Как сделать рассеиватель света

Как сделать рассеиватель для светодиодов своими руками

Сегодня многие осветительные приборы оснащены рассеивателями. С их помощью обеспечивается формирование светового потока необходимого качества.

Многие лампы, которые продаются сегодня в магазинах осветительных приборов, уже оснащены такими элементами. Но при желании любой человек может попробовать сделать такой элемент своими руками. Так вы не только проведете время с интересом и пользой, но и сможете оснастить любые домашние светильники подобного рода дополнением. И не надо будет бежать в магазин.

Особенности, применение и инструкция по изготовлению светорассеивателя для светодиодной ленты

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.

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.

Функция и принцип работы рассеивателя

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.

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:

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.

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.

Как изготовить рассеиватель для светодиодов своими руками

-Для его изготовления нам понадобится ювелирная эпоксидная смола ПЭО-510КЭ-20/0, так как она имеет кристальную чистоту и со временем не желтеет.

-В качестве рассеивающего элемента, нам понадобится порошок Диффузант ДФ-151. Он отлично растворяется в эпоксидной смоле, придавая тот самый молочный оттенок и нереально качественные рассеивающие свойства при застывании.

– Также, для данной смолы существует огромное количество красителей, любых цветов, флуоресцентные и фосфорные.

– Ну и непосредственно сама форма для отливки, обычно я использую силикон для молдов или для отливки.

Вот несколько образцов, где я экспериментировал с добавлением Диффузанта ДФ-151, как видно, качество рассеивания можно легко регулировать и добиться необходимого результата. Соотношение размешивания эпоксидной смолы и Диффузанта, 100 к 1. Именно этим способом я создавал диодные фонари на мазда 3 в этом посте.

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:

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.

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:

Основные выводы

Рассеиватель делает более равномерным освещение светодиодной ленты и улучшает практический и эстетический эффект подсветки. Устройство состоит из двух основных частей – корпуса и светопропускающей пластины. Для первого применяются металлические или пластиковые профиля Г-, П- и С-образного типа, для второго используются акрил, оргстекло, полистирол и поликарбонат. У каждого из них есть свои особенности.

Сфера применения рассеивателя для светодиодных лент широка:

Изготовить устройство можно своими руками. Для этого потребуется пластиковый или металлический короб, лед-полоска, проводка и одна из рассмотренных светорассеивающих основ.

Если вам знаком другой интересный вариант рассеивателя для светодиодных лент и способ его самостоятельного изготовления, обязательно поделитесь этим в комментариях.

Отражатель-радиатор конической формы для сверхяркого светодиода

Улучшая предыдущую конструкцию отражателя-радиатора хотелось больше сфокусировать световой поток светодиода к центру. Коническая форма отражателя сама напрашивалась, поскольку она почти полностью соответствует форме параболического зеркала. После некоторых расчетов и экспериментов имеем следующую конструкцию

Для изготовления такой красоты понадобятся: -алюминиевая (можно медная или жестяная) без царапин пластина толщиной до 1мм и размером 40х35мм -однослойно фольгированная текстолитная пластина размером 20х15 мм -сверхяркий светодиод, паяльник, два контактных провода, одна-две канцелярские скрепки -немного термопасты -плоскогубцы (круглогубцы), ножовка (ножницы) по металлу, надфили, циркуль, маленькая дрель -прямые руки для получения правильных кривых поверхностей

Теория все та же. Для того чтобы получить параллельный пучок света, необходимо установить кристалл светодиода точно в фокус параболического зеркала. Вот рисунок из прошлой статьи

Она оказалась даже проще предыдущей, единственная сложность – придать ей правильную форму, поскольку от этого зависит точность фокусировки светового пучка.

Вот пример разметки заготовки на листе алюминия:

В разметке нет ничего сложного. Не нужно высчитывать градусы, длины дуг и т.п. Вначале наносятся все прямые линии, а потом проводятся две дуги радиусом 28мм до пересечения с прямыми и разметка готова.

Материалом для отражателя-радиатора может служить алюминий, медь, или жесть от консервной банки. Медь и жесть даже более предпочтительны, поскольку они могут спаиваться. Толщина материала должна обеспечивать достаточную прочность конструкции. Для алюминия это не меньше 0,5мм. Теперь заготовка вырезается и сгибается. Вырезать желательно ножовкой, но если очень лень, можно и ножницами по металлу, как показано ниже. Тогда края придется выравнивать надфилем.

Выгибать отражатель нужно аккуратно, чтобы не царапать инструментом отражающую поверхность. После всех этих процедур получаем следующее:

Понятное дело, что контакты светодиода не должны касаться корпуса радиатора.

