Наш век в котором мы живем, век дефицита энергоресурсов и все больших растущих цен на энергоносители такие, как уголь, мазут и т.д., при сжигании которых вырабатывается электроэнергия, сжигание электричества в больших объемах без пользы для дела можно считать непозволительной роскошью. Таким потреблением является включение "ночников" в миллионах квартир.

Поэтому предлагаю в ночное время использовать освещение светодиодами. Свет ночью необходим, чтобы скажем, по пути к холодильнику не наступить на кошку, но заводские светильники из светодиодов мягко говоря дороговаты, но можно изготовить собственный, эксклюзивный за копейки. Предлагаю такую конструкцию:

Изготовить самостоятельно такой светильник для человека с руками, растущими из плеч, не составит особого труда.
Ночник сделан из легкодоступных материалов и всем известными инструментами. При включении в розетку потребляет около 3 в и 160 мА, это равно 0.5 Вт, при этом излучает довольно мягкий, приглушенный свет.

Итак для изготовления своими руками нам потребуются следующие материалы и инструменты:
- Тонкий алюминий. Я взял от пивных банок 1л.(злоупотребление алкоголем вредит вашему здоровью)
- Клей, лучше эпоксидный
- Обрезок двужильного провода
- Зарядное устройство от сотового телефона (желательно ненужное)
- Светодиоды 8 шт. номиналом 3 в. 20мА.
- Небольшая трубка (размеры не критичны)
- Резисторы номиналом 100 Ом. 8 шт.

Из инструментов:
- Линейка
- Циркуль измерительный (с иголочками на обеих ножках)
- Паяльник 25-40 Вт.
- Дрель со сверлами
- Кусачки
- Ножницы
- Ножовка по металлу

Приступаем к изготовлению
Для начала размечаем 8 кружков диаметром 6 см. на полоске алюминия отрезанной от банки (их надо всего 2, не выбрасывайте донышки), и вырезаем при помощи ножниц.

Далее вписываем в кружки которые у нас получились равнобедренные треугольники (не буду описывать как это делается, смотрите в интернете), и по полученным линиям загибаем вверх. Должно получиться примерно вот так:

По оставшимся после циркуля меткам сверлим отверстия диаметром 5 мм.

и склеиваем между собой, чтобы получилось вот так:

Пока все это сохнет приступаем к изготовлению стойки, выглядит она таким образом:

для этого берем донышко оставшееся от банки и аккуратно обрезаем его по нижнему краю

просверливаем отверстие в середине для трубки

сбоку для провода диаметром 4 мм. и такое же в самой трубке отступив от края 5 мм.

Собираем все это воедино (отверстия должны находиться с одной стороны рядом друг с другом), и склеиваем, желательно эпоксидной смолой с тканью. После того как высохнет вверху надо сделать 4 надпила перпендикулярно друг-другу (лучше поздно, чем никогда, моя вина сразу забыл) здесь их видно

Затем берем светодиоды и спаиваем их по схеме параллельно (схему ищем в интернете, описание долгое и нудное) должно получиться вот так

Далее продеваем отрезок двужильного провода в стойку и спаиваем его внизу с проводом от зарядного устройства (не перепутайте "+" и "-") изолируем, и втягиваем место спайки в трубку

На этом снимке видно место склейки с основанием при помощи ткани и эпоксидной смолы

Сверлим отверстие в верхушке одной из пирамидок (через него будут проходить провода) на фото внизу справа

Продеваем через нижнюю часть провод и припаиваем его к "+" и "-" схемы, склеиваем две части между собой и опять же при помощи клея крепим к стойке, вставив в выпиленные пазы ребрами таким образом

А. БУТОВ, с. Курба Ярославской обл .
Радио, 2003 год, № 3

Современные ультраяркие светодиоды белого цвета свечения позволяют собрать "ночник"- компактное устройство для мягкого ночного комнатного освещения. Поскольку подобная конструкция не содержит ламп накаливания, она не боится падений, скачков напряжения и прочих нюансов, свойственных устройствам с лампами накаливания.

Схема и внешний вид светодиодного "ночника"

При включении ночника в сеть (через вилку ХР1) напряжение питания, избыток которого гасится конденсатором С1, поступает через защитный резистор R1 на диодный мост VD1. Выпрямленное напряжение стабилизируется стабилитроном VD2 и подается через резисторы R3 и R4 на цепочку из последовательно соединенных светодиодов HL1-HL4. При крайне левом по схеме положении движка переменного резистора R3 они светятся наиболее ярко. В этом режиме через светодиоды протекает ток 25 мА, их яркость превышает 5500 мКд, а прямое напряжение на каждом светодиоде составляет 3,2 В.

