Всем нам хорошо знакомы елочные гирлянды, состоящие из разноцветных лампочек. Однако в последнее время большую популярность приобретают изделия на основе led светодиодов.
Как они устроены, какую имеют схему подключения и что делать, если гирлянда перестала светиться, подробно рассмотрим в данной статье.
Из чего состоит елочная гирлянда
Что же из себя представляет гирлянда из светодиодов, хуже она или лучше обычной?
Внешне это почти то же самое изделие, что и раньше — провода, лампочки (светодиодные), блок управления.
Самый главный элемент — это конечно блок управления. Маленькая пластиковая коробочка, на которой указаны всевозможные режимы работы подсветки.
Меняются они простым нажатием кнопки. Сам блок может быть с довольно хорошо защищенным уровнем влаго и пылезащиты IP44.
Что у него внутри? Чтобы его вскрыть, острым кончиком ножа или тонкой отверткой поддеваете защелки снизу и скидываете защитную крышку.
Кстати, иногда она бывает приклеена, а не просто сидеть на защелках.
Первым делом, внутри увидите припаянные к плате провода. Более толстый провод, это как правило сетевой, подающий напряжение 220В.
На плате припаяны:
- контроллер, который и создает все световые эффекты
- тиристоры, каждый из них идет на отдельный канал гирлянды
Количество элементов платы, зависит в первую очередь от числа световых каналов гирлянды. В более дорогих моделях может присутствовать предохранитель.
Схема светодиодной гирлянды
Сетевое переменное напряжение через резисторы и диодный мост, уже в выпрямленном виде и сглаженное через конденсатор, подается на питающий контроллер.
При этом данное напряжение поступает через кнопку, разомкнутую в нормальном состоянии. Когда вы ее замыкаете, происходит переключение режимов контроллера.
Контроллер в свою очередь управляет тиристорами. Их число зависит от количества каналов подсветки. И уже после тиристоров выходное питание идет непосредственно на светодиоды в гирлянде.
Чем больше таких выходов, тем разнообразнее цветовых расцветок может иметь изделие. Если их всего два, это означает, что только две части (или половинки) гирлянды будут работать в различных режимах — одни лампочки тухнуть, другие загораться и т.д.
Фактически эти две линейки диодов будут подключены по двум каналам последовательно. Соединяться они будут между собой в конечной точке — последнем светодиоде.
- Если вас по какой-то причине раздражает мигание гирлянды и вы захотите, чтобы она ровно светилась только одним цветом, достаточно на обратной стороне платы, с помощью пайки закоротить катод и анод тиристора.
- Чем более дорогая гирлянда у вас в распоряжении, тем больше отходящих каналов и проводков будут уходить от платы управления.
- При этом, если проследить по дорожкам платы, один из выводов сетевого напряжения, всегда подается напрямую на конечный светодиод гирлянды, минуя все элементы схемы.
Ситуации с неисправностями гирлянды бывают самыми разнообразными.
При этом запомните, что самый главный элемент — микросхема на плате, «горит» очень-очень редко.
Примерно в 5-10% всех случаев. Можно даже составить условный рейтинг неисправностей светодиодной гирлянды (по порядку и частоте повреждений):
- Плохой контакт на проводах
- Светодиод в одной из лампочек
Если у вас вдруг перестала работать подсветка, в первую очередь всегда проверяйте именно пайку питающих и отходящих проводов. Вполне возможно, что весь контакт держался только за счет термоклея.
Стоит пошевелить проводок и контакта как ни бывало.
Самая распространенная проблема китайских гирлянд — это использование очень тонких проводков, которые просто отламываются в местах пайки на плате.
Чтобы такого не происходило, все контакты после припаивания должны быть залиты толстым слоем термоклея.
А еще при зачистке таких жил, советуют использовать не нож, а зажигалку. Вместо состругивания изоляции лезвием, слегка нагрейте и расплавьте ее огнем зажигалки.
После чего, ногтями просто снимите внешний слой, не повреждая сами жилы.
Если контакты проводов в порядке и вы грешите на один из диодов, как можно проверить его неисправность? И самое главное, как его найти среди всей череды лампочек?
Прежде всего выключаете гирлянду из розетки. Начинаете с последнего диода. На него напрямую с блока управления приходит провод питания.
К этой же ножке припаян отходящий проводник. Он идет на следующую ветку светового канала. Вам же нужно тестировать диод между его двумя проводами питания (вход-выход).
- Понадобится мультиметр и его несколько модернизированные щупы.
- К кончикам щупов тестера, ниткой плотно приматываете тонкие иголки так, чтобы их острие выступало максимум на 5-8мм.
- Сверху все заматываете плотным слоем изоленты.
- Так как светодиоды припаяны, то просто вытащить их из лампочки как в обычных гирляндах здесь не получится.
Поэтому придется протыкать изоляцию жил, чтобы добраться до медных жил проводков. Переключаете мультиметр в режим прозвонки диодов.
- И начинаете последовательно протыкать питающие провода возле каждого подозрительного диода.
- Если у вас гирлянда не 220В, а 12В или 24В, которая подключается вот от такого блока питания:
- то исправный светодиод от батарейки мультиметра должен загореться.
- Если это подсветка 220V, то сверяете показания мультиметра.
На рабочих элементах они будут примерно одинаковыми, а вот неисправный покажет обрыв.
Метод конечно варварский и повреждающий изоляцию, зато вполне рабочий. Правда уличные гирлянды после таких проколов, лучше вне помещений уже не использовать.
