Как сделать светодиодную гирлянду своими руками - пошаговая инструкция с рекомендациями

• Почему лучше спаять своими руками
• Все необходимые комплектующие
• Делаем расчет мощности
• Как прикручивать и паять контакты
• Проверяем всё перед пайкой
• Как отремонтировать неработающие участки
• Считаем затраты

Учитывая, что на сайте электротехники вряд ли будет сидеть ребенок, наверняка Вы - взрослый человек. А в каждом взрослом человеке живет ребенок, которому хочется что-либо сломать или «починить». Для того, чтобы сломать особых навыков не надо, а вот для «починки» или создания чего-либо нового необходимо понимание, как все работает. С этого и начнем.

Как это работает?

Для дома применяются маломощные LED гирлянды, которые потребляют меньше энергии, чем устаревшие советские аналоги. Напряжение в 220В для них слишком большое, потому они идут с блоком питания (адаптером), преобразующем 220В в 3В или 5В.

Оптимальное напряжение указывается в характеристиках, потому лучше ориентируйтесь на него.

Делятся на два типа: одноцветные и RGB. Для декоративного освещения и подсветки одноцветная светодиодная гирлянда, желтая или синяя - не важно, все равно она белая. Исходный цвет получается из-за окраски прозрачного корпуса светящегося элемента.

Но, для украшения более интересна мерцающая RGB, построенная на трехканальных кристаллах красного, зеленого и синего цвета. Питание сделано так, чтобы разное количество электричества попадало на каждый канал, и в итоге получился новый цвет и оттенок. Распределяет электричество по каналам RGB-контроллер.

Самые простые управляются нажатием на кнопку на корпусе контроллера, изначально запрограммированного на определенное количество режимов. Нажимая один раз, Вы просто переключаете на следующий режим. Более прогрессивные аналоги управляются через пульт ДУ.

Наружная электрическая гирлянда обычно работает от напряжения 220В. Она не мерцает, но ярче светит, потому часто применяется для украшения улиц, деревьев, крыш.

Пример красивого оформления подсветки фасада дома в трех цветах Здесь были задействованы все цвета радуги. Пример того, как расстояние между «точками» создает эффект контура Вдоль крыши развешены светящиеся шторы, создающие эффект падающего снега Здесь собрано все и сразу - от «занавесок» на кровли до дюралайт на деревьях Скромное украшение кустов и лестничных перил создает ощущение теплого уюта

В интернете Вы можете найти и заказать любой понравившейся вид, но почему-бы не выделить пару часов свободного времени и не сделать самому? Это гораздо увлекательнее, чем смотреть телевизор.

Почему паять самому выгодно?

С одной стороны, проще купить гирлянду, но большинство из них китайские, и это лотерея, сколько они продержатся. Вы не сможете предвидеть, хватит ли на следующий год или сгорит уже через пару дней. Хороший «handmade» лучше, чем «made in China». Если перегорит какой-то элемент, его сразу можно поменять на новый.

К тому же, сложно найти оптимально подходящую длину, отталкиваясь от стандартных 5м, 10м или 15м (и не метра больше или меньше). Плотность и яркость свечения также может не подойти, а после покупки изменить уже ничего нельзя.

В маленьких городах и селах вообще беда с выбором, приходится брать то, что привезут в хозмаг. Но, с другой стороны, можно сделать самостоятельно с минимальным набором комплектующих.

Какие комплектующие нужны

В первую очередь нужно купить провод. Лучше всего подходит мягкая витая пара. Ее можно где угодно купить, а жилы с изоляцией зеленого, белого, коричневого и синего цветов будут органично смотреться на елке. Места соединения нужно обязательно изолировать термоусадочными трубками от замыкания. Оптимально подойдет диаметр 2мм или 3мм.

Можно запитать от старой зарядки для телефона, где напряжение на выходе в диапазоне 3-4В. У каждого дома такая валяется. Если нет, можно купить за копейки в любом переходе. БП на 12В слишком мощные, потому лучше их не использовать.

На улице или дом снаружи вешаются дюралайт гирлянды в виде гибкого светового шнура. Они герметичны и защищены от влаги и снега. В таком случае еще понадобится прозрачная силиконовая трубка. Она гибкая, защищена от пыли и водяных струй со всех сторон.

Маломощные уличные электрогирлянды лучше делать на батарейках, так как там не всегда есть доступ к розетке. Придется время от времени их менять, но так безопаснее, учитывая вероятное налипание мокрого снега.

