Конусные дровоколы: устройство и изготовление своими руками

Чертеж и инструкция для изготовления своими руками винтового дровокола

Для жителей частных домов или для владельцев загородных участков, часто актуальным становится вопрос: как сделать винтовой дровокол своими руками и где для этого взять инструкции, чертежи, фото? Ведь в частном доме часто приходится заготавливать дрова. При небольшом их количестве можно справиться и топором. Если же их много, топор уже не поможет – потребуется немало сил и времени. В этой ситуации на помощь придет дровокол, сделать который можно и самому.

Для изготовления дровокола используются узлы от другого оборудования. Самодельные агрегаты по типу своего рабочего органа подразделяются на две категории: с колуном и с конусом. Главной деталью колуна является вертикальная острая пластина. Древесину на нее подает толкатель. Дровокол этой категории называется реечным. У устройств второго типа основной элемент – конус с винтовой резьбой. Такой дровокол называется конусным. Второе его название – винтовой. По своему конструктивному исполнению он более простой, чем реечный.

1. Принцип действия, преимущества и устройство винтового дровокола
2. Элементы конструкции
3. Изготовление
4. Установка двигателя и главного вала
5. Монтаж конуса
6. Техника безопасности

Принцип действия, преимущества и устройство винтового дровокола

Конус дровокола вращается с помощью электродвигателя. Он входит в полено и, за счет постепенного увеличения диаметра, разрывает его по волокнам. Дрова на винт подаются вручную. Самодельный винтовой дровокол обладает следующими преимуществами:

1. Простота конструкции.
2. Низкая стоимость узлов.
3. Легкая доступность узлов (почти все, кроме конуса, они имеются в быту).
4. Высокая производительность (до 12 м3 дров длиной около 60 см).
5. Простота эксплуатации.

Имеются у этого устройства и недостатки. Во-первых, он плохо разрезает древесину с переплетающимися волокнами. Во-вторых, чурки разделяются на поленья не полностью – приходится заканчивать этот процесс вручную. А для этого требуются определенные усилия.

В-третьих, для изготовления конуса потребуется токарный станок. Хотя, винт можно сделать и самому – на просторах интернета имеется масса информации по этому поводу. Кроме того, эту деталь можно приобрести в готовом виде.

Вал с конусом необходимо установить на прочной, устойчивой платформе. Рекомендуемый диапазон частоты вращения конуса – от 300 до 500 об/мин. В данной схеме электродвигатель обеспечивает вращение винта за счет ременной передачи.

Преимущество этой схемы в том, что здесь можно любые двигатели. А требуемая частота вращения винта достигается за счет ременной или цепной передачи. На вал электродвигателя устанавливается шкив меньшего диаметра, на вал винта – большего.

Для упрощения конструкции агрегата рекомендуется использовать электродвигатель с редуктором. На производительности такое решение никак не скажется.

Существует вариант, при котором электродвигатель соединяется с конусом напрямую. Максимальная частота оборотов двигателя должна в этом случае быть 500 об/мин, минимальная мощность – 3кВт.

Вариант, при котором двигатель расположен под столешницей, более предпочтителен. Длина столешницы в таком случае потребуется меньше. Кроме того, это позволит защитить мотор от щепок. В данной схеме подойдет однофазный электродвигатель, что поможет снизить затраты на изготовление устройства.

Дровокол должен также соответствовать следующим требованиям:

• допустимая мощность электродвигателя – 2-4 кВт;
• наличие кнопки включения и выключения, а также устройства, предназначенного для защитного отключения в случае возникновения внештатных ситуаций;
• вал винта должен находиться на подшипниковых опорах;
• на конусе должна быть упорная резьба;
• высота агрегата должна быть около 800 мм;
• ремни желательно использовать клиновидные, а шкивы – двухручейные;
• заготовки должны подаваться вертикально (если заготовки будут подаваться по-другому, винт может заклинить).

Элементы конструкции

Для работы понадобятся:

1. Лист металла толщиной 4-5 мм.
2. Конус (лучший материал для главной детали всего механизма – инструментальная сталь).
3. Вал.
4. Шкивы (для передачи с помощью ремня) или звездочки (для передачи с помощью цепи).
5. Ремень или цепь.
6. Подшипники, имеющие корпус.
7. Электродвигатель.
8. Провода.
9. Кнопка включения и выключения агрегата (в качестве альтернативы можно использовать магнитный пускатель).
10. Уголки для изготовления станины (для этой цели вполне подойдут и стальные трубы).
11. Болты и гайки.

Почти все перечисленные детали можно извлечь из старого оборудования. Конус вы можете изготовить сами. Однако, для этого потребуется определенное оборудование. Шаг резьбы винта должен быть 2:1. Поэтому желательно приобрести его, чтобы агрегат работал без замечаний.

Также для работы потребуются следующие инструменты:

• электродрель со сверлами разного размера;
• молоток;
• сварочный аппарат;
• болгарка;
• рулетка, ключи;
• маркер.

Изготовление

Сначала разрежьте уголки и трубы в соответствии с вашими замерами. Из листа вырежьте крышку стола и площадку, на которой будет установлен мотор. Соедините верхнюю и нижнюю рамы, приварите ножки. Для мобильной установки к станине нужно будет приварить оси. На эти оси установите колеса.

После этого установите столешницу и полку, на которой будет установлен двигатель. Установите мотор. Соедините вал двигателя с ведущим шкивом. Соберите узел вала конуса. Для этого нужно будет поместить подшипники в корпуса, установить шкивы и вал. Теперь просверлите в станине отверстия и закрепите на ней собранный узел. Для этого понадобятся болты и гайки. Проверьте вращение вала – никакого сопротивления быть не должно.

Установка двигателя и главного вала

После этого можно устанавливать ремни. Сделав это, проверьте траекторию их движения – она должна быть прямолинейной. Если это не так, просверлите новые отверстия в столешнице, куда и установите вал. После этого снова проверьте траекторию. Эту процедуру делайте до получения необходимого результата. Ремни должны передвигаться без биений, иначе, они могут слетать.

Установите конус на вал и закрепите его винтами. Конус должен быть установлен прочно, без люфта. На валу сделайте лыски. Они могут пригодиться в случае, если конус застрянет в полене. Извлекать его придется с помощью трубного ключа. Лыски обеспечат сцепление ключа с валом. После этого установите рассекатель (для его изготовления может пригодиться старый молоток).

Монтаж конуса

После этого приступайте к подключению электрического оборудования. Все – дровокол готов! Можно очистить его поверхности прогрунтовать и нанести на них краску. Теперь можно проводить испытание устройства.

Размеры агрегата могут быть произвольными. Главное, чтобы его удобно было эксплуатировать. Для этого габариты станка должны соответствовать человеческому росту. Рекомендованные размеры:

• длина – 850 мм;
• ширина – 450 мм;
• высота – 650 мм.

Видео: винтовой дровокол своими руками.

Техника безопасности

Насаживать древесину на конус нужно без перчаток. Иначе они могут быть накручены на винт, что может привести к травме. Заготовки подавайте только в вертикальном положении. Это обезопасит рабочий орган агрегата от заклинивания и выхода из строя. Не забудьте про заземление двигателя.

Итак, изготовление винтового дровокола – процесс, не представляющий особых проблем. На это может уйти всего один день. Зато, в будущем вы сэкономите массу времени и сил при заготовке большого количества дров. Только, при работе соблюдайте технику безопасности.

Самодельный дровокол

Всем привет.
Даже и не знаю с чего начать.
Нашёл фотографии со старого фотоаппарата и всплыли воспоминания.

После семейных событий в 2016 году, я впал в депрессию, и ушел с надоевшей (как тогда казалось) работы. Я принципиально не пью алкоголь, и тогда не стал пить.

Период выдался очень тяжелый.
Но я сумел выбраться за счет отдыха, кучи свободного времени и идеи о сборке своего дровокола, тем более подходила весна и здоровые березовые комли (около 70 см в диаметре и корой в 1-1,5см) совсем не кололись.

Многие знакомые и родственники были настроены весьма скептично. Некоторые даже у виска пальцем крутили, что я сошел с ума.

Мне было все равно на их мнение, у меня была своя цель.

Летом 2017 я купил запчасти — гидравлику, двигатель, заказал металлопрофиль, у знакомых металлоприемщиков запасся металлолом.
Из электроинструмента были только УШМ, дрель, сварочный аппарат.