Поскольку уровень освещенности, создаваемый четырьмя светодиодами, может оказаться избыточным, его уменьшают переменным резистором R3, снижая ток через светодиоды до 1...З мА. Резистор R2 разряжает гасящий конденсатор С1 после выключения питания.

Резистор R1 - предохранительный невозгораемый, типа Р1-25. Его можно заменить на разрывной импортный Р1-7 или в крайнем случае установить обычный металлопленочный МЛТ-0,5. Резисторы R2, R4 - МЩ С1-4, С2-23, переменный R3 - малогабаритный, желательно проволочный ППБ-1А либо более распространенные СП-1, СПЗ-33, СП4-4. Допустимо использовать и резистор СПЗ-4, совмещенный с выключателем, обе группы контактов которого соединяют параллельно и включают в разрыв одного из сетевых проводов.

Конденсатор - К73-17, K73-24B, К73-16 на рабочее напряжение не менее 400 В. Подойдет и специальный импортный конденсатор, предназначенный для работы в цепи переменного тока при напряжении 220 В, который можно узнать по обилию надписей на его корпусе, например, CPF 250V X2.

Вместо диодного моста КЦ422Г подойдет КЦ407А, DB104-DB107, RB154-RB157. Мост можно собрать из четырех диодов, например, КД105Б, КД209А, КД221В, КД247Г, 1N4004. С указанными на схеме светодиодами стабилитрон КС515А допустимо заменить на Д815Ж, КС518А или двумя последовательно включенными Д814А, КС126Л, КС482А, 1N4738A. При использовании светодиодов с большим рабочим прямым напряжением либо установке большего количества светодиодов стабилитрон должен быть с большим напряжением стабилизации при токе 25 мА, например, Д816А-Д816В. Поскольку пленочные конденсаторы имеют небольшой разброс емкости, подбором резистора R4 удастся установить ток через светодиоды 20...22 мА при нулевом сопротивлении резистора R3 и сетевом напряжении 220 В.

Детали ночника смонтированы в самодельном корпусе, склеенном из полистирола. Штепсельную колодку для подключения к сети извлекают из неисправной опрессованной неразборной вилки или сетевого "адаптера". На вал переменного резистора, который необходимо укоротить, надевают ручку из изоляционного материала. Если регулировать яркость не нужно, переменный резистор исключают.

Ночник можно сделать более эффектным и ярким, если в дополнение к белым светодиодам включить последовательно с ними супер-яркие красные. например, L1503SRC/F, яркость которых при токе 20 мА достигает 4000 мКд.

ВНИМАНИЕ! Конструкция не имеет гальванической развязки от осветительной сети, поэтому при ее конструировании, налаживании и эксплуатации необходимо соблюдать правила безопасности

На просторах интернета продаются сотни вариантов различных ночников, некоторые из них совершенно обычные и нисколько не удивляют, другие более яркие. Вы можете просто купить его, а можете сделать из светодиодов ночник своими руками.

Ночник их прищепок

Начнем мы с простого варианта и сделаем своими руками ночник из дерева. Отличительная черта этой конструкции ночника – почти нет необходимости в инструментах для деревообработки. Нам понадобится:

1. Прищепки деревянные для белья;
2. клей;

Для сборки электрической схемы:

1. Конденсатор (будем расчитывать);
2. резисторы R1 – 1 МОм, R2 – будем подбирать;
3. провод сечение от 0.75 кв.мм.;
4. вилка;
5. светодиоды или светодиодная лента.

Сначала нужно разобрать деревянную бельевую прищепку, для этого нужно отогнуть пружину и разъединить деревянные половинки.

Из полученных деревяшек нужно сложить любую форму, которая вам понравится, ниже вы увидите разные варианты таких ночников.

Это всё можно легко соединить с помощью термоклеевого пистолета или обычного клея ПВА.

В зависимости от вашей идеи, вы можете сделать любое количество «этажей» из таких треугольников. Вот пример реализации такого ночника на многоцветной светодиодной ленте.

