Рассеиватель и профиль для светодиодной ленты. Функции и область применения отражателей для светодиодов Светодиодный рассеиватель своими руками

Данная конструкция - все то, что необходимо сверхъяркому светодиоду для полноценной работы в качестве светильника.

Не так давно обнаружил для себя сверхъяркие светодиоды по весьма доступной цене. Выглядят они так:

Имеют массу преимуществ: большая яркость свечения, относительно низкое энергопотребление, длительный срок службы, небольшие габариты, устойчивость к многократным включениям и т.д. Выпускаются мощностью от одного ватта и выше, имеют три различных оттенка белого свечения.

Но при их использовании столкнулся с некоторыми трудностями. Во-первых, они сильно греются. Если использовать их хотя бы на половину мощности, им потребуется радиатор. Во-вторых, эти светодиоды обладают большим углом рассеивания. То есть, если сделать из них простейшую настольную лампу, то она будет светить в глаза так же, как и на стол. Следовательно, световой поток необходимо фокусировать в нужном направлении. Решить обе эти проблемы помогла следующая конструкция.

Немного школьной физики. Сфокусировать световой поток, или направить его параллельно можно при помощи параболического зеркала, если разместить точечный источник света в фокусе параболы. Сделать параболическое зеркало в домашних условиях – невыполнимая задача. Но можно изготовить плафончик, который бы одновременно частично фокусировал световой поток и отводил бы тепло.

Зеленая линия на рисунке – параболическое зеркало, черный прямоугольник внизу – сверхъяркий светодиод, желтая точка – кристалл светодиода и одновременно фокус параболы. А остальные черные линии – это корпус будущего отражателя. Понятно, что корпус повторяет форму параболы очень приблизительно, но какой-то процент света он сфокусирует. Размеры, понятное дело, указаны в миллиметрах.

Развертка отражателя будет выглядеть следующим образом:

Изготовить плафончик можно из алюминия толщиной 0,5-1мм, меди, или даже жести от консервной банки. В данном случае был применен алюминий толщиной 1мм.

Кроме этого, для лампы понадобится кусочек одностороннего фольгированного текстолита размером 15х20мм, на который будет припаиваться сам светодиод.

Для начала вырезаются отражатель и текстолит, затем в них сверлятся отверстия, 4 штуки диаметром 1мм, в плафоне сверлится еще два отверстия диаметром 3 мм, а в текстолите два отверстия по 1мм для соединительных проводов. Затем отражатель и текстолит скручиваются между собой двумя отрезками проволоки. Можно еще дополнительно их склеить. Отражатель сгибается, в итоге получается следующее:

Сгибать отражатель нужно аккуратно, чтобы не деформировать посадочное место под светодиод, иначе светодиод будет перегреваться. Если отражатель делать из меди или жести, то его лепестки можно и нужно спаять между собой. После того, как отражатель согнут, его края можно при необходимости обработать напильником или наждачкой.

Завершающий шаг – установка светодиода. Перед этим нужно нанести немного термопасты на место его установки, чтобы улучшить термоотдачу. Выводы светодиода придется немного подогнуть, чтобы они пролезли в отверстия. После этого выводы разгибаются в первоначальное состояние, светодиод прижимается к отражателю и припаивается. Нужно следить, чтобы ни один из контактов светодиода не касался отражателя, чтобы максимально предотвратить короткое замыкание между выводами.

Поток света, создаваемый лампой, можно изменять: делать его мягче, моделировать равномерное освещение. Эту функцию выполняет рассеиватель. Чтобы сделать рассеиватель для светодиодов, применяют оргстекло и некоторые другие полимерные материалы.

Поскольку светодиод излучает довольно чистый и узконаправленный свет, смотреть на него не совсем комфортно. Для исправления этой ситуации рассеиватель просто необходим. К тому же санитарные нормы и правила требуют обязательно использовать светорассеиватель, делая исключение лишь для уличных осветительных приборов и для подсветки архитектурных сооружений.

Если говорить более подробно, то светорассеиватель должен:

защищать светодиод от внешней среды;
обеспечивать правильное, наиболее комфортное для глаз распределение света;
быть прочным и стойким к химическому воздействию;
быть долговечным;
обладать определенными эстетическими свойствами.