Бывает ситуация, когда вы включаете гирлянду и она у вас начинает хаотически мигать, то ярче, то тусклее. Сама собой перебирает каналы.
В общем складывается впечатление, что это не какой-то заводской эффект, а как будто гирлянда «сошла с ума».
Чаще всего проблема здесь заключается в электролитическом конденсаторе. Он немного может вздуться, вспухнуть, причем это будет хорошо заметно даже не вооруженным глазом.
Все решается его заменой. Номинал указан на корпусе, так что без труда можно приобрести и подобрать аналогичный в магазинах радиодеталей.
Если поменяли конденсатор, а эффекта это не дало, где искать далее? Скорее всего сгорел один из резисторов (пробит). Пробой визуально определить довольно проблематично. Понадобится тестер.
Делаете замеры сопротивления, предварительно по маркировке узнав его номинальное (нормальное) значение. Если не соответствует — меняете.
Когда полностью не работает какой-либо из каналов на гирлянде, причины может быть две.
Например, пробой на одном из тиристоров или диодов отвечающих за него.
Чтобы убедиться в этом наверняка, просто отпаиваете проводок этого канала на плате со своего места и подключаете туда соседний канал, заведомо рабочий.
И если при этом другой канал, также перестает работать, то значит проблема не в самой гирлянде, а в компонентах его платы — тиристоре или диоде.
Проверяете их мультиметром, находите подходящие по параметрам и меняете.
Попадаются и не совсем очевидные аварии, когда светодиоды отдельного канала, вроде бы и горят, но довольно тускло по сравнению с остальными.
Что это значит? Схема контролера работает нормально. При нажатии кнопки, все режимы переключаются.
Прозвонка тестером параметров диодного моста и сопротивлений также не выявляет проблем. В этом случае остается грешить только на провода. Они и так довольно хилые, а при надрыве такого многожильного провода его сечение уменьшается еще больше.
В итоге гирлянда просто не способна запустить светодиоды в номинальном режиме яркости, так как им элементарно не хватает напряжения. Как найти в длинной гирлянде эту надорванную жилку?
Для этого вам придется ручками пройтись вдоль всей линии. Включаете гирлянду и начинаете шевелить проводки возле каждого светодиода, пока вся подсветка не загорится в полную силу.
По закону Мерфи, это может быть самый последний отрезок гирлянды, так что наберитесь терпения.
Как только находите этот участок, берете в руки паяльник и разбираете провода на светодиоде. Зачищаете их зажигалкой и заново все паяете.
После чего изолируете место пайки термоусадкой.
Устройство, схема и ремонт контроллера для гирлянд своими руками
Контроллер электрической гирлянды – это электронное устройство, создающее статодинамические эффекты путем изменения величины и времени подачи питающего напряжения.
Гирлянда электрическая – это декоративное разноцветное световое декоративное украшение, представляющее собой последовательно соединенные светодиоды или лампочки накаливания с помощью электрических проводов.
Схема, устройство и принцип работы контроллера для гирлянд
Для успешного ремонта контроллера для гирлянд и дюралайта своими руками нужно знать его электрическую схему, принцип ее работы и устройство контроллера.
Обращаю ваше внимание, что в статье приведена инструкция ремонта контроллеров, с выходным напряжением 220 В, не предназначенного для подключения RGB светодиодных лент на напряжение 12 В или 24 В. Ремонту светодиодных лент посвящена статья «Ремонт контроллера светодиодной ленты».
Электрическая схема и принцип работы контроллера
Электрическая схема очень простая и в ней разберется даже человек, не имеющий специальных знаний. На чертеже показана схема светодинамической системы. Она состоит из двух частей – контроллера и гирлянд.
Питающее напряжение из сети переменного тока напряжением 220 В поступает через сетевую вилку на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов VD1-4. Сглаживающий конденсатор отсутствует, так как для работы тиристоров нужно изменяющееся напряжение.
Выпрямленное напряжение положительной полярности (+) с диодного моста поступает на общий провод гирлянды и через резистор R2 на 10 вывод микропроцессора DD1 типа Q803. Для сглаживания пульсаций после резистора установлен электролитический конденсатор С1.
К отрицательному выводу (–) диодного моста подключен конденсатор С1, вывод 2 микропроцессора и катоды тиристоров VS1-4.
Для формирования управляющего напряжения для подачи на управляющие электроды тиристоров на вывод 1 DD1 через резистор R1 подается напряжение непосредственно от одного из сетевых проводов.
Кнопка SA1 предназначена для выбора светодинамических режимов работы системы. При каждом кратком нажатии включается следующий световой эффект. В простых контроллерах обычно запрограммировано 8 вариантов свечения гирлянды.
Управляющие выводы тиристоров VS1-4 подключены к выходам микропроцессора 3-6. Когда уровень положительного напряжения на выходе микросхемы превысит 2 В относительно катода (k), тиристор открывается и на гирлянду подается питающее напряжение.
Простой китайский контроллер состоит из двух половинок корпуса, между которыми размещена печатная плата из фольгированного гетинакса.
Подводящие питающее напряжение провода и идущие на гирлянды соединены с печатной платой контроллера путем пайки непосредственно к контактным площадкам печатных проводников.
Кнопки для переключения режимов работы встречаются псевдосенсорные и механические. На фотографии слева – псевдосенсорная, на торце толкателя кнопки нанесен слой токопроводящей резины. При нажатии на кнопку токопроводящая резина замыкает не покрытые лаком расположенные рядом проводники печатной платы, и сигнал управления поступает на микропроцессор.
