Ремонт своими руками светодиодных гирлянд

Как самостоятельно починить новогоднюю светодиодную гирлянду

Часто бывает так, что пролежавшая весь год в шкафу гирлянда перестает работать. Многие находят выход в покупке новой гирлянды. Однако при желании и наличии минимальных знаний ремонт светодиодной гирлянды можно произвести своими руками.

Составляющие светодиодной гирлянды

Внешне гирлянда на основе светодиодов похожа на устройство старого типа: те же провода, лампочки, блок управления. Однако техническая суть системы кроется в блоке управления. Он представляет собой небольшую коробку из пластика, на которой отображены различные возможности функционирования подсветки. Чтобы изменить режим освещения, достаточно просто нажать на соответствующую кнопку. Выпускаются блоки разного исполнения, в том числе с высоким уровнем защиты от влаги и пыли (класс защищенности — IP44).

Чтобы увидеть внутреннюю часть блока, необходимо снять защитную крышку. Для этого используют тонкую отвертку или нож, чтобы поддеть крышку. На некоторых моделях крышка установлена на защелках, поэтому никакой специальный инструмент не понадобится. Внутри блока есть припаянные к плате проводники. Самый толстый провод обычно является сетевым (он подает напряжение).

На плате имеются такие компоненты:

• контроллер для создания осветительных эффектов;
• тиристоры (по одному на каждый канал);
• резисторы;
• конденсатор;
• диодные мосты.

Количество составляющих платы определяется числом каналов гирлянды. Наиболее дорогостоящие модификации оснащаются предохранителями.

Схема гирлянды

Схема функционирования светодиодной гирлянды показана ниже. Сетевое напряжение поступает на питающий контроллер, проходя по резисторам и диодному мосту. Напряжение заходит в контроллер в выпрямленном и сглаженном состоянии (благодаря конденсатору).

Напряжение проходит через кнопку, разомкнутую в нормальном положении. Если кнопку замкнуть, осуществляется замена режимов контроллера. Что касается контроллера, то этот компонент отвечает за управление тиристорами. Количество тиристоров определяется числом каналов в осветительной системе.

Пройдя через тиристоры, выходное электропитание направляется на световые диоды в гирлянде. Количество выходов непосредственно влияет на разнообразие цветов, выдаваемых осветительным устройством. Если имеется только пара выходов, то реализуется наиболее простая схема, при которой одна половина лампочек затухает, а другая — загорается.

Две диодные линейки присоединяют к двум каналам последовательно. Соединение осуществляется в последней точке — световом диоде.

Обратите внимание! Один из проводов сетевого напряжения всегда направляется прямиком (обходя все компоненты схемы) на конечный диод гирлянды.

Причины поломки

Существует множество причин, способных привести гирлянду в неисправное состояние:

• недостаточный контакт на проводниках;
• вышедший из строя световой диод в одной из ламп;
• поломка конденсатора или тиристора;
• сгоревшая микросхема контроллера.

Микросхема на плате горит не часто. Среди всех причин сгоревшие микросхемы встречаются примерно в каждом десятом случае.

Проблемы и их решения

Ниже приведены наиболее часто встречающиеся поломки. Починить гирлянду реально своими руками: для этого понадобятся внимательность и аккуратность.

Плохое качество пайки

Некачественная пайка питающих и отходящих проводников — наиболее часто встречающаяся причина неисправности подсветки. В некоторых случаях контакт удерживается исключительно на термоклее, поэтому о его работоспособности не может быть и речи. Достаточно слегка дотронуться до проводника, и контакт полностью разрывается.

Особенно часто некачественные соединения встречаются в гирляндах китайского производства. Также производители из Китая в целях экономии нередко используют слишком тонкие провода, которые легко переламываются в местах соединения с платой.

Совет! Чтобы избежать отрывания контактов, места пайки нужно заливать слоем термоклея достаточной толщины.

Еще один способ избежать проблем с проводами — отказаться от зачистки проводов ножом. В ходе такой операции легко чрезмерно истончить провод. Лучше зачистить проводник с помощью термической обработки огнем зажигалки.

Повреждение светодиода

Чтобы найти неисправный диод, отключаем гирлянду от электропитания. Проверку начинаем с последнего светодиода в схеме (к нему напрямую идет проводник с блока питания). К той же самой ножке присоединен отходящий провод, идущий дальше, к следующему ответвлению светового канала.