В середину была помещена трубка подходящего диаметра, обклеенная светодиодной лентой. Если вы не хотите тратиться на светодиодную ленту, блок питания, RGB контроллер – соберите все своими руками. Воспользуйтесь простой и дешевой схемой ночника на светодиодах, с питанием от 220В.

Эта схема носит название: «Схема питания светодиодов с гасящим (балластным) конденсатором». На нашем сайте есть подробная статья о том, . Себестоимость такой сборки минимальная, да и зачастую вы можете найти все необходимые компоненты, разобрав несколько энергосберегающих ламп.

Резистор R1 стоит параллельно конденсатору, он имеет достаточно большое сопротивление и не влияет на работу схемы. Он при выключенном ночнике разряжает конденсатор, защищая вас от поражения электрическим током. R2 – необязательный элемент, он поможет более точно подобрать ток светодиодов. Рекомендую начать его подбор от значения 1кОм, замеряя величину тока светодиодов принять решение о его изменении.

Вот еще интересное решение изготовления ночника с помощью прищепок.

Ночник из дерева

Можно своими руками сделать из дерева более органичный вариант светильника-ночника. Для его изготовления понадобится минимальный набор инструментов:

• Инструмент для распила (ножовка, болгарка с диском для дерева или любое другое приспособление);
• дрель;
• толстое сверло или коронка для сверления, диаметром не менее 20 мм.

Чтобы сделать такой красивый ночник, нужно полено, диаметр выбираете по себе. В кругляшах по центру высверливаете отверстие диаметром не менее 20 мм. Можно больше, это зависит от источника света, который вы будете использовать.

В центр нужно вставить несущую планку, выполняющую роль каркаса. Прикрепите к ней деревянные шайбы любым доступным способом. Можно использовать тот же «ПВА» или «Момент Столяр».

Как вы успели заметить, несущая часть – плоская, это нужно для того, чтобы вы могли разместить на ней светодиоды или ленту. Здесь впишутся оба варианта, а вариант светодиодов с гасящим конденсатором будет более экономически выгодным.

Проще сделать светодиодный ночник из одного отдельного кольца. Диаметр отверстия нужно увеличить до 70-150мм. Далее отрезным диском на дрели сделать два надпила под диодную ленту. Далее стамеской очищаем выемку и вклеиваем туда светодиодную ленту. Тут можно использовать готовые решения лент с блоком питания.

Ночник со светодиодами из фанеры

Фанера – простой в обработке натуральный материал. Из него можно сделать любой по виду ночник на светодиоде. Для того чтобы работать с фанерой вам нужно иметь немного инструментов и материалов:

• Лобзик и дрель;
• клей, гвоздики;
• материалы для разметки;

Чтобы сделать такой домашний зоопарк, нужно найти любой шаблон, распечатать его на бумаге и вырезать по контуру.

Вот такой шаблон я нашёл в интернете, по запросу «кошка вектор». Вам будет предложено большое разнообразие векторных изображений котят или любых других животных по вашему желанию.

Когда вы выпилите заготовку из фанеры, следующим шагом будет разместить на тыльной стороне светодиодную ленту. Старайтесь размещать источник света ближе к центру фигуры, чтобы выход света бы равномерный. Позаботьтесь о креплении ночника.

Чтоб достичь желаемого освещения, ночник не должен прилегать к стене. Для этого наклейте/прикрутите деревянный брусок к обратной стороне нашего ночника и повесьте на любой крепеж, вроде таких.

Кстати, таким же способом можно сделать метрику из фанеры для своей супруги или ребенка. В последнее время они пользуются спросом самодельщиков.

Вот более сложные идеи многослойных фанерных абажуров для светильников и ночников. Их изготовление аналогично, но при должных размерах в них можно использовать светодиодную лампу.

Не используйте лампы накаливания в деревянных, фанерных и бумажных светильниках. Из-за высокой температуры нагрева ламп это может быть пожароопасно.

Используем старый блок питания для ночника

Сейчас такое большое число мобильных проходит через руки каждого члена семьи, что у вас легко найдется пара различных зарядных устройств. Вы можете своими руками из них сделать ночник на светодиодах. Такая схема будет намного лучше, чем конденсаторная:

• Готовый корпус с вилкой для включения в сеть;
• гальваническая развязка от сети – на выводах конденсаторов будет отсутствовать высоковольтный потенциал;
• стабилизированные значения выходного напряжения и тока.