В один момент чуть все не рухнуло, так как не получалось состыковать двигатель и насос.
У меня были чертежи соединительной муфты, но никто из токарей, как местных, так и из других городов, либо игнорировали, либо отказывали, хотя предлагал нормальную оплату работы. Но выход нашел, изготовил муфты сам без токарки.

Тяжелее всего было порезать 10-16мм сталь и заточить ножи, 125мм отрезные диски менялись один за другим, УШМ едва дожила до конца работы.

Долго думал о механизме подъема ножа, пока не всплыл образ коромысел.
Чистая импровизация без чертежей, объемная модель в голове с каждым сварочным швом воплощалась в реальности.

С гидравликой я работал в первый раз, море было перечитано информации, не один расчет был сделан на калькуляторе.

И вот первый запуск, это даже не передать словами, это нечто.

Покрасил темно-зеленой краской с молотковым эффектом.
И началась работа, куча зевак, потерявшие куда-то скептицизм родня и знакомые. Многие потом приобрели бытовые электрические дровоколы, и теперь жалеют, что не сделали этого раньше.

На данный момент им расколото около 80 кубометров дров. Производительность раскола небольшая 0,8-1,4 кубометра в час (зависит от того колешь дрова один или вдвоем, а также от диаметра и ровности самих дров). По расходу топлива, в последний раз на 14 кубометров очень суковатой сосны ушло 17 литров бензина. Угол заточки ножей — это что-то среднее между топором и колуном, хуже раскалывает, зато безопаснее (нет разлета поленьев) и легко разрезает крупные сучки в чурках.

Немного о технической части — насос НШ-10, двигатель LIFAN 13лс, гидроцилиндр МС 80/50х630, мост 2101, бак из газового баллона, фильтр масляный в обратке от классики.
Также добавлена кнопка аварийной остановки двигателя, при заглохшем двигателе гидравлика моментом останавливается, для управления газом использовал велосипедный шифтер на 8 скоростей, просто идеально, так как каждое положение соответствует определенным оборотам, и после сбрасывания к холостым (например, для загрузки подъемника) не нужно на слух подбирать для увеличения.

И актуальные фото, дровокол в сборе со столиком для поленьев и подъемником для чурок.

PS. Никогда не обращайте внимание на скептиков, идите вперед, разумную критику воспринимайте адекватно, и всё получится.
Ну и по деньгам, по всем расходникам и материалам в 2017 году было потрачено 50тыс.рублей.

Комментарии 5

Уважаю непьющих!сам не пью много лет, а чтобы расслабится кручу гайки, лазим с металлодетектором по старинных местах, выращиваю свой молодой персиковый сад в селе, а дровокол -вещь!молодец!

Спасибо за комментарий.
В селе пытаешься любыми способами облегчить себе жизнь, чтобы не было работы ради работы, и оставалось время для своих увлечений и хобби.

Глядя на подобные дровоколы, а их видов сей час много на просторах интернета, испытываю противоречивое мнение к ним.Когда это для заготовки с целью продажи колотых дров, эти преспособы наверное нужные.А вот для личного пользования, так это аппарат для ленивых, лишняя трата времени и средств на изготовление.Себе на колоть дров на зиму вполне по силам обычным колуном, клином и кувалдой.Разумеется не за пару часов, в ручную на колоть)))но и изготовление такого дровокола не пяти минутное дело.За то время пака делался сей аппарат, сколько бы поленниц на колол?))Да и колун+клин+кувалда по деньгам значительно дешевле чем ДВС, НШ, прочий расходный материал.А с учётом постоянно растущих цен на ГСМ… Ну не знаю, я бы точно не стал таким заморачиваться, колун дешевле по деньгам))

Я с вами согласен, но я бы не сказал что аппарат для ленивых, у меня небольшое хозяйство — пара коров, телят, огороды небольшие, осенью — ягоды, грибы.
Этот дровокол просто сильно экономит мне время и силы.
Вдобавок собирался он из расчета раскола дров на две семьи, он легко перевозится со снятым мостом в прицепе и уже ездил за 170км колоть 30 кубов сырой огромной и суковатой осины.
Насчет заработка, он возможен, но моя голова мне быстрее деньги приносит, чем тяжелый труд.
У нас кубометр непиленных дров — 1100руб, распил от 400 руб/куб, раскол от 450руб/куб. Золотые дрова.
На год у меня уходит порядка 10-12кубов.
Из пород в дровах в последнее время сосна, береза, ель и немного осины, и всë до ужаса сукастые.
Многие мужики электрические дровоколы используют для первого раскола чурки на пластины, которые потом уже докалывают колуном.
Кололи у одного соседа дрова, 14 кубов очень суковатой сосны.
Весна, утром пару часов и вечером ещë часа четыре. За три дня управились, можно было быстрее, но мелко кололи.
А другой сосед нанял колоть трех человек, так же 14 кубов, такой же сосны колоть, так те втроем эти чурки тюкали с самого раннего утра и до самого позднего вечера, тоже три дня. Когда начал тот сосед убирать дрова, то оказалось что они два куба самых сукастых и колоть не стали, просто зарыли в колотых дровах.
Сейчас, если люди попросят, могу помочь с расколом сильно сукастых или тяжело колющихся дров, тем более на коротких расстояниях дровокол легко перевозится просто зацепив за фаркоп.

Ну это чисто моё мнение, не истина))Когда надо так оно надо.

Как сделать конусный дровокол своими руками? Обзор и Чертежи- инструкция +Видео

Конусный дровокол своими руками- Пошаговая инструкция, чертежи и фото. Станок для раскалывания древесных чурбаков -это механический помощник человека при самостоятельной заготовке дров на определённый длительный период времени. Чаще это зимнее время. Когда собрать необходимое количество топлива составляет большого труда с приходом сезонных снегопадов и низкой температуры. Наколоть поленницу с помощью обычного топора сложно и занимает много время.

Станки с конусным дровоколом позволяют сократить время заготовки топлива и сохранить силы человеку.

О конструкции

Основной принцип скопирован с эффекта деформации древесины, полученной при вкручивании в неё винтов по дереву для фиксации другого предмета. Когда метиз входит в древесину и начинает расщеплять её волокна, образуется трещина в детали, приводящая к расколу.

Основная конструкция конусного дровокола

Станок состоит из основных двух частей:

• Базовая часть представлена крепкой станиной. Она изготавливается из профильной трубы и имеет форму тумбочки. Состоит из четырёх стоек скреплённых между собой перемычками. Верх накрывается стальным листом по размеру периметра и толщиной 10 мм. На него устанавливаются два крепления под подшипники. На среднем уровне крепится подобная пластина. В ней сверлятся отверстия под крепление электрического мотора. К станине приваривается стол для подачи материала. Изготавливают его из двух стоек, с использованием профильной трубы, соединённых перемычкой. Верх выполняется из стального листа. Размеры соответствуют периметру стола. Толщина металла 10 мм. к поверхности стола приваривается нож разъединяющий полено. Он предотвращает неожиданное попадание осколка под винтовой конус с последующим его затягиванием и деформацию вала. Приваривается н строго под конусом на расстоянии 20 мм от самого большого диаметра конуса имеющегося в наборе к данному станку.
• Механическая часть представлена валом, двумя подшипниками, шкивом понижающим число вращения, конусом с винтовой резьбой, электродвигателем, малым шкивом для двигателя и прорезиненным ремнём.

Как работает?

Стальной вал помещается в подшипники и устанавливается в крепления на станине. На конце его закрепляется шкив диаметром 400 мм. на среднюю площадку устанавливается электродвигатель с малым шкивом диаметром в 140 мм. между ними устраивается ремённая передача.

Разность диаметров шкивов позволяет сократить частоту вращения от двигателя на вал с конусом в три раза, но позволяет увеличить мощность станка в 3 раза.

Винтовой конус изготавливается из стали марки 45 или 42Х. Вытачивается он на токарном станке. Конусная резьба имеет наклон для зацепа материала.

Длина конуса 250 мм, диаметр основания под вал составляет от 40 мм до 100 мм.

В основании высверливается отверстие для вала. Закрепляется конус на валу при помощи винтов или внутренней резьбы.

Типы приводов для конусного дровокола

Приводом для производства работы механического колуна могут быть:

• Электрические двигатели с питанием от сети напряжения в 220 V и 380 V. Выбор зависит от необходимой мощности станка.
• Двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине или дизельном топливе.
• От специального приспособления у механической газонокосилки или минитрактора. Это привода временного характера.