Понадобится тестирование светодиода между парой проводов питания (на входе и на выходе). В качестве тестового прибора используем мультиметр с немного измененными щупами. Чтобы модернизировать щупы, на их концы с помощью нитки приматываем тонкие иглы. Острие игл должно выступать совсем чуть-чуть — на 5–7 миллиметров. Сверху наносим слой изоляционной ленты.

Поскольку все диоды соединены со схемой пайкой, просто изъять их из лампы (как в случае с обычной гирляндой) не получится. Протыкаем изоляционный слой жил, чтобы найти медные провода.

Переключаем прибор в режим прозвона светодиодов. Начинаем раз за разом протыкать питающие проводники возле каждого диода.

Если проверяемая гирлянда не на 220 В, а на 12 или 24 В, рабочий светодиод загорится. Если же проверяем систему на 220 В, обращаем внимание на показатели мультиметра. На исправных частях схемы показатели будут приблизительно равными, а вот дефект обнаружит себя обрывом.

Хаотичное мерцание

Еще одна распространенная проблема — беспорядочное мерцание лампочек. Диоды мигают без какой-либо видимой причины, их яркость хаотично изменяется.

Причина данной неисправности состоит в неправильной работе электролитического конденсатора. Данный элемент при этом обычно подвергается деформации — выглядит несколько раздутым.

Выход из данной ситуации — замена конденсатора. Его номинальное значение всегда написано на корпусе.

Если после замены конденсатора ситуация не исправилась, проблема может заключаться в перегоревшем резисторе. Визуально такой дефект не обнаружить, поэтому в данном случае не обойтись без тестера. Измеряем сопротивление, не забыв заранее узнать номинал для компонента. Если полученный результат не соответствует номинальному значению, меняем резистор.

Нет света на одном из участков

Если на каком-то из каналов полностью отсутствует свет, причиной тому может быть один из двух факторов:

1. Пробой на тиристоре или диоде данного канала. Чтобы удостовериться в правильности определения причины неисправности, отпаиваем провод канала на плате и подключаем вместо старого канала новый (который точно работает).
2. Если вышеуказанный способ не принес положительного результата, проблема заключается не в гирлянде, а в каком-либо из элементов платы — диоде или тиристоре. С помощью мультиметра проверяем эти компоненты и, в случае необходимости, меняем их на рабочие.

Тусклое освещение

Бывают ситуации, когда освещение есть, но один из каналов дает слишком тусклый свет. При этом схема контроллера функционирует без проблем, а при нажатии кнопок происходит нормальное переключение режимов.

Прозвон диодов с помощью мультитестера также не дает результата. Остается лишь одна возможная причина — некачественные провода. Если произошел надрыв какой-то части многожильного проводника, общее сечение уменьшается, что выражается в тусклости света. Происходит это вследствие того, что к светодиодам не поступает нужного объема напряжения.

Чтобы отыскать разрыв, понадобится в ручном режиме проверить всю линию провода. Придется набраться терпения, поскольку дефект на линии, вполне возможно, расположен на последней проверяемой нити.

Когда проблемное место найдено, разбираем проводники на светодиоде, зачищаем их (лучше зажигалкой) и заново спаиваем. Далее наносим изоляционный слой с помощью термоусадки.

Разбитые лампы

Если разбитой оказалась одна или несколько ламп и решено починить гирлянду, рекомендуется просто поменять один светодиод на другой. Ремонтировать такие лампочки технически нецелесообразно.

Обратите внимание! Замена диодов осуществляется только при выключенном электропитании.

Если же запасной лампочки нет, удаляем разбитый источник света и соединяем провода уже без его участия.

Прозвон светодиода

Найти сгоревший провод и другие дефекты несложно с помощью прозвона. Для светодиодов характерны показатели, определяющие их рабочую среду. К таковым относят напряжение и рабочий ток. Данные параметры меняются в зависимости от разновидности светового диода. Наиболее важный параметр — сила тока. Указанные показатели следует учитывать при самостоятельном прозвоне светодиода. Если же ток и напряжение неизвестны, рекомендуется использовать один из двух надежных способов прозвона:

• с помощью мультиметра;
• с использованием стандартной батарейки.

Обратите внимание! До проверки LED-лампочки ее нужно открепить или отпаять от контактов.

Диод является полупроводниковым изделием (то есть пропускает электричество в одном направлении) и оснащен двумя контактными частями (анод и катод). Контакты выполнены в виде медных ножек.