Как вы уже поняли, нельзя просто поменять люминесцентную лампу на светодиод. Вместе с установкой нового источника света требуется применить рассеиватель, тогда вы получите модернизированный, экономичный и безвредный для глаз светильник.

Особенности материалов

Современны материалы, такие как, поликарбонат, ПММА (полиметилметакрилат, в частности акриловое стекло), полистирол, являются альтернативой обычному силиконовому стеклу и с успехом применяются для приборов, в которых источником света выступает светодиод. Они представлены на рынке многими европейскими и восточными торговыми марками, давая нам возможность выбора.

Поликарбонат выдерживает очень высокие температуры и является менее пожароопасным, чем акриловое стекло. К тому же он не боится сильных ударов и других механических повреждений.

Если говорить о ПММА, то он обладает высокой прозрачностью, в некоторых случаях лучшей, чем у стекла. Материал устойчив к старению, что актуально для светодиодных светильников, ведь светодиод тоже способен работать очень долго (около 50 тыс. часов).

Обычно из ПММА делают, так называемые опаловые (матовые) рассеиватели, а из поликарбоната производят призматические модели. Для обеспечения прочности применяют монолитный поликарбонат, который в несколько раз прочнее стекла, а для светильников внутри помещения – акриловое стекло, позволяющее создать светильники оригинального дизайна.

Характеристики моделей

Помимо материала изготовления, готовый к использованию рассеиватель имеет и другие особенности, связанные с цветом, формой, структурой поверхности.

Для люстр и светильников рассеиватель может отличаться от других моделей по своей конструкции, и предназначаться для монтажа:

на подвесных потолках;
в накладном корпусе;
быть универсальным.

Существует также светорассеиватель для светодиодов, устанавливаемых в фарах автомобилей, в прожекторах, фонарях и других осветительных приборах.

Наиболее дорогие модели имеют матовую поверхность. Они могут пропускать чуть больше половины света (около 60%), что делает освещение очень мягким. Свет становится более теплым, комфортным для глаз.

Рассеиватель с призматической структурой способен пропустить и равномерно рассеять максимум света (до 90%). Это достигается за счет прозрачности материала и рифленой поверхности. Свет, который дает светодиод, преломляется в сотнях маленьких призм и таким образом рассеивается по пространству.

Существует рассеиватель из 3d полимерного материала. Его устанавливают на светильник типа «Армстронг» и выпускают разнообразных рисунков и расцветок.

Крепление рассеивателей

Чтобы монтировать светодиод или светодиодную ленту, делаются алюминиевые профили. К ним же присоединяют рассеиватель, выбирая его в соответствии с потребностями заказчика. Светорассеиватель может быть изготовлен в форме кольца, в котором каждый светодиод располагается на ленте по кругу. Такие профили применяются в фарах автомобилей, в некоторых моделях фонарей и ламп.

Для больших потолочных источников света делают профили в форме прямоугольников. В принципе, ничто не ограничивает производителя или мастера-самоучку сделать лампу любой формы. И все это благодаря тому, что светодиод имеет очень маленькие размеры при большой светоотдаче.

Важно, чтобы рассеиватель, который устанавливается на уличных светильниках, выдерживал большие перепады температур, не боялся морозов, повышенной влажности, обладал антивандальными свойствами. Инновационные материалы как раз удовлетворяют всем этим требованиям и дают возможность создать надежные и долговечные осветительные приборы. Заботясь об удобстве потребителя, сегодня выпускают комплекты светодиодных светильников, в которые входят необходимые элементы для монтажа, для управления яркостью и даже цветом.

Чтобы придать световому потоку равномерность и направленность, необходимо к светильнику приставить характерную оптическую конструкцию. Для светодиодной ленты ее роль выполняет специальный рассеиватель. Однако, как правило, лед-полоски при продаже не дополняются такими устройствами – их нужно сделать самостоятельно или заказывать отдельно в зависимости от условий применения и параметров прибора освещения на их основе.

Рассмотрим, в чем заключается принцип работы такого приспособления и какова его функция, какие его виды существуют и где применяются, а также как изготовить их своими руками и какие материалы для этого потребуются.

