания, обеспечивающих нужное напряжение. Примером такой гирлянды является «Гирлянда ёлочная мигающая» ленинградского производства (рис. 7):
Здесь применены мигающие лампы МНМ6,3-0,3 со встроенным биметаллическим контактом, благодаря чему обеспечивается независимое мигание каждой лампы в отдельности, что в итоге создаёт достаточно необычный эффект.
Главным недостатком гирлянд параллельного типа с лампами накаливания является довольно высокий рабочий ток, равный N × (ток одной лампы), в отличие от гирлянд последовательного типа, у которых ток всегда будет равен току одной лампы. Это означает, что при прочих одинаковых условиях гирлянда с параллельной схемой должна иметь более мощный источник питания и более толстые провода. Кроме того гирлянды этого типа очень чувствительны к короткому замыканию в патронах или цоколях ламп, а оно может привести не только к угасанию всей гирлянды, но и к поломке источника питания или срабатыванию защитного автомата электросети.
Таким образом, параллельное включение теоретически позволяет создавать гирлянды с любым количеством ламп, но на практике оно всё-таки ограничивается приемлемой мощностью (и, соответственно, размерами) источника питания, а также толщиной использованных проводов. Это обстоятельство послужило толчком к созданию следующего вида гирлянд.
Гирлянды со смешанным (последовательно-параллельным) включением ламп
Гирлянда типа «многоконтурное кольцо»
Увеличить количество ламп в одной гирлянде, не используя мощного источника питания и не повышая толщины проводов, позволяет смешанное (последовательно-параллельное) включение ламп. Такие устройства содержат в себе сразу несколько последовательных контуров, включённых параллельно (рис. 4):
Как видим, дополнительные контуры позволяют почти без ограничений увеличивать количество ламп в одной гирлянде. Кроме этого, если установить в каждый из контуров лампу с прерывателем («мигающую»), можно получить очень красивый декоративный эффект: хаотическое перемигивание. Именно по этому принципу была построена советская двухконтурная новогодняя электрогирлянда «Салют».
Зарубежные модели, использующие такой же принцип, могут содержать до 5 контуров и 200 или более ламп в одной гирлянде. Можно смело сказать, что по этой схеме построено подавляющее большинство современных гирлянд с прямым питанием от сетевого напряжения и контроллером световых эффектов (в этом случае каждый из контуров питается от своего канала контроллера). Такие гирлянды могут иметь несколько типичных конфигураций, о которых мы поговорим подробнее.
Гирлянда типа «многоконтурная нитка»
Последовательно-параллельная схема включения ламп является основной для построения почти всех многоконтурных гирлянд с контроллером световых эффектов. Однако проще всего понять принцип её работы можно именно на гирляндах типа «многоконтурная нитка», в которых количество посторонних ответвлений и других сбивающих с толку «отвлекающих манёвров» по минимуму (рис. 10):
Чаще всего встречаются варианты с 4 и 2 контурами (в первом случае каждый из имеющихся в гирлянде цветов управляется раздельно, а во втором — цвета группируются по парам, обычно «красный-жёлтый» и «синий-зелёный»). Для управления ими используются соответственно 4- и 2-канальные контроллеры (они НЕ взаимозаменяемы!).
Гирлянда типа «сетка»
С появлением смешанной схемы количество гирлянд, построенных на её основе, стало стремительно расти. Второй очень популярный вариант известен в обиходе как «сетка», т.к. имеет соответствующую конфигурацию (рис. 12):
На самом деле это всё та же «многоканальная нитка», уложенная определённым образом (рис. 13):
Отметим, что в «сетке» обязательно присутствуют «лишние» провода, выполняющие только несущую функцию (на рисунке они показаны серым пунктиром).
Гирлянда типа «занавес»
Это ещё один популярный форм-фактор новогодних гирлянд, и в первую очередь он предназначен для украшения больших вертикальных поверхностей — окон, витрин, стен и т.д. На самом деле, он представляет собой всё ту же «многоканальную нитку», но разделённую на части, которые объединены общим горизонтальным проводом (рис. 14):
На рис. 14 серым пунктиром показаны границы между «нитками» занавеса (все провода в рамках одной нитки увязываются в один жгут).