Ставим тестер в режим прозвона. В данном положении ток, идущий через световой диод, составит приблизительно 1 мА. Прикасаемся щупами мультитестера к ножкам и смотрим на показания, изображенные на мониторе прибора.

Совет! Заметить свечение светодиода будет проще, если затемнить помещение.

Делаем прозвон в двух позициях — это позволит установить положение катода и анода рабочего светового диода. Если устройство неисправно или дает недостаточно света, то мультиметр покажет единицу.

При отсутствии тестера прозвон выполняют с помощью стандартной 9-вольтной батарейки. Поскольку непосредственное соединение диода с батарейкой ведет к его поломке, понадобится понижающее устройство — резистор сопротивления. Однако, так как операция предполагает отсутствие каких-либо вспомогательных средств, кроме батарейки, в качестве резистора используем смоченный в воде палец. Анодом касаемся плюса батарейки, а на минус кладем палец и подводим к нему катод.

Гирлянды советского образца

Гирлянды, выпущенные в советские времена, отличаются надежностью. Еще одна их особенность — их можно отремонтировать, в то время как далеко не все изделия китайского производства поддаются ремонту. Современные приборы и инструменты позволяют выявить неисправность и произвести ремонтные работы.

Необходимый набор инструментов и материалов:

• паяльник;
• отвертка-индикатор;
• изоляционный материал;
• пассатижи.

В гирлянде используется последовательная схема подключения. Иными словами, если перегорает одна лампочка, вся система перестает функционировать.

Проверяем лампы на целостность. Если источники света не повреждены, проверяем, как они ввинчены в патроны. В случае надобности докручиваем лампу в патрон до конца.

Совет! Если нужно заменить цветную лампочку, но замены нет в наличии, рекомендуется покрасить источник света цапонлаком.

Если описанные выше действия не дали положительного результата, берем отвертку-индикатор и разыскиваем участок прерывания контакта в проводнике. Разорванный контакт не обязательно находится в проводе, поэтому проверяем и патрон. Если проблема в нарушенном контакте, восстанавливаем его функциональность с помощью паяльника. При необходимости соединяем проводники напрямую.

Переделка китайской гирлянды

О китайской продукции у большей части потребителей сложилось не очень хорошее мнение. Гирлянды также не выделяются на общем фоне товаров из Китая: некачественные соединения, слишком тонкие проводники, дешевые конструкционные материалы. В результате такие гирлянды (в том числе блоки их управления) часто выходят из строя.

Поломка любого из элементов схемы способна повлиять на функционирование гирлянды. К примеру, нерабочий конденсатор становится причиной мерцания лампочек. Поломка тиристора влечет за собой отключение одного из каналов. Перегоревший диод, вышедший из строя диодный мост приводят к полной неработоспособности системы.

Совет! Если нужно изменить частоту мерцания, рекомендуется добавить в схему конденсатор на 0,5–2 мкФ.

Испорченные детали нужно менять на новые. При отсутствии достаточных знаний в области электротехники или нежелании возиться с ремонтом, рекомендуется предельно простая, но действенная схема. Подключаем гирлянду напрямую с вилкой, а в один из проводников кабеля встраиваем стартер от люминесцентного светильника. Однако данная схема эффективна только для обычных лампочек. Что касается светодиодной гирлянды, ее работоспособность в таком случае будет восстановлена, но свет станет более тусклым.

Источник

Ремонтируем светодиодную гирлянду

В продолжение ранее опубликованной у нас статьи на тему ремонта «ламповых» новогодних гирлянд хочется поделиться также и опытом ремонта их современных, светодиодных вариантов. В целом многие из предложенных в предыдущей статье советов справедливы и для этого вида гирлянд, однако вместе с тем у них есть и своя, довольно хорошо выраженная специфика.

Главным конструктивным отличием является то, что в отличие от лампочек, которые как правило устанавливаются в патроны, откуда их можно вынимать и вставлять обратно, светодиоды являются несъёмными. Они припаяны к проводам гирлянды, после чего затянуты в одну или две термоусадочные трубки (как минимум одна из которых – прозрачная). Питаются светодиодные цепи постоянным (пульсирующим) током, следовательно гирлянда обязательно содержит выпрямитель (часто совмещённый с контроллером световых эффектов).