Особенность led-ленты состоит в том, что световой поток от нее распространяется на угол не более 120 градусов. Это существенно ухудшает их практическую пользу. Чтобы исправить ситуацию, необходимо в непосредственной близости к лампам поставить материал, преломляющий и рассеивающий свет.

Именно эту функцию и выполняет светодиодный рассеиватель. Его внутренняя структура основана на неупорядоченном расположении частиц вещества. В результате свет при прохождении через такой материал значительно отходит от своей изначальной траектории – причем в разные стороны. От этого световой поток одновременно несколько слабнет и равномерно расширяется.

Обратите внимание! Увидеть и понять принцип работы рассеивателя для светодиодного светильника можно на следующем примере. Нужно положить сверху на лэд-ленту небольшой кусок матового целлофана. Световой поток от такой рассеивающей пленки сразу станет слегка приглушенным и равномерно распределенным по всей освещаемой площади.

Виды

Рассеиватель или диффузор, применяемый для светодиодных лент, состоит из двух основных элементов – корпуса и светопропускающей пластинки. У современных моделей первая часть устройства представлена в виде пластмассового, алюминиевого или нержавеющего профиля следующих форм:

Угловая.
П-образная.
С-видная.

Его геометрия определяется прежде всего местом применения рассеивателя, видами кронштейнов для него, особенностями и условиями эксплуатации. В основание профиля приклеивается светодиодная лента, а затем сверху она закрывается прозрачным или матовым материалом. Первые применяются, когда требуется сильная подсветка каких-либо выделенных зон – например, витрин в магазине, вторые – когда требуется создать общее ненавязчивое освещение, например, в ресторане.

Читайте также Как собрать и подключить светодиодную ленту с датчиком движения

Существует также гибкий профиль для светодиодов. По сути это силиконовая трубка с возможностью размещения внутри нее лэд-полоски. Благодаря высокой пластичности им можно придавать любые формы, что актуально при оформлении сложного фигурного декора, рекламных вывесок, деревьев.

Применение

Область применения светодиодных рассеивателей достаточно широка:

Специализированная подсветка в жилых помещениях книжных полок, кухонных рабочих зон, аквариумов, элементов интерьера.
Дополнительное освещение особых зон в магазинах, торговых и выставочных центрах.
Выделение важных областей в уличном оформлении, рекламных щитах, декорировании скверов, садов.
Создание общего фона свечения в общественных заведениях.

С помощью цветных диодных лент и программного управления их параметрами декорируют помещения, витрины, элементы интерьера и экстерьера, сооружения и конструкции в честь различных мероприятий, событий и праздников.

Материалы для изготовления рассеивателя

Современный ассортимент готовых оптических материалов дает возможность любому желающему изготовить своими руками рассеиватель для светодиодной ленты. Среди наиболее подходящих вариантов выделяются:

Акрил и оргстекло.
Полистирол.
Поликарбонат.

Рассмотрим их основные характеристики и особенности применения.

Акрил и оргстекло

Такие виды пластика, как акрил и оргстекло, характеризуются одинаковыми светорассеивающими способностями с традиционным стеклом (пропускают около 90% излучения). При этом они характеризуются максимальными антивандальными показателями и не трескаются от постоянной смены климатических условий, резкой смены температуры от плюс до минус шестидесяти и механических воздействий.

Преимущества:

Небольшой вес.
Возможность обработки.
Стойкость к УФ-излучению.
Водонепроницаемость.
Не токсичность.
Не подверженность процессам старения.

Интересно! Среди недостатков выделяется горючесть при прямом контакте с огнем и малое сопротивление при больших ударных нагрузках.

Полистирол

Один из термопластичных полимеров – отличается высокой, большей чем у стандартного стекла светопропускающей способностью (около 98%). Полистирол универсален и хорошо обрабатывается, устойчив к термическим изменениям и точечным сильным ударам.

Главными его преимуществами являются низкая стоимость и существенное цветовое разнообразие – от полностью прозрачного до насыщенного яркого оттенка. Однако в целом пластина такого материала достаточно хрупка и может воспламеняться при открытом воздействии огня.

Поликарбонат

Характерными свойствами поликарбоната являются прочность, малый вес и хорошая светопропускная способность. На практике рассеивателю для светодиодных лент из такого материала не страшны контакты с открытым огнем, обвал шквального ветра, ливневый дождь, град и удары вандалов. При этом по структуре он различается на два подвида:

Ячеистый.
Монолитный.

