Я сам дома электрик – ремонт ламп и светильников

Устройство, схема и ремонт светодиодной системы
Дюралайт своими руками

Дюралайт LED (Duralight) – это водонепроницаемый прочный гибкий прозрачный световой шнур круглой или плоской формы, внутри которого размещены светодиоды. Изготавливается из ПВХ, благодаря этому может работать при температуре от −20°C до +60°C.

Внешний вид светодиодной ленты дюралайт во включенном состоянии

Шнур дюралайт, благодаря водонепроницаемости (класс защиты по стандарту IEC-952 - IP54) широко применяется в качестве декоративных элементов и создания цветодинамических эффектов при уличном освещении домов, деревьев, создания рекламных вывесок, при организации праздничных мероприятий, подсветки воды в бассейнах, устанавливается в автомобилях и многих других случаях.

Несмотря на высокую надежность, как и любое электротехническое изделие, система дюралайт может перегореть и потребуется ее ремонт, который можно сделать своими руками, если знать ее принцип работы, схему и устройство.

Схема, устройство и принцип работы
светодиодного шнура Дюралайт

Для ремонта светодиодных шнуров дюралайт нужно знать их устройство, электрическую схему и принцип работы. Без этих знаний самостоятельный ремонт будет затруднен и может привести только к внесению дополнительных неисправностей.

Основные технические характеристики Дюралайт

Ассортимент светодиодных шнуров дюралайт представляет несколько разновидностей, основные из которых приведены в таблице. Дюралайт выпускается длиной от пяти до ста метров.

Технические характеристики светодиодных шнуров дюралайт
НазваниеКоличество токоподводящих жилФорма профиляРазмер, ммРежим светодинамикиЦвет свечения
Фиксинг2круглая⌀10 ⌀13нетмоно
Фиксинг2плоская11×18нетмоно
Чейзинг3, 4, 5круглая⌀10 ⌀138мульти
Чейзинг3, 4, 5плоская5×8 11×18 11×22 11×288мульти
Ледлайн флекс SMD2плоская5×6 5×8нетмоно
Низковольтный 12 В2круглая⌀12нетмоно

Шнур дюралайт с цветом свечения моно, может светиться только одним цветом, который определяется цветом установленных в него светодиодов. Они могут быть все одного или разных цветов. При подключении шнура напрямую к источнику постоянного тока, то он будет светиться с постоянной яркостью. Если включить через контроллер, то яркостью свечения можно будет управлять.

В шнуре Чейзинг установлено несколько групп светодиодов одного цвета, обычно красного, зеленого и синего цвета. Каждая цветовая группа подключена к отдельной жиле провода, проходящего в теле трубки шнура по всей ее длине. Благодаря такой схеме подключения с помощью контроллера можно управлять не только яркостью свечения, но и цветом.

По конструкции шнуры дюралайт бывают разрезные и неразрезные. С точки зрения ремонтопригодности разрезные лучше. Если перегорит один из светодиодов, то можно будет вырезать не светящийся участок шнура и заменить его или соединить исправные части шнура с помощью специального коннектора без инструментов непосредственно на месте установки гирлянды.

Шнуры дюралайт, сделанные с использованием SMD светодиодов обладают, по сравнению с диодами типа DIP, повышенной яркостью свечения.

Электрические схемы шнуров Дюралайт

Отличаются электрические схемы шнуров дюралайт только схемой соединенных последовательно светодиодов. Они подключением все последовательно или последовательно группами с равным количеством светодиодов в каждой из групп.

Электрическая схема двух проводного не разрезного шнура дюралайт

В двухпроводном дюралайте все светодиоды включены последовательно. Для ограничения тока равномерно по длине шнура впаяны резисторы R1-Rn. Начало цепи светодиодов припаяно к одной токоведущей жиле, а конец – к другой. Светодиоды могут быть все одного цвета свечения, так и разного. Например, в этой схеме применены светодиоды четырех цветов.

Электрическая схема двух проводного разрезного шнура дюралайт

Эта схема отличается от вышеописанной тем, что светодиоды включены небольшими группами, как в светодиодной ленте. Это позволяет разрезать шнур в обозначенных в виде ножниц местах на отрезки. Такое схемное решение удобно для ремонта и при дизайнерском оформлении интерьера.

Электрическая схема четырех проводного разрезного RGB шнура дюралайт

В отличие от рассмотренных выше схем в электрической схеме светодиодного шнура Чейзинг каждая группа состоит из нескольких включенных последовательно цепочек светодиодов одного цвета свечения. Начало всех цепочек светодиодов припаяны к одному общему положительному проводу, а концы, светодиодов одного цвета к отдельному проводу.

