Как сделать диодную ленту мигающей

Как сделать мигающий светодиод своими руками

Особенности человеческого восприятия таковы, что мы лучше замечаем не величину параметра, а его изменение. Поэтому во всех системах предупредительной и аварийной сигнализации применяются прерывистые звуки и свечение. Так проще привлечь внимание оператора или других людей. Подобное решение используется и в других целях. Например, в рекламе. Поэтому мигающий светодиод находит широкое применение в самых разных электронных схемах.

Что нужно для изготовления

Можно купить готовый светодиод, который при подаче питающего напряжения начнет мигать. В таком приборе, помимо обычного p-n перехода, имеется встроенная электронная схема, выполненная по следующему принципу:

Как сделать мигающий светодиод

Мигающий светодиод сделать самостоятельно несложно. Во многих случаях понадобятся всего несколько дополнительных элементов. Простые варианты схем приведены ниже.

Мигалка на одном транзисторе

Подобную мигалку несложно сделать своими руками всего на одном транзисторе.

Схема собрана на однопереходном транзисторе. Можно установить отечественный элемент КТ117, можно подобрать зарубежный аналог. Частота колебаний обратно пропорциональна произведению R1C1. Номиналы и назначение элементов указаны в таблице.

Напряжение питания может лежать в пределах от 4,5 до 12 вольт. Недостатком схемы является применение оксидного конденсатора больших размеров – намного больше самого светодиода. Зато содержит мало элементов и работает сразу после безошибочной сборки. Если однопереходный транзистор приобрести не удастся, можно сделать его аналог на двух биполярных транзисторах.

Можно использовать два любых транзистора структуры p-n-p и n-p-n. Например, отечественные пары КТ315 и КТ316, КТ3102 и КТ3107 или любые другие приборы российского или зарубежного производства.

Мигающий светодиод от батарейки

Указанная схема проста, несложна в изготовлении, не нуждается в наладке (кроме, может быть, подбора параметров времязадающей цепочки). Но у нее есть особенность, которая в некоторых ситуациях может стать критической – для ее питания потребуется напряжение от 4,5 В. Такое напряжение потребует минимум трех пальчиковых батарей или CR2032. И даже небольшое снижение питания вследствие разряда может привести к неработоспособности схемы.

Почти всем распространенным светоизлучающим элементам для свечения требуется напряжение от 1,6 В (а зачастую и от 3 В), поэтому построить простую схему мигающего светодиода для питания от полуторавольтовой батарейки нельзя. Но можно сделать относительно сложную – с удвоением напряжения.

На транзисторах VT1, VT2 собран генератор, задающий частоту и длительность вспышек (их определяют цепочки R1C1 и C1R2 соответственно). Во время паузы заряжается конденсатор С2 почти до уровня питания. Во время свечения ключ VT3 открывается, VT2 закрывается, и емкость оказывается включенной последовательно с источником питания. Так напряжение на светодиоде удваивается.

Диод VD1 должен быть германиевым. На кремниевом диоде в открытом состоянии падение напряжения будет около 0,6 В – в данном случае это очень много.

Будет полезно ознакомиться: Моргающий светодиод без всяких схем

Изготовление светодиодной ленты

Популярным осветительным прибором, получившим широкое распространение, стала светодиодная лента. Она представляет собой гибкую основу, на которую нанесены параллельные цепочки из последовательно соединенных ограничительных резисторов и светодиодов. Поставляется такая лента в виде бухты, которую в определенных местах можно разрезать.

Из схемы видно, что осветительный прибор от одиночного светодиода отличается повышенным напряжением питания из-за последовательного включения нескольких элементов и повышенным током потребления, вызванного параллельным соединением многих цепочек. Поэтому источник питания должен быть достаточно мощный, следовательно – габаритный. Так что на размерах элементов схемы для построения светодиодной ленточной мигалки экономить нет смысла. Парадокс в том, что для такой ленты можно построить сверхпростой генератор сигналов.