В контроллере установлен бескорпусной микропроцессор, который распаян на отдельной печатной плате. Такие микросхемы в народе называют «клякса». Печатная плата с микропроцессором вставляется в прорезь печатной платы контроллера и удерживается за счет пайки печатных дорожек.
Светодиодные и с лампами накаливания гирлянды припаиваются непосредственно к плате контроллера. Для шнуров дюралайт, в связи с его конструктивными особенностями, конец кабеля снабжается круглым (для круглого) или плоским (для плоского) разъемом. Количество штырей зависит от количества в дюралайте цепочек светодиодов или лампочек.
Ремонт контроллера для гирлянд
Внимание, электрические схемы контроллеров гальванически связаны с фазой электрической сети и поэтому следует соблюдать предельную осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.
Прежде, чем ремонтировать контроллер нужно провести диагностику с целью определения в какой из частей системы находится неисправность – в контроллере или в гирлянде. Только после этого можно будет выбрать способ ремонта.
Попал мне в ремонт сгоревший контроллер от плоского дюралайта в результате короткого замыкания из-за попадания воды в место соединения разъема и шнура.
Саморезы фиксатора от попадания воды заржавели и внутри него были следы копоти от короткого замыкания.
Разъем идущий от контроллера для подключения шнура дюралайт тоже был покрыт между штырями копотью. Поэтому перед началом ремонта контроллера, чтобы не повторилось короткое замыкание, она была удалена с помощью ветоши, смоченной в спирте. Копоть можно просто соскоблить ножом.
Для разборки корпуса контроллера нужно вставить лезвие ножа между половинок в местах выхода проводов и проворачивая его раздвинуть их. Обычно они разделяются без приложения больших усилий.
После разборки корпуса контроллера стало понятно почему он не работает. Одни из тиристоров из-за протекающего через него тока, превышающего допустимый, взорвался и даже покрылась копотью поверхность печатной платы.
Со стороны печатных проводников платы, две дорожки расплавились и перегорели. В контроллере не предусмотрено защиты, не установлен плавкий предохранитель, поэтому при котором замыкании выхода в качестве него послужили дорожки и тиристор.
Для управления подачей питающего напряжения на гирлянды в контроллере были применены тиристоры типа PCR606A, рассчитанные на рабочее напряжение до 600 В и ток коммутации до 600 мА.
Прозвонка тиристоров мультиметром показала, что у всех переход анод-катод пробит. Пришлось их все заменить новыми, тиристорами с такими же параметрами типа MCR100-8.
На замену подойдут также тиристоры PCR406, которые часто устанавливают в светодиодные и с лампочками накаливания контроллеры елочных гирлянд.
Данный контроллер служил для коммутации плоского трехканального дюралайта длиной 25 метров и ток потребления нитями превышал 0,6 А, поэтому в каждом канале контроллера было установлено по два тиристора включенных параллельно (одноименные выводы соединены между собой).
После замены тиристоров пришлось еще заменить два диода типа 1N5399 (1000 В, 1,5 А) выпрямительного моста, которые при прозвонки мультиметром оказались пробитыми. Диоды были взяты от неисправного блока питания компьютера, потому что широко применяемые 1N4007 рассчитаны на максимальный ток 1 А.
После замены тиристоров и диодов были удалены сгоревшие остатки дорожек и вместо них припаяны перемычки из фторопластового провода. Теперь можно на контроллер подавать питающее напряжение и проверять на работоспособность.
Но схема, несмотря на все исправные элементы, не заработала. Пришлось заменить и микропроцессор.
В наличии имелась неисправная елочная гирлянда, в контроллере которой стоял такой же процессор типа Q803. В этой гирлянде после работы под открытым небом вышло из строя много светодиодов и до ее ремонта руки не доходили.
Из контроллера елочной гирлянды микропроцессор был выпаян и установлен в ремонтируемый контроллер дюралайта. Осталось только проверить работу контроллера.
Если исправная гирлянда есть под рукой, то нужно подключить ее к контроллеру и работоспособность его будет очевидна. Но в моем случаю шнур дюралайт висел на фасаде здания и снять его была сложная задача. Поэтому пришлось проверять контроллер в лабораторных условиях.
Самый простой способ с помощью мультиметра. Для этого нужно установить переключатель мультиметра в режим измерения постоянного напряжения величиной не менее 300 В.
Далее одним щупом прикоснуться к общему, положительному проводу контроллера, а вторым к выходу любого из каналов.
Если величина напряжения будет изменяться от нуля до напряжения сети, то с большой долей вероятности контроллер исправен.
Если нагрузить каналы резистором величиной 10-20 кОм, то проверка будет более достоверной. Вместо резистора можно подключить лампочку накаливания 220 В мощностью 15-50 Вт. Тогда без приборов сразу будет видно по свечению ее нити накала как работает контроллер.
Так как у меня на рабочем столе стоит двухканальный осциллограф, то я люблю проверять все с помощью него. Осциллограммы показывают поведение тока и величину напряжения.
На верхней осциллограмме показана форма напряжения на катоде тиристора, то есть сразу после диодного моста. На нижней – на аноде, сигнал, который поступает на гирлянду. Как видно, синусоида наполовину обрезана, значит яркость свечения диодов или лампочек нитки гирлянды будет на половину меньше, чем максимальная.
После окончания ремонта контроллер был подсоединен к шнуру дюралайт и подтвердил свою работоспособность.
Мне «повезло», в ремонт попал контроллер, в котором уцелели только два диода, два резистора и электролитический конденсатор. Но обычно выходят из строя только тиристоры или диоды выпрямительного моста.
