Характеристики светодиодов: потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача. Сколько электроэнергии потребляет Россия за новогоднюю ночь? Гирлянды уличные - праздник для всех

Разве можно представить Новый год без гирлянды на елке? Нет, нельзя. Красивые мигающие лампочки подарят ощущение сказки и создадут уютную праздничную атмосферу где угодно. Сегодня мы расскажем вам, как их правильно выбрать.

Источник света

Источник света - это принципиальное отличие, по которому стоит выбирать гирлянду. У тех украшений, которые мы помним из детства, в основе мини- и микролампы. Они очень красивые и недорогие, но служат совсем недолго и крайне энергозатратны.

Сейчас на рынок выходят светодиодные или LED-гирлянды. Они ненамного дороже и имеют ощутимые преимущества:

• срок службы от 20 до 100 тысяч часов;
• прочность - светодиоды сложнее повредить;
• яркость, приятная глазу;
• безопасность - они почти не нагреваются;
• экономичность - потребляют гораздо меньше электроэнергии;
• влагоустойчивость - можно смело украшать дом или деревья снаружи.

Тип провода

У современных гирлянд бывают три типа проводов: каучуковый, силиконовый и ПВХ.

Каучуковые и силиконовые очень прочные, влагостойкие и устойчивые к погодным условиям. Поэтому, если вы хотите украсить дачный дворик, выбирайте их - выдержат морозы до минус пятидесяти.

Для квартиры прекрасно подойдут гирлянды с ПВХ-проводом - по остальным параметрам они ничуть не уступают каучуковым и силиконовым.

Дизайн

О дизайне гирлянд можно говорить часами. Сейчас можно найти лампочки любых цветов, размеров и форм. И, разумеется, украшают ими не только елки. Например, гирлянды-занавески выпускают специально для окон.

На что стоит обратить внимание

Длина

Открываем секрет: гирлянда должна быть в три раза больше высоты вашего дерева. При этом на каждый метр елки должно приходиться 300 лампочек или 100 светодиодов.

Провод

Точнее, длина провода для подключения к сети. Если вы выбираете гирлянду в квартиру, ориентируйтесь на 1,5 метра, если для улицы - на 10 метров.

Цвет провода

Смысл в том, что провод не должен слишком выделяться на общем фоне. Гирлянду для елок выбирайте с темно-зеленым проводом, для деревьев на улице - черный, для декора помещений или елок необычных цветов - прозрачный.

Новогодние праздники наступают как всегда неожиданно и приносят с собой много приятных хлопот. Пора задуматься о подарках, в первую очередь детям, для взрослых накрыть стол, подобрать хорошую музыку и обязательно поставить елку, которую нарядить, чтобы гостям было весело и уютно. И первое, что предстоит повесить на елку это, конечно, елочные гирлянды. Все остальные игрушки, как правило, вешаются после гирлянд. Далее будет рассказано об устройстве самых разных самых разных новогодних гирлянд - старых и современных.

В давние времена, когда не было электричества, а Новый год уже праздновали, на елке зажигали специальные новогодние свечи. Такое украшение было очень пожароопасным. Но эти времена уже прошли, все стали пользоваться электрическими гирляндами.

Это были обычные маленькие лампочки от карманного фонаря или от подсветки шкалы в радиоприемнике, соединенные последовательно. Из таких лампочек гирлянды делались энтузиастами преимущественно своими руками. Просто брали в руки паяльник, кто, конечно, умел им пользоваться, брали провод и лампочки, и через некоторое время новогодняя гирлянда уже висела на елке.

Несколько позже новогодние гирлянды стали выпускаться промышленным способом. В ход пошли различной конструкции малогабаритные патроны для ламп и цветные плафоны разной формы. Иногда плафоны делались прозрачными, а окрашивались сами лампы.