Для этого понадобятся:

Светодиод будет периодически включаться, подавая и снимая напряжение на затворе транзистора. Ключ будет включаться и выключаться в такт, включая и выключая светодиодную ленту. Мигалку можно нарастить, если требуется второй осветительный прибор включать и отключать в противофазе с первым.

Если одна лента включена, то вторая будет в отключенном состоянии, и наоборот.

Для каждой ленты можно использовать отдельный источник питания, но общий провод (минусовую линию) надо соединить.

У такой схемы неоспоримые достоинства – простота и дешевизна. Но есть и недостаток – частота и длительность мигания определяются параметрами светодиода, и менять их можно только напряжением питания одновременно. Чтобы можно было установить раздельно период вспышек и их длительность, нужна схема сложнее. Для этого понадобится микросхема КР1006ВИ1 или ее зарубежный аналог NE555. Достоинства этого чипа:

Параметры колебаний устанавливаются элементами R1, R2, C:

При желании можно поставить вместо R1 и R2 переменные резисторы. В этом случае регулировать режим мигания можно оперативно.

Питание микросхемы не должно превышать 15 В. При использовании 24-х вольтовой ленты для чипа надо предусмотреть отдельный источник или сделать стабилизатор 24/15 вольт (подойдет простейший параметрический на стабилитроне или на интегральном стабилизаторе 7815).

Сделать мигалку из светодиода или ленты несложно. Для успеха нужен минимум знаний электротехники, простые навыки и несколько радиоэлементов.

Источник

Причины мерцания светодиодной ленты и способы их устранения

Светодиодная лента часто используется для оформления интерьера жилых или административных помещений. И пусть мода на нее постепенно уходит в прошлое, спрос по-прежнему остается на высоком уровне. Обусловлено это несколькими факторами, среди которых – продолжительный срок эксплуатации (десятки тысяч часов по сравнению с несколькими тысячами у лампы накаливания) и большое разнообразие цветовых решений.

На деле время работы гибкой платы меньше и сбои в работе происходят намного раньше. Проявляется это в мигании по всей протяженности или на отдельных участках. Ниже мы постараемся разобраться, почему моргает светодиодная лента и как устранить подобные неисправности.

Как устроена светодиодная лента

Прежде чем приступать к самостоятельной диагностике осветительного прибора, важно изучить устройство и принцип действия. Стандартная длина ленты насчитывает 5 м. На тыльную сторону наносится клей, спрятанный под защитной пленкой, к фронтальной крепятся светодиоды. В процессе монтажа защитная пленка легко отделяется от изделия, после чего оно закрепляется на нужной поверхности. Основание гибкой ленты выполнено из диэлектрических материалов, обеспечивающих безопасность устройства и возможность установки в любой части дома.

Светодиоды, размещенные на передней стороне, спрятаны под пластиковым защитным слоем. На ленте led-диоды группируются по 3-4 штуки. Они соединены токопроводящими дорожками, аналогичными тем, которые используются на обычных текстолитовых платах. Схема обязательно дополняется резисторами, которые служат для предотвращения мерцания.

Лампы накаливания и ртутные изделия перед выходом на полную мощность после включения нагреваются в течение нескольких секунд. Принцип работы светодиодов построен на свечении за счет проходящего тока, поэтому устройства, во-первых, сразу после включения работают на полной яркости и, во-вторых, в процессе работы не нагреваются. Последнее повышает общую безопасность эксплуатации.

Есть один важный нюанс. При последовательном подключении полупроводников в случае выхода из строя одного элемента перестает работать вся цепь. Именно поэтому в качественных лентах диоды группируют по 6-12 штук, соединяя созданные группы параллельно. В таком случае при перегорании элемента наблюдается картина, когда не горит отдельный, небольшой участок.

Для удобства на изделие наносят пунктирные линии, указывающие на места, где его можно разрезать (параллельные соединения). Причем достаточно вооружиться обычными ножницами или канцелярским ножом.