Гирлянда типа «сосульки»
По сути, это несколько видоизменённый (и немного упрощённый) вариант предыдущей гирлянды типа «занавес». Отличается он тем, что в разных нитках присутствует разное количество ламп, а также здесь отсутствует упорядоченность в управляемых цветах. Часто гирлянды этого вида бывают вообще одноцветными, причём они могут вовсе не содержать контроллера (рис. 15):
Гирлянды со светодиодами
Все показанные ранее схемы были построены с использованием миниатюрных лампочек накаливания низкого напряжения (3-24В). Они идеально подходят для ретро-гирлянд, выпущенных до 90-х годов 20-го века. Однако сейчас основная часть электрогирлянд строится на основе светодиодов. Действительно, светодиоды потребляют меньшую мощность, и при этом дают больше света и обеспечивают более яркие и чистые цвета. Что при этом меняется в схемах?
На самом деле, ничего особенно значимого. Кроме одной детали: так как в отличие от лампы накаливания светодиод должен запитываться не стабильным напряжением, а стабильным током, любые цепи со светодиодами должны иметь стабилизатор тока или токоограничивающий элемент (в простейшем случае — резистор).
Гирлянды с последовательным включением светодиодов
Когда несколько светодиодов подключены последовательно к источнику постоянного напряжения, должны соблюдаться два главных условия:
N × ULED < Uc
и
I = Uс / [N × (ULED/ILED)+ R) < ILED,
где N — количество светодиодов в цепочке, ULED — номинальное падение напряжения на светодиоде, Uc — напряжение сети (230В), ILED — номинальный ток одного светодиода, I — общий ток в цепи гирлянды, R — сопротивление балластного резистора. Схема при этом будет выглядеть, как на рис. 16:
Мощность резистора должна быть подобрана так, чтобы при работе гирлянды он не перегревался. Неправильный подбор резистора (что, к сожалению, иногда встречается у гирлянд китайского кустарного производства) может привести даже к возгоранию гирлянды!
Гирлянды с параллельным включением светодиодов
Параллельное включение светодиодов встречается чаще всего в гирляндах с питанием от батареек и от розеточных адаптеров постоянного тока. Схема включения в этом случае полностью аналогична параллельному включению обычных ламп, однако у каждого диода должен быть индивидуальный балластный резистор (рис. 17):
По схеме можно увидеть, что чем больше будет разница между напряжением батареи и рабочим напряжением светодиодов, тем больше будут общие потери на балластных резисторах. Из-за этого производители гирлянд стараются сделать напряжение батареи наиболее близким к номинальному напряжению используемых светодиодов (обычно 3-3,6 В). Иногда в гирляндах с батарейным питанием не устанавливают резисторы, в этом случае ограничение тока обеспечивается внутренним сопротивлением батареи, чего делать не следует. Это приводит к быстрому расходу заряда батареи, а также к перегрузке и поломке отдельных светодиодов.
Итак, мы рассмотрели основные схемы, по которым строятся новогодние гирлянды, а также основные виды («нитка», «кольцо», «многоканальная нитка», «сетка», «занавес», «сосульки»), соответствующие этим схемам. Понимание принципа, по которому построена та или иная гирлянда, значительно облегчает её ремонт.
Основные причины неисправностей
Микросхема, которая является главным рабочим элементом, перегорает редко. К самым частым неисправностям можно отнести:
- некачественный контакт на проводах;
- поломка одного из светодиодов;
- неполадки с конденсатором;
- перегорел резистор;
- проблемы с диодным мостом или тиристорами.
ВАЖНО! Схема китайской гирлянды на лампочках может использовать дешевые некачественные детали, которые придется заменять.
Некачественная пайка
Если не работает секция светодиодов, необходимо проверить контакты платы.