Принцип работы электрического колуна

При запуске двигателя крутящий момент передаётся посредством ремня на большой шкив и происходит вращение вала в подшипниках с закреплённым на нём конусном дровоколе. Оператор подаёт по приёмному столу древесный чурбак в направление к конусу.

Материал находится в вертикальном положении. Принцип ручной подачи необходим для тактильного контроля силы надавливания на чурбак. Конус с помощью винтовой резьбы вворачивается в древесину. Форма колуна обеспечивает постепенное раскалывание дерева на поленья необходимого размера. Остаётся только сложить полученный продукт в поленницу.

Важно! Особое внимание необходимо уделять безопасности производства работ на данных станках. Они имеют большое количество открытых вращающихся частей с большой мощностью. Для работы применяется электрический ток. Важно соблюдать все правила техники безопасности. Обязательное применение спецодежды и средств индивидуальной защиты, рукавицы, сапоги кирзовые, очки.

Самостоятельное изготовление дровокола с винтовым конусом

Вначале необходимо заготовить основные детали станка. В качестве привода достаточно применить электродвигатель от старой стиральной машины. Для изготовления редуктора для дровокола подойдут детали от той же стиральной машины. Большой шкив от барабана, а малый остаётся на двигателе. И ремень подойдёт от того же агрегата. Это уже половина станка.

Подшипники и корпуса к ним придётся приобрести в магазинах с запчастями для автотехников, но прежде необходимо заказать у токаря вал и конусы для дровокола. По размерам вала подбираются подшипники.

За время изготовления заказных деталей можно смастерить верстак для сборки на нем основных деталей в единое целое. С помощью сварочного аппарата изготавливается каркас станины со столом из профильной трубы ли стального уголка с утолщёнными полками. Чертёж можно скопировать из интернета или разработать самому. Отверстия для крепежа агрегатов просверливаются по наличию образца или по снятому заранее шаблону.

В окончание процесса все детали поэтапно собираются в единое целое с соблюдением очерёдности:

• сначала устанавливается вал с подшипниками на верхней площадке,
• затем прикручивается электрический двигатель,
• следующим шагом устанавливаются шкивы, большой и малый,
• надевается ремень,
• производится контрольный запуск системы для проверки слаженной работы всех агрегатов,
• в случае необходимости производится корректировка и центровка установочных параметров,
• завершающим этапом следует установка винтового конуса на основной вал,
• следует окончательная проверка работоспособности станка для рубки дров с применением древесного чурбака.

Итоги

В случае отсутствия шибок при самостоятельном монтаже креплений, дровокол будет работать безупречно с высокой эффективностью.

Как сделать дровокол.

Существует несколько видов конструкций дровокола. Различия между ними существенные. Они различаются по сложности изготовления конструкции, по степени безопасности при работе с ними, по удобству и скорости работы. Рассмотрим подробно каждый вид отдельно.

Ручной дровокол лом-колун

Он является самым простым в изготовлении. Принцип его работы основан на энергии удара по колуну тяжелым предметом. Эффект получается практически такой же как если поставить топор на полено и ударить по обуху топора кувалдой. Но этот лом-колун удобнее в работе и скорость работы выше.

Его преимущество в том, что он безопасен в работе, легок в изготовлении, занимает мало места. Не требует доставки каждого полена к нему. С ним будет удобно переходить от одного полена к другому. Во время работы с ним спина остается прямая, что немаловажно при колке дров большого объема. Не нужно нагибаться над каждым поленом, чтобы его расколоть.

Но он требует применения физической силы человека и во время работы издает громкий металлический звук. Для защиты от звука придется работать в наушниках.

Лом-колун состоит всего из двух частей. Первая часть непосредственно колун с направляющей трубой, а вторая часть ударная. Ударная часть может быть наружной, то есть обхватывать собой направляющую трубу или внутренней – входить во внутрь направляющей трубы. Чтобы данный колун был эффективным, при его изготовлении нужно соблюсти одно правило. Часть колуна с направляющей и лезвием должна быть как можно легче, а ударная часть как можно тяжелее, но в разумных пределах, так как подымать ударную часть придется вручную. Чем больше разница по массе между эти двумя частями, тем выше КПД колуна.

При изготовлении лом-колуна главное соблюсти правило большой разности масс частей колуна и выдержать достаточную длину хода ударной части для создания сильного удара. Эта длина должна быть примерно 50-60см.

Чтобы первую часть колуна сделать максимально легкой, нужно в качестве направляющей использовать тонкостенную трубу и лезвие колуна сделать узким.

Если во время удара вибрация передается на руки, то можно ее значительно снизить, если сделать ручки деревянными. Если ручки изготавливаются металлические, то их нужно приварить на самую тяжелую и массивную ударную часть, это также будет способствовать снижению вибрации.

Для плавности хода ударной части и снижения звука трущихся друг об друга металлических частей, следует использовать полипропиленовую трубу между этими частями.

Чтобы избежать быстрого расклепывания металла в месте удара двух частей лом-колуна, пятно контакта между ними не должно быть слишком маленьким.

Для удобства работа с лом-колуном поленья следует ставить во внутрь старого автомобильного колеса. Это предотвратит разлет отколотых частей от поленьев, и они всегда будут в одном положении.

Механический дровокол на пружине.

Этот дровокол также, как и лом-колун использует физическую силу человека. Но физическая сила нужна небольшая, только чтобы вывести из равновесия балансир с колуном. Данный механизм немного сложнее в изготовлении чем лом-колун, но более эффективный.

Усилие, которое нужно приложить для колки поленьев направлено вниз, поэтому практически нагрузка на спину отсутствует. По сравнению с лом-колуном требует значительно меньше физических усилий. Мощность удара зависит не только от физической силы человека, но и от массы колуна. У данного дровокола можно сделать достаточно мощный удар, который будет раскалывать практически любые поленья. Довольно высокая производительность.

Но у него большие габариты и вес. Травмоопасный, но не более чем обычный топор. Требует доставки каждого полена к нему. Немного более сложный в изготовлении, чем лом-колун.

Принцип действия этого механизма основан на ударе лезвия колуна с большой массой. Задача человека сводиться в выводе плеча дровокола из равновесия, то есть движением вниз нужно сдвинуть лезвие колуна, а оно уже из-за своей большой массы пойдет дальше по инерции. Возврат плеча дровокола в исходное положение происходит автоматически пружиной.

Чертежи конструкции дровокола. Важные моменты.

На чертежах ниже представлен дровокол на пружине. При его изготовлении все трубы можно заменить на любые другие, главное, чтобы хватило жесткости конструкции. Вместо одной толстостенной трубы сечением 40х60х6 мм можно использовать две трубы сваренные вместе с меньшей толщиной стенки и другого сечения.

Сила удара данного колуна зависит от массы его подвижной части. Чем больше масса колуна с грузом, тем больше энергия удара. Груз можно набрать из любых тяжелых металлических частей, например приварить два куска рельсы. Главное, чтобы груз был максимально большим, в идеале необходимо чтобы колун с грузом весил 50-55кг.

Пружина должна быть достаточно мощной, чтобы удерживать плечо механизма в горизонтальном положении. То есть здесь должен быть баланс между массой колуна с грузом и силой сжатия пружины. Если не хватает усилия пружины, то можно добавить вторую пружину меньшего диаметра, просто вставив её во внутрь первой пружины. Пружину можно взять от автомобиля, примерный диаметр пружины 110мм и высота 450-500мм. В сжатом состоянии, когда консоль находиться горизонтально, пружина будет длиной 300мм.

Найти баланс между весом колуна с грузом и усилием пружины поможет регулируемая консоль, чем ближе будет колун к пружине, тем выше будет подыматься консоль.

Электрический винтовой дровокол

Данный механизм является наиболее простым среди электрических дровоколов. Из-за этого он приобрел в последнее время популярность.

Принцип действия основан на раскалывании полена конусным винтом с крупной упорной резьбой. Данный винт ввинчиваясь в дерево раскалывает его.

