Настольная светодиодная лампа очень полезна и присутствует дома практически у каждого. Люди используют LED светильники для чтения и обучения. Наиболее часто можно встретить флуоресцентные настольные лампы, но они потребляют слишком много энергии и их нужно подключать к внешнему блоку питания.

Светодиодные лампы стоят гораздо дешевле и они более энергоэффективны, но их стоимость в магазинах и интернете обычно превышает 600р. Что если сделать такую лампу своими руками? Она легко собирается из дешевых базовых элементов, сборка в домашних условиях займёт кое-какое время и позволит сэкономить, ведь стоимость деталей лампы обойдётся в 300-1000р.

Вы, возможно, уже видели инструкции по сборке ламп, но особенность этой состоит в том, что она очень дешева и её основа собирается из металлической линейки и картона, что обычно находится под рукой у большинства людей. В лампе нет дерева, пластика, акрила, поэтому вам не придётся использовать специальные инструменты для резки материалов.

Самодельный светильник питается от 4V кислотных аккумуляторов и состоит из 36 светодиодов, которые производят достаточно света для чтения в темноте. Также в схему встроен диммер, работающий на базе интегральной схемы 555 ic и с помощью него можно менять яркость, настраивая потенциометр. Лампу можно заряжать при помощи 9V адаптера.

Я написал детальное руководство как сделать светодиодный светильник своими руками и уверен, что его поймёт даже новичок.

Шаг 1: Собираем нужны части

Для создания лампы вам понадобятся детали, перечисленные в следующем списке. Цена каждой детали может сильно варьироваться в зависимости от места, в котором вы её покупаете.

Список компонентов:

• 36x светодиодов
• 36x транзиторов на 82 Ом
• 2x герметичная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея на 4v 1.5ah
• 1x регулятор напряжения 7805
• 1x выключатель
• 1x красный или зеленый светодиод
• 1x разъём-мама 3.5мм
• 1x потенциометр 50 кОм
• 1x кнопка на потенциометр
• 1x таймер 555 ic
• 2x 1n4001 или аналогичные диоды
• 1x 8-пиновый сокет DIP IC
• 2x резистора 1 кОм
• 1x резистор 330 Ом
• 2x керамический конденсатор 0.1 uf
• 1x TIP 31c или другой npn транзистор
• Макетная плата
• Кабель «радуга»

Инструмент:

• Паяльник
• Провода
• Вытяжка для дыма
• Ножницы

Прочее:

• Картонная коробка
• Стальная линейка на 30 см
• Скотч (изолента)
• Листы черной и белой бумаги
• Самоклейка

Шаг 2: Собираем батарею

Источник питания для нашей лампы должен быть больше, чем на 5V. Если напряжение будет менее 5V, то мы не добьёмся максимальной яркости от светодиодов. Таким образом, вы должны использовать батареи на 6 и более вольт, но напряжение не должно превышать 12V, иначе регулятор напряжения перегреется. Я купил батареи на 4V, так как они были самыми дешевыми и общее их напряжение в 8V позволит производить достаточно энергии для питания лампы.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батарейки были выбраны для удешевления проекта. Их особенность состоит в том, что их можно подключит напрямую к адаптеру питания, и они не нуждаются в дополнительных переходниках. Использование литий-ионных или никель-кадмиевых, алкалиновых и других типов батареек сделают этот проект значительно более дорогим, но при этом такие батареи будут работать дольше.

Для сборки батарей скрепите их двусторонним скотчем и соедините последовательно, что значит соедините положительную клемму одной батареи с отрицательной клеммой другой батареи. Затем припаяйте по проводу к оставшимся свободным клеммам. Соединение батарей в последовательную цепь увеличит их напряжение (общий вольтаж будет равен сумме напряжений каждой батареи), в то время как параллельное соединение увеличит время их работы или силу тока. Спаивайте клеммы батарей быстро, так как перегрев может вывести их из строя.

Шаг 3: Подготавливаем линейку

Согните линейку руками или плоскогубцами как показано на фотографии, а затем покройте её бумагой черного цвета. Линейка нужна для поддержки светодиодов. Причина, по которой я использовал линейку — её дешевизна, гибкость и доступность.

Шаг 4: Подготавливаем плату

Покройте плату белой бумагой. Так как вся плата теперь покрыта бумагой, то для проделывания в ней отверстий приготовьте иглу.

Шаг 5: Припаиваем светодиоды

Так как источник питания на выходе имеет 5V, а светодиодам нужно 3.6V, то их нельзя подключать последовательно. Если соединить их параллельно, то им всё равно нужно будет 3.6V, и если подать на них 5V, то они повредятся. Чтобы избежать этой проблемы, мы добавим в цепь для каждого светодиода резистор. Формула для расчёта значений резистора такая:

Значение резистора (в Омах)= (напряжения блока питания — напряжение источника) / сила тока, необходимая каждому светодиоду (в амперах)

= 5 — 3.6 / 0.02 (20 миллиампер = 0.02 A)
= 1.4 / 0.02
= 70 Ом

Так как 70 Ом — это нестандартное значение, то нам понадобится резистор на 68 или 82 Ом.

При припаивании светодиодов ссылайтесь на приложенную схему.