Если гирлянда перестала работать, в первую очередь проверяется качество соединений питающих и отходящих проводов. При плохом контакте устройство не будет получать напряжение. Эта проблема часто встречается в дешевых китайских гирляндах. Они производятся с использованием тонких жил, которые легко ломаются в местах соединения.
Для обеспечения надежного соединения места контакта нужно залить толстым слоем термоклея.
Перегорел светодиод
В гирлянде светодиоды соединены последовательно. Если перегорел один элемент, выйдет из строя вся цепочка. Ремонтировать схему нужно заменой неработающего компонента. Чтобы найти сломавшуюся лампочку, понадобится мультиметр. К концам щупов нужно ниткой примотать тонкие иголки для проверки диодов. Острие должно выступить на 5-8 мм. Сверху нужно все замотать плотным слоем изоленты.
Сначала гирлянду нужно отключить от электрической сети. Проверка начинается с последнего диода, т.к. именно к нему напрямую идет провод питания с блока управления.
Светодиоды припаяны, поэтому просто вытащить их, как обычную лампочку, не удастся. Для проверки придется прокалывать изоляцию до появления медных жил. Мультиметр нужно перевести в режим прозвонки. Далее необходимо последовательно прокалывать питающие проводки рядом с каждым светодиодом, на который падает подозрение, по всей длине цепи.
ВАЖНО! При использовании гирлянды на 12 или 24 В от прикосновений щупами диод должен загореться. При питании 220 В нужно проверять показания, полученные мультиметром. Они будут практически одинаковы у рабочих элементов, на неисправном диоде будет зафиксирован обрыв. При таком способе нарушается целостность изоляции. Если проверялась уличная гирлянда, использовать ее можно будет только в помещении.
Хаотические мигания лампочек
При включении гирлянды может иметь место ситуация, когда диоды хаотично загораются с разной яркостью. Так не должно быть: это вызвано именно проблемами в самой гирлянде.
Вероятная причина такого эффекта — пробой электролитического конденсатора. Он может вздуться, и это будет хорошо заметно визуально. Сломанную деталь нужно заменить на аналогичную по номиналу. Значение емкости указано на корпусе элемента.
Если замена конденсатора не помогла, дело может быть в перегоревшем резисторе. Для его проверки понадобится тестер. По маркировке нужно узнать номинальное сопротивление, а затем сравнивать с полученным значением. При несоответствии параметров резистор нужно заменять на новый. После замены лампочки должны перестать мигать.
Не горит часть гирлянды
Отсутствие работоспособности одного из каналов может быть вызвано двумя причинами. Эти неполадки связаны с компонентами схемы — пробой тиристора или диода. Для проверки нужно отделить один проводок с нерабочего канала и подключить на соседний, исправный. Если он также не работает, неисправность связана с тиристором или диодом. Их нужно проверить мультиметром и заменить на новые.
Тусклый свет
Светодиоды на отдельном канале могут гореть тускло по сравнению с остальными. Это не связано с работой схемы контроллера, прозвонка компонентов также не даст результатов. Наиболее вероятная причина — провода. Их нужно осмотреть на наличие обрывов и перегибов. После обнаружения проблемного участка нужно взять паяльник, разобрать провода и установить новые отрезки. Место контакта нужно надежно заизолировать с помощью термоусадочной трубки.
Что нужно для ремонта
Минимальный набор для ремонта гирлянды — это канцелярский ножик, изолента и мультиметр с тонкими щупами.
Будет лучше, если у вас есть припой, флюс, паяльник и небольшая крестовая отвертка.
Техника безопасности
Осматривать, ремонтировать и трогать неисправную гирлянду можно только в выключенном состоянии. Иначе из-за своей невнимательности и неаккуратности вы можете получить удар током. Даже если гирлянда на 12В или 24В.
Если вас ударило током и вы чувствуете себя плохо — обязательно вызовите скорую, особенно если у вас есть проблемы с сердцем.
Также нельзя паять провода, находящиеся под напряжением. То же самое касается прозвонки светодиодов и других радиодеталей мультиметром.