Подводные камни

История из практики : производитель указывает на корпусе зарядного устройства выходное напряжение 5В и ток 1А (может отличатся). Когда я делал ночник для себя, я рассчитывал резисторы для светодиодов под это напряжение. Ночник практически перестал светить через 2 ночи. Светодиоды потускнели, да и плафон ночника был всегда тёплым…

К тому же я изначально, по ошибке, впаял резисторы номиналом чуть меньше необходимых 100Ом. Мне стало интересно почему светодиоды деградировали и я замерил напряжение. Зарядное выдавало целых 7 с копейками вольт. Естественно светодиоды питались током вдвое больше номинального.

Мораль: не верьте написанному, а проверяйте мультиметром напряжение и ток светодиодов.

Посмотрите на схему ночника на светодиодах из зарядного устройства от мобильного.

Чтобы правильно собрать схему, подберите резисторы, соответствующие напряжению вашего зарядного и светодиодов, подробнее . Но будьте внимательны и не повторяйте чужих ошибок, неверно выставленный ток убьет светодиод.

В результате вы можете получить подобный светодиодный ночник. При желании, можно диоды скрыть рассеивателем от поломанной светодиодной лампы.

Подробнее о том, как сделать ночник из светодиодов и зарядного от смартфона описано в видео.

Многие телефоны комплектуются зарядными устройствами с USB разъёмом. Вы можете купить готовые светодиодные модули в формате USB-флешки и получите простой светодиодный ночник. Правда удовольствия от проектирования, разработки и сборки индивидуального ночника вы не получите.

Ночник — самое простое и безобидное устройство, которое можно сделать своими руками. С другой стороны, его простота и отсутствие требований к яркости, дают возможность превращать простую и обыденную вещь в настоящее произведение искусства.

При этом вы можете реализовать множество идей, типа переливающихся цветов на RGB ленте, или включение ночника по хлопку или в зависимости от уровня освещенности. Посмотрите схему акустического выключателя светодиодов.

Схема довольно интересная для сборки. В качестве микрофона – подойдёт микрофон от гарнитуры мобильного телефона или компьютера, транзисторы распространенные советские – КТ315Г обратной проводимости, и КТ3107Б – прямой, можно заменить любыми аналогами.

Резистор R3 задает рабочую точку транзистора и, соответственно, чувствительность схемы. Транзистор VT2 – второй каскад усилителя, а конденсатор С2 – электролитический, обратите на это внимание.

Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:

1. Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
2. Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.

Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.

В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.

Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.

Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:

R = (U вх - U LED) / I

А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:

P = (U вх - U LED) 2 / R

где U вх = 220 В,
U LED - прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=U вх /I,
I - ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.

Пример расчета балластного резистора

Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:

R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)

P = (220В) 2 /11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)

Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.

Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.

Сопротивление резистора, кОм	Амплитудное значение тока через светодиод, мА	Средний ток светодиода, мА	Средний ток резистора, мА	Мощность резистора, Вт
43	7.2	2.5	5	1.1
24	13	4.5	9	2
22	14	5	10	2.2
12	26	9	18	4
10	31	11	22	4.8
7.5	41	15	29	6.5
4.3	72	25	51	11.3
2.2	141	50	100	22

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт - 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы - ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на "землю" (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Как быть с пульсациями?

В обеих схемах светодиод будет светиться только в положительный полупериод сетевого напряжения. То есть он будет мерцать с частой 50 Гц или 50 раз в секунду, причём размах пульсаций будет равен 100% (10 мс горит, 10 мс не горит и так далее). Это будет заметно глазу.

К тому же, при подсветке мерцающими светодиодами каких-либо движущихся объектов, например, лопастей вентилятора, колес велосипеда и т.п., неизбежно будет возникать стробоскопический эффект. В некоторых случаях данный эффект может быть неприемлем или даже опасен. Например, при работе за станком может показаться, что фреза неподвижна, а на самом деле она вращается с бешенной скоростью и только и ждет, чтобы вы сунули туда пальцы.

Чтобы сделать пульсации менее заметными, можно удвоить частоту включения светодиода с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодного моста):

Обратите внимание, что по сравнению со схемой #2 при том же самом сопротивлении резисторов, мы получили в два раза больший средний ток. И, соответственно, в четыре раза большую мощность рассеивания резисторов.

К диодному мосту при этом не предъявляется каких-либо особых требований, главное, чтобы диоды, из которых он состоит, выдерживали половину рабочего тока светодиода. Обратное напряжение на каждом из диодов будет совсем ничтожным.

