Статья-обзор-руководство

Делаем кухонный светильник с датчиком движения своими руками

В этой статье будет описано изготовление кухонного светильника под шкаф своими руками и под свои потребности, притом недорогого и функционального.

Но сначала - два слова, чем мне не понравился предыдущий светильник, сделанный из разбитого экрана ноутбука.

А не понравился он мне по единственной причине - холодного оттенка света.

Восприятие цветового оттенка - дело сугубо индивидуальное, и многим людям холодный свет нравится; но я так и не смог к нему привыкнуть. Статья, как этот светильник был изготовлен - здесь.

Кухонный светильник, описанный далее, был изготовлен из 3-х основных деталей: алюминиевого уголка, светодиодной ленты "тёплого" оттенка на напряжение 5 В и датчика движения. Источником питания послужило зарядное устройство от давно погибшего телефона (подобных зарядок, думаю, в каждом доме более чем).

(Кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Оглавление
 

1. Выбор деталей и изготовление
 

2. Сборка светильника с сенсорным выключателем
 

3. Работа над ошибками
 

4. Испытания кухонного светильника с датчиком движения, сделанного своими руками
 

5. Заключение (окончательный диагноз)

1. Выбор деталей и изготовление

Самым ответственным  для меня здесь был выбор "правильной" светодиодной ленты. То есть, её номинальное напряжение должно быть 5 В, а цветовой оттенок - нейтральный или тёплый (если кому-то, наоборот, нравится холодный оттенок, легко сможет найти соответствующую ленту). Куплена искомая лента была на Алиэкспресс у этого продавца ($4 за 3 м ленты с сенсорным выключателем). Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Вот как эта лента с выключателем выглядит вблизи:

Сразу надо сказать, что от идеи использования сенсорного выключателя пришлось отказаться после первых же испытаний. При работах на кухне руки часто бывают мокрыми и не очень чистыми; и потому здесь подойдёт только какой-либо из видов бесконтактных выключателей (был выбран датчик движения).

В этой светодиодной ленте каждая тройка светодиодов запараллелена, питание на них подаётся через резистор 100 Ом. Итого, при питании от источника 5 В, ток через каждый светодиод составляет всего лишь около 6-7 мА! Это повлияет на итоговую конфигурацию светильника; но об этом - дальше.

Следующий элемент конструкции - датчик движения. Он тоже должен быть рассчитан на напряжение 5 В (подойдёт не всякий, бывают также на 12 В и другие напряжения вплоть до 220 В).

Датчик отличается исключительной миниатюрностью (обзор датчика как такового - здесь). Его габариты - всего лишь 35*10*15 мм (Д*Ш*В).

Впрочем, при выборе светодиодной ленты и датчика возможен и иной подход, когда оба компонента выбираются на напряжение 12 В. Но в этом случае потребуется и источник питания на 12 В; а такие источники в каждом доме не валяются (придётся покупать отдельно).

Следующая деталь - алюминиевый уголок.

Почему именно уголок? Потому, что, если направить его раструб под 45 градусов вниз, то свет будет светить именно вниз, а не в глаза владельцу!

Один из основных недостатков промышленных светильников в том и состоит, что они имеют выпуклый рассеиватель света, из-за которого ровно половина светильника светит на владельца, а не на стол.

В нашем светильнике, сделанном из алюминиевого уголка, рассеиватель света вообще не потребуется по двум причинам.

Первая состоит в том, что, согласно идее этого светильника он должен формировать не рассеянный, а направленный свет (вниз).

А следующая причина состоит в том, что вторая роль рассеивателя (защита владельца от прикосновения к деталям и поражения электрическим током) в нашем случае не требуется: светильник будет питаться напряжением 5 В, изолированным от сети. Но при этом светильник должен быть подвешен достаточно высоко, чтобы брызги при готовке пищи не попадали на светодиодную ленту (опасным для неё будет электролитическое разложение контактов; да и просто грязь не будет служить украшением).

Где взять уголок?

У меня как бы случайно завалялся кусочек уголка от предыдущего ремонта в квартире, но, вероятно, мало еще кому так повезёт.

Купить уголок можно в некоторых строительных магазинах, а также можно заказать готовый корпус-уголок для светильника на Яндекс.Маркет (280 рублей на дату выхода статьи). Реклама. ООО "Яндекс" ИНН 7736207543.

