Принцип работы светодиодного прожектора
Прожектор со светодиодами – LED-устройство для освещения территории, мощный источник света. Внутри его пластикового или железного корпуса находится лампа, подающая свет вперед. Вокруг располагаются отражатели, направляющие освещение в нужную зону. Они способны концентрировать свет особым образом, как это задумано конструкцией, в итоге он получается ярким, насыщенным.
Диодный прожектор также состоит из полупроводника и двух электродов – анода и катода. После подачи напряжения происходит разогрев полупроводника, который и излучает свет. Для качественной работы системы входящий ток проходит через выпрямитель и драйвер, которые стабилизируют электрическую волну, регулируют ее величину. В схеме присутствует блок питания, требующий для работы напряжение 12 вольт.
Причины мерцания
Среди основных причин, провоцирующих самопроизвольные мерцания можно выделить: особый режим свечения прожектора, наличие выключателя со встроенной подсветкой, ложные срабатывания от датчика движения, неправильное подключение фазных проводов и прочие. Остановимся на каждой проблеме поподробнее.
1. Режим свечения. Самая банальная причина, почему прожектор ежесекундно загорается – наличие соответствующего режима в осветительном приборе. Возможно, Вы просто активировали его по неосторожности. Рекомендуем несколько раз включить и выключить прожектор и понаблюдать есть ли изменения. Часто производители экономят на материалах, и для одной и той же кнопки предусматривают сразу несколько режимов работы. Возможно, при повторном нажатии на кнопку включения и активируется тот самый стробоскопический эффект.
2. Выключатель с подсветкой. Нередко для удобства пользователей уличные осветительные системы подсоединяются к выключателю в доме. Однако если Ваш прожектор подсоединён к выключателю со встроенной подсветкой, могут наблюдаться частые мигания — через определённые временные отрезки.
Дело в том, что такой выключатель также оборудован маломощным светодиодом, и даже при выключенном свете цепь не прерывается полностью (чтобы этот диод мог работать постоянно). Два провода с изолятором между ними создают что-то вроде конденсатора, который при переменном токе является своеобразным проводником и выпрямителем. Потенциала этого тока и напряжения как раз хватает на запуск светодиодной лампы, однако для длительной работы их явно недостаточно. Вот и получается, что прожектор мерцает с определённой периодичностью, на радость вам и соседям. То же самое, кстати, наблюдается и в случае использования люминесцентных ламп. Решить проблему помогает замена выключателя на обычный, без подсветки. Можно также просто обесточить встроенный диод, отсоединив его от питающих проводов. Также, для того чтобы наверняка устранить проблему, рекомендуется установить в цепь конденсатор (на 0,1 – 0,5мкФ) или резистор (50 кОм, мощностью 2 Вт). Их можно расположить в распредкоробке, либо в подрозетнике выключателя. Схема монтажа будет выглядеть так:
3. Проблема в датчике? Не исключено, что причина непонятных мерцаний кроется в датчике движения, подключённого к прожектору. Самая распространённая ошибка, когда LED-прожекторы пытаются оборудовать неподходящим датчиком движения – например, рассчитанным на подключение ламп накаливания. В результате, светодиодный светильник либо вообще перестаёт зажигаться при включении, либо мигает (постоянно тускло светит).
Это происходит потому, что для работы датчика движения необходимо определённое количество энергии, даже когда он находится в неактивном состоянии. И опять же, этого энергетического потенциала, «блуждающего» по цепи, достаточно для кратковременного включения LED-прожектора.
Для лампы накаливания эти токи несущественны, она и не загорается, а вот светодиодам такие датчики движения не подходят – по описанным выше причинам. Также возможно, что все элементы некорректно соединены в цепь. Схема правильного подключения приведена ниже:
Чтобы упростить выбор сегодня многие уличные светильники продаются вместе с датчиками движения, наиболее подходящие им по вольт-амперным характеристикам. Также предлагаются модели с уже встроенными в плату датчиками движения, но понятно, что стоимость их будет гораздо выше.
Однако для подсветки больших территорий такие совмещённые системы будут не самым лучшим выбором, так как к обособленному датчику движения можно подключить сразу несколько разнонаправленных прожекторов, которые будут более полноценно освещать пространство.