Схема шнура Чейзинг аналогична RGB светодиодной ленте и позволяет с помощью контроллера получить любые динамические цветовые эффекты, от бегущей волны до переливания цветов.

Электрические схемы подключения шнуров Дюралайт к сети

Светодиодный дюралайт является законченным изделием и его можно эксплуатировать, подав на выводы, расположенные на торцах трубки питающее напряжение постоянного тока. Непосредственно к сети 220 В подключать недопустимо.

Подключить дюралайт можно через простейший выпрямитель, состоящий из выпрямительного моста и электролитического конденсатора.

Готовый диодный мост можно взять от любой перегоревшей светодиодной или энергосберегающей ламы. Внутри есть драйвер, достаточно удалить лишние детали. Обычно в подобных драйверах установлены диоды, рассчитанные на ток 1 А, что вполне достаточно для большинства дюралайтов.

Источник питания для проверки светодиодов ленты дюралайт

Для проверки дюралайтов, рассчитанных на 220 В я использую драйвер от светодиодной трубки, представленный на фотографии. Отрезал от него часть со стабилизатором тока и припаял шнур с вилкой. Предохранитель и детали, фильтрующие напряжение, оставил.

Контроллер для ленты дюралайт

При подключении дюралайт через диодный мост можно получить только постоянное свечение, без световых эффектов. Для реализации максимально возможных световых эффектов необходимо дюралайт подключить через контроллер. Самый простой показан на фотографии. Нажатием кнопки можно установить один из восьми режимов свечения.

Печатная плата контроллера дюралайт со стороны деталей

Самая простая схема контроллера состоит всего из нескольких деталей – выпрямительного моста, делителя напряжения на двух резистора и электролитического конденсатора для обеспечения режима питания микропроцессора и двух, включенных параллельно тиристоров типа PCR406 или PCR606.

Печатная плата контроллера дюралайт со стороны деталей, вид на микропроцессор

Микропроцессор типа Q803 распаян на отдельной печатной плате, которая впаивается в основную плату контроллера.

Печатная плата контроллера дюралайт со стороны печатных дорожек

Китайская печатная плата контроллера сделана не очень качественно, но на достаточном уровне для надежной его работы.

В схеме контроллера нет никакой защиты от короткого замыкания выходных цепей, даже простейшего плавкого предохранителя. В случае короткого замыкания выходных цепей, в коннекторе или дюралайте, все активные элементы схемы сгорят, с таким случаем мне приходилось сталкивался.

Электрическая схема подключения системы дюралайт

На фотографии показана полная схема системы дюралайт. Питающее напряжение переменного тока 220 В подается на контроллер. С него выпрямленное напряжение, обработанное заложенным алгоритмом в микропроцессор, поступает на жилы проводов шнура.

Коннектор двух штырьковый для подачи питающего напряжения с контроллера на трубку дюралайт

Для подключения круглого шнура дюралайт сначала нужно на него надеть зажимную гайку цангового зажима, воткнуть штыри коннектора на всю их длину в трубку дюралайта, таким образом, чтобы они точно попали в токопроводящие жилы, и навернуть гайку на цангу коннектора.

Коннектор четырех штырьковый для подачи питающего напряжения с контроллера на плоский дюралайт

Для подключения плоского шнура дюралайт штыри коннектора так же врезаются на всю длину в плоскости дюралайта, а коннектор на шнуре закрепляется с помощью двух стянутых между собой специальных планок.

Стоит отметить, что при отрицательной температуре полихлорвиниловая трубка шнура сильно твердеет и подсоединить ее к коннектору практически невозможно. Поэтому необходимо систему собрать при положительной температуре и уже собранную устанавливать на улице.

Ремонт светодиодного шнура Дюралайт

Внимание, электрические схемы контроллеров дюралайт гальванически связаны с фазой электрической сети и поэтому следует соблюдать предельную осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.

Накануне очередного Нового года нужно было украсить установленную на улице елку шнурами дюралайт, которые в прошлом году безотказно проработали при большом морозе несколько недель. При проверке выяснилось, что один из шести шнуров не светился. Пришлось заняться его ремонтом.

Светодиодная лента дюралайт в выключенном состоянии

В первую очередь был проверен контроллер путем подключения к нему исправного дюралайта. Контроллер заработал, следовательно, неисправность находилась в шнуре.

