В профессиональных кругах в последние годы активно обсуждается вопрос о «качественности» замены «старых» ламп накаливания лампами энергосберегающими, имеющими газоразрядные трубки, и лампами светодиодными. На первый взгляд (общество убеждали), польза от такой замена не только очевидна, но и необходима – для экономии электроэнергии.

Имею основания с этим выводом однозначно не согласиться. Уже сегодня в результате многочисленных исследований, в основном на практике, установлено, что светодиодные лампы более вредны для «здоровья глаз», нежели «старые» лампы накаливания.

Экономия электроэнергии в разы – да. С этим трудно не согласиться. Но если кто-то из заинтересованных читателей даст себе труд задуматься, проанализировать световой спектр, излучаемый сверхмощным светодиодом (теми, что используются в осветительных лампах бытового и промышленного назначения) и, с другой стороны, ознакомиться с истории доработки до оптимального для глаз цветового спектра «старой» неэкономичной лампы, то вывод будет неутешительный.

Светодиодные источники света всем хороши, но они трудно воспринимаются человеческим глазом. На бытовом уровне попробуйте сами: поочередно посмотрите с одинакового расстояния в течение нескольких минут на свет старой лампы накаливания мощностью 60 Вт и на светодиодную лампу «нового поколения» с обозначенной мощностью потребления 6 Вт (сила светового потока у этих сравниваемых приборов освещения примерно сопоставима).

У меня при относительно длительном «глядении» на светодиодную лампу (безотносительно – «холодного» или «теплого» цвета свечения – «цветовая температура») в течение даже всего одной минуты начинают болеть глаза и хочется отвести взгляд.

При том же эксперименте «в гляделки» со старой лампой накаливания я отвожу взгляд через три-четыре минуты. Возможно, речь идет об индивидуальных особенностях зрительного восприятия источника света, но для меня очевидно, что яркий свет светодиодных ламп намного «резче», чем более мягкий и привычный свет «старых» ламп накаливания.

Особенно хорошо контраст между рассматриваемыми источниками освещения воспринимается в затемненном помещении и (или) в темное время суток.

На тему вариантов и методов смягчения светодиодных источников освещения написано много статей. Однако, на мой взгляд, существует самый простой и малозатратный способ, несомненно добавляющий комфорта в загородном доме.

 

4.1. Безопасный свет

В моей практике экспериментальным путем установлено, что с помощью установки яркого источника света в решетчатый колпак можно добиться уменьшения резкости светового потока.

А мягкость светового потока добавляет домашней обстановке комфорта и не утомляет глаз.

На рис. 4.1 представлен промышленный светодиодный фонарь, используемый в быту и на отдыхе (кемпинг, дача).

Рис. 4.1. Светодиодный фонарь с автономным питанием при естественном освещении

На рис. 4.1 показан включенный днем, при естественном освещении фонарь. В этом случае резкость света не так бросается в глаза.

Кемпинговый фонарь ТН6029, представленный на рис. 4.1, имеет встроенный аккумулятор энергоемкостью 2,5 А/ч, время непрерывной работы от которого матрицы из 30 сверхъярких светодиодов составляет примерно 8 часов.

Встроенное зарядное устройство позволяет заряжать аккумулятор от осветительной сети 220 В.

Устройство имеет регулятор яркости ламп, реализованный на линейной схеме. А на рис. 4.2 представлен тот же фонарь, включенный на том же месте июльским вечером, после захода солнца.

Разница по резкости восприятия человеческим глазом очевидна даже на фотографиях.

Для питания этого фонаря применяются подзаряжаемые от сети 220 В аккумуляторы, поэтому срок его действия составляет не менее 2 лет, популярность устройства в народе велика, а цена не превышает 350 рублей (в магазинах Санкт-Петербурга и Вологды). Причем срок действия в течение приведенного времени ограничен именно встроенным аккумулятором и прямо зависит от условий эксплуатации фонаря – соблюдения несложных правил по зарядке устройства.

Рис. 4.2. Светодиодный фонарь с автономным питанием в темное время суток

В то время как срок работы непосредственно светодиодов – как в этом, так и во всех случаях их применения – заявляется производителем не менее 100 000 часов. Так, если бы не аккумулятор, такой фонарь – при условии правильной эксплуатации – мог бы служить почти вечно. Но… ничего вечного не бывает. Особенно если вопрос касается зрения, в частности здоровья человека, что, как известно, за деньги не купишь.

И чтобы сохранить зрение, рекомендую использовать для длительного освещения жилых помещений (там, где свет нужен длительное время, а не несколько минут) светодиодные фонари и (или) осветительные лампы через… решето.