4. Неправильное подключение проводов. Часто мигание провоцирует неправильное подключение проводов при установке выключателя. По правилам на лампу должен идти ноль, а фаза должна прерываться выключателем. В противном случае даже в выключенном состоянии светильник будет находиться постоянно под напряжением. И тогда тут уже не просто вопрос дискомфорта, а уже и Вашей безопасности, т.к. это противоречит нормам установки осветительных систем.
5.Другие причины А что же делать, если вроде бы устранены все возможные причины – но лампы упорно продолжают мигать? В некоторых случаях самопроизвольные мерцания провоцирует так называемое наведённое напряжение. Иногда оно возникает при расположении в одной штробе сразу нескольких проводов (и магистральных, и выключателя). И поскольку светодиодным системам для работы требуются минимальные токи, образуемого потенциала вполне достаточно для запуска лампы. В этом случае, опять же, пригодится резистор, мощностью не менее 1 Вт. Многие пользователи отмечают, что какие-то лампы самопроизвольно загораются, а какие-то нет – при равных условиях подключения. Это объясняется тем, что в дорогих светильниках используется более качественный балласт, который либо гасит блуждающие токи, либо встроенный в них узел плавного запуска не даёт лампам загораться. Также для удешевления конструкции нерадивые производители исключают из схемы конденсаторы и умышленно завышают токи, чтобы прожектор светил ярче. Однако от этого матрица постоянно перегревается, начинают выгорать отдельные линейки диодов, и в скором времени вся матрица выходит из строя. Ещё один фактор, который всегда нужно учитывать для уличных осветительных систем – влияние среды. Так при слишком низких (или наоборот — высоких) температурах светодиодный прожектор может начать работать некорректно – мерцать или светить слишком тускло. Как правило, опять всему виной скорее не сами диоды (так как кристаллы выдерживают перепады от -70 до +50 ˚С), а электронный балласт. Драйвера – стабилизаторы напряжения прогреваются (либо охлаждаются) неравномерно. Из-за этого лампа долго запускается при включении, сначала загораются лишь отдельные диоды, наблюдается мерцание даже после выключения.
Признаки мигания
При покупке самого дешевого прожектора быть уверенным в его бесперебойной работе нельзя. У таких изделий обычно обнаруживается плохая пайка деталей, все элементы имеют низкое качество, параметры тока недостаточно отрегулированы.
Импортные LED-устройства порой делают без учета специфики колебаний электроэнергии, что также может вызвать поломку. Самая распространенная жалоба пользователей – мигание светильника, нередко это происходит не только во включенном состоянии, но и в выключенном. Причин может быть очень много.
Прожектор мигает из-за датчика движения
Почему мигает светотехническое оборудование, в котором есть датчик движения? В первую очередь, стоит проверить работу самого датчика, часто причина скрывается в нем. Если световой поток мерцает при подаче, основные предпосылки таковы:
- Нарушение настроек датчика. Мигание нередко наблюдается из-за неправильно выставленного таймера, который способствует поддержанию системы в рабочем состоянии в указанный период. Следует перенастроить таймер, после протестировать прибор.
- Неисправность контактов, «плавающий» контакт. Такое наблюдается при нормальном срабатывании датчика, но отсутствии прохождения сигнала в сам прожектор. Следует проверить правильность всех соединений в системе, подтянуть провода, контакты, оценить надежность клемм, винтов.
- Низкое напряжение. Когда датчик постоянно находится под недостаточным напряжением, оно проходит к прожектору, но не может включать прибор в полной мере. Это вызывает не полноценное включение, а мерцание.
- Поломка датчика или изначальная неисправность. Если изделие еще на гарантии, придется вернуть его в магазин. В противном случае следует отнести в мастерскую датчик движения, самостоятельно его не отремонтировать.
Причина моргания – погодные условия
Если на улице мороз, светодиодный прожектор может загораться в аномальном режиме – моргать. Такое зачастую случается даже у изделий высокого качества, популярных производителей. Причина заключается в «обморожении» любой составляющей запуска лампы, то есть – в обледенении элементов. Некоторые модели начинают моргать уже при -10 градусах, хотя в технических параметрах указана возможность работы при -50…+50 градусах.
