Какие бывают и как сделать гирлянду на батарейках

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.

Содержание

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:

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.

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:
  

  

• 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.
  

• Возьмите четыре разноцветных провода, зачистьте концы и полудите их оловом.
  

• Нанесите олово на контакты ленты, как показано на рисунке.
  

• При помощи паяльника припаяйте к контактам ленты провода.
  

• Провода от контактных площадок и от края заведите за ленту, дополнительно их можно упорядочить скотчем или пластырем.
  

• Зачистите провода и подключите выводы ленты к RGB контроллеру при помощи клеммника.
  

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).

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.
  

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.
  

• Подключите светодиоды к блоку питания и вставьте батарейки в блок. Если они не держаться, можно примотать батарейку скотчем или зафиксировать резинкой, гирлянда готова.

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.
  

• Зачистьте на концах изоляцию проводов, в этих местах они будут подключаться к патрону, поэтому длина жилы должна быть соответствующая.
  

• Если вы используете провод с тканевой изоляцией, то ее край необходимо фиксировать с помощью изоленты, чтобы ткань не растрепывалась дальше.
  

• Разберите сам патрон и проденьте провода в крышку патрона.
  

• Подключите концы проводов к контактам патрона
  

• Соберите корпус патрона, лишнюю длину проводов из-под крышки следует аккуратно вытянуть, не допуская излишних усилий, чтобы не ослабить контакт.
  

• 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.
  

• 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.
  

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.

• Цена: $25.00 за 250 штук (1 шт=10 центов)

Признаюсь, полноценный обзор я писать не планировал. Ну, купил когда-то эти светодиоды, «про запас». Ну.., светодиоды…, чего про них писать-то? Только год назад в одном из комментариев обмолвился про них, да и посчитал тему закрытой. А вот буквально сегодня на работе сотрудник, глядя на паяльник в моих руках и код для ардуины на экране, посетовал, что есть на свете отцы (их их большинство), кто дальше конструктора с батарейкой и лампочкой на уроке труда в электронике «не сечёт». Зато, например, «сечёт» в чём-то другом. А вот что-то сделать своими руками, да ещё в выходные вместе с сыном, совсем бы неплохо. И в самом деле: это поднимает престиж отца в глазах всей семьи, это безусловно способствует воспитанию, и, главное, именно так и закладываются основы творчества в формирующуюся личность. Вот этот разговор и послужил толчком к написанию обзора. А тематика очевидна: ещё с давних времён в советских журналах, начиная с «Юного техника» и заканчивая «Радио», именно в ноябре печатали самоделки, посвящённые Новому году. Есть время подумать, сделать и успеть к празднику. Чем наш ресурс хуже? В сегодняшнем обзоре мы будем строить красивую переливающуюся новогоднюю гирлянду. Своими руками. Безо всяких «ардуин», «скриптов», «контроллеров», «даташитов» и прочих непонятностей. Я даже постараюсь избегать слов «анод» и «катод». Всё будет по-дилетантски, просто и «на пальцах». Опытным специалистам, совершенно точно, будет скучно, примитивно, «детский сад» и не интересно. Где-то даже смешно. Вот он, герой обзора: Светодиод необычный. У него не какой-то один цвет свечения. Светит он так: он плавно (хамелеон) меняет семь цветов по кругу: красный, через оранжевый и желтый в зелёный, через голубой в синий и фиолетовый, и т.д. Каждый цвет держится секунду-полторы и плавно заменяется следующим. Цвета очень сочные, яркие. Радуют даже взрослых, чего уж говорить про детей. Для понимания размеров, рядом с рублёвой монетой: Сам светодиод имеет форму ребристой «ракеты», что, при наличие детской фантазии, тоже немаловажно. Раз уж специалисты всё равно зашли под кат, то вотнемного технических деталей, остальным можно не читатьСветодиоды приходят запаянными в металлизированный антистатический пакет: Бирка, вложенная продавцом. Подозреваю, что и почерк тоже его. Размеры: L = 13мм, Ø 5мм.