Визуальный осмотр
Не имеет значения, какую гирлянду вы ремонтируете: светодиодную или на лампочках. Сначала нужно смотреть на целостность её проводов.
Начните с вилки. В этом месте могут быть повреждения, т.к. на вилку часто давят при включении в сеть.
Провода должны быть ровными, без надрезов и обрывов. Если есть хотя бы один обрыв — его нужно устранить.
Восстанавливаем обрывы контактов
Нашли обрыв? Можно обойтись без пайки.
Достаточно зачистить провода и скрутить их.
Конечно, было бы неплохо, если бы у вас был стриппер, но можно обойтись и канцелярским ножом.
Аккуратно пройдитесь лезвием по изоляции провода в одну сторону, немного придавливая его по поверхности, и крутаните его. Делайте это аккуратно, чтобы не срезать лишние провода.
Также можно использовать бокорезы или кусачки. Однако обычно у гирлянд достаточно хрупкие провода, и их легко повредить резкими движениями. Поэтому лучше все-таки обойтись более мягкими методами снятия изоляции с проводов.
Еще можно снять изоляцию паяльником или спичками. Но и этот метод не идеален. Во-первых, выделяется много токсичного дыма. А во-вторых, невозможно точно отмерить нужный отрезок снимаемой изоляции. И она может неравномерно расплавиться.
Снимаем изоляцию канцелярским ножом, если нет стриппера.
Затем сгибаем два провода параллельно друг другу и плотно скручиваем их оголенные части вместе в одну сторону.
Теперь аккуратно сдвигаем скрученную часть проводов назад к стороне изолированных, и скручиваем все изолентой.
Альтернатива изоленте
Также можно использовать термоусадки. Но у них есть два главных минуса по сравнению с обычной изолентой.
Во-первых, нужно точно подобрать термоусадку по диаметру, чтобы она плотно облегала провод после нагрева.
А во-вторых, она сильно уступает изоленте по качеству изоляции. Все-таки лучше использовать изоленту, чем простую термоусадку. К тому же термоусадка со временем может полностью отойти от изолируемого контакта электрической цепи.
Укрепляем поврежденный контакт пайкой
В некоторых случаях без пайки никак не обойтись: она дополнительно укрепит контакт проводов по сравнению с обычной скруткой.
Точно так же скрутите контакты, как было показано выше.
Потом нанесите на спаиваемые провода флюс (можно обычную спиртоканифоль).
Возьмите на паяльник припой и за один заход пройдитесь им по месту пайки.
Пайка должна быть аккуратной, без больших комочков припоя.
Хорошая пайка может настолько усилить контакт провода, что при попытке проверить ее на прочность можно повредить другие участки провода.
Таким же образом изолируем место спаянных контактов изолентой, как в случае со скруткой.
Проверяем плату управления
Если с проводами и вилкой все нормально, переходим к проверке платы управления. Она обычно упакована в коробок. К этому коробку приходят питающие, а выходят управляющие провода на гирлянду.
Разберите короб. Обычно для этого нужна маленькая крестовая отвертка.
После этого вытащите плату. На плате находятся электронные компоненты. Их тоже нужно проверить на целостность осмотрев. На радиодеталях не должно быть следов нагара. А электролитические конденсаторы не должен быть вспыхнувшими.
Если есть возможность проверить детали мультиметром, установите режим прозвонки и проверьте радиодетали на короткое замыкание. Например, диод не должен звониться на коротко.
Еще осмотрите обратную сторону платы.
Пайка проводов на плате должна быть целой и не отходить от контактных площадок. Пропаяйте при необходимости, если они оторваны или кажутся вам ненадежными.
Если паяли плату, не забудьте почистить ее щеткой и спиртом или бензином «Калоша».
Монотонная проверка гирлянды
Если вы не нашли проблем с проводами, вилкой или устройством управления, то следующий этап — это проверка целостности светодиодов или лампочек.
Светодиоды или лампочки в гирляндах обычно соединены последовательно.