Ну вот собственно и все. Последний штрих – это закрепить между собой две половины конуса. Если материалом радиатора была медь или жесть, половинки просто спаиваются. Если же, как в данном случае, радиатор был сделан из алюминия, половинки склеиваются нанесением клея с внешней стороны отражателя. Эта, казалось бы, мелочь очень важна, поскольку прочность корпуса теперь увеличится в разы.

Теперь подключаем (соблюдая полярность) и наслаждаемся результатом. Сфера применения данной конструкции самая разнообразная, от настольных минисветильников и подсветок до самодельных фонариков

Где может пригодиться отражатель?

Отражатели могут в разы улучшить основные свойства светодиодов, поэтому сфера их применения не ограничивается какой-то определенной областью светотехники. Отражатель одинаково полезен в следующих случаях:

Споры по поводу лучшей автомобильной оптики не стихают, и что лучше использовать – линзы или рефракторы – каждый решает для себя. Оба устройства помогают добиться приблизительно одинакового коэффициента отражения, вопрос здесь скорее в сложности управления световым лучом.

Для габаритных огней или других источников света с большим количеством светодиодов отражатели являются не только более экономным вариантом, но иногда и единственно возможным. Вместо огромной линзы намного проще использовать рефрактор или их систему.

Какие они – современные отражатели?

Производители постоянно пополняют модельный ряд, существенно расширяя возможности светового тюнинга. Рефракторы выпускаются под самые разные светодиоды и их сочетания. Теперь вовсе не обязательно ограничиваться одним оттенком.

Устройства отражают свет в прямом и обратном направлении, тем самым делая распределение лучей более равномерным.

Отражатели могут быть рассчитаны на монтаж с акриловым стержнем, при том они помогут аккуратно скрыть светодиоды для наиболее эффективного их использования в режиме габарита задних автомобильных ламп.

Рефракторы могут корректировать и перенаправлять освещение светодиодов. Они рассчитаны на работу под прямым углом по отношению к оси диода. При подборе отражателя важно учитывать все параметры источников света. Типы корпуса и формы исполнения постоянно пополняются, поэтому стоит регулярно мониторить новинки, чтобы не упустить наиболее интересные варианты оптики.

Отражатели существенно улучшают свойства потока, который выдают светодиоды. Они одинаково нужны для тюнинга автомобильной оптики и для сборки фонарей и светильников. Простые модели можно попытаться сделать своими руками, но в некоторых случаях соперничать с производителями просто бессмысленно.

Небесполезная деталь

Любые осветительные приборы создают световой поток определенного уровня. Но его можно изменить. Для этих целей и был изобретен рассеиватель. С его помощью можно смоделировать световой поток и сделать освещение более мягким. Наиболее часто рассеиватель используется для модуляции освещения, исходящего от современных экономичных лампочек (светодиодные, люминесцентные, галогеновые и т.д.), вкрученных в светильники.

Светодиодная лампа с рассеивателем

Особое внимание следует уделить светодиодным осветительным приборам. Светодиод дает узконаправленный и чистый свет. Поэтому смотреть на него будет не слишком комфортно. Поэтому такая ситуация подлежит исправлению с помощью рассеивателей. Это нужно делать еще и потому, что такие рекомендации прописаны в СНиП.

Обратите внимание! Исключение в плане модуляции светового потока до оптимального уровня составляют только уличные фонари, а также подсветка архитектурных сооружений.

Рассеиватель в светодиодных светильниках обязан выполнять следующие функции:

обеспечивать защиту светодиодов (или другого источника света) от воздействий окружающей среды;
создавать для глаз комфортное и правильное распределение светового потока, испускаемого лампочкой;
повышать долговечность осветительного изделия;
повышать стойкость прибора к различного рода химическим воздействиям.

Принцип работы рассеивателя

Свет от точечных источников света, в частности от светодиодов, имеет относительно малый угол расхождения — до 120 градусов. При небольшом расстоянии от источника можно увидеть резкий перепад освещённости за пределами этого угла. Как рассеять свет от светодиода? Решить проблему может любой светопреломляющий материал.

В заводских условиях для этого используют прозрачный или матовый пластик, на поверхности которого при отливке формируется особая текстура. Понятно, что в домашних условиях такие технологии недоступны.

Простейший светорассеиватель для светодиодов можно сконструировать за несколько секунд из обычного пищевого целлофанового пакета, только он должен быть не прозрачным, а матовым. Оберните диод в один слой целлофана, и увидите результат. Почему так происходит?