Померил потребляемый ток при напряжении 3.3V. Он колеблется (в зависимости от включённых кристаллов) в пределах 9-14 mA. Продавец пишет 20mА, но, думаю, это предельное значение. Номинальным напряжением считаю 3.2 — 3.4 вольта, 5v — предельный максимум, указанный продавцом. Что нам нужно знать про этот светодиод. Он будет работать от любого источника напряжением 3 вольта (литиевой батарейки-таблетки или пары пальчиковых/мизинчиковых батареек). Никаких схем и дополнительных деталей. Только батарейка и эти диоды. Всё. В любом ларьке по ремонту часов можно сказать: «Дайте батарейку размером 2032 или 2025», или даже так: «Таблеточную батарейку для материнки». Подключать очень просто. У светодиода два вывода. Причём один длиннее другого. Длинный вывод подключается к «плюсу» источника, короткий — к «минусу». У батарейки-таблетки всё то же самое — бóльшая по площади рубашка — это плюс, пятачок-контакт — это «минус». Если таких диодов взять сразу несколько и подключить к батарейке, то они, несинхронно, будут постепенно расходиться по времени; получится эдакая разноцветная радуга-плазма-россыпь. Можно с ребёнком делать светильники, ночники, ну, или или что-то подобное; встраивать туда, где это будет уместно. Тут дело уже за творчеством и фантазией. Можно, скажем, склеить из тонкой бумаги фигурки и подсветить их (изнутри или снаружи). Вставить в какие-то игрушки, и т.д. В принципе, на этом можно было бы поставить промежуточную точку. Про светодиоды я рассказал, как их запитать — объяснил. Но мы строим новогоднюю гирлянду. Значит, переходим ко второй части обзора. Пора доставать паяльник и запасаться другими вспомогательными материалами. Я очень надеюсь, что слово «паяльник» не сильно отпугнёт начинающих конструкторов. Возможно, кто-нибудь в комментариях предложит какое-то изящное решение, как можно обойтись без пайки. Мне, кроме клеммников «Ваго» ничего не приходит в голову, но это громоздко, для гирлянды некрасиво и ненадёжно для устройства, которое постоянно будет разматываться/доставаться/убираться. Поэтому альтернатив пайке для данного случая я не вижу. Но пайка — не так уж это и страшно. Плюс дополнительный экспиренс. Помимо собственно паяльника, нам понадобятся — Термоусадочная трубка двух диаметров (предполагаю, что Ø 2мм и Ø 3мм). Можно обойтись без термоусадки, заменив её изолентой, но будет не так художественно и удобно. — Безотмывный вазелинообразный флюс (что новичку будет намного удобнее). Или канифоль, она доступнее. — Припой. — Сами провода, из которых мы будем делать гирлянду. Провода предлагаю извлечь из куска компьютерного кабеля «витая пара», желательно с многожильными проводниками (такие кабели мягче, как правило, они промышленного изготовления). Думаю, пару-тройку метров «витой пары» можно попросить у знакомого сисадмина на работе или купить на ближайшем строительном рынке. Вся прелесть такого решения в том, что там гарантированно есть зелёный и коричневый проводники, что очень хорошо для ёлочной гирлянды — её будет менее заметно. Остальные шесть проводников из распотрошённой пары нам не потребуются в данной конструкции. Можно делать только из зелёного проводника, но у новичка будет шанс запутаться в «плюсах» и «минусах» светодиодов в гирлянде; на мой взгляд, зелёный и коричневый — в самый раз. Провода имеет смысл заранее нарезать отрезками нужной длины. Я для себя выбрал интервал 10-12 см между соседними светодиодами, хотя всё индивидуально. Каждый отрезок провода зачищается миллиметра на 3 с обоих концов, и, с помощью флюса и припоя, облуживается до блестящего состояния. Думаю, целесообразно сразу проделать эту рутинную работу, чтобы в процессе сборки гирлянды на это не отвлекаться. Кусочки термоусадки тоже имеет смысл нарезать заранее (об их длине я скажу чуть ниже). На этом подготовительный этап можно считать законченным. Количество светодиодов в нашей гирлянде определяется планируемой длиной гирлянды, терпением и желанием. Уже полтора-два десятка — будет красиво на небольшой настольной ёлочке. А полсотни диодов украсят даже полутораметровую лесную красавицу. Все светодиоды подключаются параллельно друг другу. Это значит, что все длинные выводы всех светодиодов должны быть соединены вместе и подключаться к общему плюсу; все короткие выводы — также соединены и подключаются к общему минусу. Если изобразить на схеме, то это вот так: При таком соединении повреждение и перегорание одного светодиода не приведёт к поломке всей гирлянды, всё будет так же работать, только без «выбывшего» диода. Конструктивно предлагаю собирать гирлянду так. Подпаиваем к светодиоду один проводник, изолируем его термоусадочной трубкой малого диаметра. Усаживаем зажигалкой или