Еще, как вариант, можно организовать встречно-параллельное включение двух светодиодов. Тогда один из них будет гореть во время положительной полуволны, а второй - во время отрицательной.

Фишка в том, что при таком включении максимальное обратное напряжение на каждом из светодиодов будет равно прямому напряжению другого светодиода (несколько вольт максимум), поэтому каждый из светодиодов будет надежно защищен от пробоя.

Светодиоды следует разместить как можно ближе друг к другу. В идеале - попытаться найти сдвоенный светодиод, где оба кристалла размещены в одном корпусе и у каждого свои выводы (хотя я таких ни разу не видел).

Вообще говоря, для светодиодов, выполняющих индикаторную функцию, величина пульсаций не очень-то и важна. Для них самое главное - это максимально заметная разница между включенным и выключенным состоянием (индикация вкл/выкл, воспроизведение/запись, заряд/разряд, норма/авария и т.п.)

А вот при создании светильников, всегда нужно стараться свести пульсации к минимуму. И не столько из-за опасностей стробоскопического эффекта, сколько из-за их вредного влияния на организм.

Какие пульсации считаются допустимыми?

Все зависит от частоты: чем она ниже, тем заметнее пульсации. На частотах выше 300 Гц пульсации становятся совершенно невидимыми и вообще никак не нормируются, то есть даже 100%-ные считаются нормой.

Не смотря на то, что пульсации освещенности на частотах 60-80 Гц и выше визуально не воспринимаются, тем не менее, они способны вызывать повышенную усталость глаз, общую утомляемость, тревожность, снижение производительности зрительной работы и даже головные боли.

Для предотвращения вышеперечисленных последствий, международный стандарт IEEE 1789-2015 рекомендует максимальный уровень пульсаций яркости для частоты 100 Гц - 8% (гарантированно безопасный уровень - 3%). Для частоты 50 Гц - это будут 1.25% и 0.5% соответственно. Но это для перфекционистов.

На самом деле, для того, чтобы пульсации яркости светодиода перестали хоть как-то досаждать, достаточно, чтобы они не превышали 15-20%. Именно таков уровень мерцания ламп накаливания средней мощности, а ведь на них никто и никогда не жаловался. Да и наш российский СНиП 23-05-95 допускает мерцание света в 20% (и только для особо кропотливых и ответственных работ требование повышено до 10%).

В соответствии с ГОСТ 33393-2015 "Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности" для оценки величины пульсаций вводится специальный показатель - коэффициент пульсаций (К п).

Коэфф. пульсаций в общем рассчитывается по сложной формуле с применением интегральной функции, но для гармонических колебаний формула упрощается до следующей:

К п = (Е max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,

где Е мах - максимальное значение освещенности (амплитудное), а Е мин - минимальное.

Мы будем использовать эту формулу для расчета емкости сглаживающего конденсатора.

Очень точно определить пульсации любого источника света можно при помощи солнечной панели и осциллографа:

Как уменьшить пульсации?

Посмотрим, как включить светодиод в сеть 220 вольт, чтобы снизить пульсации. Для этого проще всего подпаять параллельно светодиоду накопительный (сглаживающий) конденсатор:

Из-за нелинейного сопротивления светодиодов, расчет емкости этого конденсатора является довольно нетривиальной задачей.

Однако, эту задачу можно упростить, если сделать несколько допущений. Во-первых, представить светодиод в виде эквивалентного постоянного резистора:

А во-вторых, сделать вид, что яркость светодиода (а, следовательно, и освещенность) имеет линейную зависимость от тока.

Расчет емкости сглаживающего конденсатора

Допустим, мы хотим получить коэфф. пульсаций 2.5% при токе через светодиод 20 мА. И пусть в нашем распоряжении оказался светодиод, на котором при токе в 20 мА падает 2 В. Частота сети, как обычно, 50 Гц.

Так как мы решили, что яркость линейно зависит от тока через светодиод, а сам светодиод мы представили в виде простого резистора, то освещенность в формуле расчета коэффициента пульсаций можем спокойно заменить на напряжение на конденсаторе:

К п = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%

Подставляем исходные данные и вычисляем U min:

2.5% = (2В - U min) / (2В + U min) ⋅ 100% => U min = 1.9В

Период колебаний напряжения в сети равен 0.02 с (1/50).