На рис. 4.3 представлена обычная – на первый взгляд – корзина, сделанная из мягкого металла – алюминия с мелкоячеистой сеткой. Размеры одной ячейки в корзине всего 4x4 мм.

Рис. 4.3. Корзина с мелкими ячейками

Такую корзину во время экспериментов я взял от велосипеда; она использовалась в качестве корзинки для вещей – для удобства перевозки вместо багажного отсека.

При установке включенного фонаря в корзину (как вариант – накрытия корзиной, иным предметом с мелкой сеточкой – ячейками) свет получается намного мягче, и смотреть на такой источник уже менее затруднительно (см. рис. 4.4).

Рис. 4.4. Разные варианты сетчатых фильтров

Это впечатление, полученное визуальным образом, имеет важнейшее значение для нашего жилья. Кроме того, такой источник «защищенного» света можно с большей безопасностью для здоровья и комфортом применять в хлевах, где содержатся животные.

На рис. 4.5 представлена фотография стены с эффектом света, полученного из «корзины».

Почти аналогичным образом поступают водители маршрутных автобусов – «пазиков», закрывая плафоны освещения в салонах свисающими с потолка листами бумаги. Таким образом, они ставят произвольный экран на плафон освещения: водитель автобуса отраженного света не видит, и ему он не мешает управлять транспортным средством в вечернее время, а в салоне при этом светло. «Голь на выдумки хитра», – сказал бы на это европеец.

Рис. 4.5. То, что мы видим на стене

Таким образом, проверенная на практике и описанная здесь идея может помочь и во многих других случаях, особенно там, где используют «новейшие» и «экономичные» средства, люди, оптимизируя свои расходы, все же не забывают о своем здоровье или хотя бы предпочитают жить в своих интерьерах в комфорте, а не в мучении.

 

4.2. Как сделать вазу для цветов из ненужной лампы накаливания

На рис. 1.1 в первой главе представлена обыкновенная лампа накаливания со спиралью, какие сегодня уже считаются анахронизмом эпохи; их повсеместно заменяют на энергосберегающие лампы.

Тем не менее даже отходы от таких, казалось бы, никому не нужных ламп можно с успехом приспособить для оригинальных «штучек», к примеру для миниатюрной цветочной вазы.

Для этого в основании цоколя мощным паяльником (более 65 Вт) растапливают слой припоя до того, пока не будет «открыто» отверстие для доступа к внутренностям колбы.

Далее с помощью бытового шуруповерта и сверла диаметром 6…8 мм отверстие расширяют до максимально возможного размера 8 мм (в диаметре) и с помощью пинцета вынимают из колбы крепление спирали.

После этого колбу с расширенным цоколем переворачивают, промывают мыльным раствором до блеска, заполнив водой, вставляют небольшой цветок (растение) так, как показано на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Цветок в лампе

Оригинальная конструкция из отходов готова.

Так же можно сделать даже пепельницу из колбы. После покраски получается довольно интересная и оригинальная вещица. В моем хозяйстве она имеет вид, представленный на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Вид пепельницы из колбы старой лампы

 

4.3. Светодиодная подсветка из подручных деталей

В качестве совсем необычного оформления праздника советую сделать светящийся детский костюм. В свободное время я поставил в детскую шапочку светодиодную ленту в несколько оборотов, получилось оригинально и красиво.

Гибкая и клейкая основа ленты позволяет крепить ее на любые поверхности. Она идеально подходит для интерьеров, декоративного освещения и подсветки миниатюрной архитектуры в домашней обстановке. Светодиоды в исполнении «для поверхностного монтажа в SMD-корпусе» – один из самых экономичных источников света в наши дни.

Действительно, такая лента незаменима в качестве праздничного оформления детского костюма, поскольку безопасна и красочно оформлена. Такую ленточку можно без ущерба ее работоспособности нарезать участками по 5 см, что и позволяет (с учетом клейкой основы) крепить ее даже не маленьких поверхностях соответствующей длины (площади).

Для «украшения» шапки потребовалась светодиодная лента LS603605MD с напряжением 12 В и мощностью потребления 4,8 Вт на 1 м. В упаковке 5 м. Надо отрезать ножницами необходимое количество ленты, снять защитную пленку с клеевой основы (обратная сторона светодиодной ленты) и приложить непосредственно к материи головного убора (см. рис. 4.8). Лента может быть и любого другого типа, модели.