строительным феном. Затем подпаиваем другой проводник, и всё вместе изолируем трубкой бóльшего диаметра. Усаживаем готовое соединение. Такой способ сэкономит трубки малого диаметра (поскольку изолируем только одну ножку), и сделает конструкцию аккуратной, поскольку всё место пайки будет закрыто большой трубкой. Вот таким образом: И вот так, звено за звеном, собираем всю гирлянду. Сразу несколько ремарок. Во-первых, при подпайке очередного контакта светодиода, очевидно, в трубочку надо будет пропускать сразу два одноимённых проводника — от предыдущего звена и для текущего. С тем, чтобы обжались сразу оба провода. Во-вторых, ножки светодиодов надо будет обкусывать до длины 6-7 мм и облуживать, и это разумно делать не заранее, а непосредственно перед подпайкой очередного диода. Для того, чтобы до последнего была видна разница в длине ножек. Ну или заранее с помощью фломастера понаставить точек возле плюсовых ножек светодиодов, потом сразу всё обрезать и облудить. Теперь стала очевидна и длина трубочек. Тонкие должны быть чуть длиннее обкусанной ножки, т.е. около сантиметра. Толстые — чуть подлиннее, чтобы закрыть всю конструкцию, сантиметра полтора. Сборка, несмотря на такое изобилие текста в обзоре, совсем не сложна, просто рутинна. Но, по мере «набивания руки», процесс будет ускоряться. Необязательным, но оправданным действием будет лёгкое перевитие проводников. Свитые проводники не так топорщатся, выглядят аккуратнее и легче разматываются. Готовый узел при пристальном и увеличенном рассмотрении будет выглядеть вот так: В процессе сборки звеньев разумным будет контролировать процесс с помощью трёхвольтовой батарейки, чтобы убедиться, что полярность очередного подпаянного светодиода не перепутана. Проводники от источника питания до ближайшего светодиода имеет смысл сделать подлиннее. А вот чем запитать нашу гирлянду — каждый решит сам. Предлагаю несколько вариантов. Вариант 1. Лучшее, что мне видится — это сетевой адаптер питания на 3,3 вольта. Это значит, что на нём должно быть написано «DC 3,3V». Максимум, что можно допустить — это 5 вольт, но светодиоды будут работать на пределе. Девятивольтовые, двенадцативольтовые и т.д. блоки питания гарантированно убьют гирлянду. Также можно попробовать приспособить старую зарядку от ненужного телефона, если на ней будет написано DC 5V. Значения тока, указанные на адаптере питания (это то, что в амперах или миллиамперах, mA) для данного случая не важны, не забивайте себе голову. Для специалистов, которых возмутила последняя фраза. Остальным можно не читатьДаже стомиллиамперный БП запитает десяток диодов. Вряд ли попадётся зарядка с током менее 200mA, что, с учётом рассинхронности свечения диодов, позволит комфортно работать гирлянде из любого разумного количества диодов. При подключении адаптера питания придётся разобраться, где у него «плюс», а где «минус».Выясняем полярность адаптера питания Вариант 2. Батарейки. Неплохой вариант для случая, когда розетки рядом нет. Скажем, украшаем ёлку во дворе или на даче. Лучше всего использовать батарейки или аккумуляторы формата AA («пальчиковые»). Их надо две штуки, соединённые «паровозиком» (это называется «последовательно») — в середине «плюс» одной касается «минуса» другой. По краям снимаем «плюс» и «минус» для питания гирлянды. Для батареек есть специальные коробочки, сразу с контактами. Ну, или по-простому, собрать их изолентой, облудить контактные площадки с флюсом (канифолью трудно лудится) и подпаять провода. Немаловажным фактором является то, что питание гирлянды пониженным и развязанным от сети напряжением (будь то батарейки или хороший исправный адаптер питания) абсолютно пожаро- и электробезопасно. Напряжение на любом участке нашей наряженной ёлки не будет превышать 3-5 вольт, что абсолютно безопасно. В конце обзора, разумеется, покажу минутное видео с работой готовой гирлянды. Каждый, кто хоть раз снимал светодиоды, знает, что правильно передать цветность и яркость светодиода бытовыми средствами видеозаписи практически невозможно. Поверьте, в реальности всё смотрится куда красочнее и красивее. Цвета получаются сочные. Засветов возле самих светодиодов нет, это недостаток съёмки. Мерцание на видео во время смены цветов каждого светодиода — это стробоскопический эффект от съёмки ШИМ, в реальности его тоже нет. Подозреваю, что лот из 250 штук для большинства покажется избыточным. Я лишь привёл ссылку, по которой покупал сам. Это не значит, что надо покупать именно этот лот именно у этого продавца. Наверняка будут предложения данного товара и меньшими партиями. Всё в данном обзоре покупал сам в разное время; никто ничего для обзора не предоставлял и никаких условий не ставил.