Таким образом, осциллограмма напряжения на конденсаторе (а значит и на нашем упрощенном светодиоде) будет выглядеть примерно вот так:

Вспоминаем тригонометрию и считаем время заряда конденсатора (для простоты не будем учитывать сопротивление балластного резистора):

t зар = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1.9/2) / (2⋅ 3.1415⋅ 50) = 0.0010108 с

Весь остальной остаток периода кондер будет разряжаться. Причем, период в данном случае нужно сократить в два раза, т.к. у нас используется двухполупериодный выпрямитель:

t разр = Т - t зар = 0.02/2 - 0.0010108 = 0.008989 с

Осталось вычислить емкость:

C = I LED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ)

На практике вряд ли кто-то будет ставить такой большой кондер ради одного маленького светодиодика. Хотя, если стоит задача получить пульсации в 10%, то нужно всего 440 мкФ.

Повышаем КПД

Обратили внимание, насколько большая мощность выделяется на гасящем резисторе? Мощность, которая тратится впустую. Нельзя ли ее как-нибудь уменьшить?

Оказывается, еще как можно! Достаточно вместо активного сопротивления (резистора) взять реактивное (конденсатор или дроссель).

Дроссель мы, пожалуй, сразу откинем из-за его громоздкости и возможных проблем с ЭДС самоиндукции. А насчет конденсаторов можно подумать.

Как известно, конденсатор любой емкости обладает бесконечным сопротивлением для постоянного тока. А вот сопротивление переменному току рассчитывается по этой формуле:

R c = 1 / 2πfC

то есть, чем больше емкость C и чем выше частота тока f - тем ниже сопротивление.

Прелесть в том, что на реактивном сопротивлении и мощность тоже реактивная, то есть ненастоящая. Она как бы есть, но ее как бы и нет. На самом деле эта мощность не совершает никакой работы, а просто возвращается назад к источнику питания (в розетку). Бытовые счетчики ее не учитывают, поэтому платить за нее не придется. Да, она создает дополнительную нагрузку на сеть, но вас, как конечного потребителя, это вряд ли сильно обеспокоит =)

Таким образом, наша схема питания светодиодов от 220В своими руками приобретает следующий вид:

Но! Именно в таком виде ее лучше не использовать, так как в этой схеме светодиод уязвим для импульсных помех.

Включение или выключение распложенных на одной с вами линии мощной индуктивной нагрузки (двигатель кондиционера, компрессор холодильника, сварочный аппарат и т.п.) приводит к появлению в сети очень коротких выбросов напряжения. Конденсатор С1 представляет для них практически нулевое сопротивление, следовательно мощный импульс направится прямиком к С2 и VD5.

Еще один опасный момент возникает в случае включения схемы в момент пучности напряжения в сети (т.е. в тот самый момент, когда напряжение в розетке находится на пике своего значения). Т.к. С1 в этот момент полностью разряжен, то возникает слишком большой бросок тока через светодиод.

Все это со временем это приводит к прогрессирующей деградации кристалла и падению яркости свечения.

Во избежание таких печальных последствий, схему нужно дополнить небольшим гасящим резистором на 47-100 Ом и мощностью 1 Вт. Кроме того, резистор R1 будет выступать в роли предохранителя на случай пробоя конденсатора С1.

Получается, что схема включения светодиода в сеть 220 вольт должна быть такой:

И остается еще один маленький нюанс: если выдернуть эту схему из розетки, то на конденсаторе С1 останется какой-то заряд. Остаточное напряжение будет зависеть от того, в какой момент была разорвана цепь питания и в отдельных случаях может превышать 300 вольт.

А так как конденсатору некуда разряжаться, кроме как через свое внутреннее сопротивление, то заряд может сохраняться очень долго (сутки и более). И все это время кондер будет ждать вас или вашего ребенка, через которого можно будет как следует разрядиться. Причем, для того, чтобы получить удар током, не нужно лезть в недра схемы, достаточно просто прикоснуться к обоим контактам штепсельной вилки.

Чтобы помочь кондеру избавиться от ненужного заряда, подключим параллельно ему любой высокоомный резистор (например, на 1 МОм). Этот резистор не будет оказывать никакого влияния на расчетный режим работы схемы. Он даже греться не будет.