Мигалки и моргалки

Но спокойно смотреть на светящуюся новогоднюю гирлянду как-то невесело, хочется, чтобы душа развернулась. Видимо, этому способствует какое-то мигание гирлянды. В целом мигающая гирлянда привлекает своей красотой, и даже ожиданием какого-то чуда или сюрприза. Если же гирлянд будет несколько, то возможно получить различные световые эффекты, например, бегущий огонь, бегущая тень, бегущие двойки и тройки, а также много других интересных эффектов.

Когда-то такие конструкции разрабатывали радиолюбители, эти схемы публиковались в радиолюбительских журналах, как правило, в ноябрьских номерах. Но журналы эти в условиях социалистической бесхозяйственности приходили с опозданием чуть не на целый месяц, поэтому к Новому году удавалось сделать только прошлогоднюю мигалку.

В качестве элементной базы использовались микросхемы малой степени интеграции, в первую очередь К155 и К561 и их разновидности. В качестве примеров можно привести схему из журнала «Радио» №11 2002г.

Основой схемы является счетчик DD2 типа К561ИЕ16, который через ключи на микросхеме DD3 и транзисторах VT4…VT7 управляет четырьмя светодиодными гирляндами. Самое интересное, что в качестве задающего генератора используется микросхема музыкального синтезатора УМС8-01. Такие микросхемы использовались когда-то для озвучивания детских игрушек и музыкальных звонков: просто проигрывали записанные в них мелодии.

Так вот в данной схеме выходной звуковой сигнал используется еще и для тактирования счетчика. Можно только догадываться, как будут выглядеть картины, порожденные светодиодами на фоне этого звука. Естественно, что музыка тоже звучит через динамик.

В журнале «Радио» №11 1995 г., опубликована схема под названием «Автомат плавного управления гирляндой» автор А.Чумаков. Схема обеспечивает поочередное плавное зажигание и гашение гирлянды со скоростью, задаваемой блоком управления. Схема устройства показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема автомата плавного управления гирляндой

Если присмотреться внимательней, схема представляет симисторный регулятор мощности, выполненный на двухбазовом транзисторе КТ117А. Только скорость заряда конденсатора меняется не вручную с помощью переменного резистора, а переключением отдельных резисторов с помощью счетчика - дешифратора К561ИЕ8. Для сравнения на рисунке 2 приведена схема фазового регулятора мощности с использованием двухбазового транзистора КТ117.

Рисунок 2.

Микроконтроллерное управление новогодней гирляндой

По мере появления в радиолюбительском творчестве конструкций на микроконтроллерах, елочные мигалки, или как их уважительно называют «автоматы световых эффектов» также стали разрабатываться Наиболее экзотичная конструкция была опубликована в журнале «Радио» №11, 2012, стр. 37 под названием «Сотовый телефон управляет ёлочной гирляндой», автор А. Пахомов.

За основу конструкции была взята плата от неисправной китайской гирлянды. Автор пишет, что его привлекла оригинальность выходного каскада, управляемого непосредственно от МК. Он вспоминает те мигалки, которые строились на микросхемах серии К155, мощных тиристорах КУ202 (других просто не было), и в целом на такую мигалку можно было ставить саму елку.

А тут достаточно было на неисправной плате поменять контроллер, написать программу со световыми эффектами и дополнить каким-нибудь пультом управления. Вот этим пультом и стал валявшийся без дела старенький телефон Siemens C60. В качестве управляющего был применен микроконтроллер AT89C51. Что из этого получилось, показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема микроконтроллерного управления новогодней гирляндой (для увеличения нажмите на рисунок)

Хотя этот контроллер уже устарел и снят с производства, он является одной из лучших разработок фирмы Intel, в дальнейшем выпускаемый фирмой Atmel. Конструкции на этом МК никогда не зависают, им не требуется сторожевой таймер. Система команд настолько хороша, что до сих пор остается без изменений, несмотря на появление новых моделей семейства MSC-51.