У винтового дровокола есть существенные недостатки. Он энерго затратный. Требует наличия электроэнергии. По сравнению с лом-колуном и механизмом на пружине сложный в изготовлении. Для его изготовления необходим конусный винт с резьбой, электродвигатель, редуктор, цепь со звездочками или ремни со шкивами. Очень травмоопасный. При неосторожной работе с ним может привести к сильным травмам. Существует вероятность заклинивая винта в полене из-за нехватки крутящего момента.

Выбираем двигатель и увеличиваем крутящий момент.

Данный вид дровокола можно изготовить с несколькими конструктивными решениями. Самое главное добиться большого крутящего момента на винте. Это можно сделать нескольким способами:

• поставить мощный электродвигатель 5-7квт.

• Использовать тяжелый маховик. Маховик затруднит пуск двигателя, но с ним меньше шансов, что винтовой конус заклинит в дереве. Так как при раскрутке маховика он набирает большую кинетическую энергию, и чтобы его остановить нужно создать большое усилие. В паре с маховиком можно использовать электродвигатели небольшой мощности 2-3квт. Маховик необходимо устанавливать на валу электродвигателя, а не на промежуточных валах цепной или ременной передачи. Только на электродвигателе обороты будут максимальные, а значит набранная кинетическая энергия маховика тоже будет максимальная.

• Использовать редуктор, ременную или цепную передачу для снижения числа оборотов на конусном винте и увеличения крутящего момента. Цепная передача предпочтительнее ременной так как исключает пробуксовку цепи и звездочки. В данном случае можно использовать электродвигатели небольшой мощности, но с большими оборотами около 3000. Уменьшая обороты с помощью редуктора или цепной передачи в 5 раз тем самым, увеличиваем крутящий момент на винтовом конусе в столько же раз.

Цепную или ременную передачу нужно подобрать таким образом, чтобы число оборотов на конусном винте было примерно 500-700 обмин. На слишком больших оборотах полено может вырвать из рук.

Высота от кончика конуса до стола должна быть 7-10см. Если сделать выше или ниже, то поленья будут тяжело колоться.

Под конусом необходимо приварить пластину, она предотвратит проворачивание полена.

Техника безопасности при работе с электрическим винтовым дровоколом.

Работать с винтовым дровоколом необходимо без перчаток. В них работать нельзя, так как винт может зацепить перчатку и затянуть руку. С одежды не должно свисать никаких ремней и шнурков, которые могут попасть на винт.

Для аварийной остановки нужно предусмотреть педаль экстренной остановки или большую аварийную кнопку. Причем недостаточно выключить питание с электродвигателя, так как вал после отключения питания будет еще крутиться по инерции. Особенно это заметно на станках с маховиком. Поэтому для быстрой аварийной остановки вала электродвигателя, на станке необходимо установить электромагнитный тормоз в нормально замкнутом состоянии. То есть без подачи электроэнергии тормоз находиться в сжатом состоянии, при подаче электроэнергии тормоз отпускает вал. Следовательно, если выключить электроэнергию тормоз сработает и остановит вал электродвигателя.

Поленья к конусному клину следует подавать только вертикально.

Электромеханический дровокол с толкателем и редуктором.

Данный вид механизма довольно массивный и энерго затратный. Стоимость его изготовления высокая, так как предполагает наличие мощного редуктора, но его производительность больше, чем у винтового механизма.

Принцип действия основан на шатунном механизме. Редуктор крутит шатун, который скользит по своей направляющей по направлению к ножу. Редуктор создает довольно большое усилие, которое может расколоть практически любые поленья.

Выбор редуктора, двигателя и диаметров шкивов.

Редуктор можно применить с передаточным отношением не менее 1:20, но лучше всего подойдет редуктор с отношением 1:40 и выше. Но подойдет не всякий редуктор с таким передаточным числом. Нужен редуктор, который выдержит большой крутящий момент и не сломается. Поэтому при его выборе следует обратить внимание на диаметр выходного вала. Он должен быть не менее 40мм.

Количество оборотов на выходном валу должно быть в пределах 11-14 обмин. Чтобы получить такие обороты необходим двигатель с оборотами 950 обмин и редуктор с передаточным отношением 1:70, тогда получим обороты выходного вала редуктора 95070=13.5 обмин. Если же двигатель и редуктор с другими параметрами, то для понижения числа оборотов придется между ними делать дополнительную ременную передачу.

Например, двигатель 1500 обмин и редуктор с передаточным отношением 1:30. Рассчитаем диаметры шкивов ременной передачи.

Считаем до каких оборотов редуктор понижает. Для этого делим обороты двигателя на передаточное число редуктора. 150030=50 обмин. А нам необходимы обороты в пределах 11-14 обмин. Следовательно, нужно дополнительно ставить ременную передачу. Посчитаем какое передаточное число должно быть на шкивах, чтобы получить 11-14 обмин. Для этого 50 оборотов разделим на 14, получим 3.57. Такое передаточное отношение немного большое для ременной передачи. Для одного ремня передаточное отношение должно быть не более 1:3 иначе ремень может проскальзывать, когда дровоколу попадутся особо твердые и сучковатые поленьях. Следовательно, нужен или более тихоходный двигатель или делать двух ручьевые шкивы и ставить два ремня. Так как такое отношение ненамного больше, чем 1:3, то можно оставить и так.

Рассчитаем диаметры шкивов. Шкив малого диаметра примем сами за 150мм. Тогда шкив большего диаметра должен быть больше на необходимое нам передаточное число. То есть 150х3.57=535мм. Также чтобы снизить вероятность проскальзывания ремня на малом шкиву, его диаметр нужно принимать как можно большим. То есть шкив с диаметром 100мм имеет больше шансов на проскальзывание ремня, чем шкив с диаметром 150мм. На больших диаметрах и ремни медленнее изнашиваться будут.

Проверим расчеты. 1500 обмин делим на передаточное 3.57 получим 420обмин на малом шкиве. Теперь 420обмин делим на передаточное отношение редуктора 30 и получим 14обмин.

Двигатель желательно выбирать мощностью от 3квт. Если двигатель слабый, то можно поставить на его вал маховик, с ним маломощный двигатель будет гораздо меньше останавливаться от нехватки крутящего момента в момент раскалывания сучковатых поленьев.

Для такого вида дровокола металлический каркас должен быть достаточно мощным, иначе есть вероятность отрыва редуктора от каркаса или деформации самого каркаса в момент большой нагрузки. Каркас лучше всего сделать из швеллеров №12 или аналогичного им металлопроката.

Нож дровокола желательно сделать из твердой закалённой стали, для этих целей хорошо подойдет пружинная сталь 65Г. Из этой стали делают плоские рессоры. Так, что если в хозяйстве есть кусок такой рессоры, то она идеально подойдет в качестве ножа.

Выбор длины кривошипа

Длина кривошипа, а, следовательно, длина хода толкателя должны выбираться в зависимости от размеров поленьев. Например, поленья длиной примерно 40см. Ход толкателя выберем такой же, то есть 40см. Так как толкатель будет не доходить немного до ножа примерно 5 см, то максимально расстояние между толкателем и ножом получиться 5+40=45см. Длину кривошипа берем в 2 раза меньше хода толкателя, то есть 20см. Это будет расстояние по центрам валов. Длина кривошипа очень важна, так как чем меньше будет длина кривошипа, тем больше будет усилие на толкателе.

Техника безопасности при работе с дровоколом.

Данный механизм довольно травмоопасный. Чтобы его сделать менее травмоопасным следует устанавливать аварийную кнопку отключения. Желательно, чтобы данная кнопка была довольно большая и в виде гриба. Такую кнопку всегда легко нажать просто ударив по ней рукой. Если вы правша, тогда кнопку выключения следует делать под левой рукой, так как правая будет занято поленом. Вместо аварийной кнопки можно установить педаль, тогда для работы дровокола нога всегда должна держать нажатой педаль, а если ногу убрать, то он выключается.

При сборке дровокола на шатуне некоторые мастера допускают грубую ошибку. Они делают так, чтобы шатун подходил вплотную к ножу практически без зазора. Так делать нельзя. Нужно обязательно оставлять зазор минимум в 5см. Полено расколется в любом случае, даже если шатун будет немного не доходить до ножа, но зато в этом случае рука останется целая, если попадет между шатуном и ножом.

Электромеханический реечный дровокол.

Данный механизм можно назвать одним из самых производительных. Его подвижный нож закреплен на зубчатой рейке, которую в движение приводит шестерня. В изготовлении он довольно сложен, так как требует таких деталей как зубчатая рейка, шестерня, маховик, но скорость его работы перекрывает все минусы изготовления. Рекомендую посмотреть видео о работе реечного дровокола и обзор его конструкции.