Почему вредна любая пульсация напряжения в источнике света

Большие проблемы из-за изменения светового потока возникают в том случае, если выполняются работы высокой точности.

В отдельных документах СНиП записаны пределы для перепадов освещенности, которые составляют от 12 до 20 %. Такая норма актуальна на производстве, где изготавливают высокоточные изделия или осуществляется сборка малых деталей/узлов. Причины крайне просты: из-за постоянных перепадов глаза человека устают, поэтому рабочий допускает ошибку при сборке, расположив в неправильном порядке элементы и т.п. В итоге получается брак, что ведет к финансовым убыткам предприятия и потере репутации надежного производителя.

Иная картина наблюдается в быту. Простая лампочка накаливания функционирует напрямую от сети переменного тока напряжением 220 В и промышленной частотой 50 Гц. Последний параметр определяет частоту мигания. Пауза между двумя последовательными пульсациями составляет 10 мс – значение настолько мало, что человеческий глаз данный процесс абсолютно не воспринимает. Описанная ситуация сохранится прежней при стабильном напряжении.

В теории это так, но на практике в бытовой электросети наблюдаются заметные перепады напряжения. Можете убедиться в этом самостоятельно, воспользовавшись тестером или обычным фильтром со встроенным конденсатором (вы будете видеть, как мерцает диодный индикатор). Фактическое значение напряжения колеблется в диапазоне от 215 до 240 В. Производители учитывают этот факт, поэтому бытовые электрические приборы рассчитаны на подобную эксплуатацию.

Освещенность напрямую зависит от напряжения, поскольку падение или увеличение данного параметра влияет на нагрев колбы или корпуса (повышение/снижение). Коэффициент пульсации при таких перепадах составляет 11,36 %.

В бытовых сетях наблюдаются более серьезные перепады, когда напряжение уменьшается до 190 В. В таком случае коэффициент пульсации вырастает до 22 %. Данная величина практически удовлетворяет нормам, записанным в СНиП и указанным нами ранее (12-20 %). Все это актуально для обычных ламп накаливания, а в случае со светодиодными изделиями картина будет совершенно иной.

Причины мигания светодиодной ленты

Для начала рассмотрим несколько основных причин мерцания светодиодных лент.

Блок питания

Включите диодную ленту и тщательно изучите то, как она работает. Если моргание возникнет не сразу, а спустя несколько секунд (минут), то, вероятно, была допущена ошибка при выборе блока питания для цепи. Он не справляется с поставленной задачей из-за нехватки мощности, поэтому происходят перепады напряжения (обычно снижение). Существует негласное правило, в соответствии с которым мощность блока питания должна быть на 30 % больше значения, необходимого для работы светодиодной ленты.

Придя в магазин, не надейтесь на помощь продавцов-консультантов. Далеко не все компетентны в вопросах применения электрических приборов. Да, продавец подключит светодиодную ленту, она будет светиться нормально, но уже дома, спустя время, микросхемы нагреются и проблемы вылезут наружу.

Ни один китайский блок питания не соответствует тем значениям, которые указаны в паспорте. Если там пишется мощность 200 Вт, то смело отнимайте 25 %, поскольку реальное значение в лучшем случае составляет 150 Вт.

Представьте картину: требуемая мощность для подключаемой платы равна 140 Вт. Повысив это значение на 30 % (запас мощности), вы приходите к выводу, что необходим блок питания на 182 Вт. Недолго думая, вы покупаете китайское изделие на 200 Вт, подключаете ленту и включаете ее на полную мощность. Она вспыхнет и сразу погаснет, поскольку срабатывает защита блока питания из-за перегрузки в цепи.

Главный совет – покупайте источники питания проверенных компаний либо в случае приобретения китайских повышайте мощность в два раза.