Один из недостатков светодиодов – направленность излучения, что влечет образование затененных зон. Многие из встречающихся в продаже осветительных LED -приборов уже оснащены рассеивателями, что позволяет сформировать равномерный световой поток с большим углом. А вот шнуры и ленты продаются только в комплекте с адаптером.

В некоторых случаях для них рассеиватель также необходим, и придется приобретать это специальное приспособление из пластика с особой поверхностной текстурой. Рассеиватель для светодиодной ленты, правда, по более упрощенной технологии, можно изготовить своими руками, причем достаточно легко и быстро. Плюс такого решения в том, что размеры, форма, конфигурация рассеивателя определяются самостоятельно, так как в продаже сложно порою найти именно то, что нужно.

Обеспечение равномерности светового потока – не единственное назначение рассеивателя. Кроме того, что он делает свет более «теплым», при правильном выборе материала данное приспособление защищает ленту и от механических повреждений.

Светопропускная способность – также фактор немаловажный. Поэтому, прежде чем приступать к изготовлению рассеивателя, следует проанализировать ряд моментов – в каком месте будет крепиться лента, ее предназначение (зональное освещение или доп/подсветка) и модификация (одно- или многоцветная). Тогда и станет понятно, из чего его лучше сделать.

Толщина материала, который используется при изготовлении рассеивателя. Мало подобрать оптимальные варианты поликарбоната или стекла. Конечно, лучше, если оно изначально будет матовым. Но найти такие образцы не всегда получается, тем более при подборе фрагментов из того, что есть в сарае, гараже и так далее. В этом случае поверхности материала прозрачного требуется придать некоторую шероховатость. Зачем это нужно, хорошо поясняет схема.

Глядя на нее, становится понятно, что чем толще рассеиватель, тем выше вероятность неправильного формирования светового потока из-за множественности преломлений. Следовательно, в итоге он может «пойти» совсем не так, как задумано. В то же время снижение толщины – это уменьшение механической прочности защитного колпака.

Исходя из этого, при изготовлении рассеивателя придется экспериментировать с данным параметром и разновидностями стекла. Как правило, оно берется толщиной (в мм) от 2 до 5. Но это уже зависит от мощности светодиодной ленты и желаемой интенсивности освещения.

Требуемая форма рассеивателя. Силикатное стекло своими руками, в домашних условиях, изогнуть не получится. Для приспособлений сложной конфигурации оптимальные варианты – оргстекло или поликарбонат. С ними работать значительно проще. Но обязательно понадобится фен, причем не бытовой (его мощности может быть недостаточно), а промышленный. Придется приобретать.

Варианты матирования стекла

Химический способ

На одну сторону рассеивателя наносится слой специальной пасты. Она буквально «травит» стекло, изменяя его кристаллическую решетку на определенную глубину. В результате получается матовая поверхность.

Плюсы – высокая скорость работы, равномерность и однородность получаемого слоя.

Минусы – пасты для матирования стоят дорого; к тому же придется потренироваться на нескольких фрагментах, чтобы получить хороший результат. Сложность – в определении необходимой толщины наносимой пасты и в равномерности ее укладки. Своими руками все грамотно исполнить несложно, если есть опыт такой работы. А вот новичку придется потратить изрядное количество времени.

Способ механический

Стекло обрабатывается любым абразивом. Чтобы матирование было более качественным и однородным, необходимо использовать материалы с мелкими фракциями. Например, песок.

Плюсы – хорошая скорость; ошибиться довольно сложно, так как результат обработки сразу же виден.

Минус – обычной бумагой наждачной (для шлифования) высокого качества матирования некоторых разновидностей стекла не добиться. К тому же работа эта довольно трудоемкая и потребует много времени. Для обычного стекла силикатного (оконного) понадобится аппарат пескоструйный. Своими руками простейший вариант сделать нетрудно, но придется искать источник сжатого воздуха.

Вряд ли кто станет для изготовления рассеивателя приобретать компрессор. Но если есть возможность его достать, хотя бы на время, то лучше работать с ним, а не с пастой.