Рекомендую посмотреть видео о работе реечного дровокола.

Как самостоятельно изготовить светильник на светодиодах в домашних условиях

Светодиодные осветительные приборы нашли широкое применение в организации не только бытового освещения, но и уличного, промышленного. Обусловлено это несколькими весомыми достоинствами, а именно – неприхотливостью в обслуживании, ремонтопригодностью, экологичностью и экономичностью. Светодиодная люстра своими руками обязательно найдет применение в доме, главное изготовить ее с соблюдением всех правил безопасности.

1. Схемы подключения светодиодных ламп на 220 В
2. Применение диодного моста
3. Изготовление светодиодных лампочек
4. Самодельная лампа из светодиодов мягкого свечения
5. Устройства, оснащенные резисторным сопротивлением
6. Корпуса для светильников на светодиодах
7. Материалы для изготовления самодельной светодиодной люстры
8. Сборка светильников в корпусе со светодиодными лентами

Схемы подключения светодиодных ламп на 220 В

Светодиодная лампа 220 своими руками

Существует несколько схем, по которым можно изготовить самодельную люстру из светодиодов. Прежде чем приступать к работе, важно определиться со способом сборки. Выделяют два основных, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Применение диодного моста

Вариант с диодным мостом

Схема включает четыре основных диода, подсоединяются они разнонаправленно. Это обеспечивает возможность преобразовывать сетевой ток в пульсирующий.

Преобразование происходит следующим образом: синусоидальные полуволны при переходе по двум светодиодам изменяются, что приводит к потере полярности.

Во время сборки к плюсовому выходу перед мостом требуется подсоединять конденсатор, а перед минусовой клеммой – сопротивление силой в 100 Ом. Схема оснащается еще одним конденсатором, устанавливаемым позади моста, он необходим для сглаживания скачков напряжения в электросети.

Изготовление светодиодных лампочек

Самый простой в реализации способ – изготовление нового осветительного прибора на основе сломанного. Предварительно проверяют работоспособность каждой обнаруженной детали, сделать это можно с помощью аккумуляторной батареи мощностью 12 V.

Элементы, вышедшие из строя, подлежат обязательной замене. Для этого распаивают контакты, удаляют неисправные детали и на их место устанавливают новые. Во время выполнения работы важно учитывать правильную последовательность анодов и катодов, в противном случае прибор будет неработоспособным.

При самостоятельном изготовлении нужно в один ряд соединять по 10 диодов, учитывая правила полярности. Несколько таких цепей подсоединяются к проводам паяльником. Нужно, чтобы спаянные концы проводов не соприкасались, в противном случае это неизбежно приведет к замыканию и система выйдет из строя.

Самодельная лампа из светодиодов мягкого свечения

Отрицательная особенность LED-светильников – регулярное мерцание. Чтобы предотвратить это, вышеописанную схему дополнительно оснащают несколькими деталями. Таким образом, она в себя включает конденсаторы на 400 нФ и 10 мкФ, резисторы на 100 и 230 Ом, диодный мост.

Для защиты осветительного прибора от скачков напряжения в начало схемы перемещают резистор на 100 Ом, за ним припаивается конденсатор на 400 нФ, далее следует диодный мост и еще один резистор.

Устройства, оснащенные резисторным сопротивлением

Использование резистора для смягчения яркости светодиодов

Реализовать подобную схему под силу начинающему мастеру, у которого нет навыков. Потребуется два резистора по 12k каждый и две светодиодные цепи с одинаковым количеством лампочек, которые последовательно припаяны с учетом полярности. Одна полоса присоединяется анодом, а вторая катодом.

Светильники, собранные по этой схеме, имеют более мягкое свечение. Достичь этого удается благодаря пульсации вспышек, которые не видны человеческим взглядом. Такие осветительные приборы чаще всего используются в виде настольных ламп.

Корпуса для светильников на светодиодах

Корпус для Led-ленты

Помимо правильной сборки схемы, нужно позаботиться о создании корпуса, в который она будет помещена. Существует несколько способов решения проблемы.

• Различные приспособления, изготовленные своими руками.
• Цоколи перегоревших ламп накаливания.
• Корпуса от перегоревших галогенных или энергосберегающих ламп.

Использование цоколя лампы накаливания имеет одно весомое преимущество – собранное своими руками светодиодное осветительное устройство легко закрутить в патрон и обеспечить этим необходимый теплообмен. При этом есть и весомый недостаток – светильник в конечном итоге имеет не очень эстетичный вид.

Самодельный светодиодный светильник

Самый практичный, безопасный и простой в реализации способ – поместить изготовленную схему в корпус энергосберегающей лампы. Предварительно перегоревшую лампочку следует разобрать и изъять из нее преобразовательную плату.

• Плату устанавливают непосредственно в цоколь. Для удобства реализации способа рекомендуется использовать обычную пластиковую крышку от бутылки с водой.
• Светодиодные лампочки помещают в отверстия, которые предварительно проделывают в крышке, расположенной под стеклянной колбой.

В виде корпуса можно использовать галогенные лампы. Этот способ не получил широкого распространения, так как отсутствует возможность закрутить светильник в патрон. Однако такая конструкция используется для изготовления различных самодельных индикаторов.

Материалы для изготовления самодельной светодиодной люстры

Необходимые материалы для изготовления светильника

Для изготовления светодиодного светильника потребуется купить отдельные светодиоды марки НК6 или ленты. Сила тока – 100-120 мА, напряжение 3-3,3 V.

Еще нужны выпрямительные светодиоды 1N4007 или диодный мост, предохранители, которые содержаться в цоколях старых приборов.

Обязательно необходим и конденсатор, напряжение и емкость которого полностью соответствуют техническим параметрам электросхемы. Если готовая плата не используется, дополнительно нужно позаботиться о каркасе, к которому будут крепиться все детали. Материал, из которого изготовлен самодельный каркас, должен быть теплоустойчивым и не проводящим ток. Для прикрепления деталей используют суперклей или жидкие гвозди.

Сборка светильников в корпусе со светодиодными лентами

Создание светильника своими руками

Прежде чем приступать к работе, важно ознакомиться с технологией изготовления светодиодных светильников.

Светодиодные лампочки с заводской подложкой, изготовленной из алюминия, подсоединяют к радиатору. В этом случае роль радиатора играет металлический или пластмассовый корпус светильника. Если применим последний вид, поверхности нужно обклеить алюминиевым скотчем для обеспечения качественного отвода тепла. Светодиоды в схеме спаиваются последовательно.

Поскольку светодиодные лампочки с подножкой, к радиатору они крепятся с помощью термоклея.

Сборка светодиодной лампы

Для оптимальной работы самодельного устройства, лампочки должны иметь следующие характеристические особенности:

• Светодиодный поток 140 люмен.
• Напряжение питания в пределах 3,2 – 3,4 вольта.
• Длина волны около 6 500 кельвинов, свет холодный.
• Потребляемый ток – 350 миллиампер.

• Диапазон рабочей температуры колеблется в пределах от -45 до +75 градусов по Цельсию.
• Входное напряжение от 100 до 240 вольт.
• Выходной ток силой 300 миллиампер +- 5%.
• Выходное напряжение от 18 до 46 вольт.

Для бесперебойной и качественной работы устройства учитываются два основополагающих фактора – рабочее напряжение и ток светодиода. Еще работоспособность осветительного прибора зависит от потребляемого тока светодиодом, и выходного тока у драйвера.

Светодиодные лампочки не способны контролировать потребление тока, при прямом подключении к розетке устройство просто выходит из строя. Установка драйвера обязательна.

SMARTBUY IP20-25W для LED ленты (SBL-IP20-Driver-25W)

Когда все необходимые детали готовы, можно приступать к пайке схемы. На контактах светодиода нельзя долго держать горячий паяльник, это отрицательно скажется на их работоспособности.

Драйвер также монтируется внутри корпуса. Некоторые специалисты дополнительно рекомендуют корпус со схемой накрывать рассеивательным стеклом.

Декоративные самодельные светодиодные светильники имеют широкое распространение, поскольку их облик можно разнообразить специальной бумагой с разными изображениями, нитками, бусинами и тканью. Также на корпуса можно наносить глазурь или акриловые краски. Главное, преображая самодельный светильник, не забывать о безопасности эксплуатации. Приборы устанавливают, крепят на стену или подвешивают в прихожих, гостиных и кухне.