Его длина - 1 м, лишнее можно отпилить. Там же можно найти и прямоугольные профили для светодиодной ленты (возможно, будет легче их закрепить под шкафом).

2. Сборка кухонного светильника под навесной шкаф

Сначала - продумываем, как будем прикреплять уголок к нижней стороне кухонного шкафа. Для этого может потребоваться сверление дополнительных отверстий и, может быть, установка дополнительных мелких деталей, позволяющих прикрепить уголок к шкафу.

И вот уже после этого приклеиваем к внутренней стороне уголка светодиодную ленту и датчик движения. Чтобы яркость свечения светодиодов была достаточной, ленту пришлось приклеивать на уголок в два этажа, поскольку ток через каждый светодиод оказался мал (6-7 мА). Общее количество светодиодов составило 72 шт., потребляемый ток - около 420 мА.

Светодиодная лента была приклеена с помощью собственного клейкого слоя; а датчик движения был приклеен в четырёх точках с помощью объёмного (силиконового) клея.

Все четыре отрезка светодиодной ленты были запараллелены и соединены с выходом датчика движения. "Мочалка" проводов при штатном креплении светильника почти не видна, так как загорожена краями уголка.

И вот, тестовое включение:

Да будет свет!

Тем не менее, результат оказался не так хорош, как изначально ожидалось. Из-за того, что внешние полоски светодиодов оказались слишком близки к краю, свет от них не загораживался уголком и падал прямо на людей, сидящих за кухонным столом. То есть, не осуществилась изначальная задумка, чтобы устройство освещало только пространство под собой. Диаграмма направленности оказалась слишком широкой. По этой причине переходим к следующей главе - "Работа над ошибками".

3. Работа над ошибками

Итак, по результатам испытаний необходимо было сузить диаграмму направленности. Просто оторвать для этого внешние полоски светодиодной ленты (которые ближе к краю) нельзя: тогда световой поток стал бы слишком слабым.

Тогда было принято другое решение - более трудоёмкое, но зато более изящное технически: приклеить на место сгиба уголка светодиодную ленту с частым расположением светодиодов (120 на метр), и сделать её основным источником света. А светодиоды на "слабой" ленте только лишь слегка подсвечивать, чтобы эти отрезки ленты не отрывать (всё равно их девать некуда).

Теперь - пояснения к этой картинке.

Как можно видеть, к "мочалке" проводов добавилась теперь ещё и пара одноваттных резисторов. Они служат для осуществления правильного распределения  светового потока между "старой" светодиодной лентой и новой, добавленной на сгиб уголка.

Верхний на картинке резистор  - 22 Ом, он задаёт ток на 4 отрезка "старой" ленты с редким расположением светодиодов. Ток составил 90 мА.

Нижний резистор - 2 Ом, ток составил 580 мА. То есть, свечение "старой" ленты будет примерно в 6.5 раз слабее новой; и уже не будет навязчиво светить в глаза.

К сожалению, приклеить новую ленту на сгиб уголка с помощью собственного клейкого слоя оказалось невозможным по геометрическим причинам. Пришлось её приклеить с интервалом в среднем около 10 см с помощью всё того же объёмного силиконового клея (серого цвета; надо было брать бесцветный!).

И, наконец, генеральное испытание перед установкой светильника на штатное место:

Суммарное потребление тока светильником составило 670 мА. Поскольку часть мощности рассеивается на резисторах как самих светодиодных лент, так и на двух добавочных резисторах, то мощность на светодиодах составила около 2 Ватт.

Много это или мало?!

Для освещения всего помещения в целом мало. Но, учитывая направленное излучение света в сторону рабочей области кухонного столика, яркость света получилась вполне достаточной или даже слегка излишней! Хватило бы и 1.5 Ватта. Но переделывать я уже ничего не стал.

Что касается необходимости применения резистора в цепи питания светодиодной ленты, то это зависит от соотношения потребления тока ленты и максимального тока, отдаваемого источником питания. По манерам хорошего тона в технике, потребление нагрузки должно составлять не более 75-80% от максимально-допустимого тока выхода источника питания.

Испытание кухонного светильника с датчиком движения в штатном режиме работы

После выполнения некоторых механических работ светильник был установлен на своё законное место под навесным шкафом:

О диаграмме направленности светильника можно судить по "световому конусу" на левой от светильника стене. Диаграмма направлена вниз с углом раскрытия, равным углу в применённом в конструкции алюминиевом уголке. В данном случае это - 90 градусов, но в общем случае угол может быть другим. Для расширения диаграммы направленности достаточно приклеить светодиодную ленту не точно на угол сгиба, а со смещением к краю (можно для красоты приклеить симметрично две ленты на разные стороны уголка).

