Как сделать светящиеся гирлянды своими руками

Электрическая гирлянда

Электрическая гирлянда – неотъемлемый атрибут, применяемый для украшения праздничной ели на Новый год и Рождество. Первые новогодние световые гирлянды появились в Северной Америке в конце XIX века, придя на замену пожароопасным свечам и бумажной мишуре. Изобретена электрогирлянда была в 1882 году Эдвардом Джонсоном, помощником и учеником знаменитого ученого Томаса Эдисона.

В Европе такое елочное украшение появилась только в начале XX века, с помощью разноцветных электрических ламп в 1906 году украсили несколько новогодних елей в столице Финляндии. В дореволюционной России разноцветные электрические огоньки не прижились – церковь считала их надругательством над христианскими традициями, официальная власть ассоциировала с ненавистной в те дни Германией. Все изменилось с приходом советской власти, которая, несмотря на порицание всего буржуазного и западного, очень быстро освоила выпуск этого украшения для новогодней ели. Выпуск первых елочных украшений из ламп накаливания в СССР начался уже в 1938 году. В послевоенное время изготовление новогодних мигающих огоньков достигло невиданного размаха, и уже в 70-х годах на смену простым лампочкам пришли более надежные, долговечные и яркие светодиоды.

Современные модели данного елочного украшения очень разнообразны: от простых «нитей» до светодиодных сеток, завес, украшений, у которых отдельный светящийся элемент выглядит как крупная пятиконечная звездочка.

Интересно. Первой гирляндой была украшена рождественская елка, установленная возле Белого Дома в Вашингтоне в 1895 году.

Преимущества и недостатки

К достоинствам изготавливаемых самостоятельно елочных световых гирлянд относятся:

• Экономия денег;
• Простота сборки;
• Возможность изготовления украшения необходимых размеров.

К недостаткам самодельных елочных украшений из мигающих огоньков относятся высокий риск выхода из строя электрической цепи в случае неправильного подбора ее компонентов и их сборки, необходимость наличия навыков пайки и работы с простейшими радиодеталями.

Способы изготовления своими руками

Изготовление подобного елочного украшения производится 2 основными способами:

• Пайка с использованием паяльных станций или паяльников с терморегуляторами;
• Метод скручивания, при котором проводники соединяются со светодиодами и электронными компонентами обычными скрутками.

Из двух данных способов наиболее надежна и популярна пайка, позволяющая получать более прочные и исправно работающие на протяжении длительного времени мигающие елочные огоньки.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

В самостоятельной сборке подобного елочного украшения существуют следующие особенности:

1. Перед началом работ необходимо определиться с размером будущего елочного украшения;
2. На основе размера и количества в ней огоньков необходимо составить схему подключения компонентов данного елочного украшения, рассчитать значения их основных характеристик;
3. После сборки электрическую цепь необходимо подключить к выбранному источнику питания и проверить на работоспособность.

Также по завершению всех работ необходимо проверить целостность проводов, прочность спаек.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Выбор светодиодов

Для самодельной гирлянды потребуются разноцветные светодиоды диаметром от 4-5 до 10 мм с допустимой силой тока 20-30мА и значением снижения напряжения от 2,1 до 3 В.

Количество светодиодов подбирается с учетом того, что оптимальное расстояние между ними должно быть 20-25 см.

Выбор резисторов

Количество резисторов и значение их сопротивления рассчитываются, исходя из схемы подключения светодиодов:

1. При последовательном подключении резистор устанавливается один. Его сопротивление рассчитывается по формуле:

где:

• Uип – напряжение источника питания, В;
• Uпад – падение напряжения на светодиоде, В;
• К – количество светодиодов, шт.;
• I – сила тока одного светодиода, А.

Т.е. при сборке гирлянды из 10 светодиодов с рабочим током 20 мА (0,02 А) и падением напряжения 2,1 В, запитываемой от 24-х вольтового блока питания, сопротивление единственного резистора, устанавливаемого перед первым светодиодом, будет равно:

R = (24-(10×2,1)/0,02= 3/0,02=150 Ом.

1. При подключении светодиодов к каждому аноду полупроводниковой радиодетали припаивается отдельный токоограничивающий резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле:

Т.е. при сборке аналогичного, как и в прошлом пункте, елочного украшения, в котором светодиоды будут подключены параллельно, к каждому из них припаивают резистор с сопротивлением 1 кОм.