У прозрачных материалов кристаллическая решётка упорядочена, и фотоны от источников света, проходя сквозь него, не изменяют траекторию. В случае матового оттенка, у каждого микро слоя своя структура.

Так свет проходит сквозь прозрачную и матовую поверхность

Светорассеиватель для светодиодов своими руками можно сделать из самых обычных материалов, которые можно купить в ближайшем магазине хозтоваров.

При выборе материала следует учесть несколько важных моментов. Светодиодная лампа при правильном расчете параметров питания способна отработать многие годы, поэтому и материал светоотражателя не должен потерять свои свойства за это время. Нельзя забывать, что светильник будет нагреваться, вариант с целлофановым пакетом исключаем сразу.

Оптимальные материалы для светорассеивателя:

Делаем самостоятельно

Чтобы изготовить светорассеиватель, вам понадобится исходный материал из вышеприведенного перечня. Кроме этого нужны будут и инструменты:

резак;
стеклорез;
нихромовая нить;
дрель с набором сверл для работы с различными типами стекол;
строительный фен.

Обратите внимание! Выбор материала и инструментов зависит от того, какой конечный результат вы хотите получить.

Также вам необходим будет постоянный источник света для проверки готового самодельного изделия. Процедура изготовления состоит и таких последовательных операций:

выбираем матовое или прозрачное стекло;
вырезаем из исходного материала светорассеиватель нужного нам диаметра. Размер этого элемента определяется габаритами осветительного прибора. А если быть точнее – плафоном и источником света;

Обрезка стекла

Вырезам из стекла

Теперь осталось закрепить светорассеиватель на светильнике. Для крупных ламп, типа Армстронг, данный элемент прикрепляют к алюминиевым профилям. Каркас из профиля может иметь круглую или прямоугольную форму. Первый тип часто используется для домашних светильников и автомобильных фар, а вот второй вариант – для офисных помещений и коридоров.

Для уличных светильников важно сделать такой рассеиватель, чтобы он выдерживал различные климатические условия места своей эксплуатации. Как видим, сделать светорассеиватель для светодиодного типа осветительных приборов не так уж сложно. Здесь главное определиться с типом исходного материала, а также с конечным результатом, какой свет вам необходимо сделать — рассеянный или приглушенный. После этого дело остается за малым.

Светопропускающая способность материалов (прозрачных)

Можно было бы купить уже готовый материал с матовым оттенком, но не всегда это даст приемлемый результат. Даже у заводских рассеивателей светопропускающая способность находится в диапазоне 60-90%. Это вызвано отражением светового пока. Чем толще рассеиватель, тем выше вероятность, что свет попадет «не по назначению».
Уменьшение толщины материала не лучшим образом скажется на прочности и долговечности. Надёжный светорассеиватель для светодиодов своими руками можно изготовить из прозрачных материалов сделав матовую фактуру у одной из поверхностей.

Что нужно знать

Если вы решили своими руками соорудить рассеиватель для светодиодного типа осветительного прибора (Армстронг, Опал и т.д.), необходимо выбрать не только материал для изготовления, но и определиться с другими параметрами:

Рассеиватель для светильников, выполненный своими руками, будет иметь различные варианты конструкции, отличаясь по цвету, форме и своей структуре.

Эти элементы конструкции светильника могут различаться в зависимости от типа монтажа:

на накладной корпус лампы;
на подвесных потолках;
универсальный.

Кроме этого отдельную группу составляют светорассеиватели, предназначенные для установки на фары различных транспортных средств, а также не стандартные осветительные приборы. Конструкция светорассеивателей может быть следующей:

с матовой поверхностью. Это самая дорогая модель. Их особенностью является пропускание через себя чуть более половины светового потока (примерно 60 %). В результате свет становится более мягким, теплым, что повышает его комфортность для глаз;
с призматической структурой. Здесь происходит пропускание почти всего светового потока (до 90%). Это возможно благодаря рифленой поверхности и прозрачности материала. В результате свет преломляется о рифленую поверхность, что позволяет рассеивать свет по всему пространству помещения.

Теперь, когда мы выяснили все важные моменты строения и работы светорассеивателя, можно приступать и к описанию его изготовления.

Принцип работы

Рассеиватель устроен таким образом, чтобы увеличивать угол растекания света. Эффект достигается путем использования особой конструкции, выполненной из светопреломляющего материала. За счет продуманной геометрии рассеивателя и местонахождения относительно осветительного прибора оптимизируется распределение светового потока. Свет расходится по всей площади, без какой-либо концентрации потока на отдельных участках.