Рис. 4.8. Установка ленты на шапку

Как правило, основное отличие – в цвете и его оттенках. Даже так называемый белый цвет может быть «теплым» или «холодным» – по спектру (это указывается на упаковке). Подбор нужного оттенка выбирают, исходя из индивидуальных предпочтений, или просят проконсультировать в магазине – при покупке ленты.

Светодиоды будут светить и от напряжения 9 В, поэтому используем автономное электропитание – всего одна батарейка типа «Крона» (6F22) – безопасно и легко, ее и не видно. Батарейка подключается к ленте через разъем.

Купить светодиодную ленту по цене примерно 450 рублей за катушку (5 м) можно в магазинах для дома (электротоварах), стоимость батарейки – еще 40 руб. и разъема – 20–30 рублей – сделают ваш праздник необыкновенным и не затратным.

Если кому-то потребуется украсить такой лентой (ее остатками – после шапки) другие элементы одежды (домашнего интерьера), то удобно подключить ее (ленту) через сетевой адаптер с выходным напряжением 12 В (стоимость в магазинах примерно 300 рублей – в зависимости от выходной мощности).

О мощности и подборе адаптера (источника питания) надо сказать особо. С учетом потребляемой мощности 4,8 Вт на 1 погонный метр ленты по закону Ома (из курса физики знает каждый школьник) рассчитываем суммарную потребляемую мощность: в соответствии с формулами Р (мощность, в ваттах) = U (напряжение электрической цепи в вольтах) х I (ток в электрической цепи, измеряемый в амперах) и U = IR (сопротивление электрической цепи, измеряемое в омах), она составит 4,8 Вт х 5 м = 24 Вт. Из этого выделяем ток в цепи 24/12 = 2 А. Под эти параметры и нужен источник питания – адаптер. Он должен быть рассчитан на мощность (с запасом) 30 Вт и (или) ток (с запасом) 2,5 А (пишут на упаковках к адаптерам). Соответственно, для участка светодиодной ленты длиной в 1 м мощность потребления будет 4,8 Вт и ток в цепи (при напряжении 12 В) равен 400 мА. При напряжении питания 9 В (от батарейки типа «Крона») ток в цепи будет еще меньше, поэтому ее применение в данной разработке вполне оправдано.

Тем читателям, кто захочет снабдить световую голову неким сюрпризом, рекомендую предусмотреть миниатюрный электрический включатель (в разрыв цепи), вывести его на тонких проводках в рукав одежды и незаметно включать его при словах (к примеру) «раз, два, три, голова – гори!».

На рис. 4.9 представлен вид готового изделия.

Рис. 4.9. Готовый вид демонстрирует моя дочь Эллина

А головной убор, украшенный светящимся полотном, можно применять на любом празднике. Таким образом, «световую голову» можно носить везде без всяких проводов и даже незаметно включать в нужный момент. Соответственно, аналогичным образом можно украсить (причем разными цветами) буквально все – от варежки до брюк или платья.

 

4.4. Защита от насекомых с помощью энергосберегающей лампы

Принципиально новый способ защиты от летающих насекомых можно реализовать с помощью старой энергосберегающей лампы, если ее спираль с внешней стороны покрыть желтым цветом.

Мягкий, успокаивающий свет «теплого» спектра практически безвреден для человека и домашних животных, при этом лампа создает мощную защиту от комаров и летающих домашних насекомых.

Вворачивается в любой цоколь-патрон стандарта Е27. Применение проверено как в помещении, так и на улице.

 

4.5. Триггерное управление светодиодными лампами по двум проводам

Популярная микросхема КР1006ВИ1 многофункциональна, может работать в электрических схемах в качестве таймера, триггера, генератора импульсов; ее выходной каскад позволяет подключать нагрузку до 200 мА.

Предлагаю дистанционный вариант управления посредством этой замечательной микросхемы, о которой ходят легенды.

На электрической схеме, представленной на рис. 4.10, показана «защелка», коммутирующая цепь нагрузки посредством маломощного реле К1.

Рис. 4.10. Электрическая схема устройства

Отличительная особенность схемы в дистанционном управлении триггером – необходимы только два провода (их общая длина может достигать нескольких метров) – «общий» и идущий к объединенным входам (выводы 2 (триггерный) и 6 (пороговый) микросхемы D1).

Относительно большая длина проводов допускается за счет хорошей помехоустойчивости данной микросхемы.

Половина напряжения источника питания через резистор R1 подается в точку соединения триггерного и порогового входов. При таком оригинальном схемном решении КР1006ВИ1 работает как ячейка памяти с запоминанием состояния.