Простая светодиодная мигалка

Чуть выше статьи А. Пахомова в том же журнале «Радио» №11, 2012 опубликована статья И. Нечаева «Из деталей КЛЛ. Светодиодная мигалка для новогодней игрушки». Схема выполнена на трехцветном светодиоде и трех симметричных динисторах DB-3 «добытых» из плат от неисправных .

Рисунок 4. Схема простой светодиодной новогодней гирлянды

Каждый канал трехцветного светодиода управляется от своего релаксационного генератора, собранного на DB-3. Рассмотрим работу схемы на примере одного канала, например красного.

Конденсатор C1 через резистор R3 заряжается от выпрямителя R1, VD1 до напряжения пробоя динистора VS1 (32В). Как только динистор откроется, конденсатор C1 разряжается через красный элемент трехцветного светодиода, резистор R4, и динистор VS1. Далее цикл повторяется.

Красный, зеленый и синий элементы трехцветного светодиода имеют свои генераторы и работают независимо друг от друга. При этом, частота каждого генератора отлична от другого, поэтому вспышки происходят с разным периодом. Конструкция помещена в прозрачный корпус и может использоваться, например, в качестве елочной верхушки. Если в схему добавить белый светодиод HL2, то цветные вспышки будут происходить на белом фоне.

Можно было бы привести еще немало описаний конструкций отечественных радиолюбителей старых или новых, плохих или хороших, но все они были сделаны практически в единичных экземплярах. Современные же магазины сплошь завалены электроникой, сделанной в Китае. Даже новогодние гирлянды и те китайские, к тому же они сейчас ничего и не стоят. Давайте, посмотрим, что же там спрятано внутри.

Контроллер китайской новогодней гирлянды

Внешне все выглядит очень просто. Маленькая пластмассовая коробочка с одной кнопкой, в которую входит сетевой шнур с вилкой, и выходят четыре гирлянды. При включении в розетку гирлянды сразу начинают поочередно показывать все световые эффекты. Всего этих эффектов 8, о чем говорят надписи под кнопкой. Нажатием кнопки можно просто сразу переключаться на желаемую световую картину.

Если коробочку открыть, то внутри тоже все достаточно просто, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5.

Здесь можно рассмотреть все детали. Микроконтроллер, как всегда, выполнен в виде капли черного компаунда, около него кнопка управления, единственный диод и три выходных тиристора.

На плате есть место и для четвертого тиристора, и если его запаять, то получится еще один дополнительный канал. В контроллере этот канал, как правило, тоже прошит. Просто наши китайские друзья сэкономили на один тиристор. Те, кому доводилось вскрывать подобные блоки управления, уверяют, что в некоторых коробочках запаяно всего по два тиристора. Экономика должна быть экономной! Наш, еще советский лозунг.

Несмотря на столь малые размеры, тиристоры PCR406 имеют обратное напряжение 400В, а прямой ток 0,8А. Если предположить, что нагрузка потребляет ток всего 25% от максимального, то при напряжении 220В можно коммутировать мощность 220 * 0,2 = 44(Вт).

На рисунке 6 показан печатный монтаж, по которому можно срисовать принципиальную схему, что и было сделано неоднократно. Здесь можно рассмотреть отверстия для четвертого тиристора, как раз того, на котором сэкономили.

Рисунок 6.

Экономия также коснулась диодного моста: вместо четырех диодов на этой плате используется только один. А все остальное соответствует схеме, показанной на рисунке 7.

Рисунок 7.

Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1…VD4 и через гасящий резистор R1 подается на 10 вывод микроконтроллера. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения сюда же подключен электролитический конденсатор C1. Потребление тока у микроконтроллера совсем незначительное, поэтому в дальнейшем вместо моста из четырех диодов китайцы решили обойтись одним.

Небольшое замечание по поводу увеличения надежности всей схемы в целом. Если параллельно конденсатору C1 подпаять стабилитрон с напряжением стабилизации 9…12В, то вероятность выхода из строя микроконтроллер или просто взрывов тиристоров уменьшится намного.