Если выйдет из строя хотя бы один светодиод, то ток перестанет идти по цепи.
От чего выходят из строя лампочки и светодиоды в гирляндах
Как правило, основные причины следующие:
- Сетевые помехи и пульсации.
- Физические повреждения.
- Перегрев.
- Плохое качество деталей.
Сетевые помехи отрицательно виляют на работу лампочек и светодиодов.
С физическими повреждениями все понятно: если лампочка или светодиод повреждены физически, то они не смогут работать.
А вот с перегревом и плохим качеством деталей другая ситуация. Проблема в том, что лапочки и светодиоды (особенно вторые) довольно чувствительны к окружающей температуре.
ВАЖНО! Производители гирлянд в основном используют дешевые светодиоды, чтобы изделие было недорогим.
Когда гирлянда работает, она немного нагревается. Это обычное дело, но именно из-за этого сопротивление p-n перехода светодиода уменьшается.
А если оно уменьшается, значит, протекаемый ток повышается. И в итоге у одного из светодиодов наступает пробой p-n перехода.
С лампочками происходит немного не так. У нити накала, конечно же, не такая зависимость. Там протекают другие процессы, но проблема в целом схожа.
Есть два варианта решения этой проблемы: или ограничивать ток при помощи ограничителя на транзисторе, или просто подключать к светодиодам резисторы.
Но в целях удешевления производители этого не делают.
ВАЖНО! Нужно к каждому светодиоду припаять резистор. Только так будет работать компенсация сопротивления при превышении температуры.
Но дорабатывать гирлянды нецелесообразно. Это выйдет дороже, чем она стоит, в несколько раз. И еще нужно позаботиться об изоляции резисторов и места пайки.
Визуальный осмотр
Внимательно осмотрите лампочки или светодиоды на целостность. Они не должны быть мутными, поврежденными или с надрывами. Заметили такой? Значит его нужно поменять либо соединить провода в месте обрыва друг с другом.
Ищем при помощи подсветки
Также можно проверить целостность лампочек или светодиодов просто подсветив их.
Так будут сразу видны помутнения у светодиода или обрыв нити накала у лампочки.
Прозвонка светодиодов мультиметром
Переключите мультиметр в режим прозвонки.
Светодиод, как и обычный диод, проводит большой ток только в одном направлении, но при этом он начинает светиться. Если подключить щупы мультиметра к светодиоду в прямом направлении (плюс к аноду, а минус к катоду), то светодиод загорится. Но загорится он неярко, т.к. мультиметр подает небольшое напряжение в этом режиме, чтобы не повредить p-n переход проверяемой детали.
Если светодиод или провода достаточно большие, то батарейки мультиметра не хватит, чтобы зажечь светодиод. Поэтому смотрите на показания мультиметра. Исправный светодиод покажет какое-то значение, а если вы неправильно измеряете или деталь неисправна — мультиметр покажет обрыв (бесконечность или цифру 1 слева на дисплее).
ВАЖНО! Щупы должны быть тонкие, с иголками, потому что иначе вы никак не прозвоните цепь.
Сделать такие щупы можно либо при помощи пайки, либо примотав ниткой иголку к щупам мультиметра и дополнительно все это закрепив изолентой.
Если вы решили сделать такие щупы — делайте их покороче. Длинные иголки после частых измерений могут погнуться.
Два метода прозвонки
Есть два варианта измерений щупами с иголками.
Первый — это попробовать пролезть через изоляцию светодиода.
Это не всегда эффективно.
Второй — прокалывание проводов.
Тоже не очень хороший способ. Если гирлянда уличная, провода начнут гнить от мелких проколов.
А алгоритм простой. Делите гирлянду на два отрезка и постепенно сокращаете их, постепенно доходя до центра.
ВАЖНО! Теперь можно либо заменить старый светодиод на новый, либо просто спаять два контакта вместе.
Если вы решите поставить новый светодиод взамен старого, он должен быть по мощности такой же, как остальные. Иначе он перегорит.