Выбор блока питания

Блок питания для елочного самодельного украшения из светодиодов выбирают с учетом их количества и характеристик. Для того чтобы все огоньки украшения горели одинаково ярко, их суммарное напряжение и мощность должны быть меньше, чем аналогичные показатели у применяемого блока питания.

Данный показатель рассчитывается по следующей формуле:

где:

• P – мощность, Вт;
• U – напряжение, В;
• I – сила тока, А.

Таким образом, для 10 светодиодов с падением напряжения 2,1 В и рабочим током 20 мА необходим как минимум 24-х вольтовый блок питания мощностью 0,42 Вт.

Вилка

При подключении гирлянды с большим количеством светодиодов напрямую к 220-ти вольтной сети используют стандартные разборные евровилки, подходящие по цвету к используемому проводу.

Провода

Для монтажа гирлянды используют мягкие 2-х жильные многопроволочные проводники с сечением 0,75 мм.кв.

Схема подключения

Простейшее елочное украшение из ярких разноцветных светодиодов можно собрать по приведенной ниже принципиальной схеме.

Изготовление гирлянды из светодиодов

Для того чтобы сделать простое, но при этом красивое елочное украшение из светодиодов необходимо:

• Произвести расчеты потребностей в материалах: светодиодах, проводе, термоусадочных трубках;
• Закупить рассчитанное количество материалов;
• Рассчитать значения сопротивления токоограничивающего резистора и мощности блока питания, закупить их;
• Припаять токоограничивающий резистор;
• Через каждые 20-25 см припаять к проводу последовательно все светодиоды, закрывая места спаек при помощи термоусадочных тонких трубочек;
• Подсоединить к гирлянде блок питания.

Собранная правильно гирлянда будет гореть ровным и негаснущим светом ни один год.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для сборки елочного украшения из светодиодов с эффектом бегущих огней используют самодельные или покупные трехфазные мультивибраторы на основе тиристоров, специальные электронные микросхемы.

Создание гирлянды из старой клавиатуры

Для изготовления такой гирлянды из нескольких вышедших из строя клавиатур выпаивают все светодиоды, при помощи тонких проводов соединяют их последовательно, припаивают токоограничивающий резистор с расчётным сопротивлением. Полученной нитью из светящихся огоньков украшается небольшая елочка. Запитывают ее от обычного 9-ти вольтового блока питания.

Гирлянда из ламп накаливания

Помимо светодиодов, красивое украшение для елки со светящимися огоньками можно сделать из обычных ламп накаливания. Для этого 10-12 патронов соединяют между двухжильным многопроволочным проводом по параллельной схеме подключения, присоединяют к концу провода вилку. Расстояние между патронами делают порядка 30-40 см. Для того чтобы гирлянда была яркой и хорошо заметной, в патроны вкручивают разукрашенные в разные цвета термостойкой краской лампочки мощностью 40-60 Вт.

Как переделать старую электрическую гирлянду

Старую гирлянду из светодиодов с перегоревшим блоком управления можно не выбрасывать, а просто отремонтировать следующим образом:

• Удалить блок управления, измерить диаметр светодиодов, найти их характеристику в интернете.
• Далее, исходя из количества огоньков и их характеристик, рассчитывают сопротивление токоограничивающего резистора, припаивают его в начале гирлянды.
• Для того чтобы можно было отключать и включать мигающие огоньки, не выдергивая вилку из розетки, в разрыв фазного провода перед резистором устанавливают небольшую кнопку.

Чтобы резистор и кнопка не повреждались и не представляли опасность для маленьких детей и домашних животных, их помещают в небольшой пластиковый корпус. Отремонтированное таким способом украшение будет излучать постоянный и негаснущий свет.

Гирлянда для использования на улице

Для размещения на улице используют самодельные гирлянды из мощных светодиодов, прочных проводов, подключаемых к электрической сети напрямую или через блок питания соответствующей мощности.

Правила техники безопасности

Перед тем, как сделать своими руками электрическую гирлянду, необходимо ознакомиться с правилами безопасности при выполнении паечных работ:

• Все паечные работы необходимо делать, только используя новое или исправное и проверенное паяльное оборудование.
• Пайку следует производить в хорошо проветриваемом помещении.
• Глаза и кожные покровы желательно защитить от капелек припоя и активного флюса при помощи перчаток и специальных очков.
• Проверку собранной гирлянды необходимо осуществлять при тщательно заизолированных местах спайки.
• При пайке нежелательно использовать паяльники без терморегуляторов.

По завершению работ желательно ненадолго выйти на свежий воздух.

Видео

Источник

Как сделать гирлянду из лампочек и светодиодов?