Заслуживает особого внимания резистор R7 подключенный к выводу 1 микроконтроллера прямо от сетевого провода. Это сделано для синхронизации с сетью, чтобы осуществлять фазовое регулирование мощности. Именно это работает в то время, когда лампы гирлянд плавно зажигаются или гаснут.

На правой стороне микроконтроллера расположены выходы управления тиристорами и кнопка управления, про которую было рассказано выше. Тиристоры включаются в момент, когда на соответствующем выходе МК появляется высокий уровень, тогда и зажигается соответствующая гирлянда.

Иногда требуются новогодине гирлянды большой мощности, от нескольких сотен ватт и выше. В этом случае рассмотренную схему можно использовать в качестве «мозгов», достаточно просто дополнить ее мощными симисторными ключами. Как это сделать, показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема новогодней гирлянды бильшой мощности (для увеличения нажмите на рисунок)

Тут следует обратить внимание на то, что питание МК осуществляется от отдельного источника гальванически развязанного с сетью.

Светодиодные гирлянды

В них используется тот же самый контроллер с одной кнопкой, те же тиристоры, только вместо лампочек гирлянды составляются из светодиодов трех или четырех цветов. Каждая гирлянда содержит не менее 20 светодиодов с токоограничивающими резисторами.

Причем конструкция такой гирлянды, просто китайская загадка: в первой половине гирлянды к каждому светодиоду припаян резистор, а остальные десять штук, просто соединены последовательно. Опять же экономия сразу в десять резисторов.

Такую конструкцию можно, видимо, объяснить технологией производства. Например, на одной линии собирают первую половину, которая с резисторами, а на другой линии без резисторов. Потом останется только соединить две половины в одно целое. Но это только догадка.

Остается надеяться, что все у Вас в порядке, по крайней мере с новогодними гирляндами. Поэтому, наряжайте елку, накрывайте праздничный стол, приглашайте гостей, встречайте Новый год. С Новым годом, товарищи, друзья, господа! Это кому как больше нравится.

Перед зимними праздниками в наших окнах, витринах магазинов и даже на деревьях перед домами появляются радующие глаз украшения — электрические гирлянды.

Под это общее название попадает огромное количество моделей:

• дюралайт

• занавесы

• сетки

• клиплайт

• белтлайт

Традиционные елочные гирлянды из лампочек весьма капризные устройства. Да и светят они нередко с желтоватым оттенком, что делает освещение немного тусклым.

Поэтому последние года привнесли множество инноваций для этих изделий. Однако они по-прежнему могут быть самым опасным новогодним украшением, которое вешают на елки.

Вот две главные опасности:

Чтобы его предотвратить, из-за нагрева лампочек, не покупайте обычные гирлянды мощностью более 65Вт.

И уж тем более не засовывайте их в различного рода стеклянные бутылки и подобные емкости, как бы красиво это не смотрелось.

• удар электрическим током

Как же обезопасить себя и своих детей от всего этого? Как выбрать такую гирлянду, чтобы ёлочка зажглась, но не "загорелась". Воспользуйтесь пятью правилами.

Вилка и длина гирлянды

Вилка должна быть из качественного материала, не хлипкой и не менять своей традиционной формы из-за каких-то новогодних дизайнерских штучек.

Иначе она очень быстро выйдет из строя, а провод обязательно обломается внутри или на самом выходе из нее. Отломленный оголенный проводок может даже оказаться под напряжением в тот момент, когда вы будете выдергивать гирлянду из розетки.

Касательно оптимального размера, чтобы не проводить долгих подсчетов, специалисты советуют брать классическую гирлянду, длина которой будет в 3 раза больше высоты елки.

В этом случае вы удовлетворите все свои дизайнерские фантазии и затемненных участков точно не останется. При этом сам провод для подключения к розетке (тот, что без лампочек) должен быть:

• не менее 1,5м для домашнего применения

• около 10м для уличного

Кстати, когда на упаковке указывается параметр - "общая длина" или "размер", сюда как раз таки входит и длина провода питания (без лампочек).