Кроме этого, один или несколько светодиодов в каждой цепи содержат так называемые балластные резисторы, ограничивающие рабочий ток. Резистор припаивается к одной из ножек светодиода и затягивается в общую с ним термоусадочную трубку. Кстати, в отличие от лампочек, практически все «гирляндные» светодиоды рассчитаны на один и тот же рабочий ток (в пределах от 20 до 40 мА), независимо от их цвета и количества диодов в цепи. Это позволяет набирать в одну цепь светодиоды разных типов. Однако падение напряжения на кристаллах разного цвета отличается и составляет:

• от 1,5 до 2,5В для красных и жёлтых светодиодов
• от 2 до 3В для зелёных светодиодов
• от 3 до 3,5В для синих, белых и ультрафиолетовых светодиодов

Таким образом, предельное количество диодов в одной цепи зависит от их цвета и может составлять от 60 до 150. Однако на практике это ограничение не очень существенно, так как в большинстве ширпотребных гирлянд одна цепь содержит не более 50-60 источников света.

Как мы знаем, теоретически светодиоды имеют очень большой срок службы, доходящий до 100 000 часов. Именно на этом основании их и делают несъёмными, считая, что их срок службы будет выше, чем у гирлянды в целом. Однако практика показывает, что в реальности это бывает не совсем так, особенно когда светодиоды запитываются не от полноценного драйвера со стабилизацией тока, а от простой последовательной цепи с токоограничивающим резистором, включаемой прямо в сеть 220В. Особенно «капризными» зарекомендовали себя наиболее современные кристаллы синего, изумрудно-зелёного, белого и ультрафиолетового цвета – часть которых может уже не работать даже в новой свежекупленной гирлянде.

Самым распространённым дефектом является пробой светоизлучающего кристалла, в результате чего светодиод превращается как бы в резистор номиналом в несколько десятков Ом. Внешне это выглядит как погасание одного из диодов в последовательной цепи, остальная часть которой продолжает работать. Любопытно, что после демонтажа из гирлянды и подключения к источнику постоянного тока более 90% таких светодиодов оказываются по-прежнему работоспособными, однако работать в гирляндах уже категорически «отказываются». Видимо, здесь имеет место некий обратимый пробой кристалла сетевым напряжением, происходящий в момент включения гирлянды. Диагностика этой неисправности предельно проста: необходимо всего лишь найти и заменить погасшие светодиоды.

Второй, более редкий вид неисправностей уже знаком нам по гирляндам с лампами накаливания. Это обрыв внутри одного из светодиодов (вероятно, вызываемый броском тока при включении либо бросками напряжения в сети при работе сторонних электроприборов). Диагностика (поиск проблемного светодиода) делается полностью аналогично описанному в предыдущей статье, с использованием специальной отвёртки-индикатора электрического поля. Однако в данном случае процесс несколько затруднён из-за того, что световых точек в цепи намного больше (30-60 вместо 18-25 у ламп накаливания), диагностируемые элементы несъёмные, а отклик индикатора отвёртки менее уверенный.

Наконец, третий вид неисправностей светодиодных гирлянд связан с применяемыми в них контроллерах световых эффектов. Проще говоря, надёжность этих контроллеров оставляет желать лучшего Наиболее слабым местом контроллера является выпрямительный диодный мост, запитывающий всю схему. По непонятной причине этот мост чаще всего состоит из очень слабых диодов с напряжением пробоя всего 250В. Казалось бы, это выше номинального напряжения сети, однако не будем забывать и о выбросах напряжения, создаваемых при подключении и отключении разных нагрузок! Например, бросок напряжения самоиндукции, вызванный отключением люминесцентного светильника с дросселем, способен гарантированно привести в полную негодность контроллер гирлянды, включённой в ту же или соседнюю розетку.

При пробое одного или нескольких диодов моста на плате контроллера также перегорает предохранитель, выполненный в виде специальной тонкой дорожки. Данные дефекты, на первый взгляд, несложно устранить, однако практика показывает, что при этом также выходит из строя сама микросхема-контроллер (за характерную форму называемая «каплей»), найти замену которой практически нереально. Так что ремонт гирлянды с пробитым контроллером вряд ли имеет смысл, и её лучше использовать на запчасти. Тем более что запасные диоды нужного типа также очень сложно раздобыть.