Удобнее всего взять пальчиковые формата АА на 1,5В. Чтобы достичь напряжения 3В, нужно соединить две штуки последовательно. На радиорынках или магазинах радиолюбителей продаются корпусы на две батарейки, они подойдут идеально.

Для пайки лучше всего подходят DIY-светодиоды 20мА, 3В. Из витой пары оптимально подходит тонкая 4х2х0,51 мм. Термоусадочные трубки должны быть диаметром 2мм и 3мм. Цвет выбирайте, какой нравится. Батарейки лучше всего пальчиковые АА или ААА (более тонкие). Для дюралайт выбирайте прозрачную силиконовую трубку размером 15-20мм. Выбирая ЗУ, посмотрите в характеристиках силу тока, так как они бывают на 1А и 2А. Корпус должен соответствовать выбранному формату АА или ААА.

Если Вы не любите ювелирной работы с мелочами берите светодиодные лампочки «шары» G45.

 

А если больше нравится «ретро», возьмите красивые филаментные лампы. В обоих вариантах конструкция проще и не нужно ничего паять.

Для подключения оптимально подойдет монтажный ПВ-1 сечением 0,75 мм2 и монолитной жилой. Среди патронов можете взять обычные черные E27. Яркость регулировать можно поворотным выключателем (светорегулятором). Также понадобится штепсельная вилка, подойдет самая простая на 12А.

Чтобы повесить гирлянду на дереве или для монтажа вдоль крыши понадобятся пластиковые хомуты, они легко стягиваются и прочно удерживают, а при демонтаже быстро срезаются ножницами. Можете обмотать садовых гномов и стянуть трубку, чтобы прочно держалась на фигурке.

При выборе сечения ориентируйтесь, чтобы его было достаточно для удержания конструкции. Черный цвет будет смотреться органичнее, чем белый. Стяжки лучше подбирать того же цвета. В качестве диммера подойдут поворотные выключатели подойдут любой формы и конструкции. Штепсельную вилку лучше брать на 12А, так как на 16А - будет слишком громоздкой.

Для крепления к стене понадобятся скобы, так как они пластиковые, то не поцарапают и не повредят силиконовую поверхность. Незаметны на фасаде, не оставляют следов после демонтажа, а вкручиваются обычной отверткой.

Но, чтобы всего хватило и все светило, перед покупкой комплектующих стоит немного заняться математикой.

Берем листик, калькулятор и делаем расчеты

Я написал «вспоминаем математику»? Я имел виду физику. Но не переживайте, с такими расчетами справится даже шестиклассник.

Средний светодиод DIY рассчитан на силу тока 20мА (при 3В). Технические характеристики могут отличаться, потому лучше уточните у производителя.

Телефонное зарядное устройство на выходе дает 1А (иногда встречается на 2А). Таким образом на один БП можно максимально подключить:

1000мА / 20мА = 50 (шт.).

Если соблюдать между ними расстояние 10см, общая длина составит:

10см × 50 (шт.) = 500 см (5м).

Таким образом можно сделать 5-метровую гирлянду. Но, что если Вы хотите подключить 200 или больше элементов?

В таком случае телефонного БП уже будет мало, понадобится блок питания на 12В. Это слишком высокое напряжение, и его необходимо снизить до оптимальных 3-4В. Это можно сделать, если впаять после БП понижающий конвертер. Продается на радиорынках и в магазинах радиолюбителей.

Рассчитаем силу тока на линии:

20мА × 200 (шт.) = 4 000 мА (4А).

Суммарная потребляемая мощность будет равна:

4А × 5В = 10Вт.

На 200 лампочек получится не просто гирлянда, а целая светодиодная штора, но подключить линейно Вы их не сможете. Специфика постоянного тока заключается в том, что с расстоянием падает напряжение. Можно сделать мерцающий занавес на большое окно, так как светодиодная гирлянда требует подключения на коротком расстоянии.

Потому, если Вам нужна длина больше 5 м, то в данном случае лучше спаять несколько и запитать их от разных источников. В качестве источника питания будет достаточно обычной зарядки для мобильного телефона на 2А.

Если подключать к батарейке, то будет ограничено время работы. Средняя емкость пальчиковой АА 1-2,5 А*ч. При последовательном подключении напряжение увеличится до 3В, но емкость останется той же.

Исходя из этого, можно предположить, что двух АА хватит на 30-70 минут работы. В таком случае, лучше запитать от сети или повербанка с портом 2А большей емкости.