Цепочка из элементов R3C2, соединенная с входом сброса многофункционального таймера D1 (вывод 4), устанавливает схему в состояние выключения и готовности к приему управляющих сигналов при первоначальной подаче питания.

Особенность приведенной схемы такова, что если на входе управления (выводы 2 и 6) установится низкий уровень напряжения, то на выходе (вывод 3 D1) будет высокий уровень, и наоборот; высокий уровень на входе приведет к низкому уровню напряжения на выходе. Для дистанционного управления триггером устанавливается резистор R2, таким образом дополняя схему делителя напряжения.

При замыкании контактов кнопки S1 «вкл» триггер перебрасывается в другое устойчивое состояние – включает нагрузку. При разомкнутых контактах S1 нагрузка отключается.

Индикатор на светодиоде VD1 горит, когда разгрузочный выход (вывод 7) D1 пропускает сигнал, при этом на выводе 3 устанавливается высокий уровень напряжения, ключевой транзистор VT1 (включенный по схеме усилителя тока) открывается и включает реле.

Реле может коммутировать низковольтную нагрузку. Однако если вместо РЭС15 применить другое реле, рассчитанное на коммутацию нагрузки в электрической сети 220 В переменного тока, к примеру Pasi или Omron на 12 В, то можно управлять лампами люстры или дистанционным включением/отключением других бытовых приборов с током потребления до 3 А.

Напряжение питания устройства, собранного по приведенной схеме, при котором оно работает, устойчиво – 11… 15 В.

 

4.6. Бытовой плафон освещения на светодиодной линейке

В разделе, предназначенном для разработчиков систем освещения и специалистов ЖКХ (жилищно-коммунального хозяйства), а также всех заинтересованных лиц, желающих достичь простым и малозатратным методом реальной экономии электроэнергии (энергосбережения), рассматривается вариант практической замены ламп освещения не просто на энергосберегающие или светодиодные лампы, а на линейки светодиодов – с сохранением всех атрибутов корпуса бывшего светильника.

Итак, обычный светильник с «плоским» плафоном (рис. 4.11) для внутреннего освещения можно преобразить и облегчить довольно несложным способом.

Рис. 4.11. Внешний вид бытового светильника для внутреннего освещения

Для этого потребуются линейка светодиодов и адаптер напряжения, преобразующий входное напряжение осветительной сети 220 В с частотой 50 Гц в постоянное напряжение 48 В с выходным током 120 мА. Для экономии времени и финансовых средств в качестве преобразователя я применил готовый адаптер (см. рис. 4.12), предназначенный для работы в сети переменного тока.

Рис. 4.12. Адаптер – преобразователь напряжения с небольшим выходным током и выходным напряжением 48 В

Для того чтобы заменить «штатный осветительный прибор – лампу накаливания (энергосберегающую или светодиодную лампу) с цоколем Е27, потребуется небольшая доработка.

Плафон снимают и демонтируют «штатный» патрон, отвинчивая его от корпуса светильника. Затем в форме двух полусфер с помощью саморезов или моментального клея к корпусу светильника – подложке фиксируют 2 светодиодные ленты, каждая из которых содержит по 16 светодиодов, включенных в последовательную электрическую цепь (см. рис. 4.13). Количество светодиодов рассчитано таким образом, чтобы ток в цепи был допустимым для эксплуатационных характеристик светодиодов.

Рис. 4.13. Вид на установленные линейки светодиодов внутри корпуса светильника

Для крепления светодиодных лент потребуется просверлить еще 4 отверстия. Как это сделать – показано на рис. 4.14.

Рис. 4.14. Места сверления отверстий в корпусе светильника

Причем основные технические характеристики, такие как габаритные размеры, потребляемая мощность, тип кривой силы света, остались прежними.

Рассмотрим электрическую схему на рис. 4.15.

Рис. 4.15. Электрическая схема устройства освещения с помощью двух светодиодных линеек

Если заменить светодиодной линейкой на липкой основе прежние лампы освещения, то устройство будет иметь такие технические характеристики: номинальное напряжение в диапазоне 180–260 В и частота сети 50 Гц, при применении в качестве HL1-HL32 двух светодиодных линеек типа S16L-40xl06-l мощность составит 60 Вт.

Цветовая температура светодиодов соответствует техническим характеристикам S16L-40x 106-1 и составит в примененной линейке 4000 °К.

А такие эксплуатационные характеристики новых изделий, как диапазон напряжения питания, при котором лампа сохраняет гарантированную заводом работоспособность (наработку до отказа), цветовая температура (цвет свечения) и масса, изменились.