Зимой отмечают один из самых значимых праздников в году – Новый год. Торжество растягивается на несколько дней, затрагивая рождественские каникулы. К этому времени каждый человек стремится украсить свою квартиру или частный дом, используя праздничную иллюминацию.

Совершенно необязательно покупать светильники в магазине: вы можете сделать светодиодную гирлянду самостоятельно, причем речь идет об автономных устройствах, которые питаются от батареек, либо о более требовательных промышленных, подключаемых к электрической сети переменного тока напряжением 220 В. Изделие, изготовленное собственными руками, будет казаться намного привлекательнее и ярче, поэтому станет главным новогодним украшением в доме.

Светодиодные гирлянды не стоят слишком дорого, но все-таки намного приятнее наслаждаться собственным творением. Вдобавок вы сможете создать источник света, в полной мере удовлетворяющий индивидуальным запросам. Наконец, себестоимость самоделки все равно будет в несколько раз меньше.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

Для начала разберемся, как устроены гирлянды и в чем основные отличия. Главным принципиальным отличием является используемая схема, в зависимости от которой гирлянды делятся на несколько типов:

• классическая гирлянда-нить;
• сетка;
• занавес;
• сосулька;
• дюралайт (разновидность светодиодной ленты);
• киплайт;
• строб-лайт с неповторимым мерцанием.

Важно! Следует обращать внимание на мощность используемых led-диодов. Изделия, эксплуатируемые снаружи, имеют более высокий коэффициент полезного действия, поскольку практически всю энергию преобразуют в свечение, а не тепло, как это происходит с обычными гирляндами, и наиболее ярко заметно при использовании лампы накаливания.

Данные устройства защищены от различных негативных факторов, включая атмосферные осадки, экстремально низкие или высокие температуры, сильные порывы ветра, влагу.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Для самостоятельного изготовления светодиодной гирлянды вам понадобятся следующие инструменты, материалы и компоненты:

• паяльник с канифолью и припоем;
• изолента;
• термоусадочные кембрики, повышающие изоляционные свойства;
• светодиоды;
• резисторы.

Светодиоды можно получить, разобрав неработающие компьютерные аксессуары – клавиатуры и мыши. От качества выбранных комплектующих и соединений, надежности схемы эксплуатации зависит правильная функциональность самодельной гирлянды.