В «ретро» тоже лучше сделать параллельное подключение, потому жилу рассчитывайте на оба полюса. Главное, правильно подобрать мощность поворотного выключателя. Классический пример, 5м на 7 точек освещения. Учитывая, что в данном случае вполне хватит номинала 6Вт, итоговая мощность составит:

6Вт × 7 = 42Вт.

Именно такую нагрузку должен выдержать диммер. Бытовые модели рассчитаны на номинальный ток 10А, что кратно нагрузке:

10А × 220В = 2 200Вт (2,2 кВт).

Световая электрическая гирлянда обычно применяется на улице, 5 метров хватит для дерева. Для украшения дома или сада этого будет недостаточно, потому можете сделать длиннее.

Чтобы не перегревались контакты, для нагрузки выше 1 500 Вт лучше взять сечение 1мм2 вместо 0,75мм2.

Ориентируйтесь на характеристики диммера или чтобы не «заморачиваться», просто возьмите бытовой поворотный выключатель. Он дешевый, простой в применении и не требует особых навыков для монтажа.

Как прикручивать и паять контакты

Монтировать «ретро» достаточно просто:

1. Сложите жилу вдвое, выпрямите и на концах закрутите кольцо;
2. Вставьте в дрель крюк для деревянных опор и наденьте на него один конец, а второй зафиксируйте в тисках. Нажимайте на курок дрели, пока не появляться плотные равномерные витки;
3. Через каждые 90-110 см, сделайте колечко, оттянув жилы в противоположные стороны и зачистите их;
4. При помощи отвертки сделайте на каждом малое кольцо. Накиньте оба кольца на противоположные контактные клеммы и прикрутите, затем соберите патрон;
5. На том конце, где полюса разделены, установите штепсельную вилку.

Впаивание светодиодов немного сложнее и требует хотя бы начальных навыков владения паяльником. Полярность определяется длиной ножек, та что подлиннее - «плюс». Важно не перепутать полярность.

Помимо паяльника у Вас должен быть припой и канифоль. Вместо канифоли можно взять обычный гелеобразный жидкий флюс, его проще наносить.

Снимите изоляцию с витой пары и распутайте жилы. Нарежьте одинаковыми кусками по 8-15 см.

За счет параллельного подключения должно быть 2 отрезка на звено. Преимущество заключается в том, что если один из них окажется бракованным, то остальные будут работать. При последовательном соединении - цепь окажется разорванной и ничего не будет светить. А, чтобы найти причину, придется проверить каждое соединение.

В наборе часто попадается брак, потому лучше сразу проверить круглой батарейкой-таблеткой. Просто вставьте ее между ножками, соблюдая полярность.

Длина витой пары рассчитывается следующим образом. Если Вы берёте восьмижильную 4×2×0,51 мм, то для подключения 100 элементов на расстоянии 10см, нужно:

100 × 0,1м × 2 / 8 = 2,5 м.

В данном случае лучше взять с запасом - 3 метра, чтобы еще хватило достать к розетке. Каждый отрезок нужно зачистить на 3мм с каждого конца и залудить. Это можно сделать заранее, чтобы сэкономить время на сборке и не отвлекаться на подготовку нового звена, а сразу взять готовое.

Ножки нужно обрезать до 6-8мм, но лучше это делать непосредственно перед пайкой, чтобы не перепутать полюса. Как вариант, «плюс» можно отметить маркером или фломастером.

Перед пайкой нужно нарезать термоусадочные трубки диаметром 2мм и 3мм. Двухмиллиметровые лучше нарезать по 10мм, а трехмиллиметровые - по 15мм, чтобы закрыть соединение полностью.

Процесс сборки выглядит следующим образом:

1. Припаиваем к «плюсу» две жилы, закрываем термоусадкой 2мм и аккуратно прижигаем зажигалкой;
2. Аналогично подключите «минус» и закройте все термоусадкой на 3мм;
3. По такому же принципу припаиваем второе звено.

С каждым метром Вы будете повышать навыки владения паяльником и процесс пойдет быстрее. Вы точно успеете к новому году, даже у новичка гирлянда из светодиодов будет спаяна через 3-4 часа.

Если Вы собираете светящуюся штору, первые 100-150 см вместо двух припаяйте три жилы к каждому полюсу. Это будут ответвления. По такому принципу можно сделать самому не только елочную гирлянду, ну и фигуры для окон или оформления внутри помещения. В качестве каркаса можно использовать обычную медную или алюминиевую проволоку. На что хватит Вашей фантазии.