У новых ламп за счет применения сверхъярких светодиодов эти показатели заметно улучшены.

Как видно из электрической схемы, представленной на рис. 4.11, для питания светодиодных линеек использован промышленный адаптер с выходным напряжением 48 В ± 10 %. Выходной ток его небольшой, однако с учетом малого потребления тока светодиодами вполне достаточен для долговременного питания такого устройства освещения. Практикой проверена работа устройства в режиме 24 часа.

При этом адаптер нагревается не выше 35 °C, что можно считать вполне приемлемым показателем для долгосрочного применения в круглосуточном режиме освещения.

В то же время напряжение питания (род тока постоянный), при котором светодиоды в линейках будут гарантированно светить, находится в диапазоне 22…32 В, потребляемая мощность – не более 10 Вт.

Освещенность (холодный спектр цветовой температуры) на расстоянии 1 м – не менее 30 лк.

Вес одной светодиодной линейки – всего 50 г.

Гарантированная на заводе наработка до отказа – не менее 30 000 часов. И все эти характеристики изделий соответствуют утвержденным в ГОСТ тактико-техническим требованиям в части освещенности.

Кроме того, относительно нихромовой спирали лампы накаливания светодиод безопасен и вполне конкурирует с другими искусственными источниками света по долговечности.

Автору встречались светильники промышленного изготовления, к примеру Navigator NLL-A55-5-230-2,7 К-Е27, однако его цена (в розницу) пока намного превышает затраты по приобретению отдельных элементов (адаптера и светодиодной линейки на липкой основе), а значит, предложенное в статье решение является рентабельным для тех, кто возжелает его повторить.

Таким образом, путем несложной доработки получается компактный и легкий светильник для внутреннего освещения с ресурсом работы не менее 30 000 часов непрерывной работы (за счет использования современных сверхъярких светодиодов).

Цвет светодиодов в линейке для поверхностного монтажа зависит от конкретных задач. Данным способом можно заменить осветительные приборы – как дома, так и на даче, в гараже, в подъезде, – чем и достичь большой экономии средств.

 

4.7. Моделируем освещение в труднодоступных местах

Без особых финансовых затрат и физических усилий я сделал освещение с применением… готовой светодиодной ленты, приобретенной в рулоне.

На всю кухню ушло две такие ленты. Так мне удалось подчеркнуть достоинства даже малогабаритной кухни площадью всего 5 кв. м.

Это решение придало моему интерьеру интересное по цветовой гамме и мягкости «настроение»: приглушенный свет (светодиодная подсветка) для романтического вечера с женой или чтения после сенокоса может быть увеличен (включение второй светодиодной ленты) до «полного» и яркого, когда вся комната наполняется светом, призывая к трапезе большую семью даже на такой маленькой кухне.

Ленты имеют самоклеющуюся основу, поэтому их фиксация в стыке между потолком (пластиковыми плитками) и стеной не вызывает никаких затруднений. Более того, светодиодной лентой можно уютно оформить и контуры кухонного мебельного гарнитура.

Рисунок 4.16 иллюстрирует монтаж светодиодной ленты (защитная основа снимается с самоклеющейся поверхности непосредственно перед монтажом ленты, в процессе которого потребуется лишь единожды прижать участки ленты к монтируемой поверхности на 30–40 секунд).

Рис. 4.16. Монтаж светодиодной подсветки на кухне

Впрочем, подчеркнуть выгодные детали интерьера можно и другими способами, к примеру организовав установку встраиваемых в потолок светильников под различными углами, направление света в разные стороны. Но этот путь более затратный и, возможно, хозяйкам покажется трудным. Скажу лишь, что такое решение для тех, у кого кухни побольше, помимо светодиодной подсветки (см. выше, которая дает мягкий свет, очерчивая контуры мебели), направленные пучки света могут освещать не столько сам потолок, сколько быть направлены на стены, в ниши и даже на декоративные объекты, создавая при этом разные типы освещения: точечное, рассеянное, направленное.

Главное – не забывать про чувство меры и стиля, иначе безвкусное оформление испортит весь интерьер целиком.

 

4.8. Выбор источника освещения

Светодиодная лента – также идеальное решение для закарнизного и потолочного освещения и для любой локальной «праздничной» подсветки, к примеру даже окон домов. Основные преимущества светодиодных лент: компактность, гибкость, легкость монтажа, низкое энергопотребление и напряжение питания (можно применять без сетевого адаптера), безопасность. Все перечисленные факторы можно считать преимуществами светодиодных лент, по сравнению с различными гирляндами на проводах, в том числе и светодиодными.