Украшение домов, магазинов, промышленных объектов сегодня популярно выполнять при помощи гирлянд. Этот элемент декора давно известен на отечественном рынке, как неотъемлемый атрибут новогодних праздников. А с развитием технических средств новогодняя гирлянда стала доступной и для других сфер деятельности человека. Но в связи с низким качеством китайских гирлянд, заполонивших рынок, да и просто из любопытства многие обыватели задаются вопросом, как сделать гирлянду из лампочек и светодиодов своими руками.

Что нужно знать по поводу гирлянды?

Заводские модели представлены в широком ассортименте, но качество исполнения многих гирлянд оставляют желать лучшего. Изготавливая самостоятельно, вы можете выбрать все комплектующие материалы, помимо этого сэкономить на изготовлении и расходах на доставку.

Перед изготовлением елочной гирлянды или другого светового декора необходимо определиться с такими параметрами:

• Тип лампочек – существуют светодиодные лампочки, накаливания, люминесцентные, галогенные.
• Способ подключения лампочек – посредством параллельного или последовательного соединения в цепи.
• Напряжение питания – в зависимости от типа осветительных приборов, для гирлянды может использоваться напряжение в 220В, 24В, 12В, 3В или другие номиналы.
• Способ токосъема – в зависимости от конструкции лампочки может производиться посредством цоколя, штекера, пайки или разъема.

В виду того, что все пункты определяют параметры работы готовой гирлянды, их нужно продумать еще на этапе приобретения или заготовки материалов. Разберем эти пункты более детально.

Тип лампочек

Лампочки накаливания – довольно распространенный тип для создания световых эффектов, но эта характеристика обуславливается относительной дешевизной и неприхотливостью. Лампочки накаливания обладают относительно низким соотношением производимого светового потока к потребляемой из сети мощности. Сама конструкция достаточно хрупкая и боится механического воздействия, из-за разгерметизации колбы лампочка сразу выходит со строя.

Светодиодные лампочки – такие световые элементы являются наиболее современными и все больше вытесняют с рынка все остальные виды оборудования. Такая популярность светодиодных ламп обуславливается их значительно большей надежностью и выгодой для гирлянды. Свечение светодиодов в лампочке выдает максимально выгодный световой поток по отношению к потребленной мощности в сравнении с другими типами ламп, но они ощутимо реагируют на параметры напряжения сети. Наряду с лампочками для светодиодных гирлянд применяются отдельно устанавливаемые светодиоды или ленты с уже набранными элементами.

Люминесцентные лампочки – куда более эффективны в части соотношения вырабатываемого светового потока и потребляемой мощности, они превосходят свечение ламп накаливания, но существенно уступают светодиодным. Но их работа обеспечивается парами ртути и других газов, которые при разгерметизации улетучиваются из колбы и могут нанести вред здоровью. Помимо этого такие лампочки требуют определенного времени на разогрев и дают сбой при низких температурах, поэтому для уличных гирлянд, работающих зимой, их не используют.

Галогенные лампочки – удобный маломощный вариант для изготовления гирлянд. Но, обладают относительно низким соотношением свечения ламп к потребленной из сети мощности. Но, в отличии от всех вышеперечисленных лампочек, они бояться прикосновения руками, такую модель гирлянды можно брать только через специальную перчатку или нужно помещать в трубку.

Наиболее востребованными вариантами для гирлянды являются лампы накаливания и светодиодные лампочки. Параметры элемента выбираются в соответствии со способом подключения.

Способ подключения

По способу подключения лампочек выделяют последовательное и параллельное подключение. Каждая из схем имеет свои особенности в электроснабжении, которые нужно учесть еще на этапе проектирования гирлянды.

Последовательное подключение лампочек в электрической гирлянде представляет собой такое соединение, в котором конец одного элемента подключается к началу следующего. При этом ток, протекающий через гирлянду, будет одинаковым для всех лампочек.

Пример схемы такой гирлянды приведен на рисунке ниже:

Рис. 1. Последовательное соединение лампочек

Здесь к гирлянде прикладывается напряжение сети, но на каждой отдельной лампочке происходит падение напряжения, пропорциональное ее сопротивлению. Соответственно, необходимо рассчитывать величину напряжения на каждый элемент. В случае превышения величины прикладываемого напряжения больше номинального, в цепь припаивают резистор. Если напряжение меньше номинального, через сеть будет протекать и меньший ток, в результате снизится интенсивность свечения.