При организации подсветки из светодиодной ленты длиной 15 м и более рекомендуется создавать ее из изделий идентичной модели одного производителя. В большинстве случаев используются ленты с RGB-технологией, позволяющей устройству светиться разными цветами. При выборе неодинаковых изделий на определенных участках включение будет либо затормаживаться, либо вообще отсутствовать.

Аналогичная картина может наблюдаться при работе ленты от разных блоков питания. Выходное напряжение на них будет неодинаковым, поэтому на некоторых участках цвета будут меняться с некоторым запозданием (отставанием).

Другая причина моргания светодиодной ленты, которое может происходить даже в выключенном состоянии, связана с ситуацией, когда источник питания подключается к сети через обычный выключатель с индикаторной подсветкой. Уже давно доказано, что такие индикаторы заставляют светиться led-диоды, расположенные в лампочке или ленте. Поэтому подключать блок питания нужно напрямую к автомату электрического щитка или через обычные выключатели без индикаторной подсветки.

Учитывайте сроки эксплуатации изделий. После длительного применения блока питания в течение нескольких лет могут высохнуть конденсаторы, стабилизирующие напряжение, что приведет к снижению их емкости. Они же могут вовсе выйти из строя. Осмотрите изделие – если емкость вздутая, то конденсатор не функционирует.

Со временем происходит естественная деградация кристаллов в полупроводниках, что также снижает качество свечения ленты. Без продуманной системы охлаждения процесс деградации усилится, особенно если плата периодически подвергается воздействию падающих ультрафиолетовых лучей.

Старайтесь избегать приклеивания светодиодной ленты к деревянным или пластиковым поверхностям, поскольку это приведет к перегреву даже самых качественных и фирменных приборов.

Некачественная пайка

Гибкие платы на основе светодиодов нельзя паять при помощи активных флюсов (кислотных). Нарушение данного правила приведет к постепенному окислению контактной площадки и потере соединения. Во включенном состоянии наблюдается странное мерцание, после чего перестает функционировать целый участок цепи, расположенный за пайкой. Поэтому важно соблюдать правила и рекомендации, связанные с пайкой изделия.

Если контакт пропал, то разрежьте ленту, удалив нерабочий модуль, и на его место установите новый.

Категорически запрещено паять ленту при помощи паяльника мощностью свыше 60 Вт. В противном случае перегревается контакт: если медная площадка отслоится от дорожки, то соединение будет неустойчивым. Проверить это легко – прижмите пальцем контакт и убедитесь, что свет появится и плата будет работать стабильно. Как только отпустите палец, то свечение пропадет.

Окисление контакта на коннекторах

Одни люди не умеют пользоваться паяльником, другие – любыми способами пытаются избегать такой работы. Альтернативным становится соединение светодиодной ленты с помощью коннекторов.

Применение таковых связано с существенным недостатком – окислением контактов. Часто они начинают окисляться в свежеокрашенных комнатах, помещениях с побеленными стенами, залитой стяжкой, повышенным уровнем влажности. Через данный коннектор протекает ток силой не более 10 А. Рассчитать значение просто:

При наличии окисления на контакте и прохождении большого тока происходит перегрев с последующим выгоранием. В конце концов, контакт полностью пропадает. Аналогичная картина наблюдается при недостаточной площади соприкосновения на коннекторе.

Поэтому мы рекомендуем тщательно выбирать коннекторы.

Неисправный светодиод

Рассмотренные выше дефекты связаны с лентами, работающими на низком напряжении 12/24/36 В. Однако существуют приборы на 220 В. Источники света располагают последовательно на больших участках. К примеру, на одном погонном метре будет 60 полупроводников. Если выйдет из строя один диод, то произойдут изменения в работоспособности остальных. То же самое касается случаев, когда один светодиод начинает мерцать.

Подсветка на 12 В состоит из групп диодов, соединенных параллельно, поэтому мерцание одного полупроводника негативно сказывается исключительно на конкретной группе.