Поэтому будьте внимательны в этом вопросе и ищите параметр протяженности именно рабочей части.

Иначе фонариков в подсветке может оказаться гораздо меньше, чем вы на то рассчитывали.

Также помните, что многие елочные гирлянды можно удлинять через специальные переходники.

А вот укорачивать их запрещено. Особенно это касается светодиодных моделей, так как они строго рассчитаны на определенный ток потребления.

Лампочки

Лампочки должны держаться очень плотно и не шататься.

Если провода и места соединения с лампами будут весьма хлипкими и мягкими, то при неосторожном движении, в момент распутывания гирлянды или ее подвески, можно легко вырвать их из своих посадочных мест.

Блок питания-контроллер

Данная коробочка должна открываться только с применением дополнительных инструментов - отвертки, ножика, которыми поддеваются специальные защелки.

Иначе ваш любопытный ребенок обязательно захочет узнать, что же там спрятано внутри. Желательно изначально проверять пайку проводов в блоке питания, еще при покупке изделия в магазине.

Почти половина всех причин неработоспособности елочных гирлянд связаны с плохим контактом проводков в блоках питания.

Если вы собираетесь использовать гирлянду на улице, то она должна быть специального исполнения с уровнем защиты не ниже IP44. На упаковке должна быть надпись - "внешнее использование".

Диаметр провода у таких изделий не менее 3,3мм, а сечение медной жилы - минимум 0,5мм2.

В первую очередь герметичность должна быть обеспечена именно для блока питания. Светящиеся элементы могут быть абсолютно одинаковыми.

А вот коробочка должна быть изолирована со всех сторон, нередко даже намертво заклеена.

Качественная гирлянда не должна издавать посторонних запахов. В особенности запаха дешевой резины.

Представьте, что будет у вас в квартире, когда подобное изделие нагреется. Не верьте продавцам, которые уверяют, что запах выветрится и пройдет через пару-тройку часов.

Помимо неприятных ароматов, это еще и скажется на здоровье, так как вы и ваши дети будете круглосуточно дышать этими парами вредных веществ.

Для подсветки на улице не покупайте гирлянды с проводами из ПВХ пластика. При морозах такой провод задубеет и фактически ваша гирлянда превратится в одноразовое изделие.

Выбирайте модели с проводами из каучука, либо силикона. Каучуковые и резиновые гирлянды должны иметь обозначение латинскими буквами "G" или "R". А если присутствует дополнительный слой изоляции, то "N".

Они отлично себя чувствую даже при температурах ниже -40 градусов.

Упаковка

Обязательно ознакамливайтесь со всеми надписями на упаковке. Многие гирлянды просто не предназначены для размещения на елке. На разных языках может быть написано - "не для елки ", или что-то подобное.

Многих такое удивляет, как это - елочная гирлянда и не для ёлки? Дело в том, что такая модель не сертифицирована.

Соответственно она не проходит противопожарную безопасность и производитель не имеет права рекомендовать и указывать, что его гирлянду можно вешать на елку или деревья во дворе.

Если же товар сертифицирован, то ищите ссылку на соответствующий ГОСТ. Он обязан быть указан на шильдике или упаковке.

Во время покупки всегда проверяйте комплектность товара согласно списка на упаковке. Иногда там внутри бывают запасные лампочки, или отдельные взаимозаменяемые элементы.

При количестве ламп в подсветке от 18шт и более, число запасных должно быть не менее 3шт.

Включать и проверять работоспособность всех режимов гирлянды нужно еще в магазине. Ну а занося ее в дом с мороза, не спешите сразу же втыкать в розетку, дайте украшению согреться.

Преимущества и отличия

Современные модели все больше изготавливают из светодиодных элементов, а не из маленьких лампочек накаливания. Они имеют ряд преимуществ:

• более долгий срок службы - до 100 000 часов

У гирлянд на обычных лампочках срок службы может не превышать 100 часов непрерывной работы.