Проводящие ток провода в трубке шнура дюралайт

Если нет возможности проверить контроллер заменой, то можно дюралайт подключить, соблюдая полярность, к сети через выше описанный диодный мост. Для удобства подключения можно срезать несколько миллиметров шнура, оголив жилы провода.

Светодиоды вынуты из трубки шнура дюралайт

При рассмотрении трубки шнура обнаружилось, что в районе установки светодиодов на ее внутренней поверхности имелись темные пятна, как будто перегорели все светодиоды. Поэтому трубка была разрезана вдоль на длину одной секции светодиодов включая резистор.

Проверка светодиодов с помощью мультиметра

Диоды и резистор были через разрез извлечены и проверены с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Все детали оказались исправными.

Стало очевидным, что черные точки появились по другой причине. При рассмотрении паек оказалось, что флюс с них не был удален, вот его остатки и отпечатались на трубке.

Светодиооды вынуты из трубки шнура дюралайт светят

Для определения падения напряжения на светодиодах на цепочку было подано с блока питания напряжение постоянного тока величиной 15 В. Светодиоды ярко засветились.

Падение напряжения на светодиоде

Падение напряжения на одном светодиоде составило около 1,8 В, что несколько меньше, чем у SMD светодиодов.

После проверки части светодиодов стало очевидным, что остальные тоже исправны и в обрыве токоподводящие провода, проходящие по всей длине шнура. Для их прозвонки с противоположного конца шнура была снята заглушка. При проверке мультиметром прогноз подтвердился. Одна из жил оказалась в обрыве, и осталось только определить его место.

Поиск обрыва в проводах трубки шнура дюралайт

Для поиска места обрыва один щуп мультиметра был присоединен к оголенному ранее концу жилы, а второй к тонкой иголке. Первый прокол был сделан в середине шнура, что позволило минимизировать количество проколов, так как сразу стало ясно в какой половине находится обрыв. Далее прокол был сделан в середине отказавшей половине и так далее.

Обрыв в проводе трубки шнура дюралайт

Для того чтобы найти место обрыва жилы пришлось сделать не более десяти проколов. Так как пластик мягкий и проколы делались не сквозные, то они не нарушили герметичность шнура. Разрыв жилы составил около восьми миллиметров. Похоже, когда снимали дюралайт в морозную погоду, его сильно перегнули, и одна из жил разорвалась.

Начало цепочки последовательно соединенных светодиодов в шнуре было подключено к одной жиле, а коней к другой. Поэтому, чтобы не нарушать герметичность шнура решил подать питающее напряжение со стороны, на которой ранее была надета заглушка.

Скрутка провода трубки дюралайт с проводом, идущим на светодиоды

Для этого со стороны разреза провод, идущий от первого светодиода, был соединен с исправной жилой методом скрутки. К сожалению все попытки залудить жилу припоем с применением даже кислотного флюса не привели к успеху. Для надежности при сборке скрутку завел в трубку и покрыл силиконом.

Перепайка проводов в контроллере для соблюдения полярности подключения дюралайт

В связи с подачей питающего напряжения с другой стороны шнура, для соблюдения полярности подключения дюралайта пришлось в контроллере поменять местами выходные провода. Как видно на фотографии левая пара проводов перепаяна.

Герметизация трубки дюралайт силиконом

Ремонт шнура дюралайт закончен, и можно приступать к его сборке. Так как шнур был вдоль разрезан, то место разреза, и торец были покрыты слоем силиконом.

Колпачок дюралайт герметизирован силиконом

Далее надета заглушка. Силикон надежно загерметизировал место соединения и теперь вода не сможет попасть во внутренность шнура.

Подключение разъема для подачи питающего напряжения с контроллера на трубку дюралайт

Осталось совместить штыри коннектора с жилами шнура и воткнуть их в трубку. Далее накрутить на цангу накидную гайку.

Герметизация коннектора дюралайт силиконом

При закручивании гайки до упора она стала прокручиваться, не сжимая лепестки цанги плотно вокруг шнура. Пришлось резьбу и лепестки цанги тоже покрыть слоем силикона.

Герметизация контроллера дюралайт силиконом

Так как контроллер пришлось разбирать, и его герметичность была нарушена, место соединения половинок корпуса и место выхода проводов тоже промазал силиконом.

Ремонт шнура дюралайт своими руками успешно закончен, все стыки загерметизированы и теперь можно его использовать для украшения уличных объектов. В любую погоду будет работать безотказно.