При последовательном подключении диодов они будут работать, но при этом существенно возрастет напряжение, что повысит количество выделяемого тепла, и в конечном счете приведет устройство к поломке. Это главная причина применения резисторов, снижающих напряжение и изменяющих прочие входные характеристики тока, за счет чего происходит смена цвета при свечении источников.

Выбор светодиодов

Главными элементами гирлянды являются светодиоды. Основными технико-эксплуатационными параметрами считаются рабочее напряжение и ток, протекающий в прямом направлении. Обе характеристики нужны будут для расчета электрической цепи и потребления электроэнергии.

В среднем, светодиод работает при силе тока 20 мА. Для уменьшения количества потребляемого электричества используются резисторы, причем значение сопротивления данного элемента зависит от параметров конкретного led-диода. В сети можно найти немало калькуляторов, позволяющих выполнить простой и быстрый расчет резистора под выбранный светодиод.

Напряжение питания элемента указывает на тот момент, когда на p-n переходе падает напряжение, что происходит за счет внутреннего сопротивления изделия. Другими словами, если речь идет об источнике питания 12 В и светодиодах на 3 В, то последовательно можно подключать не более четырех данных устройств, поскольку каждое из них снижает питающее напряжение (12 В) на величину собственного (3 В). Если добавить в схему пятый элемент, то он практически не будет светиться.

Напряжение зависит от конкретного производителя и цветов светодиода. К примеру, диоды с синими, белыми и зелеными кристаллами имеют рабочее напряжение 3 В, желтыми и красными – 1,5-2,5 В. Потребляемая мощность диодов рассчитывается по одному из законов Ома: P = U * I, где P – мощность, U и I – напряжение и сила тока соответственно.

Если рассматривать значения, приведенные выше, то при их подстановке в формулу мы получим следующее значение: 3 (В) * 0,02 (А) = 0,06 Вт. При последовательном включении 4 светодиодов, данная характеристика увеличится до 0,06 * 4 = 0,24 Вт. При последовательном подключении ограничивающего резистора напряжение возрастет еще на 0,06 Вт, поэтому суммарная потребляемая мощность составит 0,30 Вт. Если вы используете несколько групп по 3 светодиода, которые подключаются параллельно, то данная величина должна быть умножена на их число.

Важно! Это не основные характеристики светодиодов. Важно также учитывать световую отдачу, угол свечения и температуру цвета. Светоотдачу можно вычислить в зависимости от габаритов изделия: для элементов диаметром около 5 мм данная величина составляет 1-5 лм. Белые и синие кристаллы светят намного ярче цветных. Они даже бывают сверхяркими.

Сила света красного led-диода на 1,8 В составляет 0,2-2,0 кд, белого – 10-20 кд. Тем не менее, данные характеристики не вносят никаких корректировок в схему расчета и выбираются исключительно исходя из целей дальнейшей эксплуатации устройства.

Выбор резисторов

При выборе резисторов нужно ориентироваться на мощность и сопротивление. Второй параметр зависит от числа последовательно подключаемых к цепи светодиодов и их рабочего напряжения, мощность – от величины тока. Практически всегда будет достаточно использовать резистор мощностью 0,125 Вт.

При эксплуатации светодиодов напряжением 3 В принято использовать резисторы со следующим сопротивлением в зависимости от количества элементов:

• 1 светодиод – 470 Ом;
• 2 – 300 Ом;
• 3 – 150 Ом;
• 4 – 1 Ом.

Если же планируется эксплуатация диодов напряжением 2,1 В, то зависимость будет следующей:

• 1 светодиод – 510 Ом;
• 2 – 390 Ом;
• 3 – 300 Ом;
• 4 – 180 Ом;
• 5 – 75 Ом.

Выбор блока питания

В случае со светодиодной гирляндой должен использоваться блок питания на 12 или 24 В с запасом выходной мощности (приблизительно 25% сверху суммарной мощности потребляемой цепи). Выбор конкретного блока зависит от числа светодиодов – для схемы с 7 и более элементами желательно использовать изделие на 24 В.