На ремонт своими руками ушло около двух часов. При такой сложной поломке, когда 80% деталей перегорело, целесообразнее не возиться, а купить новый. Но не всегда можно подобрать подходящий, да и времени на покупку, на считая лишних финансовых затрат, уйдет не меньше. Поэтому ремонт контроллера для дюралайт и елочных гирлянд, даже самый сложный, экономически целесообразен.
Как подключить гирлянду дюралайт минуя схему управления контроллера
Если нет технической возможности или времени заниматься ремонтом контроллера, а гирлянды исправны, то можно включить их напрямую, минуя схему управления контроллера. В таком случае дюралайт или елочная гирлянда будет светиться постоянно, без светодинамических эффектов.
Подключение елочной гирлянды сделанной из лампочек накаливания напрямую
Если лампочки накаливания собраны последовательно и рассчитаны на напряжение питания 220 В, то провода, идущие на гирлянды можно припаять непосредственно к проводам, идущим от сетевого шнура. Полярность подключения роли не играет. Можно даже вовсе удалить контроллер и спаять между собой попарно провода гирлянды и сетевого шнура.
Если посмотреть на фотографию, приведенную ниже, то желтый провод нужно припаять к синему или коричневому, идущему от сетевого шнура, а оба коричневые вместе к оставшемуся свободному проводу сетевого шнура.
Подключение светодиодного шнура дюралайт или елочной гирлянды напрямую
Так как для работы светодиодных гирлянд и дюралайт требуется напряжение постоянного тока, то их непосредственно к сети подключать нельзя, а только после выпрямительного моста.
На фотографии изображена печатная плата двух канального контроллера шнура дюралайт. Хотя контроллер был исправен, но для подсветки даты наступающего года руководство сочло, чтобы гирлянда светилась постоянной.
Два правых провода, коричневого и зеленого цветов приходят от шнура с сетевой вилкой. Левый провод желтого цвета, является общим для гирлянд и подключен к положительному выводу диодного моста. Правее желтого, два синих провода идут от гирлянд на аноды тиристоров. Цвета проводов в контроллерах разных производителей могут быть другими.
Мне пришлось включать напрямую два дюралайта, во втором контроллере цвета проводов гирлянд были другие. Сначала нужно отпаять от контроллера провода, как показано на фотографии.
Далее свить их вместе и припаять к отрезку дополнительного провода, и пока пайка горячая, надеть на нее изолирующую трубку.
Осталось только припаять залуженный конец дополнительного провода к отрицательному выводу диодного моста.
После сборки контроллеров они были размещены в герметичный бокс, в котором подключены к двойной розетке. Проверка показала, что подсветка работает постоянно.
Конструкция изделия имела длину пять метров и представляла собой прибитые на двух деревянных брусках цифр тоже из дерева. С лицевой стороны цифры были покрыты белым пластиком. На фасаде здания наступающий Новый год смотрелся хорошо.
Светодиоды для дилетантов или DIY-Новогодняя гирлянда с минимальными знаниями электроники
- AliExpress
- Сделано руками
- Хобби
Признаюсь, полноценный обзор я писать не планировал. Ну, купил когда-то эти светодиоды, «про запас». Ну.., светодиоды…, чего про них писать-то? Только год назад в одном из комментариев обмолвился про них, да и посчитал тему закрытой. А вот буквально сегодня на работе сотрудник, глядя на паяльник в моих руках и код для ардуины на экране, посетовал, что есть на свете отцы (их их большинство), кто дальше конструктора с батарейкой и лампочкой на уроке труда в электронике «не сечёт». Зато, например, «сечёт» в чём-то другом. А вот что-то сделать своими руками, да ещё в выходные вместе с сыном, совсем бы неплохо. И в самом деле: это поднимает престиж отца в глазах всей семьи, это безусловно способствует воспитанию, и, главное, именно так и закладываются основы творчества в формирующуюся личность. Вот этот разговор и послужил толчком к написанию обзора. А тематика очевидна: ещё с давних времён в советских журналах, начиная с «Юного техника» и заканчивая «Радио», именно в ноябре печатали самоделки, посвящённые Новому году. Есть время подумать, сделать и успеть к празднику. Чем наш ресурс хуже? В сегодняшнем обзоре мы будем строить красивую переливающуюся новогоднюю гирлянду. Своими руками. Безо всяких «ардуин», «скриптов», «контроллеров», «даташитов» и прочих непонятностей. Я даже постараюсь избегать слов «анод» и «катод». Всё будет по-дилетантски, просто и «на пальцах». Опытным специалистам, совершенно точно, будет скучно, примитивно, «детский сад» и не интересно. Где-то даже смешно. Вот он, герой обзора:
Светодиод необычный. У него не какой-то один цвет свечения. Светит он так: он плавно (хамелеон) меняет семь цветов по кругу: красный, через оранжевый и желтый в зелёный, через голубой в синий и фиолетовый, и т.д. Каждый цвет держится секунду-полторы и плавно заменяется следующим. Цвета очень сочные, яркие. Радуют даже взрослых, чего уж говорить про детей. Для понимания размеров, рядом с рублёвой монетой:
Сам светодиод имеет форму ребристой «ракеты», что, при наличие детской фантазии, тоже немаловажно. Раз уж специалисты всё равно зашли под кат, то вот
немного технических деталей, остальным можно не читать
Светодиоды приходят запаянными в металлизированный антистатический пакет: 
Бирка, вложенная продавцом. Подозреваю, что и почерк тоже его.