Светодиодные светильники использовать как основной источник освещения в комнате не рекомендуется. Предпочтительнее их применять в качестве вспомогательных или в виде подсветок различных элементов декора, например, статуэток или растений.

LED светильники своими руками

Постепенно приборы освещения переходят на светодиодные лампы. Произошло это не сразу, был затяжной переходный период с применением так называемых экономок – компактных газоразрядных лампочек со встроенным блоком питания (драйвером) и стандартным патроном Е27 или Е14.

Такие лампы широко применяются и сегодня, поскольку их стоимость в сравнение с LED источниками света не такая «кусачая».

При неплохом балансе цены и экономичности (разница в цене с обычными лампами накаливания со временем окупается за счет экономии электроэнергии), газоразрядные источники света имеют ряд недостатков:

• Срок службы ниже, чем у ламп накаливания.
• Высокочастотные помехи от блока питания.
• Лампы, не любят частого включения – выключения.
• Постепенное снижение яркости.
• Влияние на расположенные рядом поверхности: на поверхности потолка (над лампой) со временем появляется темное пятно.
• Да и вообще, иметь в доме колбу с некоторым количеством ртути как-то не очень хочется.

Прекрасная альтернатива – светодиодные светильники. Список достоинств весомый:

Потрясающая экономичность (до 10 раз в сравнение с лампами накаливания).

Огромный срок службы.

Совершенные и безопасные блоки питания (драйверы).

Абсолютно не зависят от количества включений.

При нормальном охлаждении не теряют яркости практически весь период эксплуатации.

Полная механическая безопасность (даже если разбить декоративный рассеиватель, никаких вредных веществ в помещение не попадет).

• Направленность светового потока предъявляет высокие требования при конструировании рассеивателя.
• Все-таки они дорого стоят (речь идет о качественных брендах, безымянные изделия среднего уровня вполне доступны).

Если ценовой вопрос регулируется подбором производителя, то конструктивные особенности не всегда позволяют просто заменить лампу в любимой люстре. Разумеется, есть богатый выбор классических грушевидных LED ламп, которые подходят под любой размер.

Но именно в этой конструкции кроется «засада».

Перед нами качественная (при этом относительно недорогая) лампа с яркостью свечения 1000 Lm (эквивалент 100 ваттной лампы накаливания), и потребляемой мощностью 13 Вт. У меня такие LED источники света работают по много лет, светят приятным теплым светом (температура 2700 K), и никакой деградации яркости со временем не наблюдается.

Но для мощного света, требуется серьезное охлаждение. Поэтому корпус у этой лампы на 2/3 состоит из радиатора. Он пластиковый, не портит внешний вид, и достаточно эффективен. Из конструкции следует главный недостаток – реальным источником света является полусфера в верхней части лампы. Это затрудняет подбор светильника – не в каждой рожковой люстре такая лампа будет выглядеть гармонично.

Есть лишь один выход – покупать готовые LED светильники, конфигурация которых изначально рассчитана под конкретные источники света.

Ключевое слово – покупать. А куда девать любимые торшеры, люстры и прочие светильники в квартире?

Поэтому было принято решение конструировать LED лампы самостоятельно

Основной критерий – минимизация стоимости.

Есть два основных направления при разработке светодиодных источников света:

1. Применение маломощных (до 0.5 Вт) светодиодов. Их требуется много, можно сконфигурировать любую форму. Не нужен мощный радиатор (мало греются). Существенный недостаток – более кропотливая сборка.

2. Использование мощных (1 Вт – 5 Вт) LED элементов. Эффективность высокая, трудозатраты в разы меньше. Но точечное излучение требует подбора рассеивателя, и для реализации проекта нужны хорошие радиаторы.

Для экспериментальных конструкций я выбрал первый вариант. Самое недорогое «сырье»: 5 мм светодиоды с рассеиванием 120° в прозрачном корпусе. Их называют «соломенная шляпа».

Такое добро продается по 3 рубля пучок на любом радиорынке.

Я купил несколько упаковок по 100 шт. на aliexpress (ссылка на покупку). Обошлось чуть меньше, чем по 1 р. за штуку.

В качестве блоков питания (точнее сказать источников тока), я решил использовать проверенную схему с гасящим (балластным) конденсатором. Достоинства такого драйвера – экстремальная дешевизна, и минимальное потребление энергии. Поскольку нет ШИМ контроллера, или линейного стабилизатора тока – лишняя энергия в атмосферу не уходит: в этой схеме нет элементов с рассеивающим тепло радиатором.

Недостаток – отсутствие стабилизации тока. То есть, при нестабильном напряжении электросети, яркость свечения будет меняться. У меня в розетке ровно 220 (+/- 2 вольта), поэтому такая схема в самый раз.

Элементная база тоже не из дорогих.

• диодные мосты серии КЦ405А (можно любые диоды, хоть Шоттки)
• пленочные конденсаторы с напряжением 630 вольт (с запасом)
• 1-2 ваттные резисторы
• электролитические конденсаторы 47 mF на 400 вольт (можно взять емкость побольше, но это выходит за рамки экономности)
• такие мелочи, как макетная плата и предохранители, обычно есть в арсенале любого радиолюбителя

Чтобы не изобретать корпус с патроном Е27, используем сгоревшие (еще один повод от них отказаться) экономки.

После аккуратного (на улице!) извлечения колбы со ртутными парами, остается прекрасная заготовка для творчества.

Основа основ – расчет и принцип работы токового драйвера с гасящим конденсатором

Типовая схема изображена на иллюстрации:

Как работает схема:

Резистор R1 ограничивает скачок тока при подаче питания, пока схема не стабилизируется (около 1 секунды). Значение от 50 до 150 Ом. Мощность 2 Вт.

Резистор R2 обеспечивает работу балластного конденсатора. Во-первых, он его разряжает при отключении питания. Как минимум для того, чтобы вас не тряхнуло током при выкручивании лампочки. Вторая задача – не допустить токового броска в случае, когда полярность заряженного конденсатора и первой полуволны 220 вольт не совпадают.

Собственно, гасящий конденсатор С1 – основа схемы. Он является своеобразным фильтром тока. Подбирая емкость, можно установить любой ток в цепи. Для наших диодов он не должен превышать 20 мА в пиковых значениях напряжения сети.

Далее работает диодный мост (все-таки светодиоды – это элементы с полярностью).

Электролитический конденсатор C2 нужен для предотвращения мерцания лампы. Светодиоды не имеют инертности при включении-выключении. Поэтому глаз будет видеть мерцание с частотой 50 Гц. Кстати, этим грешат дешевые китайские лампы. Проверяется качество конденсатора с помощью любого цифрового фотоаппарата, хоть смартфона. Посмотрев на горящие диоды через цифровую матрицу, можно увидеть моргание, неразличимое для человеческого глаза.

Кроме того, этот электролит дает неожиданный бонус: светильники выключаются не сразу, а с благородным медленным затуханием, пока емкость не разрядится.

Расчет гасящего конденсатора производится по формуле: I = 200*C*(1.41*U cети – U led) I – полученный ток цепи в амперах

200 – это константа (частота сети 50Гц * 4)

С – емкость конденсатора С1 (гасящего) в фарадах

U сети – предполагаемое напряжение сети (в идеале – 220 вольт) U led – суммарное падение напряжения на светодиодах (в нашем случае – 3,3 вольта, помноженное на количество LED элементов)

Подбирая количество светодиодов (с известным падением напряжения) и емкость гасящего конденсатора, надо добиться требуемого тока. Он должен быть не выше указанного в характеристиках светодиодов. Именно силой тока вы регулируете яркость свечения, и обратно пропорционально – срок жизни светодиодов.

Для удобства можно создать формулу в Exel.

Схема проверена неоднократно, первый экземпляр собран почти 3 года назад, трудится в светильнике на кухне, сбоев в работе не было.

Переходим к практической реализации проектов. Количество LED элементов и емкость конденсатора в отдельных схемах обсуждать нет смысла: проекты индивидуальные для каждого светильника. Рассчитывались строго по формуле. Приведенная выше схема на 60 светодиодов с конденсатором на 68 микрофарад – не просто пример, а реальный расчет для тока в цепи 15 мА (для продления жизни светикам).