Блок на 24 Вт позволяет осуществить коммутацию 11 последовательно соединенных диодов на 2,1 В или 6 на 3 Вт. Практически всегда будет достаточно воспользоваться небольшим блоком питания напряжением 24 В и силой тока 0,5 А с выходной мощностью 12 В.

Расчет схемы подключения

Даже последовательно соединяемые светодиоды должны содержать в схеме токоограничивающий резистор:

• красные элементы с падением напряжением 1,5-2 В – резистор сопротивлением 420 Ом;
• зеленые и синие на 3-3,2 В – 82 и 75 Ом соответственно.

Можно использовать стандартный контроллер 220 В для RGB-технологии с общим анодом: на все каналы подается «минус», а на общий кабель – «плюс».

При последовательно подключенных светодиодах можно создать мерцающую гирлянду. На ее создание уйдет минимум времени, а с задачей сможет справиться практически каждый человек с начальными знаниями электрики. Самое главное в данном случае: четко следовать инструкции.

Для самостоятельной сборки светодиодной гирлянды своими руками вам нужно выполнить действия в следующем порядке:

1. Определитесь с желаемым расстоянием между соседними источниками (диодами).
2. Раскрутив провод, маркером любого цвета нанесите соответствующие отметки на те места, где предположительно будут установлены светодиоды. В идеале расстояние между ними должно составлять 200-250 мм.
3. В тех точках, где были оставлены пометки, удалите с провода изоляцию, создав «голые островки» длиной по 20-30 мм. Действовать нужно аккуратно, чтобы не повредить сам кабель. Это упростит процесс будущего крепления диодов.
4. На такие участки нужно нанести канифоль с припоем.

1. К образовавшимся наплывам закрепите светодиоды, соединяя паяльником их ножки с проводом. Учтите, что данный вариант крепления будет менее надежным, поэтому придется воспользоваться усиливающими фиксаторами, которые также закроют оголенные части гирлянды.
2. Узкий скотч нарежьте на разные кусочки длиной 30-40 мм, затем примените в качестве изоляции для диодов. В результате этих действий каждый светодиод должен быть расположен в «кармашке», крепко удерживающем его на кабеле. Обмотать нужно все источники света на проводе.
3. Затем нужно обеспечить герметизацию верхней части «кармашка». Для этого сгодится силиконовый герметик, который не просто повышает прочность конструкции, но и совершенствует свечение.
4. Остается подключить к схеме резистор и блок питания, а затем протестировать работу самодельного оборудования.

Обратите внимание! Данная разновидность гирлянды не боится холода, поэтому может эксплуатироваться в системах наружной иллюминации. В таком случае рекомендуется применять блоки питания на 8-12 В. Чтобы проверить работоспособность изделия, вы можете применить аккумуляторную батарейку смартфона, блок питания от зарядки телефона.

Не менее красиво смотрится светодиодная гирлянда, подключаемая к батарейкам. Кроме того, такое изделие будет максимально безопасным для детей. Данная разновидность иллюминации используется в качестве наружного источника света. При перемещении в воздухе будет оставаться яркий разноцветный шлейф, который дизайнеры часто используют для создания в пространстве разнообразных узоров. Изделие должно быть защищено от ветра, осадков и низкой температуры.

Для производства гирлянды на батарейках вам будут нужны:

• светодиоды диаметром 10 мм разных цветов с рассеивающим эффектом;
• магниты диаметром 1,3 и толщиной не более 30 мм;
• изолента или узкий скотч;
• литиевая батарейка (например, CR2032 3V);
• эпоксидный клей.

Для создания яркой мерцающей гирлянды потребуется выполнить качественную пайку. Спешить в процессе выполнения работы не стоит. Запаситесь терпением, будьте аккуратны и внимательны, следуйте шагам:

1. Выполните тестирование светодиодов, чтобы увидеть уровень их свечения. По очереди подключите компоненты к литиевой батарейке (одну, более длинную ножку, соедините с «плюсом», другую короткую – с «минусом»).
2. Зафиксируйте положение диодов, затем каждый элемент вместе с батарейкой оберните скотчем или изолентой в 2 слоя.
3. С положительным контактом батарейки совместите магнит, зафиксировав его.
4. Каждая часть конструкции должна быть установлена на тонкий провод. Проверьте работоспособность изделия!

