Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Сегодня мы с вами рассмотрим порядок расчета и изготовления светодиодного ночника.
Очень часто в детской, где спят маленькие дети, необходимо на ночь оставлять небольшое освещение. Обычно в этих целях используются настольные лампы с электрической лампочкой малой мощности. Давайте с вами рассмотрим этот вопрос с финансовой стороны. Допустим в ночник вкручена электрическая лампочка накаливания мощностью 25 ватт, а сам ночник работает не менее 6 часов в сутки (только в ночное время). Получается:
- за сутки ночник потребляет энергии – 25х6=150 ватт;
- за месяц – 150х30=4500 ватт, или 4,5 Квт;
- за год – 4500х12=54000 ватт, или 54 Квт.
Допустим один киловатт энергии стоит 2 рубля 50 копеек, получаем: 54х2,5=135 рублей.
Вроде бы немного за год, но как известно копейка рубль бережет.
Возникает вопрос, а нельзя ли чем-нибудь заменить лампу накаливания? Конечно можно. К примеру заменить ее на энергосберегающую лампу. Но ее стоимость, да и энергия потребленная за год, превысит первоначальный расход в 135 рублей за год. Конечно она потом будет окупаться, но очень медленно, да и неизвестно сколько она реально проработает. Единственный выход в этой ситуации – применить светодиоды.
Наверняка у многих из вас лежат где-то дома неиспользуемые зарядные устройства от сотовых телефонов давно ушедших в иной мир. Используя такое ненужное зарядное устройство, несколько светодиодов и резисторов, будет несложно собрать светодиодный ночник. Итак, приступаем. Для сборки ночника нам потребуется:
- неиспользуемое зарядное устройство от телефона;
- четыре (можно больше) суперярких светодиода разного цвета свечения;
- два или три резистора.
Вот такой набор, для сборки ночника, использовал я:

Что изображено на фотографии:
- разобранное зарядное устройство, у которого я отрезал от корпуса часть с вилкой;
- пять суперярких светодиодов белого, красного, зеленого и синего цвета свечения;
- три сопротивления для ограничения тока через светодиоды при их подключении к зарядному устройству.

Характеристики моих светодиодов:
- белый, синий, зеленный – тип: FYL-8013UWC(UBC,BGC), максимальный ток потребления – 20 мА, напряжение падения – 2,8-3,6 вольт;
- красный – тип: FYL-8013URC, максимальный ток потребления – 20 мА, напряжение падения – 1,8-2,3 вольт. Угол свечения у всех диодов – 15 градусов, то есть они узконаправленные. Такие светодиоды (белого свечения) обычно применяют в фонариках .

Так как у меня узконаправленные светодиоды, я решил прикрепить ночник к потолку, а светодиоды направить в разные углы комнаты (у меня в детской пять углов, поэтому я взял пять светодиодов, два из них красного свечения, как самые маломощные в этой группе по характеристикам. Запитывать ночник я буду от второй, неиспользуемой группы проводов люстры, т.е. один выключатель на люстру, а второй на ночник. Конечно, вы можете сделать подругому, это не главное. Для корпуса решено использовать корпус зарядного устройства, с трудом но разместить детали там получается.

Приступаем к сборке. Первоначально измеряем напряжение на выходе зарядного устройства, у меня вышло – 6 вольт. Теперь нам надо, используя закон товарища Ома, рассчитать   сопротивления токоограничительных резисторов. У меня светодиоды белого, синего и зеленого цвета свечения имеют одинаковое падение напряжения и одинаковый ток потребления, поэтому, эту группу светодиодов я буду подсоединять к источнику питания через один общий резистор.

Рассчитываем сопротивление резистора на группы из трех диодов:

R=U/I (что означает, что сопротивление искомого резистора равно напряжению питания, деленному на силу тока потребляемого светодиодами). Учитываем, что падение напряжения на этих светодиодах составляет (берем максимальное) – 3,6 вольта, поэтому от 6 вольт отнимаем падение напряжения – 3,6 вольта и получаем – 2,4 вольта. Потребляемый ток принимаем 20 мА, который обязательно переводим в амперы – 0,02A (потому-что в формулах Ома все считается в Вольтах, Амперах и Омах) и вычисляем необходимое сопротивление:

R=2,4/0,02=120 Ом (так рассчитал мой калькулятор). Получилось, что для того, чтобы при напряжении источника питания в 6 вольт, через заданные светодиоды протекал ток 20 мА, необходимо их подключать к источнику питания  через резистор сопротивлением 120 Ом. Теперь нам надо уточнить какой мощности должен быть данный резистор, чтобы он не сгорел при  эксплуатации устройства. Как известно Р(мощность)=UxI. Подставляем значения, учитывая что у меня в группе три светодиода и общий ток их потребления составит 60 мА, или 0,06 А.

Р=6х0,06=0,36 Вт. Это означает, что токоограничительный резистор на группу из трех светодиодов надо выбирать мощностью не менее 0,5 Вт.  У меня сопротивлений такой мощности не оказалось, поэтому я взял два сопротивления мощностью по 0,25 Вт номиналом 240 Ом, и соединил их параллельно. В результате я получил мощность такого двойного резистора – 0,5 Вт а сопротивление его, при параллельном соединении,  согласно опять-таки формуле Ома равно:

R=R1xR2/R1+R2= 240×240/240+240=57600/480=120 Ом. Что мне и требовалось.

Точно также рассчитываем сопротивление для второй группы диодов (красного свечения), учитывая что падение напряжения этих светодиодов 2,3 В, а ток потребления так же 20 мА (0,02 А), 6 вольт – 2,3 вольта= 3,7 вольта:

R=3,7/0,02=185 Ом.    Мощность Р=6х0,04= 0,24 Вт.

Резистора сопротивление 185 Ом в линейке омных сопротивлений нет, поэтому берем ближайшее – 180 Ом с допустимой рассеиваемой мощностью 0,25 Вт.

Все необходимые расчеты мы провели, теперь рисуем схему устройства. С этой целью используем программу sPlan 7.0, с которой можно ознакомиться на сайте:

Осталось собрать наш светодиодный ночник:

Вот такой он получился у меня. Я его приклеил клеем Момент в центре потолка, а светодиоды подправил так, чтобы они светили точно в углы комнаты. Размеры устройства получились: 2,5х2,5х5 сантиметров, то есть в принципе очень маленькое. Но а как показала практика, ночью такое освещение выглядит довольно привлекательно и не раздражает глаза.
И последнее. Я измерил потребляемый ток этого устройства от сети 220 вольт и получил I=6 мА. Если перевести в потребляемую мощность, то получим: Р= 220х0,006= 1,32 Вт:
- за сутки – 6х1,32= 7,92 Вт, округляем до 8 Вт;
- за месяц – 30х8= 240 Вт;
- за год – 12х240= 2880 Вт, или приблизительно 3 кВт.
А 3 кВт умноженные на 2 рубля 50 копеек дают 7 рублей 50 копеек против 135 рублей с обычной лампочкой. Комментарии, как говорится, излишни. Хотя, по идее, нормальный счетчик не имеет права реагировать на столь низкое потребление энергии!


назад
значёк