Для питания светильника было использовано зарядное устройство от смартфона Sony выпуска 2013 г. с выходным током 1 А.

Теоретически, можно было использовать любой зарядник с током выхода 1 А; но практически это должен быть не просто 1 Ампер, а честный (!) Ампер; чего у безымянных китайских производителей быть не может (они могут написать на корпусе зарядок что угодно - и 2 А, и 3 А, а на деле они отдадут только 0.5 А, и то - не факт).

Благодаря тому, что сам датчик движения слегка прикрыт боками уголка, он не срабатывает только от того, что человек просто вошел на кухню. Требуется подойти к светильнику на расстояние не более 1 м (оптимально; но если кому-то нужна более высокая чувствительность, то можно датчик движения закрепить с меньшим углублением на какой-нибудь подставке и направить его в сторону вероятного появления человека).

Благодаря задержке выключения светильника на 30 секунд относительно последнего обнаружения движения объекта, светильник не выключается, если пользователь непрерывно занят какой-либо работой на столике.

Бывают, конечно, и ложные включения светильника в тех случаях, когда пользователь просто прошел рядом со столиком, но никаких работ там выполнять не собирался. Пожалуй, нельзя назвать такие случаи раздражающими, но они есть; их не может не быть в силу принципа функционирования системы.

Заключение (окончательный диагноз)

С самого начала надо сказать, что проведённая по ходу изготовления устройства "работа над ошибками" показала, что не надо было городить огород с целыми пятью отрезками светодиодных лент, когда вполне достаточно было одного ("центрального", который с плотностью светодиодов 120 на метр). Да и его можно было приклеивать не прямо на линию сгиба алюминиевого уголка (хотя это и изящнее), а на боковую поверхность ближе к линии сгиба (это значительно проще).

В итоге получилась конструкция, близкая к ранее рассмотренной конструкции с бесконтактным выключателем ближнего радиуса действия (для управления взмахом руки), ссылка. Отличие заключается в более узкой диаграмме направленности, и, главное, в способе управления включением/выключением светильника.

Какой же способ управления лучше - "ближнего" действия или по датчику движения?!

Точного ответа на этот вопрос нет, всё зависит от вкуса пользователя. Лично мне оба способа нравятся, я даже затрудняюсь выбрать более удобный.

С одной стороны, у светильника с датчиком движения есть ложные срабатывания, когда Вы просто мимо проходили. Но, с другой стороны, удобно всё-таки, когда Вы ещё даже не успели подумать, что надо включить светильник, а он уже включился! Он почти что читает Ваши мысли.

Кроме того, при таком способе включения светильника невозможно забыть его выключить: он всё равно выключится, если Вас долго не будет рядом со светильником (в данном случае - 30 секунд).

У светильника с датчиком ближнего действия (от взмаха руки) преимущество - в строгости управления его работой. Сам по себе он не включится и не выключится.

Что касается в целом преимуществ собственноручного изготовления кухонного светильника под шкаф, то они заключаются в том, что пользователь может настроить под себя практически все основные параметры: цветовой тон освещения, яркость (мощность), размер светильника, его диаграмму направленности.

Теперь - о том, где можно купить необходимые ингредиенты для его изготовления.

Светодиодную ленту на напряжение 5 В с плотностью 120 светодиодов на метр можно купить на Алиэкспресс в катушках по 5 м ($4.5), 60 LED/м, тёплый, ширина 8 мм. Там же можно найти ленту и на 12 В (ссылка). Правда, для изготовления светильника потребовалось всего 60 см ленты (остальное осталось для будущих конструкций). Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Применённый датчик движения тоже можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на дату обзора - около $0.7 (очень низкая). Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Силиконовый клей (серый) для приклеивания платы датчика движения к уголку был куплен на Яндекс.Маркет. Хотя правильнее было бы использовать не серый, а прозрачный или белый (клей или герметик). Реклама. ООО "Яндекс" ИНН 7736207543.

Дополнительный материал: Устройство и ремонт линейных светодиодных светильников

  Ваш Доктор.
 26 февраля 2024 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!