LED лампа в рожковую люстру

Выпотрошенный патрон от экономки используем в качестве корпуса для схемы и несущей конструкции. В этом проекте я не использовал макетную плату, собрал драйвер на кругляше из ПВХ толщиной 1 мм. Получилось как раз в размер. Два конденсатора – по причине подбора емкости: не нашлось нужного количества микрофарад в одном элементе.

В качестве корпуса для размещения LED элементов использована баночка от йогурта. В конструкции также использовал обрезки листов вспененного ПВХ 3 мм.

После сборки получилось аккуратно и даже красиво. Такое расположение патрона связано с формой люстры: рожки направлены вверх, на потолок.

Далее размещаем светодиоды: по схеме 150 шт. Протыкаем пластик шилом, трудозатраты: один полноценный вечер.

Забегая вперед, скажу: материал корпуса себя не оправдал, слишком тонкий. Следующий светильник был изготовлен из листового ПВХ 1 мм. Для придания формы рассчитал развертку конуса на те же 150 диодов.

Получилось не так изящно, но надежно, и отлично держит форму. Лампа полностью скрыта в рожке люстры, поэтому внешность не столь важна.

Светит равномерно, в глаза не бьёт.

Люмены не мерял, по ощущениям – ярче, чем лампа накаливания 40 Вт, немного слабее 60 Вт.

LED лампа в плоский потолочный светильник на кухню

Идеальный донор для подобного проекта. Все светодиоды буду расположены в одной плоскости.

Рисуем шаблон, вырезаем матрицу для размещения LED элементов. При таком диаметре плоский лист ПВХ будет деформироваться. Поэтому я использовал донышко от пластикового ведра из-под строительных смесей. По внешнему контуру есть ребро жесткости.

Диоды устанавливаются с помощью привычного шила: 2 дырки по разметке.

Светильник рассчитан на 120 LED элементов, разбитых на 2 группы по 60 шт., для надежности схемы. Изготавливаем 2 одинаковых драйвера.

Монтируем их на диэлектрических проставках с обратной стороны.

Для крепления диска, в центре устанавливаем подиум из ПВХ.

Вешаем светильник на потолок, включаем – все работает.

Для оценки яркости: по углам расположены 4 фирменных LED лампы от IKEA, со светоотдачей по 400 Lm.

LED светильник для санузла

Тоже легко реализуемый проект. Извлекаем содержимое светильника, устанавливаем матрицу на 30 светодиодов, и соответствующий драйвер.

Свет мягкий, равномерный, для данной «комнаты» более чем достаточно.

Настольная лампа

В качестве корпуса использован колпачок от дезодоранта.

Патрон Е27 традиционно от сгоревшей экономки.

В корпус вместилось 55 светодиодов.

Получилось компактно и аккуратно.

В настольной лампе «инсталляция» смотрится, как родная.

И светит вполне уверенно.

Ребенок, вдохновленный успехами папы, попросил подсветку для компьютерного стола. Была найдена какая-то изящная коробочка, в которую поместился драйвер.

В качестве корпуса я применил короб для прокладки кабеля. Размер профиля: 10*10 мм.

Чтобы свет не бил в глаза, а был направлен сверху вниз, конструкция разместилась на уголке со стороной 25 мм, из белого ПВХ.

Все работы выполнены из компонентов, которые практически ничего не стоят. Кроме того, это прекрасный повод попрактиковаться в радиоделе.

Хотите вечных светодиодов? Расчехляйте паяльники и напильники. Или домашнее освещение самодельщика

Когда-то давным давно, когда я еще учился в школе, а на дворе был конец перестройки, мой дядя (заронивший в меня интерес к электронике) припер домой сумку вынесенного через проходную завода добра. Собственно, такие сумки он приносил домой вполне регулярно, пополняя запасы, хранившиеся в диване. Диван этот, как вы догадываетесь, манил, и иногда в отсутствии дяди я в него заглядывал с восторгом. Но кое-что из этой сумки в диван не попало, а попало в мои руки. Дядя мне вручил пачку — штук десять — макетных плат, и новенькую нераспечатанную коробку дефицитных, да и не дешевых в то время светодиодов. Причем светодиоды были не простые: вместо привычной маркировки АЛ-что-то там на коробке стоял код из четырех цифр, как я понял — они были экспериментальные. И они были яркие. По сравнению с привычными АЛ307 или АЛ310 — просто ослепительные. И их к тому же было много — штук 50.

Идея «куда это богатство применить» возникла моментально: светодиоды были распаяны на одной из макетниц — сколько влезло (влезли не все), и из них вышел великолепный красный фонарь для печати фотографий, который абсолютно не засвечивал фотобумагу даже в упор. Правда, тут же я узнал о том, что «светодиоды не греются» — это вранье, так что ток пришлось снизить вдвое, с 10 мА на светодиод до 5. А еще через полгода успешной эксплуатации узнал и о том, что «светодиоды не перегорают» — это тоже неправда: первый светодиод в сборке погас, оказался пробит. А со временем и весь фонарь пришел в негодность.

И вот сейчас я снова слышу из каждого утюга про «вечные» светодиодные лампочки, а дома за неполный год перехода на светодиодные лампы перегорела уже третья по счету.

Почему светодиодные лампочки не вечны?

Да потому что ничего нет вечного. Светодиод, к тому же — штука тонкая. Буквально. В его структуре имеются слои толщиной в считанные нанометры, образующие квантовые ямы. Диффузия и электромиграция к таким слоям безжалостны — они размывают их, создают дефекты, постепенно снижая световыход и увеличивая вероятность катастрофы в масштабах крохотного кристалла, в котором, к слову, выделяется световая и тепловая энергия, удельное значение которой в расчете на кубический сантиметр p-n перехода можно сравнить разве что с ядерным взрывом (немного утрировано, но сами прикиньте плотность энерговыделения). Чем светодиод горячее, тем все эти негативные процессы будут идти быстрее. А он, как мы уже в курсе, греется. Греется даже тогда, когда через него идет ток в 10 миллиампер. А тем более — когда это мощный прибор, ток через который как минимум 100 мА, а бывает — и ампер, и даже три ампера. И в тепло, не смотря на всю энергетическую эффективность светодиодов, переходит значительная доля от подведенной к светодиоду электроэнергии. От двух третей до трех четвертей.

А куда охлаждаться светодиодам в светодиодной лампочке? А некуда, по большому счету. Светодиод сам по себе спроектирован, чтобы его можно было охлаждать. Кристалл припаян к массивному основанию из меди или высокотеплопроводной керамики, у этого основания есть специальная площадка для пайки к внешнему теплоотводу, в роли которой — плата с алюминиевой или медной подложкой. А подложка эта, по идее, должна быть через термопасту прикручена к хорошему радиатору с большой площадью. А прикручена она в лучшем случае к металлическому корпусу светодиодной лампы, площадь которого совершенно недостаточна для рассеивания более чем нескольких ватт тепла, да еще и в закрытом плафоне. В худшем — корпус вообще пластмассовый, и в этот корпус еще попадает тепло от драйвера и от не вышедшего наружу и потерявшегося в недрах лампочки света. Вот и жарятся светодиоды при температуре, превышающей 100, а то и 130°С. И, кстати, не только светодиоды, но и драйвер, который тоже нередко выходит из строя.

Что делать-то?

Одно из трех. Либо мы, оставив на месте старую люстру, ставим в нее лампочки меньшей мощности. Они меньше будут греться и у них больше шансов прожить долго. Разумеется, в комнате станет темно: мы вернемся во времена, когда в люстре из экономии и пожаробезопасности стояли лампочки по 25 ватт, от которых ушли, поставив на их место пятнадцативаттные энергосберегайки, сделавшие из темной берлоги светлое помещение, в котором приятно находиться.

Либо мы покупаем новую люстру, в которую можно вкрутить больше лампочек. Так мы останемся со светлой комнатой и получим (возможно) более долгую жизнь лампочек. Только на люстру, как и на лампочки, придется потратиться.

И, наконец, третий вариант: мы забываем само понятие «светодиодная лампа», как страшный сон и ставим на место люстры специально спроектированный светодиодный светильник. Продуманный и в плане хорошего использования светового потока (у светодиодных ламп типа «висит груша — нельзя скушать» с этим в приборах, рассчитанных на лампы накаливания, не всегда хорошо — они плоховато светят вбок и назад), и в плане качественного охлаждения.