Из гирлянды обычно можно удалить максимум 3-5 светодиода в зависимости от ее размеров. Если уберете больше, гирлянда снова быстро сломается. На этот раз число сгоревших светодиодов будет больше.
Все вышеописанное касается и лампочек.
Итог
В результате ремонта пришлось убрать 3 сгоревших светодиода.
Проверяем работу — гирлянда снова работает.
Конечно, нельзя оставлять включенную гирлянду без присмотра.
Создание гирлянды своими руками
Самодельная гирлянда может быть не хуже магазинной. Сделать ее несложно. Для этого потребуются:
- паяльник;
- изолента;
- термоусадочная трубка;
- светодиоды;
- резисторы;
- блок питания.
Порядок действий следующий:
- определение расстояния между диодами;
- нанесение маркером меток на проводе в тех местах, где будет установлена лампа;
- удаление изоляции в помеченных местах;
- нанесение припоя на участки;
- закрепление светодиодов на припой;
- изоляция соединений. Также нужно сделать герметизацию с помощью силиконового герметика;
- подключение токоограничивающего резистора и блока питания.
ВАЖНО! Чтобы проверить систему, можно подключить аккумуляторные батарейки или блок питания от зарядки смартфона.
Расчет электрической схемы
К примеру, вы используете для подключения несколько пальчиковых батареек, которые выдают в электрическую цепь гирлянды 3 В. Для такого напряжения лучше всего использовать параллельное соединение светодиодов. Например, будет устанавливаться модель, потребляющая 0,02 А при выдаваемом от источника токе в 1 А. Чтобы рассчитать максимально возможное количество по нагрузке потребуется: 1/0.02 = 50 шт.
Исходя из этого, в гирлянде вы можете использовать не более 50 светодиодов. Если расстояние между ними будет по 5 см, то общая длина составит: 50 * 5 = 250 см.
При необходимости удлинить гирлянду или установить большее количество лампочек, чтобы увеличить мощность, необходимо использовать другой блок питания. Для последовательной электрической схемы расчет производится по тому же принципу, только по величине прикладываемого напряжения.
Идея №1. Простейшая гирлянда своими руками
Самым простым вариантом гирлянды является подсветка из светодиодных лент. Они подходят как в качестве новогодних украшений, так и для выделения контура витрины, элементов интерьера. Их достоинство заключается в гибкой конструкции, поэтому ничего паять вам уже не нужно, достаточно приклеить их к несущей поверхности или конструкции. Но перемещать ее, как классический вариант, не удастся.
Самые простые модели на 220 В — для них нужно припаять электрическую вилку и установить в нужное место. Чаще всего их используют для наружной установки.
Для освещения елочных украшений внутри помещения используют светодиодные ленты на 12 В. Это безопасные модели, но для их подключения обязательно используется блок питания.
Намного сложнее изготовить гирлянду из RGB ленты, т.к. при ее подключении необходимо использовать большое количество механизмов.
В процессе сделайте следующее:
- рассчитайте общую длину гирлянды, так как величина ленты не может превышать 5 метров. Все, что выше этого значения, должно подключаться от отдельной системы питания;
- установите блок питания — он необходим для понижения напряжения до 12В;
- подключите к блоку питания контроллер для RGB ленты — это устройство позволит выбирать цвет свечения и режим работы;
- при длине, превышающей 5 метров, установите усилитель на следующую ленту или подведите питание от другого комплекта блок питания / контроллер;
- закрепите RGB ленту на поверхности и подключите к контроллеру.
Идея №2. Мигающая гирлянда из светодиодной ленты
Прямое подключение белой светодиодной ленты — это малоиспользуемый вариант гирлянды, т.к. режим свечения здесь только один. Но с определенным дополнением ее можно модернизировать, изменив режим с обычного свечения лампочки на мигающий. Для этого вам потребуется светодиодная лента, RGB контроллер, пульт к контроллеру, блок питания.