Параллельное соединение представляет собой подключение одноименных выводов светодиодов или лампочек в одну точку.

Рис. 2. параллельное соединение лампочек

Посмотрите на рисунок 2, здесь приведен пример параллельной схемы включения. Особенностью такого варианта подключения является приложение входного напряжения к каждому элементу, а вот ток, протекающий через лампочку, будет зависеть от ее сопротивления.

Для обеих схем подключения играет роль мощность источника питания. К примеру, гирлянда для новогодней елки, питаемая от электрической сети, ограничивается только номиналом автомата на вводе. А получающая электроснабжения от блока питания, будет ограничиваться его заводской мощностью.

Следует отметить, что при последовательном подключении ножек диодов или лампочек, перегорание одного из элементов приведет к выходу со строя всей гирлянды. А вот в параллельной схеме такая проблема отсутствует, если сгорит одна лампочка, остальные в гирлянде продолжат гореть.

Расчет электрической схемы

К примеру, вы используете для подключения пару пальчиковых батареек, которые выдают в электрическую цепь гирлянды 3 В. Для такого напряжения выгодно использовать параллельное соединение светодиодов. К примеру, будет устанавливаться модель потребляющая 0,02 А, при выдаваемом от источника токе в 1 А. Чтобы рассчитать максимально допустимое количество по нагрузке необходимо: 1/0.02 = 50 шт.

Исходя из этого, в гирлянду вы можете установить не более 50 светодиодов, если расстояние между ними сделать по 5 см, то общая длина составит: 50 * 5 = 250 см.

При необходимости сделать большую длину или установить большее количество лампочек, чтобы повысить мощность, необходимо использовать другой блок питания. Для последовательной электрической схемы расчет производится по тому же принципу, только по величине прикладываемого напряжения.

Идея N1. Простейшая гирлянда своими руками

Наиболее простым вариантом гирлянды является подсветка из светодиодных лент. Они подходят как в качестве новогодних украшений, так и для выделения контура витрины, элементов интерьера. Их преимущество заключается в гибкой конструкции, поэтому ничего паять вам уже не нужно, достаточно приклеить их к несущей поверхности или конструкции. Но перемещать ее, как классический вариант, не получится.

Самые простые модели на 220 В – для них нужно припаять электрическую вилку и установить в нужное место. Чаще всего их используют для наружной установки.

Для освещения елочных украшений внутри помещения используют светодиодные ленты на 12 В. Это более безопасные модели, но для их подключения обязательно используется блок питания.

Значительно сложнее изготовить гирлянду из RGB ленты, так как при ее подключении необходимо использовать большое количество механизмов.

Процесс будет включать в себя такие действия:

• Рассчитайте общую длину гирлянды, так как величина ленты не может превышать 5м. Все что выше 5м должно подключаться от отдельной системы питания.
• Установите блок питания – он необходим для понижения напряжения до 12В.
• Подключите к блоку питания контроллер для RGB ленты – это устройство позволит выбирать цвет свечения и режим работы.
• При длине более 5м установите усилитель на следующую ленту или подведите питание от другого комплекта блок питания / контроллер.
• Закрепите RGB ленту на поверхности и подключите к контроллеру.

Более детально с принципами подключения RGB ленты вы можете ознакомиться в соответствующей статье — https://www.asutpp.ru/podklyuchenie-rgb-lenty.html

Идея N2. Мигающая гирлянда из светодиодной ленты

Прямое подключение белой светодиодной ленты является малоиспользуемым вариантом гирлянды, так как режим свечения здесь только один. Но с определенным дополнением ее можно существенно модернизировать, изменив режим с обычного свечения лампочки на мигающий. Для этого вам понадобится светодиодная лента, RGB контроллер, пульт к контроллеру, блок питания.

• Светодиодную ленту разделите на три участка (они и будут перемигивать с различной последовательностью). Минимальным участком является расстояние между разметками для разреза. Отделение участков произведите по минусовой шине в специально отведенных местах, как показано на рисунке:
  Рис. 3: вырежьте контактную площадку
• ту же процедуру повторите с оставшимися двумя участками. В данном примере каждый участок включает в себя три светодиода. При вырезании контактной площадки важно нарушить электрическое соединение между ножками светодиодов.
  Рис. 4: лента, разделенная на три участка
• Возьмите четыре разноцветных провода, зачистьте концы и полудите их оловом.
  Рис. 5: полудите концы проводов оловом
• Нанесите олово на контакты ленты, как показано на рисунке.
  Рис. 6: нанесите олово на контакты ленты
• При помощи паяльника припаяйте к контактам ленты провода.
  Рис. 7. припаяйте провода к контактам на ленте
• Провода от контактных площадок и от края заведите за ленту, дополнительно их можно упорядочить скотчем или пластырем.
  Рис. 8: упорядочьте провода
• Зачистите провода и подключите выводы ленты к RGB контроллеру при помощи клеммника.
  Рис. 9: подключите ленту к контроллеру

Гирлянда готова, подключите ее к сети через блок питания и можете наслаждаться мигающими огнями. При помощи пульта контроллера вы можете осуществлять переключение гирлянды в разные режимы (мигание, поочередное перемигивание участков и другие варианты).