Размеры: L = 13мм, Ø 5мм.
Померил потребляемый ток при напряжении 3.3V. Он колеблется (в зависимости от включённых кристаллов) в пределах 9-14 mA. Продавец пишет 20mА, но, думаю, это предельное значение. Номинальным напряжением считаю 3.2 — 3.4 вольта, 5v — предельный максимум, указанный продавцом. Что нам нужно знать про этот светодиод. Он будет работать от любого источника напряжением 3 вольта (литиевой батарейки-таблетки или пары пальчиковых/мизинчиковых батареек).
Никаких схем и дополнительных деталей. Только батарейка и эти диоды. Всё. В любом ларьке по ремонту часов можно сказать: «Дайте батарейку размером 2032 или 2025», или даже так: «Таблеточную батарейку для материнки». Подключать очень просто. У светодиода два вывода. Причём один длиннее другого. Длинный вывод подключается к «плюсу» источника, короткий — к «минусу». У батарейки-таблетки всё то же самое — бóльшая по площади рубашка — это плюс, пятачок-контакт — это «минус». Если таких диодов взять сразу несколько и подключить к батарейке, то они, несинхронно, будут постепенно расходиться по времени; получится эдакая разноцветная радуга-плазма-россыпь. Можно с ребёнком делать светильники, ночники, ну, или или что-то подобное; встраивать туда, где это будет уместно. Тут дело уже за творчеством и фантазией. Можно, скажем, склеить из тонкой бумаги фигурки и подсветить их (изнутри или снаружи). Вставить в какие-то игрушки, и т.д. В принципе, на этом можно было бы поставить промежуточную точку. Про светодиоды я рассказал, как их запитать — объяснил. Но мы строим новогоднюю гирлянду. Значит, переходим ко второй части обзора. Пора доставать паяльник и запасаться другими вспомогательными материалами. Я очень надеюсь, что слово «паяльник» не сильно отпугнёт начинающих конструкторов. Возможно, кто-нибудь в х предложит какое-то изящное решение, как можно обойтись без пайки. Мне, кроме клеммников «Ваго» ничего не приходит в голову, но это громоздко, для гирлянды некрасиво и ненадёжно для устройства, которое постоянно будет разматываться/доставаться/убираться. Поэтому альтернатив пайке для данного случая я не вижу. Но пайка — не так уж это и страшно. Плюс дополнительный экспиренс. Помимо собственно паяльника, нам понадобятся — Термоусадочная трубка двух диаметров (предполагаю, что Ø 2мм и Ø 3мм). Можно обойтись без термоусадки, заменив её изолентой, но будет не так художественно и удобно. — Безотмывный вазелинообразный флюс (что новичку будет намного удобнее). Или канифоль, она доступнее. — Припой. — Сами провода, из которых мы будем делать гирлянду. Провода предлагаю извлечь из куска компьютерного кабеля «витая пара», желательно с многожильными проводниками (такие кабели мягче, как правило, они промышленного изготовления). Думаю, пару-тройку метров «витой пары» можно попросить у знакомого сисадмина на работе или купить на ближайшем строительном рынке. Вся прелесть такого решения в том, что там гарантированно есть зелёный и коричневый проводники, что очень хорошо для ёлочной гирлянды — её будет менее заметно. Остальные шесть проводников из распотрошённой пары нам не потребуются в данной конструкции. Можно делать только из зелёного проводника, но у новичка будет шанс запутаться в «плюсах» и «минусах» светодиодов в гирлянде; на мой взгляд, зелёный и коричневый — в самый раз.
Провода имеет смысл заранее нарезать отрезками нужной длины. Я для себя выбрал интервал 10-12 см между соседними светодиодами, хотя всё индивидуально. Каждый отрезок провода зачищается миллиметра на 3 с обоих концов, и, с помощью флюса и припоя, облуживается до блестящего состояния. Думаю, целесообразно сразу проделать эту рутинную работу, чтобы в процессе сборки гирлянды на это не отвлекаться. Кусочки термоусадки тоже имеет смысл нарезать заранее (об их длине я скажу чуть ниже). На этом подготовительный этап можно считать законченным.