Блок управления светодиодной гирляндой можно сделать из микроконтроллера. На радиорынках можете найти какой угодно, от кнопочного до ДУ, главное, чтобы по мощности подходил. Как правило, он уже идет с БП, потому Вам понадобится только штепсельная вилка.

Что нужно проверить перед пайкой

В процессе подключения, особенно после укорачивания ножек, легко перепутать полюса, потому вооружитесь круглой литиевой батарейкой или припаяйте два проводника к полюсам пальчиковой формата АА или ААА. Перед тем как припаять, дополнительно проверьте полярность. Это легче, чем потом вырезать и переделывать неправильно припаянный участок.

В процессе сборки проверяйте отдельные участки, перед тем, как соединить. Подключите БП от зарядного устройства к соответствующим полюсам. Если припаяно правильно, все должно засветиться. Вместо БП можно взять блок из двух пальчиковых батареек, соединенных последовательно.

Учитывая, что пайка производится вручную, по окончанию могут быть неработающие участки.

Как отремонтировать неработающие участки

Наиболее распространенные поломки:

• Нарушен контакт с питанием из-за некачественной пайки;
• Повреждение в процессе пайки;
• Нарушена полярность соединения;
• Поврежденный проводник;
• Заводской брак.

Все эти поломки устраняются в одинаковом порядке. Если не работает один элемент, нужно его заменить. Ножницами или лезвием аккуратно снимите термоусадку. Далее паяльником распаяйте контакты, и удалите элемент. Проверьте его батарейкой, если рабочий - припаяйте заново, если нет - замените на новый.

Иногда, после проверки не горит определенный участок или не работает вся гирлянда, что часто случается из-за отошедшего контакта. Тут ничего не остается, как «методом тыка» искать причину. Вскройте термоусадку и при включенном питании замкните противоположные полюса.

Если участок перед местом замыкания засветился, то поломка находится за ним. Если не засветился, то вероятно нарушен контакт перед ним. Нужно проверять дальше, пока не найдете причину неисправности. Вскрытые соединения лучше перепаять и заизолировать термоусадкой заново.

Одной из причин может быть нарушение в работе БП, не забудьте отдельно проверить и его.

Внутри гибкой трубки электрическая гирлянда DIY выглядит, как светящийся светодиодный шнур, на елку во дворе самое оно. Прелесть такой конструкции в том, что свет будет рассеиваться равномерно по силиконовой оболочке и не заметно, что это самодельная конструкция.

Для масштабной иллюминации: украшения дома или на большую елку нужны уличные электрогирлянды более 15м. Покупные, в отличие от самодельных, не всегда подходят по длине, и банально может не хватить шнура, чтобы дотянуться до розетки. С DIY такой ситуации не возникнет, так как Вы знаете, куда будете включать и сразу спланируете длину под свои требования. Еще это дешевле, что можно увидеть из расчетов.

Теперь приятная математика

Цена гирлянд зависит от многих факторов, китайские продаются за пару долларов, но качество оставляет желать лучшего. Мало того, что они быстро выходят из строя, так еще могут стать источником пожара. Лучше не рисковать.

Кроме качества, на цену влияет мощность и длина. Купить в Украине новогоднюю гирлянду на 200 лампочек (20м) можно от 10$, по цене за метр, получится 0,5$/м. Встречаются варианты и подороже, но зачем переплачивать?!

В каком городе Вы бы не жили, все равно дешевле оптом купить всё для изготовления светодиодной гирлянды в Киеве в интернет магазине, со всеми аксессуарами и комплектующими. Понадобится всего лишь 5м витой пары за 3$ и комплект светодиодов примерно за 2,5$. Итоговая стоимость за погонный метр - 0,28$/м.

Таким образом на 20м Вы сэкономите:

(0,5$/м - 0,28$/м) × 20м = 4,4 $

Средняя стоимость ретро гирлянды на 30 лампочек общей длинной 21 метр стоит около 40$ (без филаментов). Чтобы самостоятельно собрать такую же, необходимо:

Комплектующее	Стоимость
42м ПВС-1	4$
30 патронов	11$
Регулируемый выключатель	3$
Итого	18$

Таким образом только на 20 метрах Вы сэкономите 22$. С длиной выгода будет только расти.

Кроме того, что это выгоднее, Вы сможете занять себя интересным делом, делая полезную и уникальную вещь, которая прослужит не один год. Такую уж точно нигде не купите. Если у Вас есть вопросы по комплектующим, вы можете их задать нашему менеджеру.