Со стеклом акриловым или поликарбонатом значительно проще. Эти материалы более податливы к обработке, поэтому своими руками матирование можно сделать и «шкуркой» мелкофракционной.

Плюс – никаких хлопот; все, что необходимо, есть под рукой.

Минус – потребуется не только время, но и предельная внимательность и аккуратность.

Все технологии, рассмотренные выше, подходят для тех случаев, когда подразумевается некоторый короб, по которому проложена светодиодная лента.

Или если она смонтирована внутри предмета меблировки, что предполагает дополнительное остекление. Но вот для автомобилистов такие способы изготовления рассеивателя вряд ли подходят. Есть более совершенная методика, которая применима к любому типу LED-приборов, независимо от их мощности, геометрии и места установки.

Универсальный рассеиватель для светодиодной ленты

Вся технология заключается в том, что светодиодная лента помещается в изготовленную (своими руками, по ее размерам) форму и заливается приготовленной смесью. В результате получается монолит, который соответствует всем требованиям – равномерность рассеивания и надежная защита от повреждений. Но есть и минус – такой осветитель ремонту уже не подлежит.

Что понадобится

Смола эпоксидная. Но не та, что встречается в продаже повсеместно, а специальная, ювелирная. В отличие от обычного состава, она после отвердевания не желтеет, причем даже с течением времени. Ее кристальная чистота не снижает светопропускную способность такого рассеивателя. Поэтому можно говорить о его 100% проницаемости. Она маркируется как ПЭО-510КЭ-20/0.

Порошок, который будет имитировать неоднородность структуры. Называется Диффузант (ДФ – 151). Великолепно подходит для этих целей, так как полностью растворяется в смоле, придавая ей необходимую матовость.

Краситель. Если в нем есть необходимость, то выбор большой – простые пигменты, фосфорные, флуоресцентные и так далее.

Силикон. Из него своими руками можно довольно быстро изготовить любую форму – по размерам, конфигурации, глубине.

В каких пропорциях смешивать основные компоненты (смолу и диффузант), решать придется самостоятельно. Хотя, судя по переписке на соответствующих форумах, многие считают оптимальным соотношение 100/1.

Своими руками – всегда процесс, предполагающий элемент творчества. Не бойтесь экспериментировать с материалами, составами. Основные идеи даны, и если понятен смысл изготовления рассеивателя и что необходимо учитывать в процессе работы, то обязательно появятся и собственные оригинальные задумки.

Успехов вам, домашние мастера!

Все мы знаем, что искусственное освещение имеет большое значение в нашей жизни. Кроме создания комфорта для глаз, оно еще выполняет функции зонирования помещения, что немаловажно, и реализации интересных дизайнерских решений. Именно поэтому сейчас очень актуально использовать светодиодные ленты с рассеивателем. Ведь грамотно выбранное освещение помогает придать помещению стильность и особую индивидуальность.

Назначение

LED лента конструктивно состоит из отдельных светодиодов, обладающих большой яркостью, поэтому для равномерного распределения светового потока и предназначен рассеиватель. Использование его важно не только с точки зрения эстетики и красивого внешнего вида вашей системы освещения, но и для создания мягкости света в помещении.

На рисунке изображен профиль для светодиодной ленты с рассеивателем

Принцип работы

Принцип работы рассеивателя для светодиодной ленты заключается в увеличении угла распределения света за счет специальной конструкции из светопреломляющего материала. Собственная геометрия и расположение относительно источника света, устроена таким образом, что световой поток попадая на него, эффективно распределяется по всей его площади и проходя через тело рассеивателя, обеспечивает равномерное освещение всей комнаты.

На фото изображен светодиодный рассеиватель в разобранном и в собранном виде

Виды

Конструктивно это представляет собой металлический или пластиковый профиль разнообразной формы и, непосредственно, съемный рассеиватель, сделанный из поликарбоната, полистирола или метакрилата. Это является целесообразным, так как эти материалы достаточно прочные, но не сильно утяжеляют конструкцию. Основные формы профиля, которые используются это:

угловая;
п-образная;
с-образная.

Форма профиля выбирается в зависимости от планируемого места монтажа. В профиль крепится лента, сверху защелкивается сама крышка рассеивателя. Она бывает двух видов:

матовая;
прозрачная.