Количество светодиодов в нашей гирлянде определяется планируемой длиной гирлянды, терпением и желанием. Уже полтора-два десятка — будет красиво на небольшой настольной ёлочке. А полсотни диодов украсят даже полутораметровую лесную красавицу. Все светодиоды подключаются параллельно друг другу. Это значит, что все длинные выводы всех светодиодов должны быть соединены вместе и подключаться к общему плюсу; все короткие выводы — также соединены и подключаются к общему минусу. Если изобразить на схеме, то это вот так: При таком соединении повреждение и перегорание одного светодиода не приведёт к поломке всей гирлянды, всё будет так же работать, только без «выбывшего» диода. Конструктивно предлагаю собирать гирлянду так. Подпаиваем к светодиоду один проводник, изолируем его термоусадочной трубкой малого диаметра. Усаживаем зажигалкой или строительным феном. Затем подпаиваем другой проводник, и всё вместе изолируем трубкой бóльшего диаметра. Усаживаем готовое соединение. Такой способ сэкономит трубки малого диаметра (поскольку изолируем только одну ножку), и сделает конструкцию аккуратной, поскольку всё место пайки будет закрыто большой трубкой. Вот таким образом: И вот так, звено за звеном, собираем всю гирлянду. Сразу несколько ремарок. Во-первых, при подпайке очередного контакта светодиода, очевидно, в трубочку надо будет пропускать сразу два одноимённых проводника — от предыдущего звена и для текущего. С тем, чтобы обжались сразу оба провода. Во-вторых, ножки светодиодов надо будет обкусывать до длины 6-7 мм и облуживать, и это разумно делать не заранее, а непосредственно перед подпайкой очередного диода. Для того, чтобы до последнего была видна разница в длине ножек. Ну или заранее с помощью фломастера понаставить точек возле плюсовых ножек светодиодов, потом сразу всё обрезать и облудить. Теперь стала очевидна и длина трубочек. Тонкие должны быть чуть длиннее обкусанной ножки, т.е. около сантиметра. Толстые — чуть подлиннее, чтобы закрыть всю конструкцию, сантиметра полтора. Сборка, несмотря на такое изобилие текста в обзоре, совсем не сложна, просто рутинна. Но, по мере «набивания руки», процесс будет ускоряться. Необязательным, но оправданным действием будет лёгкое перевитие проводников. Свитые проводники не так топорщатся, выглядят аккуратнее и легче разматываются. Готовый узел при пристальном и увеличенном рассмотрении будет выглядеть вот так: В процессе сборки звеньев разумным будет контролировать процесс с помощью трёхвольтовой батарейки, чтобы убедиться, что полярность очередного подпаянного светодиода не перепутана. Проводники от источника питания до ближайшего светодиода имеет смысл сделать подлиннее. А вот чем запитать нашу гирлянду — каждый решит сам. Предлагаю несколько вариантов. Вариант 1. Лучшее, что мне видится — это сетевой адаптер питания на 3,3 вольта. Это значит, что на нём должно быть написано «DC 3,3V». Максимум, что можно допустить — это 5 вольт, но светодиоды будут работать на пределе. Девятивольтовые, двенадцативольтовые и т.д. блоки питания гарантированно убьют гирлянду. Также можно попробовать приспособить старую зарядку от ненужного телефона, если на ней будет написано DC 5V. Значения тока, указанные на адаптере питания (это то, что в амперах или миллиамперах, mA) для данного случая не важны, не забивайте себе голову.
Для специалистов, которых возмутила последняя фраза. Остальным можно не читать
Даже стомиллиамперный БП запитает десяток диодов. Вряд ли попадётся зарядка с током менее 200mA, что, с учётом рассинхронности свечения диодов, позволит комфортно работать гирлянде из любого разумного количества диодов.
При подключении адаптера питания придётся разобраться, где у него «плюс», а где «минус».
Выясняем полярность адаптера питания
Если вы умеете пользоваться тестером, вольтметром или мультиметром, то можете сворачивать этот спойлер, вопрос решён. Для тех, кто не знает, о чём это я тут говорю, начинаем разбираться. Скорее всего, нам придётся анализировать адаптер питания без разъёма. Либо он был срезан и откушен до нас, либо нам всё равно его надо будет срезать, поскольку ответными разъёмами от старых сименсов, нокий, самсунгов и эриксонов мы всё равно не обладаем. Смотрим на жилы провода. Если они цветные, то плюс обычно более «тёплого» цвета. Например, в паре «красный-чёрный» минус, скорее всего, будет на чёрном проводе; в паре «красный-синий» минус будет, скорее, синим. Если провод выглядит как «тонкий проводок, а вокруг него плетёная рубашка» (это называется «экранированный» или даже «коаксиальный»), то наружний слой — это минус, внутренняя жила — это плюс.
В любом случае — возьмите отдельный светодиод и попробуйте мгновенно подключить наугад к адаптеру питания, — максимум два варианта, в одном положении он засветится, в другом — нет.
Вариант 2. Батарейки. Неплохой вариант для случая, когда розетки рядом нет. Скажем, украшаем ёлку во дворе или на даче. Лучше всего использовать батарейки или аккумуляторы формата AA («пальчиковые»). Их надо две штуки, соединённые «паровозиком» (это называется «последовательно») — в середине «плюс» одной касается «минуса» другой. По краям снимаем «плюс» и «минус» для питания гирлянды. Для батареек есть специальные коробочки, сразу с контактами. Ну, или по-простому, собрать их изолентой, облудить контактные площадки с флюсом (канифолью трудно лудится) и подпаять провода.
Немаловажным фактором является то, что питание гирлянды пониженным и развязанным от сети напряжением (будь то батарейки или хороший исправный адаптер питания) абсолютно пожаро- и электробезопасно. Напряжение на любом участке нашей наряженной ёлки не будет превышать 3-5 вольт, что абсолютно безопасно.
В конце обзора, разумеется, покажу минутное видео с работой готовой гирлянды. Каждый, кто хоть раз снимал светодиоды, знает, что правильно передать цветность и яркость светодиода бытовыми средствами видеозаписи практически невозможно. Поверьте, в реальности всё смотрится куда красочнее и красивее. Цвета получаются сочные. Засветов возле самих светодиодов нет, это недостаток съёмки. Мерцание на видео во время смены цветов каждого светодиода — это стробоскопический эффект от съёмки ШИМ, в реальности его тоже нет.
Подозреваю, что лот из 250 штук для большинства покажется избыточным. Я лишь привёл ссылку, по которой покупал сам. Это не значит, что надо покупать именно этот лот именно у этого продавца. Наверняка будут предложения данного товара и меньшими партиями.
Всё в данном обзоре покупал сам в разное время; никто ничего для обзора не предоставлял и никаких условий не ставил.