Использование резисторов парами

В данном случае вы сможете снизить себестоимость изделия, сделав его более экономичным, но помните: гораздо лучше с точки зрения электрической безопасности и долговечности оборудования соединять каждый светодиод с собственным резистором. К тому же, последние компоненты дешевые.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для создания праздничной иллюминации с «бегущими огоньками» вам понадобится не менее 3 гирлянд, причем каждая из них должна состоять из нескольких групп параллельно подключенных «фонариков». Для воссоздания подобного светящегося эффекта понадобится трехфазный мультивибратор с транзисторами, которые обозначены VT1, TV2 и VT3. В плече второго транзистора устанавливается конденсатор емкостью 0,1 мкФ, который значительно упрощает запуск изделия.

Вам понадобится выпрямитель тока с двумя полупериодами, который обеспечит питание автомата. Речь идет о выпрямительных диодах VD1, VD2, VD3 и VD4. Не стоит путать их со светодиодами!

Такой вариант позволит создать самые разнообразные по форме варианты – начиная от круга, треугольника или квадрата и заканчивая сердцем и тематическими фигурками (снеговик, дед Мороз, Снегурочка, олени в упряжи).

Создание гирлянды из старой клавиатуры

Для ускоренного создания гирлянды можно воспользоваться одним из самых бюджетных вариантов, связанных с разборкой старых компьютерных устройств ввода – мыши и клавиатуры.

В процессе выполнения работы вам понадобятся:

• несколько старых клавиатур, которые могут быть даже нефункционирующими;
• паяльник;
• резисторы;
• изолента или скотч;
• термоусадочные кембрики;
• припой и канифоль.

Сначала удалите провода из клавиатуры и отсоедините USB-кабель. Для повышения шансов на выполнение качественной работы вам понадобятся около 5 устройств ввода: возможно, таковые имеются у ваших друзей, близких, поспрашивайте на городском форуме.

Каждая клавиатура оснащена 3-мя светодиодами, указывающими на работу 3 основных функций изделия на кнопках Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock. Если же вам под руку попалась ненужная геймерская клавиатура, то все будет намного проще, ведь она зачастую включает огромное количество светодиодов.

Выполните разборку изделия и вытащите из него маленькую плату с контроллером. Она будет использоваться для соединения различных лампочек. Создайте изделие из 12 элементов, подключенных к резисторам по параллельной схеме. Превышать это значение не стоит, поскольку стандартный USB-кабель, от которого питается клавиатура, передает напряжение до 5 В при силе тока 500 мА.

Рабочее напряжение отдельных элементов не превышает 5 В. При прямом подключении без резистора будет происходить перегрев, который рано или поздно приведет к перегоранию компонентов. Именно поэтому напряжение понижается за счет дополнительного сопротивления или методом попарной спайки элементов. Во втором случае каждый отдельный компонент будет понижать напряжение «своего соседа». К сожалению, такой вариант считается менее оптимальным и эффективным: лучше всего следить за установленным лимитом вольтажа и не выходить за их пределы.

Далее следует взять простой кабель и на одной из его сторон удалить оплетку, а затем выполнить пайку. После создания изделия нужной длины и формы, остается заизолировать оголенные части.

Создать самодельную новогоднюю гирлянду из светодиодов проще простого: запаситесь необходимыми элементами и инструментами, выполните расчет (с этим могу помочь специалисты) или найдите в сети любую проверенную схему подключения. Затем следуйте нашим инструкциям, и в итоге получите функционирующее, качественное и безопасное изделие.

Используемые источники:

• https://www.asutpp.ru/kak-sdelat-girlyandu-iz-lampochek-i-svetodiodov.html
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/36167.html
• https://220.guru/osveshhenie/svetilniki/kak-sdelat-svetodiodnuyu-girlyandu.html