На фото изображен матовый, пластиковый, в угловом алюминиевом профиле

Прежде чем совершить покупку, необходимо подумать, какие цели в освещении вы преследуете. Если речь идет о подсветке витрины в торговом зале, то наиболее вероятно, вам подойдет больше рассеиватель с прозрачной поверхностью. Если вы захотите придать непринуждённую атмосферу кафе-бару, то стоит отдать предпочтение матовому.

Гибкий

Существует также гибкий профиль светодиодных рассеивателей. Он принципиально отличается от описанных выше конструкций. Данный вид комплектующей продукции представляет собой силиконовую трубку, в которой размещена светодиодная лента.

На фото изображены светодиодные ленты разных цветов в гибких силиконовых профилях

Для правильного выбора рассеивателя для светодиодной ленты вам необходимо продумать условия. В это входит исследование поверхности, к которой вы будете крепить систему, габаритные размеры самой LED ленты и климатические условия помещения (либо за его пределами, что тоже возможно).

Необходимо отметить, что несмотря на то, что рассеиватели зачастую изготовлены из легкоплавких материалов, можно не опасаться по поводу их токсичности. В процессе работы, светодиод выделяет весьма небольшое количество тепла, которое практически не нагревает поверхность рассеивателя.

Крепление

Крепление профиля может выполняться накладным способом на любую поверхность. Для этого используются саморезы, жидкие гвозди или даже двухсторонний скотч. Бывают варианты, когда к стене приделываются специальные «ушки», в которые, впоследствии, идеально закрепляются как жесткий, так и гибкий профиль. Встраиваемый монтаж профиля рассеивателя осуществляется с помощью, заранее вырезанного паза в ДСП или гипсокартоне. Во втором случае, можно выполнить очень изысканную подсветку в мебели. А если использовать гибкий профиль для светодиодной ленты с рассеивателем, то у вас не возникнет проблем с монтажом ее на изогнутые поверхности, арки и тому подобное. В любом случае, все способы крепления совсем несложные, и доступны даже непрофессионалу.

Применение

Возможность применения огромная. Подсветка книжных полок и кухонных шкафчиков, витрин и аквариумов. Дома и в офисе, в магазине и кафе – использование светодиодных лент с рассеивателями будет уместно и привлекательно. А пылевлагозащищенные позволяют использовать такую подсветку для наружной рекламы и любого декорирования на улице.

Не забывайте о возможности использовать ленты со светодиодами разных цветов и теми, которые могут их менять. Это придаст неповторимую атмосферу праздника и уюта.

Как сделать своими руками

Хочется сразу добавить, что есть альтернатива покупке готового светодиодного рассеивателя – это сделать его своими руками. Из чего сделать рассеиватель для светодиодной ленты? Собственно, это совсем не сложно, в качестве профиля можно использовать обычный пластиковый короб, который применяют для прокладки проводов в штрабе, а в качестве самого рассеивателя – поликарбонат или оргстекло.

Для получения матовой поверхности можно воспользоваться механическим или химическим методом. Химический способ заключается в нанесении специальной пасты на поверхность, которая разрушит кристаллическую структуру и даст отличный матовый эффект, но в момент нанесения нужно быть очень аккуратным, так как паста выделяет ядовитые вещества. Механический способ гораздо менее вреден, так как заключается в обработке абразивным материалом поверхности, например, наждаком, но требует больших физических стараний.

На видео показан быстрый, легкий и дешевый способ для создания самодельного рассеивателя светодиодной ленты.

На фото изображен интерьер комнаты, с использованием подсветки из светодиодных лент

Подводя итоги вышесказанному, хочется обратить ваше внимание на то, что рассеиватель для светодиодной ленты – это важная, многофункциональная комплектующая часть. Также, вы видите, что разнообразие вариантов исполнения, наверняка, сможет удовлетворять практически любым условиям. Комфортное и оригинальное освещение – это всегда огромный плюс в создании стильного, тематического интерьера. Это может быть классический стиль или стиль хай-тек, минимализм или китч, лофт или авангард – использование светодиодных лент с рассеивателями всегда подчеркнет лучшие дизайнерские идеи и оставит приятное впечатление от времени, проведенном в таком помещении.