Планирую купить +80 Добавить в избранное Обзор понравился +100 +180
Светодиодная гирлянда: схема, дождь, штора на окно, самостоятельный ремонт
Светодиодные гирлянды пришли на смену обычным. Они выгодно отличаются от морально устаревших ламп накаливания своими характеристиками – долгим сроком службы, надежностью, эффективностью и безопасностью.
Светодиодные rgb гирлянды используются в праздничной иллюминации, подсветке зданий и деревьев, в рекламе. Гирлянды отличаются своей конструкцией, характеристиками и схемой подключения.
Можно выполнить ремонт гирлянды светодиодной своими руками – для этого требуется ознакомиться с конструктивными особенностями изделия.
Типы LED гирлянд
Светодиодная гирлянда “Бахрома”
Светодиодная электрогирлянда характеризуется такими параметрами как мощность, число светодиодов, схема строения, длина.
По конструкции изделия бывают:
- Традиционные. Представляют собой нить, на которой закреплены диоды. Имеют длину 5-12 метров.
- Световые занавесы – «дождь» или «водопад». Несколько светящихся нитей закреплены через определенный промежуток на одной.
- Бахрома. Гирлянда-штора на окно светодиодная является разновидностью дождиков, отличается меньшей длиной и разным уровнем нитей.
- Световые сетки. Нити соединены в сеть.
- Гирлянды для деревьев, которые называются клип-лайт.
- В форме шаров и сосулек.
Каждый из перечисленных видов находит свое применение в разных сферах.
Классифицировать гирлянды можно и по типу питания. Есть устройства, которые питаются от сети – их просто нужно включить в розетку. Изделия второго типа требуют подключения через понижающий трансформатор, так как работают от напряжения 12 В или 24 В. Они более безопасны – даже при повреждении изоляции человеку не угрожает опасность.
Конструкция и схема гирлянды
Плата блока управления светодиодной гирлянды
Внешне светодиодная гирлянда ничем не отличается от обычной. В ней также есть провода, лампы и управляющий блок, который является важнейшим 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.
Уровень защиты зависит от помещения, в котором будет установлена гирлянда. На улице потребуются морозостойкие изделия. Внутри блока расположены припаянные провода.
Также внутри есть плата, на которой припаяны контроллер, тиристоры, резисторы, конденсатор и диодные мосты. Дорогие модели могут быть оснащены предохранителем.
Схема гирлянды на светодиодах
Схема светодиодной елочной гирлянды
На блок питания поступает сетевое напряжение. Оно проходит через диодный мост и резисторы, затем его сглаживает конденсатор, после чего 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 всего 2 линии, гирлянды будут работать в двух режимах – по очереди тускнуть и загораться. Более дорогие изделия могут иметь большее число каналов.
Основные причины неисправностей
Микросхема, являющаяся главным рабочим элементом, перегорает редко. К самым частым поломкам можно отнести:
- Некачественный контакт на проводах.
- Поломка одного из светодиодов.
- Неполадки с конденсатором.
- Перегорел резистор.
- Проблемы с диодным мостом или тиристорами.
Схема китайской гирлянды на лампочках может использовать дешевые некачественные компоненты, которые придется заменять.
Некачественная пайка
При отсутствии работы секции светодиодов необходимо проверить контакты платы
Если перестала работать гирлянда, в первую очередь проверяется качество соединений питающих и отходящих проводов. При слабом контакте устройство не будет получать напряжение. Эта проблема распространена 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
Прозвон проводов гирлянды мультиметром
В гирлянде светодиоды подключены последовательно. Если перегорел один элемент, работать перестанет вся цепочка. Ремонтировать схему нужно путем замены неработающего компонента. Для определения сломавшейся лампочки потребуется мультиметр. К концам щупов нужно ниткой примотать тонкие иголки для проверки диодов. Острие должно выступить на 5-8 мм. Сверху все нужно замотать плотным слоем изоленты.
В первую очередь гирлянду нужно отключить от электрической сети. Проверка начинается с последнего диода, так как именно к нему напрямую проводится провод питания с блока управления.
Светодиоды припаяны, поэтому просто их вытащить, как обычную лампочку, не получится. Для проверки придется прокалывать изоляцию до появления медных жил. Мультиметр должен быть переведен в режим прозвонки. После нужно последовательно прокалывать питающие проводки рядом с каждым подозрительным светодиодом по всей длине цепи.
Если используется гирлянда 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 методе нарушается целостность изоляции. Если проверялась уличная гирлянда, использовать ее можно будет только в помещении.
Хаотические мигания лампочек
При хаотичном моргании проблема заключается в электролитическом конденсаторе
При включении гирлянды может наблюдаться ситуация, когда диоды хаотично загораются с разной яркостью. Такое мерцание не связано с режимами работы и заводским эффектом, а вызвано именно проблемами в самой гирлянде.
Вероятная причина такого эффекта – пробой электролитического конденсатора. Он может вздуться, и это будет хорошо заметно невооруженным глазом. Сломанный компонент нужно заменить на аналогичный по номиналу. Значение емкости указано на корпусе элемента.
Если замена конденсатора не помогла, мог перегореть резистор. Для его проверки потребуется тестер. По маркировке нужно узнать номинальное сопротивление, а затем сверять с измеренным значением. При несоответствии параметров резистор нужно заменять на новый. После замены лампочки должны перестать мигать.
Не горит часть гирлянды
Проверка платы переподключением проводов
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, заведомо 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 тускло гореть 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 нахождения проблемного участка нужно взять паяльник, разобрать провода и установить новые отрезки.
Место контакта нужно надежно заизолировать с помощью термоусадочной трубки.