- Светодиодную ленту разделите на три участка, которые будут перемигивать с различной последовательностью. Минимальным участком является расстояние между разметками для разреза. Участки отделите по минусовой шине в специально отведенных местах, как показано на фотографии:
- ту же процедуру повторите с другими двумя участками. В этом примере каждый участок включает в себя три светодиода. При вырезании контактной площадки важно нарушить электрическое соединение между ножками светодиодов.
- Возьмите четыре разноцветных провода, произведите зачистку концов и полудите их оловом.
- Нанесите олово на контакты ленты, как показано на фото.
- При помощи паяльника припаяйте провода к контактам ленты.
- Провода от контактных площадок и от края заведите за ленту, также их можно упорядочить скотчем или пластырем.
- Зачистите провода и подключите выводы ленты к RGB контроллеру при помощи клеммника.
Гирлянда готова, подключите ее к сети через блок питания и можете наслаждаться миганием. При помощи пульта контроллера вы можете осуществлять переключение гирлянды в разные режимы (мигание, поочередное перемигивание участков и др.).
Идея №3. Гирлянда из светодиодов
Для этого вам потребуется паяльник, припой, канифоль, светодиоды, соединительные провода (подойдут даже тонкие сетевые провода), вилка или батарейка, блок питания, кнопка или переключатель. В данном примере рассмотрим изготовление гирлянды, которая работает от батареек.
- К контактам в корпусе блока питания под батарейки припаяйте питающие провода.
- Припаяйте светодиоды к проводам и не забывайте, что приложенное к одному светодиоду напряжение не должно превышать его номинального, поэтому при последовательном подключении диодов в цепь питания светодиода обязательно включается резистор.
Сопротивление резистора рассчитывается так, чтобы свести падение напряжения на светодиоде к номинальному.
- Те же действия повторите с другими светодиодами.
- К блоку питания из батареек припаяйте переключатель.
- Подключите светодиоды к блоку питания и вставьте батарейки в блок. Если они не держатся, можно примотать батарейку скотчем или закрепить резинкой, гирлянда готова.
Идея №4. Ретро-гирлянда
Ретро-гирлянды часто используются при оформлении фотозон, террас, беседок, витрин и других объектов. И совсем не обязательно приобретать готовое изделие, так как собрать его может каждый. Для этого вам понадобятся: соединительный провод (лучше найти провода в тканевой изоляции), патроны (наиболее удобные модели имеют зажимы под провода), сами лампочки накаливания (можно брать и светодиодные), вилка и переключатель. В данном примере рассмотрим последовательное соединение лампочек, некоторые патроны будем использовать со встроенным переключателем.
- Нарежьте провода на кусочки нужной длины — они будут определять расстояние между точками свечения.
- Произведите зачистку изоляции на концах проводов: в этих местах они будут подключаться к патрону, поэтому длина жилы должна быть соответствующая.
- Если вы используете провод с тканевой изоляцией, то ее край нужно фиксировать с помощью изоленты, чтобы ткань не расползалась дальше.
- Разберите сам патрон и проденьте провода в крышку патрона.
- Подключите концы проводов к контактам патрона
- Соберите корпус патрона, лишнюю длину проводов из-под крышки нужно аккуратно вытянуть, не прикладывая излишних усилий, чтобы не ослабить контакт.
- Те же действия повторите и с остальными патронами, затем можете зафиксировать лампочки в них.
- Провод от последней лампочки разрежьте (вам понадобится из него одна жила, которую нужно подключить в разрыв переключателя).
- Края провода подключите к штепсельной вилке, для этого их необходимо завести в паз каждого контакта и зажать при помощи отвертки. Оставшийся провод упорядочьте, чтобы он не выпирал, корпус вилки должен нормально закрываться.
Ретро-гирлянда готова — включите в розетку и наслаждайтесь. Если хотите, можете дополнить антураж гирлянды потемневшим проводом или патроном — их можно окрасить в соответствующий цвет. Для большего лоска провода окрашивают золотистой или бронзовой краской.
Готовая гирлянда в ретро-стиле из лампочек.