• устойчивость к периодическим скачкам и перепадам напряжения

• безопасность

Светодиодные лампочки не нагреваются, соответственно маловероятны шансы возгорания или замыкания.

• экономичность

Платить за электроэнергию придется в разы меньше.

• прочность

Механически, светодиоды намного сложнее разбить или раздавить.

Виды светодиодных гирлянд

Вот перечень основных разновидностей гирлянд для подсветки квартир, домов, офисов, магазинов и т.д.

• нити

Они самые простые и самые распространенные. Похожи на скрученный шнурок, вдоль которого подвешиваются светодиоды.

Данные модели наиболее универсальные. Ими можно украшать как елки, так и целые дома и постройки, с любыми конструкциями во дворе.

• сетчатая гирлянда

Похожа на квадраты или ромбики, в крайних точках которых смонтированы лампочки. Применимы для плоских поверхностей - стен, потолков.

• световые занавесы

Чаще всего встречаются на окнах. Представляют из себя один провод, от которого вниз спускаются множество других проводков "утыканных" светодиодами. Каждый такой провод имеет длину от 2м и более.

• сосульки

Чем то похожи на занавески. Однако в них вертикальные провода имеют разную длину. Вдобавок они короче - 0,5м не более. Зачастую лампочки имеют форму сосулек.

• бахрома

Здесь также есть главный провод, на который нанизано множество миниатюрных светодиодов.

• дюралайт

Это уже полноценная подсветка, наподобие светодиодных лент напряжением 220В. Внутри под прозрачной оболочкой впаяны светодиоды.

При этом дюралайт очень гибкий, герметичный и влагостойкий. Поэтому его основное применение - подсветка на улице.

• белтлайт

Данное украшение скорее относится к профессиональной подсветке. Его используют при освещении очень больших конструкций - мосты, площади, здания.

Не так давно наступил Новый Год, как это обычно бывает, о новогодних украшениях подумал в последний момент. Пробежав близлежащие магазины, я понял, что купить нормальную светодиодную гирлянду за вменяемые деньги вряд ли получится. Встретили Новый Год с остатками былой роскоши.
И вот в январские праздники пошёл по сайтам искать гирлянду, после получаса просмотра был выбран BIC, на котором была заказана указанная гирлянда и ещё много полезной мелочёвки. Заказ был разделён на две посылки и отправлен 9 января. Получил я обе посылки на почте 29 февраля 1 марта, хотя меня и ноябрь бы устроил:).
Общая длина гирлянды составляет 10 метров, специально посчитал количество светодиодов - их ровно 100 штук. Светодиоды прозрачные, провод, который их соединяет, прозрачный и мягкий. Вилка обычная, подойдёт как в советские розетки, так и в новые «евро».


Светодиоды четырёх цветов: красный, зелёный, жёлтый, синий. У гирлянды 8 режимов работы:
1. Светятся все светодиоды, при этом они все одновременно меняют яркость от состояния «выключен», до состояния «полная яркость». Максимальная потребляемая мощность в данном режиме 8,0 Вт.
2. Мигают светодиоды, одновременно светятся светодиоды двух цветов.
3. Горят все светодиоды постоянно. Потребляемая мощность 8,0 Вт.
4. Мигают все лампы, с разной частотой (эффект «перетекания»). Потребляемая мощность 4,4 Вт.
5. Одновременно светятся светодиоды двух цветов, далее один цвет гаснет, а зажигается новый (эффект «шагания»). Потребляемая мощность 4,1-4,3 Вт.
6. Один цвет перетекает в другой. Одновременно на полной яркости светится только один цвет. Потребляемая мощность 2,2-2,6 Вт.
7. Все программы чередуются («рандомный»).
8. Все мигают быстро. Потребляемая мощность 2,6-4,1 Вт.


Понимаю, что читать это одно, а увидеть это другое. Смотрим видео.