Таким образом, законченная схема подключения светодиода к сети 220В (с учетом всех нюансов и доработок) будет выглядеть так:

Значение емкости конденсатора C1 для получения нужного тока через светодиод можно сразу взять из , а можно рассчитать самостоятельно.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Не буду приводить утомляющие математические выкладки, дам сразу готовую формулу емкости (в Фарадах):

C = I / (2πf√(U 2 вх - U 2 LED)) [Ф],

где I - ток через светодиод, f - частота тока (50 Гц), U вх - действующее значение напряжения сети (220В), U LED - напряжение на светодиоде.

Если расчет ведется для небольшого числа последовательно включенных светодиодов, то выражение √(U 2 вх - U 2 LED) приблизительно равно U вх, следовательно формулу можно упростить:

C ≈ 3183 ⋅ I LED / U вх [мкФ]

а, раз уж мы делаем расчеты под U вх = 220 вольт, то:

C ≈ 15 ⋅ I LED [мкФ]

Таким образом, при включении светодиода на напряжение 220 В, на каждые 100 мА тока потребуется примерно 1.5 мкФ (1500 нФ) емкости.

Кто не в ладах с математикой, заранее посчитанные значения можно взять из таблицы ниже.

Таблица 2. Зависимость тока через светодиоды от емкости балластного конденсатора.

C1	15 nF	68 nF	100 nF	150 nF	330 nF	680 nF	1000 nF
I LED	1 mA	4.5 mA	6.7 mA	10 mA	22 mA	45 mA	67 mA

Немного о самих конденсаторах

В качестве гасящих рекомендуется применять помехоподавляющие конденсаторы класса Y1, Y2, X1 или X2 на напряжение не менее 250 В. Они имеют прямоугольный корпус с многочисленными обозначениями сертификатов на нем. Выглядят так:

Если вкратце, то:

• X1 - используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4 кВ;
• X2 - самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250 В, выдерживают скачек до 2.5 кВ;
• Y1 - работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;
• Y2 - довольно-таки распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250 В и выдерживает импульсы в 5 кВ.

Допустимо применять отечественные пленочные конденсаторы К73-17 на 400 В (а лучше - на 630 В).

Сегодня широкое распространение получили китайские "шоколадки" (CL21), но в виду их крайне низкой надежности, очень рекомендую удержаться от соблазна применять их в своих схемах. Особенно в качестве балластных конденсаторов.

Внимание! Полярные конденсаторы ни в коем случае нельзя использовать в качестве балластных!

Итак, мы рассмотрели, как подключать светодиод к 220В (схемы и их расчет). Все приведенные в данной статье примеры хорошо подходят для одного или нескольких маломощных светодиодов, но совершенно нецелесообразны для мощных светильников, например, ламп или прожекторов - для них лучше использовать , которые называются драйверами.

Ночник своими руками - многие не сделали бы такое, проще купить, чем собрать, да и дешево. Вынужден не согласиться, хороший ночник можно купить за 2-5$, а дешевые китайские ночники с газоразрядными лампами за 1 доллар прослужат вам в лучшем случае месяц - личный опыт.

Схема довольно мощного и стойкого ночника проста до безобразия.

В нем использован белый сверхяркий светодиод на 1 ватт, хотя в схеме он работает не на полную мощность, поскольку максимальный ток подаваемый на светодиод составляет 70-75-мА.

Реализована бестрансформаторная схема, которая в последнее время нашла широкое применение в электронных устройствах. Данная схема довольно стабильна в работе, не перегревается и не боится коротких замыканий, выходной ток зависит от емкости пленочного конденсатора. Сам конденсатор нужно подобрать с рабочим напряжением не менее 250 Вольт (250-630 Вольт), при емкости 1 мкФ, на выходе получится ток равный 75мА.

Из-за малого выходного тока светодиод в ходе работы перегреваться не будет. Для того, чтобы броски напряжения не спалили светодиод, следует использовать ограничительный резистор.

Диодный выпрямитель можно взять готовый или собрать из 4-х выпрямительных диодов с током более 100мА (лучше 1Ампер) и с обратным напряжением не менее 1000 Вольт, отлично подходят дешевые маломощные диоды 1N4007.

Корпус использован от промышленного ночника, вся схема укреплена во внутрь с помощью термоклея.

Данный ночник уже активно использую в течении двух недель, включен в сеть почти постоянно. Внутренняя схема не перегревается и полностью безопасна, при этом электросчетчик "не видит" его - что очень радует.

С уважением - АКА КАСЬЯН