Готовая светодиодная лента с бегущими огнями

Идея N4. Гирлянда из светодиодов

Для этого вам понадобится паяльник, припой, канифоль, светодиоды, соединительные провода (подойдут даже тонкие сетевые провода), вилка или батарейка, блок питания, кнопка или переключатель. В данном примере рассмотрим изготовление гирлянды, работающей от батареек.

• К контактам в корпусе блока питания под батарейки припаяйте питающие провода.
• Припаяйте светодиоды к проводам, но обязательно учитывайте, что приложенное к одному светодиоду напряжение не должно превышать его номинального, поэтому при последовательном подключении диодов в цепь питания светодиода обязательно включается резистор.
  Рисунок 11: подключение светодиода

Сопротивление резистора рассчитывается таким образом, чтобы свести падение напряжения на светодиоде к номинальному.

• Ту же процедуру повторите с остальными светодиодами.
• К блоку питания из батареек припаяйте переключатель.
  Рис. 12: припаяйте переключатель
• Подключите светодиоды к блоку питания и вставьте батарейки в блок. Если они не держаться, можно примотать батарейку скотчем или зафиксировать резинкой, гирлянда готова.

Готовая гирлянда из светодиодов

Идея N5. Ретро гирлянда

Ретро гирлянды популярны при оформлении фотозон, террас, беседок, витрин и других объектов. И вовсе не обязательно приобретать готовое изделие, так как собрать ее под силу каждому. Для этого вам понадобиться: соединительный провод (хорошо обзавестись проводами в тканевой изоляции), патроны (наиболее удобные модели с зажимами под провода), непосредственно сами лампочки накаливания (можно брать и светодиодные), вилка и переключатель. В данном примере рассмотрим последовательное соединение лампочек, некоторые патроны будем использовать со встроенным переключателем.

• Нарежьте провода на кусочки нужной длины – они будут определять расстояние между точками свечения.
  Рис. 13: нарежьте провода отрезками
• Зачистьте на концах изоляцию проводов, в этих местах они будут подключаться к патрону, поэтому длина жилы должна быть соответствующая.
  Рис. 14: зачистите концы проводов
• Если вы используете провод с тканевой изоляцией, то ее край необходимо фиксировать с помощью изоленты, чтобы ткань не растрепывалась дальше.
  Рис. 15. зафиксируйте изоляцию с помощью изоленты
• Разберите сам патрон и проденьте провода в крышку патрона.
  Рис. 16: проденьте провода в крышку патрона
• Подключите концы проводов к контактам патрона
  Рис. 17: подключите провода к патрону
• Соберите корпус патрона, лишнюю длину проводов из-под крышки следует аккуратно вытянуть, не допуская излишних усилий, чтобы не ослабить контакт.
  Рис. 18: соберите корпус патрона
• Ту же процедуру повторите и с остальными патронами, После чего можете произвести фиксацию лампочек в них.
• Провод от последней лампочки разрежьте, вам понадобится из него одна жила, которую нужно подключить в разрыв переключателя.
  Рис. 19: подключите переключатель
• Края провода подключите к штепсельной вилке, для этого их необходимо завести в паз каждого контакта и зажать при помощи отвертки. Остальной провод упорядочьте, чтобы он не выпирал, корпус вилки должен нормально закрываться.
  Рис. 20: края провода подключите к вилке

Ретро гирлянда готова к использованию – включите в розетку и наслаждайтесь. При желании вы можете дополнить антураж гирлянды потемневшим проводом или патроном – их можно окрасить в соответствующий цвет. Для большего лоска провода окрашивают золотистой или бронзовой краской.

Готовая гирлянда в ретро стиле из лампочек

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Все, что сделали китайцы, теоретически, можно отремонтировать. Скорее всего, схема платы управления гирляндой у Вас похожа на ту, что приведена на рисунке.

Источник