Итак, мы установили «виновника аварии» – неработающий светодиод, и теперь его нужно заменить. Расскажем немного о процессе демонтажа. Как мы уже говорили, каждый диод в гирлянде обычно находится внутри двух термоусадочных трубок: прозрачной (внутренней) и прозрачной либо непрозрачной (внешней):

Вначале аккуратно разрежем бритвой и снимем внешнюю трубку:

Мы видим светодиод, находящийся во внутренней трубке, между выводами которого находится специальная изолирующая прокладка Н-образного сечения. Теперь нужно аккуратно разрезать бритвой эту внутреннюю трубку, не повредив при этом изолирующую прокладку (она нам ещё понадобится). Снимаем прозрачную трубку:

Теперь мы получаем доступ к выводам светодиода, к которым припаяны провода гирлянды, и можем его демонтировать. Нетрудно разглядеть, что светодиоды в гирляндах используются специальные, с так называемой вогнутой (рассеивающей) линзой на корпусе. Хорошо, если в наличии есть запасные такие диоды или гирлянда-донор. Но что делать, если ничего этого нет? В продаже чаще всего встречаются светодиоды такого же цвета свечения и диаметра, но с выпуклой (концентрирующей) линзой (слева):

Таким образом, наша задача – адаптировать доступный в продаже диод к использованию в гирлянде. Для этого сначала спилим выпуклую часть линзы напильником или отрежем её при помощи электроинструмента типа Dremel:

Теперь наш светодиод даёт рассеянный свет, однако при взгляде сбоку он будет казаться практически негорящим. Чтобы получить такой же эффект, как даёт вогнутая линза, сделаем в середине плоской торцевой части корпуса выемку (для этого можно использовать сверло или точильный камень):

Теперь мы получили практически полный самодельный аналог «гирляндного» светодиода:

Сейчас необходимо укоротить его выводы по образцу демонтированного светодиода, припаять к ним провода гирлянды (при этом очень важно соблюдать оригинальную полярность!), вставить между ними уже знакомую нам Н-образную прокладку:

и затянуть получившуюся конструкцию в новую термоусадочную трубку. Для светодиодов диаметром 5мм подходят трубки с исходным диаметром 5, 6 и 8мм (последний вариант даёт достаточно толстое обрамление вокруг корпуса диода). Цвет трубки желательно подбирать в соответствии с исходным цветом для данной гирлянды, однако можно поступить и наоборот – нарочно выделяя заменённые диоды:

Мероприятие по замене вышедших из строя светодиодов имеет смысл для особенно дорогих и красивых гирлянд. В этом случае, меняя изначальные китайские диоды на фирменные, появляется шанс заметно продлить жизнь такой гирлянде. При этом внешне такая замена остаётся практически незаметной, так как заменённые светодиоды светят точно так же, как оригинальные:

Наша практика показывает, что из нескольких десятков однажды заменённых в гирляндах светодиодов за прошедшее с этого момента время ни один не вышел из строя повторно. Следовательно, главной причиной выхода из строя «родных» диодов является низкое качество оригинальных китайских комплектующих.

Комментарии

Думаю, что ещё одна причина быстрого выхода из строя — завышенный ток.

В моей самопальной гирлянде из игрушек с подсветкой ток 20 мА (ибо часть игрушек подсвечена лампочками СМН-6,3-20) упорно дохнут диоды в двух игрушках. Другие диоды, купленные ранее, держатся.

В то же время также самодельные гирлянды с током диодов 8-9 мА живут уже третий НГ без проблем.

Поэтому при ремонте целесообразно снизить ток через диоды. Он должен быть не более 15 мА.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Так это тогда не завышенный ток, а конкретный брак светодиодов. Ибо 20мА – это совершенно рядовой номинальный ток, который к тому же вполне допустимо превышать на +20%, не говоря уже о том, что в импульсе диод обязан держать все 60мА. Получается, что не держат.

А снижать ток означает снижать и яркость, она падает гораздо быстрее тока.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Что бы не заявляли китайцы, но по факту 20 мА — это предельно допустимый.

А вообще китаёза любит выдавать допустимый импульсный за номинальный. Особенно это касается более новых.

То есть тут по всей видимости не брак, а просто снижение качества (видимо, в целях удешевления).

Поэтому как минимум двукратный запас продляет жизнь деталям.

Яркость конечно снижается, но мне например, она показалась вполне достаточной при токе 8 мА. Где-то видел зависимость светового потока от тока, она была линейная.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

А самодельные гирлянды на светодиодах вообще лучше делать низковольтными с параллельным соединением, при этом к каждому светодиоду цеплять миниатюрный токоограничивающий резистор.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Токи только там будут бешеные. И блок питания понадобится немаленький.

Источник