Таким образом, выход из ситуации прост – определите неисправный диод и перепаяйте на его место новый. Можно пойти глобальным путем и заменить данный модуль (кластер). Если мерцание проявляется спустя время после включения ленты, то причина кроется в неисправности одного полупроводника: происходит постепенный нагрев и разрыв контакта с последующим затуханием ленты. После остывания светодиод вновь начинает работать. Это повторяется с определенной цикличностью.

Контроллер и пульт

Если диодная лента вообще перестала включаться или работает через раз, то возможной причиной могут стать севшие батарейки в пульте ДУ, используемом для управления контроллером с RGB-технологией. Проверьте батарейки в первую очередь. Если изделие начнет самостоятельно переключаться и менять цвета, то дефекты нужно искать в контроллере.

Если пульт исправен, то никаких подобных переключений происходить не должно. Чтобы убедиться в том, что пульт не имеет отношения к самостоятельным переключениям, просто извлеките из корпуса батарейки.

Другой метод выявления неисправного контроллера – удаление прибора из электронной схемы. Подайте питание на каждый цвет отдельно. Если все работает исправно без сбоев, то причина очевидна. Замените RGB-контроллер на новый!

Дополнительные источники неприятного явления

Есть еще несколько причин, по которым могут проявиться неисправности в работе светодиодной ленты. Помимо севших батареек, неправильно припаянных контактов или нехватки мощности причиной мерцания может стать технически неверный монтаж. Возможно, при подключении были перепутаны ноль с фазой.

Для выявления причин моргания светодиодной ленты нужно осмотреть составляющие электрической цепи – гибкую плату, источник питания, пульт ДУ и контроллер.

Поиск и устранение неисправностей

В случае с блоком питания лучшим выходом станет полная замена на более мощное и качественное изделие. Не забывайте о правилах установки и эксплуатации источников тока – некоторые модели запрещено хранить в закрытых пространствах, включая потолочные ниши из гипсокартона.

Если вы обладаете знаниями в электротехнике, то попытайтесь самостоятельно выявить неисправность. Для начала выполните замер выходящего напряжения в момент мерцания светодиодной ленты. Понадобится мультиметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения. Соедините щупы с выходными контактами блока питания. Обычная одноцветная лента работает при напряжении 11-12 В. Для RGB-плат необходимо тестировать каждый цвет отдельно, при этом должны быть получены аналогичные результаты.

Как определить неисправность контроллера, мы писали выше.

Если обнаружен мерцающий отрезок из трех диодов на определенном участке платы, то просто замените его на новый, обеспечив качественную пайку. К слову, совершенно не обязательно демонтировать ленту. Нужный отрезок удаляется при помощи канцелярского ножа. Далее зачистите и залудите медные контакты и к этому месту приклейте новый отрезок. Соблюдая полярность, спаяйте проводники.

Помимо индикаторной подсветки на выключателе, появление мерцания светодиодной ленты в выключенном состоянии может быть связано с влиянием других электронных приборов – к примеру, диммера, регулирующего яркость. Чтобы доказать это, подключите ленту напрямую к автомату щитка.

Как найти нерабочий светодиод

Из информации выше вы узнали, что существует два способа подключения светодиодов – последовательный и параллельный (группами). Наиболее популярен параллельный метод. В таком случае при выходе из строя одного светодиода начнет мерцать или перестанет работать отдельный (обычно небольшой) участок гибкой платы. Остальная часть ленты продолжит функционировать в заданном режиме.

Чтобы отыскать неисправный светодиод, используйте следующие рекомендации:

Несмотря на кажущуюся сложность конструкции светодиодной ленты, наличие большого числа полупроводников, резисторов и других элементов цепи, вы сможете самостоятельно выявить причину мерцания или неисправности отдельного участка платы. И уж тем более не нужно при выявлении дефектов бежать в магазин за новой лентой – возможно, причиной является неправильно работающий контроллер, блок питания или пульт дистанционного управления. Для начала попытайтесь выполнить самостоятельную диагностику, а уже после воспользуйтесь услугами мастера.

Источник