Создание гирлянды своими руками
Светодиоды для изготовления гирлянды
Гирлянда из светодиодов своими руками может быть не хуже магазинной. Создать ее несложно. Для этого понадобятся:
- паяльник;
- изолента;
- термоусадочная трубка;
- светодиоды;
- резисторы;
- блок питания.
Изготовление светодиодной гирлянды своими руками
Алгоритм работы следующий:
- Определение расстояния между диодами.
- Нанесение маркером меток на проводе в тех местах, где будет установлена лампа.
- Удаление в помеченных местах изоляции.
- Нанесение на участки припоя.
- Закрепление на припой светодиодов.
- Изоляция соединений. Также нужно сделать герметизацию с помощью силиконового герметика.
- Подключение токоограничивающего резистора и блока питания.
Для проверки системы можно подключить аккумуляторные батарейки или блок питания от зарядки смартфона.
Контроллер светодиодных гирлянд своими руками
Описание простой схемы управления светодиодными гирляндами.
Сейчас купить новогоднюю гирлянду вместе с контроллером проблем не составляет: в продаже имеется достаточное количество «мигалок» китайского производства.
Казалось бы, пошел, купил и все. Но будет куда приятнее, если гирлянда создана собственными руками. Она поможет оживить старые гирлянды, доставшиеся от бабушек и дедушек вместе со старыми елочными украшениями.
Такое устройство управления (контроллер, автомат световых эффектов) собрать совсем не сложно. Достаточно изготовить печатную плату и запаять в нее несколько деталей.
В разработке устройств управления световыми эффектами существуют три направления: микроконтроллерные системы, системы с применением РПЗУ, и устройства управления на логических микросхемах малой степени интеграции.
Бесспорно, что первые две системы обладают наибольшим количеством эффектов, а микроконтроллерные даже проще по схемотехнике (всего лишь микроконтроллер и выходные ключи), но для таких устройств потребуется написание программы. Кроме того, необходим еще программатор, работающий под управлением компьютера. Поэтому контроллер на логических микросхемах собрать по готовой схеме намного быстрее и проще, нежели два первых.
На рисунке 1 показана схема простого контроллера, управляющего работой четырех светодиодных гирлянд.
Рисунок 1. Контроллер для светодиодных гирлянд (для увеличения нажмите на рисунок).
Несмотря на простоту схемы, контроллер реализует несколько световых эффектов. Это бегущие огни в одну и другую сторону. Причем, из одной, двух и даже трех гирлянд. Включение гирлянд друг за другом по очереди, и выключение в обратном направлении. Кроме этих эффектов контроллер реализует и некоторые другие. Просто это надо увидеть, а не прочитать в статье.
Каждый эффект повторяется автоматом по нескольку раз, после чего выполняется следующая картина, не вызывая при этом утомления зрителей.
Схема не велика по объему и состоит всего из четырех микросхем, поэтому собрать ее будет несложно.
Основой устройства служит четырехразрядный сдвиговый регистр с параллельным занесением данных К555ИР16. работой сдвигового регистра управляют логические элементы DD1, DD3 и двоичный счетчик DD4 типа К555ИЕ7.
«Бегущие огни» в одну сторону получаются простым сдвигом кода, хранящегося в регистре.
В обратную сторону тот же эффект достигается с помощью параллельной записи в регистр его же выходных кодов и последующим их сдвигом на один разряд.
На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен задающий генератор контроллера. При указанных на схеме номиналах конденсатора С1 и резистора R1 его частота составляет около 3…4 Гц. Изменить ее можно подбором номиналов этих деталей. Вместо R1 можно поставить переменный резистор в пределах одного – полутора килоОм. Тогда появится возможность в некоторых пределах изменять частоту вручную.
Управление гирляндами осуществляется транзисторными ключами VT1…VT4. Кроме указанных на схеме, подойдут любые транзисторы обратной проводимости малой или средней мощности, например КТ315 или КТ815.
Как было сказано выше, количество деталей невелико. Поэтому все они уместились на одной плате, чертеж которой показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Печатная плата и расположение деталей (для увеличения нажмите на рисунок).
При изготовлении платы следует обратить внимание на то, что под микросхемами DD2, DD3, DD4 имеются проволочные перемычки. Их надо не забыть установить до запаивания микросхем. Сами микросхемы можно заменить их функциональными аналогами из серий К155, КР1533 или импортными аналогами, о которых можно узнать в Интернете.
Каждая гирлянда собирается из светодиодов одного цвета. Сейчас возможно применение четырех цветов: красного, зеленого, желтого и синего.
Если необходимо увеличить число светодиодов в каждой гирлянде, то следует увеличить питающее их напряжение, в нашем случае это +12В, из расчета около двух вольт на каждый добавочный светодиод.
Напряжение, конечно, не должно превышать предельно допустимого для ключевых транзисторов. Сопротивление резисторов R6…R9 следует подобрать, чтобы ток через светодиоды не превышал 20…25 мА.
В качестве источника питания можно применить китайский адаптер на напряжение +12В, дополнив его интегральным стабилизатором типа 7805. Он необходим для получения напряжения +5В для питания микросхем. Так как микросхем всего четыре стабилизатор вполне может работать без радиатора.
Вместо светодиодов можно подключить симисторные ключи, тогда появится возможность применения гирлянд из ламп накаливания. Схему подключения можно найти в статье «Как подключить нагрузку к блоку управления на микросхемах». Конструктивно ключи можно выполнить на отдельной плате и подключить к контроллеру проводами. Обе платы следует разместить в одном корпусе.
Борис Аладышкин