Обычно такой температурный режим отмечен для иных элементов, но не для самого светодиода. Пусковой механизм в светодиодном прожекторе с низкими температурами не справляется, контроллер или конденсатор перемерзают. Решить вопрос можно так: периодически заносить прожектор в дом днем, а затем выставлять ночью на положенное место.
Прожектор мигает во включенном состоянии
Когда при включении устройство начинает моргать, причина чаще всего – в порче пускового LED-конденсатора. После его замены система начинает работать исправно. Также мерцание бывает связано с плохим контактом, разрывом проводов. В такой ситуации проверяют кабели, устраняют неисправность.
Прожектор мигает в выключенном состоянии
Такое происходит, когда для включения-выключения используется механизм с подсветкой. По причине наличия подсветки небольшое количество тока проходит к светодиодному прожектору. Это вызывает эффект мерцания. Если хочется убрать такое явление, придется подключить подсветку напрямую или поставить на пути тока лампу накаливания. Последняя станет тянуть электричество на себя.
Режим свечения прожектора
Дорогие модели прожекторов имеют различные дополнительные функции. Одной из популярных является режим свечения, и мигание может стать результатом его случайной активации. Следует полностью выключить прибор, после включить, оценив, исчезло такое явление или нет.
Еще одной причиной является конструкторская особенность прожектора, когда одна кнопка активирует несколько функций. Обычно это случается, когда производитель решил сэкономить на материалах. При двукратном нажатии включается режим стробоскопа – повторяющихся быстрых световых импульсов.
Подсветка в выключателе
Для проектирования освещения в коттедже, частном доме нередко покупаются выключатели с подсветкой, которые предназначены для обеспечения работы прожектора. Именно выключатель провоцирует эффект моргания прожектора. Основная причина такова: светодиод не полностью разрывает цепь, а изолированные провода выполняют роль и проводника, и конденсатора, и выпрямителя переменного тока. Таким образом, маломощный светодиод не способен обеспечить эффективную работу цепи. На запуск лампы ее хватает, но для долгой работы этого недостаточно.
Прожектор перестал гореть – как починить?
Прежде всего, в данной ситуации следует проверить, поступает ли на драйвер устройства питание с напряжением 220 В. Если с этим все в порядке, следует сначала провести диагностику и ремонт драйвера. Его можно проверить и без подключения светодиода, подав на вход электрический ток. Если устройство работает правильно, то измерение на выходе мультиметром должно показать постоянное напряжение, которое будет чуть выше номинального предела. Например, для драйвера с выходным напряжением 28-38 вольт при работе вхолостую мультиметр покажет
40 вольт. Это объясняется тем, что увеличение сопротивления нагрузки (из-за холостой работы) ведёт к увеличению напряжения.
Правда, этот способ помогает точно проверить не все драйверы. Есть блоки, которые в исправном состоянии либо будут выдавать нелогичные данные, либо вовсе не запустятся. В такой ситуации проверить устройство поможет нагрузочный резистор, имитирующий потребление светодиода. Подбирать его нужно в соответствии с характеристиками драйвера. Например, при выходном постоянном токе 23-35V 600 mA сопротивление резистора должно быть в пределах от 23/0.6 = 38 Ом до 35/0.6=58 Ом.
Если выходное напряжение при подключённом нагрузочном резисторе соответствует нормативам, драйвер работает правильно.
Простейшим способом отремонтировать светодиодный прожектор при вышедшем из строя драйвере является замена этого компонента. Приобрести подходящую модель можно не только в специализированных магазинах, но и в интернете. Например, большое разнообразие запчастей предлагает Aliexpress, хотя там нужно быть очень внимательным, чтобы выбрать качественный товар (иногда даже сами продавцы плохо разбираются в вопросе). Иногда подходящие драйверы можно найти у мастеров, которые профессионально занимаются ремонтом прожекторов. А если светодиодный прожектор был сделан из диодов своими руками, то разобраться в его устройстве и устранить проблему будет ещё проще, чем покупать или собирать новый.
Как подбирать драйвер, если неизвестна мощность светодиодного модуля
У многих любителей возникают ситуации, когда необходимо работать с прожектором, мощность, ток и напряжение светодиодного чипа в котором неизвестны. Соответственно, в такой ситуации сложнее подобрать замену и драйвер.