Рынок

На рынке есть такие светильники. Но по большей части они во-первых, дорогие, а во вторых — страшные. Этакие промышленные штуковины, которые уместны в гараже, цеху, в торговом зале гипермаркета, в офисе, наконец — но не в квартире. Нет, есть и красивые, и дизайнерские очень эффектно выглядящие светильники. Но — во-первых, опять же, цена, а во-вторых, в жертву дизайну принесено охлаждение.

Так, классическая китайская светодиодная люстра-блин — это пятьдесят ватт светодиодов, сидящих на алюминиевой плате в виде кольца диаметром 45 см и шириной сантиметров 8. И — все. Никакого тебе корпуса с оребрением, ничего. И опять-таки, плата в почти наглухо закрытом корпусе. Ну хоть драйвер чуть наружу вынесен. Вердикт: жить будет, как светодиодная лампочка. Только когда сдохнет, менять придется не лампочку за 150 рублей, а люстру за пять-десять тысяч.

В общем, выход, кажется, один: умелые руки.

Самодельный светильник: проектирование

Сразу скажу: светильник будет не на светодиодной ленте и без блютуса.

Для начала, оценим, сколько нам нужно света. Тут дело вкуса, но я люблю, когда в жилище светло. Всякий интимный полумрак я люблю в особых случаях, в романтичной обстановке, но в обычной жизни он навевает тоску. Считать можно по-всякому, но я воспользуюсь тем фактом, что с люстрой с пятью энергосберегайками по 15 ватт, дававшими каждая по 950 лм, в комнате было хорошо. То есть 5 килолюмен нам будет достаточно. Теперь идем на сайт Cree, находим там Datasheet на модули CXA2530. Почему именно на них? Да потому что у меня есть несколько штук таких модулей, и с ними удобно работать: к ним просто припаиваются провода, а сами модули сажаются прямо на радиатор с помощью прилагающегося фланца. А еще их несложно купить — известный китайский интернет-магазин в помощь. У имеющихся у меня модулей бин светового потока Т4, это соответствует номинальному световому потоку 3440-3680 лм. Сразу 20% от этой цифры отнимаем — они потеряются на рассеивателе. Получаем световой поток 2750-2950 лм, а учитывая, что получается этот поток при мощности около 30 Вт, получаем потребную для освещения мощность (подведенную к светодиодам) около 50 Вт. Поскольку комната у нас длинная, мы уберем люстру из центра и сделаем два одинаковых светильника по 25 ватт.

Приняв КПД светодиодов за 25% (достаточно консервативная оценка — скорее всего, лучше, но уж точно не хуже), выясняем, что в каждом светильнике выделяется 18,75 Вт тепла. И наша задача — выбрать под это тепловыделение радиатор. Вот как мы это сделаем.

Будем исходить из максимальной температуры кристалла = 85°C и температуры окружающей среды = 35°C. То есть = 50°C. Перепад температуры пропорционален рассеиваемой мощности, а коэффициент пропорциональности называется тепловым сопротивлением: , и измеряется оно в кельвинах (или градусах цельсия) на ватт. В нашем случае тепловое сопротивление кристалл-окружающая среда должно быть равно 2 °С/Вт.
Из чего же состоит тепловое сопротивление? Первый его компонент — это тепловое сопротивление, присущее самому корпусу светодиода. Фирма Cree не дает эту величину в даташите напрямую, предлагая воспользоваться странным графиком, но в ранних публикациях в журналах о выпуске новых светодиодных матриц указывалось значение 0,8 °С/Вт.

Второй компонент общей величины теплового сопротивления — это сопротивление, создаваемое слоем термопасты между корпусом и радиатором. В качестве термопасты мы возьмем старый-добрый Алсил-3, с теплопроводностью = 1,7-2 Вт/м*К. При слое пасты толщиной 50 мкм и площади теплорассеивающей поверхности 2,8 (площадь круга диаметром 19 мм под излучающей поверхностью матрицы) получаем = 0,105 °С/Вт.

Итак, на радиатор у нас остается 1,1 °С/Вт. Исходя из этой цифры, выбираем радиатор, накинув процентов 30 «на вранье», на растекание тепла от маленькой матрицы и на то, что радиатор будет неоптимально ориентирован в пространстве. Например, нам подойдет профиль АВМ-076 размером сечения 176х40 мм с тепловым сопротивлением куска длиной 100 мм 0,5 °С/Вт. Нам хватит куска этого профиля длиной 80-100 мм. 100 мм — это стандартные куски, имеющиеся в продаже, 80 нужно заказывать у производителя (Виртуальная механика, virtumech.ru), такой вариант выглядит несколько более эстетичным за счет меньшей ширины.

Осталось выбрать драйвер. Критерии для его выбора — это ток и рабочие пределы выходного напряжения. Мощность 25 Вт получается при токе около 0,7 А, напряжение на матрице при этом составит около 35-36 В.

Конструкция

Перебрав несколько вариантов конструкции светильника, я остановился на рассеивателе из матового полупрозрачного пластика, имеющем вид полуцилиндра. Форма эта получается простейшим способом — за счет крепления изогнутой пластины к боковым сторонам радиатора. Способ крепления достаточно произволен — на винтах с прижимными пластинами, на клею — я воспользовался красным двусторонним скотчем «Момент». В качестве рассеивателя я применил рассеивающую пленку из подсветки разбитого ЖК монитора — она имеет очень хорошее светопропускание. Можно также заматировать абразивом пленку для печати на лазерном принтере или любую другую плотную пластиковую пленку.

Матрица с предварительно припаянными проводами устанавливается с помощью комплектного фланца в центре радиатора с помощью двух винтов М3 (гайки использовать неудобно, так что придется поработать метчиком). Перед приклеиванием рассеивателя свободную от матрицы плоскую поверхность радиатора рекомендуется оклеить алюминиевым скотчем или окрасить белой краской — это снизит потери света.

По поводу термопасты — хотелось бы заметить, что использование темной термопасты не рекомендуется: она процентов на 10 снизит световой поток. Я это хорошо заметил на двух экземплярах, один из которых я сделал с Алсилом-3, а на второй алсила не хватило и я воспользовался пастой из комплекта кулера фирмы Scythe, имевшей темно-серый цвет. Разница при измерении люксметром очевидна. Также нет смысла использовать более дорогие, чем алсил, термопасты с большей теплопроводностью: и на алсиле падает в худшем случае пара-тройка градусов, погоды они не сделают.

После сборки первого светильника (в котором я использовал радиатор от процессора Pentium II и который поселился в кухне, у него чуть меньшая мощность в районе 15 Вт), я принял решение ставить в светильники для комнаты не одну матрицу, а две — это «размазало» пятно света на рассеивателе и сделало свет более комфортным. Более разумно было бы в таком случае ставить менее мощные модули, скажем, CXA1820. Модули соединил параллельно, нежелательных последствий в виде неравномерного распределения тока между ними это не вызвало — обе матрицы светятся на глаз одинаково. Но длину подводящих проводов я на всякий случай выровнял.

Крепление к потолку у меня — с помощью коромысла из жесткой стальной проволоки диаметром 2 мм, концы которого продеты в отверстия в крайних ребрах радиатора и загнуты. За центр коромысла зацеплен крючок, прикрепленный к потолку — такой длины, чтобы между натяжным потолком и радиатором оказалось расстояние в пару сантиметров. Драйвер спрятан за натяжным потолком. Если бы светильники делались до потолка, можно было бы в него запрятать и радиаторы.

Поверхность радиатора можно покрасить в черный цвет перманентным маркером или тонким слоем из баллончика (толстым не надо — теплоизоляция). А можно и не красить, глаза он особо не мозолит.

Результаты

Светло. Под лампами на высоте столешницы — 450 лк, в середине комнаты 380 лк. Свет комфортный, цветопередача — вполне (правда, на кухне оказалось, что сырое мясо под этим светом выглядит, как-будто его слегка подкрасили черничным соком). Радиаторы после многочасовой работы теплые, но не горячие. Мерцание равно нулю (заслуга качественных драйверов).

И по ценам: матрицы обошлись в 550 рублей каждая (курс с тех пор, конечно, поменялся), радиаторы — по 600 рублей, драйвера — по 250 рублей, пленка досталась бесплатно. Итого — 2200+1200+500 = 3900 рублей. Плюс два-три часа работы.