Шаг 6: Припаиваем светодиоды (шаг 2)

После того, как вы припаяли все светодиоды, последовательно соедините все наборы светодиодов. Затем просто соедините два длинных конца провода с положительной и отрицательной дорожкой.

Шаг 7: Отрежьте лишнюю часть платы

Отрежьте лишнюю часть макетной платы. У вас должна получиться квадратная форма с перпендикулярным выступом, который скрепляется с линейкой. Не выбрасывайте остатки платы, так как они пригодятся для сборки электросхемы диммера.

Шаг 8: Подготавливаем потенциометр

Причина, по которой этот шаг идёт первым кроется в том, что он будет нужен для прототипирования схемы следующего шага. Припаяйте к потенциометру два диода, а затем два провода, как показано на картинке — один к среднему пину, а второй к точке, где соединяются два диода.

Шаг 9: Прототипирование схемы (опционально)

Этот шаг не обязателен и описан для тех людей, кто считает, что сборка схемы сразу на плате не является хорошей идеей. Так что можете собрать приложенную схему на плате прототипирования, подключить 5V источник питания и покрутите потенциометр. На приложенных фотографиях показана работа светильника на 5% и 95% (наименьшая и наибольшая яркость).

Шаг 10: Паяем схему диммера

555 может работать максимум на 200mA, поэтому соединение всех диодов напрямую с выходом перегреет его. Я доработал схему и добавил в неё транзистор tip31c, что позволило безопасно подключить диоды.

Спаяйте всё согласно приложенной схеме. Не припаивайте интегральную схему напрямую, так как её перегрев может повредить устройство — используйте сокет.

Шаг 11: Приклеиваем линейку

При помощи горячего клея или клейкой ленты, приклейте линейку к центру задней части коробки.

Шаг 12: Приклейте плату

Приклейте печатную плату к линейке согласно приложенной фотографии.

Шаг 13: Присоедините батарею

Двусторонним скотчем приклейте батарею к коробке. Убедитесь, что коробку легко закрыть и в ней остается достаточно места.

Шаг 14: Присоединяем выключатель

Выключатель нужен для включения и выключения лампы. Соедините его согласно приложенной схеме.

Шаг 15: Присоединяем потенциометр

Средний пин потенциометра соединяется с пином 2 интегральной схемы, а пин, соединённый с диодом потенциометра соединяется с пином 7 интегральной схемы.

Шаг 16: Подключаем светодиоды

Сделайте отверстие на задней стенке коробки и пропустите в неё провода от светодиодов. Затем соедините положительный провод светодиодов с пином 8 интегральной схемы, а отрицательный провод с коллектором транзистора.

Шаг 17: Подключаем разъём адаптера

Диод соединяется с разъёмом адаптера, поэтому светодиод индикации зарядки горит только во время подключения адаптера, но не горит во время работы лампы. Соедините разъём адаптера с положительной и отрицательной клеммами батареи.

Шаг 18: Присоединяем светодиод индикации зарядки

Соедините светодиод индикации зарядки напрямую с разъемом адаптера и резистором на 330 Ом, подключенным последовательно.

Шаг 19: Приклейте схему

Когда вы всё подключите, приклейте электросхему поверх батареи. Убедитесь, что в коробке еще есть свободное пространство.

Шаг 20: Делаем отверстия

Проделайте в коробке в выбранных вами местах 4 отверстия. Они нужны для установки выключателя, потенциометра, разъёма адаптера и светодиода индикации зарядки. Я разместил выключатель и потенциометр на передней стенке коробки. Для проделывания отверстия подойдёт обыкновенный карандаш.

Шаг 21: Устанавливаем всё в коробку

Следуя приложенным фотографиям, установите все компоненты в коробку.

Шаг 22: Добавляем кнопку

При помощи клея прикрепите к потенциометру кнопку.

Шаг 23: Заклеиваем коробку

Перепроверьте все соединения и при необходимости перепаяйте, а затем заклейте коробку

Шаг 24: Добавляем чёрную крышку

Возьмите кусок картона по размеру чуть больший, чем плата с диодами. Покройте одну сторону картона черной бумагой, а другую — белой. Приклейте картон на плату диодов, черной стороной вперёд.

Шаг 25: Завершающие штрихи

Финальным штрихом при завершении лампы будет нанесение черных полос на края коробки. Комбинация черного и белого цвета придаст лампе опрятный вид.

Отрежьте полосы черного цвета шириной примерно 2 см и проклейте грани коробки.

Шаг 26: Готово!

Чтобы зарядить лампу, просто подключите её к любому адаптеру питания на 9V, светодиод на боку загорится, обозначая, что зарядка началась.

Для получения лучших результатов вы можете смело изменять светодиодную настольную лампу для рабочего стола:

• Увеличьте или уменьшите количество светодиодов. Увеличение количества светодиодов уменьшит время работы батареи между зарядками, а уменьшение количества светодиодов уменьшит яркость лампы.
• Вы можете использовать другие светодиоды, например на 1 или 3 Ватта, 5мм светодиоды, которые фокусируют свет на одной небольшой области.
• Используйте другие типы батарей, например литий-ионные или литий-полимерные: они сделают лампу легче.
• Пристройте к лампе линзу для фокусировки света на столе, как это делается у магазинных ламп.
• Покрасьте лампу в свои цвета.
• Поменяйте дизайн лампы и используйте другие материалы для сборки её корпуса.