Здесь необходимо посчитать количество диодов в матрице светодиода и сложить их показатели. В таких светодиодных модулях используются диоды с напряжением 3 В, током 300-330 мА и мощностью 1 Вт. Соответственно, общее напряжение матрицы составляет 27 В с силой тока 300 мА (при последовательном подключении). Соответственно, для работы необходим драйвер с выходным напряжением 20-36 В.
Приведём пример с более сложной матрицей, которая состоит из двух параллельно подключённых рядов диодов. Каждый ряд имеет напряжение приблизительно 30 В с током 300 мА. Из-за параллельного подключения драйвер должен иметь выходные показатели 30 вольт и 600 мА.
Причины мигания прожектора
Чтобы починить устройство, надо точно установить причину мерцания света. Она может быть связана с проводкой, нарушением работы полупроводников и прочих составляющих прибора.
Нарушения в проводке
Нередко причиной мерцания становится банальная ошибка подключения устройства. При подсоединении проводов мастер может перепутать фазу и ноль. В ряде ситуаций техника вовсе не работает, в других случаях начинает моргать. Решить проблему несложно – надо поменять провода местами.
Редкое мерцание с неодинаковой частотой означает нарушение контактов с местом соединения кабелей. Мощный светодиодный прожектор сильно отличается от обычной лампы. Если на стыке проводов нет плотного контакта, сопротивление начинает расти. Провод нагревается, появившаяся окалина ухудшает контакт.
От области подключения к сети до места прохождения электричества к драйверу питания матрицы появляются промежуточные токи. Это может случиться в распределительной коробке, датчике движения, разъемах на блоке питания, выключателе. Придется проверить все элементы, пока проблема не будет установлена. Далее провод зачищается, плотность контакта восстанавливается путем припаивания.
Наличие полупроводниковых приборов в цепи
Когда перед лампой устанавливается выключатель с диодной подсветкой или инфракрасный датчик движения, нередко возникает пульсирование света с высокой частотой (до 25 раз/секунду). Это вызвано сменой силы тока в цепи прохождением полуволны переменного напряжения. Устранить неполадку можно путем отключения светодиода подсветки выключателя. Также вариантом ремонта станет замена датчика движения с инфракрасного на ультразвуковой, индуктивный.
Нарушения в схеме питания прожектора
Поломки в системе питания устройства случаются часто, в основном, в дешевых моделях. Для исправления таких неполадок надо знать основы радиотехники или отнести прибор в ремонтную мастерскую.
Выпрямительный (диодный) мост
В самых дешевых светодиодных прожекторах часто ставят одномостовой выпрямитель переменного тока. Он сильно отличается от обычной двухмостовой схемы качеством – дает высокую амплитуду пульсирования напряжения. Даже установка сглаживающего конденсатора не устраняет пульсацию, что провоцирует моргание света. Выход – покупать качественные устройства с «классической» двухмостовой схемой.
Сглаживающий конденсатор
Установка трансформатора уменьшит амплитуду напряжения до 12 вольт, и полярность отрицательной полуволны поменяется. Монтаж сглаживающего конденсатора позволит довести амплитуду пульсации до 10-15 %, что не будет восприниматься человеческим глазом. Если емкость сглаживающего конденсатора недостаточная, амплитуда останется выше 15 % и будет выглядеть как моргание света.
Погрешности монтажа светодиодов
При низкокачественной сборки матрицы, которая составлена из множества светодиодных элементов, контактная площадка часто оказывается слабо пропаянной. Если один из контактов нарушается, соединение группы диодов оказывается непрочным. Это провоцирует моргание. Выход – перепаивание диодов или сдача прибора в ремонт.
Токоограничивающий конденсатор
Когда прожектор нормально включается, но работает неравномерно, мигает, есть вероятность поломки токоограничивающего конденсатора. Недобросовестные производители часто хотят добиться высокой яркости не за счет мощности прибора, а путем присоединения не подходящего к драйверу токоограничивающего конденсатора. Следует заменить деталь на ту, что имеет рабочее напряжение в 400 вольт, и мерцание исчезнет.
Блок питания
Порой после покупки светотехническое оборудование работает хорошо, но спустя несколько месяцев начинает мигать. Обычно такое случается при неполадках в блоке питания. Срок службы блоков – до года. Ближе к его окончанию начинают появляться различные световые дефекты, после элемент полностью ломается. Можно купить подходящий блок питания (взять с собой старый, в магазине подберут пригодный по параметрам). Также во многих случаях подойдет блок от сканера, принтера. Нужно самостоятельно сверить технические характеристики и заменить деталь.
Устраняем мигание LED-прожектора
С проблемой мигания рано или поздно сталкивается каждый владелец светодиодного прожектора. Причиной такого поведения может быть неправильная работа электронных компонентов или потеря работоспособности светодиодов. В данном разделе мы рассматриваем, каким образом отремонтировать светодиодный прожектор с мощностью в 10 Вт. Такая мощность встречается чаще всего, а общая конструкция приборов схожа, поэтому решение проблемы универсально.
Светодиод представляет собой матрицу из 9 кристаллов, каждый из которых имеет мощность в 1 Вт. Эти кристаллы соединены в три последовательные схемы и залиты люминофором – веществом, преобразующим получаемую энергию в свет. Светодиод на 10 Вт состоит из трёх линеек кристаллов, которые параллельно подключаются к питанию, идущему от драйвера.
Перегорание одного из кристаллов в светодиоде приведёт к миганию во время работы. Характер мигания может быть как периодическим, с равными паузами, так и хаотическим. По разным причинам сгорание матрицы может вести к полному отключению светодиодного элемента, либо к отказу одной-двух линеек кристаллов.
Почему матрица мигает или не светится при перегорании
Кристаллы, залитые люминофором, соединяются между собой подводами, которые в случае с продукцией высокого качества делаются из золота, а в бюджетных приборах – из меди. Слишком сильное нагревание матрицы и соединительных контактов приводит к тому, что эти нити отслаиваются от кристаллов. Поэтому вся матрица или часть её отключается. После остывания нить возвращается в исходное положение и работа возобновляется. После повторного нагрева до критической отметки контакт снова прерывается и матрица гаснет. Этот цикл в процессе работы продолжается бесконечно, а для наблюдателя выглядит как мигание лампы. Полный выход светодиода из строя происходит, когда одна из нитей перегревается настолько, что отпадает от кристалла.
Когда можно ремонтировать прибор – целесообразность
Цена качественного прожектора обычно высока. Опытный мастер может разобрать практически любое устройство, даже герметичное, значит, его возможно отремонтировать. Но надо учесть стоимость запасных частей и сложность ремонта.
Наиболее часто выходит из строя блок питания, ведь долговечными в устройстве являются только сами LED-кристаллы. Подобрать идеально подходящий блок непросто. Здесь важно учесть все параметры по мощности, напряжению, иначе будут последствия для остальных элементов устройства. Если блок питания стоит дороже самого прожектора, ремонт не является целесообразным. В остальных случаях можно попробовать починить прожектор, предварительно подсчитав затраты.
Чтобы светотехническое оборудование работало много лет и исправно, лучше не эксплуатировать его слишком долго. На всю ночь оставлять его включенным не стоит, что сильно расходует потенциал. При монтаже надо тщательно проверять все соединения на наличие плохих контактов – это вызовет скачки напряжения. Данные правила помогут сделать работу прожектора долгой и бесперебойной.
Источник
Определяем целесообразность ремонта
Новый светодиодный прожектор стоит дорого. Если вы обратитесь к опытному мастеру, то он сможет отремонтировать даже герметичные светодиодные системы. Однако следует помнить, что придется потратить деньги на комплектующие для устройства, которые тоже могут стоить недешево. Кроме того, в стоимость входит сложность ремонта.
Чаще всего приходят в негодность блоки питания, а вот светодиоды отличаются долгим сроком службы. Если вы решили починить прожектор, который моргает самостоятельно, то при выборе подходящего блока учитывайте его характеристики. Если вы подберете неподходящую деталь, то могут прийти в неисправность остальные составляющие системы. Если стоимость блока питания выше цены за сам прожектор, то от ремонта лучше отказаться. Тогда легче приобрести новый осветительный прибор. В остальных случаях вы можете попробовать отремонтировать устройство своими силами.
