Все светодиодные лампы, продаваемые в магазинах, оснащены плафонами-рассеивателями (диффузорами). Они позволяют равномерно осветить поверхность и сделать свет от лампы более мягким.
Как быть, если есть светодиодная лампа собственного изготовления или возникло желание смастерить дополнительную подсветку в автомобильную фару? Нужно изготовить рассеиватель для светодиодной ленты своими руками.
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:
- силикатное стекло;
- поликарбонат;
- акриловое стекло;
- полистирол.
Светопропускающая способность материалов (прозрачных)
Какой процент света пропускает каждый из материалов 
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.
Как получить матовую поверхность
Матовая структура поверхности получается при матировании. Существует два вида матирования:
- Химическое;
- Механическое.
При химическом способе на поверхность наносят специальную пасту. Она разрушает кристаллическую структуру материала, образуя равномерный матовый слой.
Плюсы метода:
- Минимальные затраты времени;
- Однородная структура поверхности
Минусы метода:
- Относительно высокая стоимость паст;
- При матировании выделяются токсические вещества.
Механический способ подразумевает обработку поверхности абразивным материалом, обычно мелким песком.
Плюсы метода:
- Быстрая равномерная обработка.
Минусы метода:
- Требуется пескоструйный аппарат;
- Малопригодно для домашних условий.
Самый простой и доступный способ сделать матовую поверхность – обработать стекло наждачной бумагой. Для силикатного стекла этот метод не подойдёт из-за высокой прочности материала, а поликарбонат и акриловое стекло отлично поддаются такой обработке. В качестве абразива используем только мелкую наждачку, при крупном зерне возможно появление царапин.
Для домашних светильников на основе маломощных элементов с низким тепловыделением возможно в качестве рассеивателя использовать обычную компрессную бумагу, наклеенную на внутреннюю поверхность стекла.
В большинстве случаев яркость осветительного прибора можно увеличить, применив светоотражающее покрытие. Самый высокий коэффициент светоотражения у серебра, затем идет алюминий. Именно из него делают отражающий слой для зеркал. Не особо уступает эти покрытиям обычная пищевая фольга и белая краска.
Отражатель для светодиода можно сделать, своими руками покрыв этими материалами монтажную плату для светодиодов, либо внутренность светильника. Такой несложный способ позволит без особых затрат увеличить светоотдачу на 10-15%.
Светодиоды успешно используются во многих сферах жизнедеятельности человека, при этом все больше вытесняя остальные технологии. Например, лампы накаливания просто не способны составить должную конкуренцию этим приборам. У них остается пока только один козырь – стоимость. А по всем остальным показателям светодиоды уже давно впереди.
Для того чтобы они качественно выполняли свою роль, придумано множество приспособлений. Например, рассеиватели. Посмотреть можно на фото. Вот о них и пойдет речь, в частности, о моделях из оргстекла.
Об оргстекле
Отто Рем в 1933 году создал оргстекло. Для этого был длительный двадцатилетний путь исследований и экспериментов. Интересно, что изобретение получило множество положительных отзывов, благодаря чему уже через несколько лет оно стало производиться в больших объемах.
Популярность сегодня оргстекла находится на высоком уровне в самых разных отраслях. В чем секрет этого материала? Все просто. Фундамент популярности заложен в свойствах материала. Органическое стекло имеет высокую прочность, легкость, светопропускание, податливость к обработке. Благодаря наличию этих качеств, а также некоторых других создается большое количество разных изделий.
Одним из таких является рассеиватель. Для изготовления таких изделий оргстекло – отменный материал. Для этого у материала есть высокое качество поверхности, оптическая прозрачность, способность пропускать солнечные лучи до 92%. Поэтому потери при использовании в качестве рассеивателя минимальны.
Стоит также уделить внимание и другим преимуществам материала. Например, стойкости к воздействию ультрафиолета. Это не позволяет материалу со временем становиться хрупким и желтым.
При этом оргстекло прекрасно противостоит воздействию химических средств, поэтому практичность использования гарантирована. А дополняет это свойство водонепроницаемость — не требуется дополнительная защита от влаги и воды.
Не стоит также забывать об экологичности. Действительно, органическое стекло даже при горении не выделяет вредного количества паров.
А учитывая применение оргстекла в качества материала для создания рассеивателя, очень важно, что он является диэлектриком. Простота обработки позволяет создавать изделия самой разной формы.
Объективно рассматривая качества материала, нельзя освещать лишь положительные моменты. Поэтому стоит взглянуть и на минусы. Они есть, хотя их и немного: легко воспламеняется, могут возникать сложности при изготовлении, на покрытии легко происходят повреждения.
Виды
Существует несколько типов рассеивателей:
- универсальные;
- для крепления к потолку любого вида;
- с накладным или встраиваемым корпусом.
Некоторые модели обладают призматической структурой материала с наивысшим уровнем пропускной способности и прекрасным эффектом «плавного» светового распределения. Иные изделия имеют матовую поверхность, обеспечивающую пропускную способность до 60%. В результате свет получается теплым и мягким.
Разнообразие видов рассеивателей из оргстекла дает возможность сделать выбор наиболее оптимальной модели для конкретных условий. Так, рассеиватели для светодиодов эффективно применяются в определенных условиях. Например, в спальне, где концентрированный свет противопоказан, такое приспособление будет очень кстати.
Как установить
Для этого стоит воспользоваться инструкцией к электроприбору, в конструкции которого присутствует рассеиватель. Поэтому, как правило, приходится сделать несколько движений, чтобы закрепить изделия на электроприборе со светодиодами.
Простое решение
Действительно, если свет от светодиодного источника не устраивает по концентрации, всегда можно применить эффективное решение – рассеиватель из оргстекла. Он позволяет достигнуть такого светоощущения, которое необходимо в конкретных условиях. Поэтому подобные изделия широко используются профессиональными дизайнерами, что позволяет создать эксклюзивные интерьеры помещений.
Чтобы придать световому потоку равномерность и направленность, необходимо к светильнику приставить характерную оптическую конструкцию. Для светодиодной ленты ее роль выполняет специальный рассеиватель. Однако, как правило, лед-полоски при продаже не дополняются такими устройствами – их нужно сделать самостоятельно или заказывать отдельно в зависимости от условий применения и параметров прибора освещения на их основе.
Рассмотрим, в чем заключается принцип работы такого приспособления и какова его функция, какие его виды существуют и где применяются, а также как изготовить их своими руками и какие материалы для этого потребуются.
Особенность led-ленты состоит в том, что световой поток от нее распространяется на угол не более 120 градусов. Это существенно ухудшает их практическую пользу. Чтобы исправить ситуацию, необходимо в непосредственной близости к лампам поставить материал, преломляющий и рассеивающий свет.
Именно эту функцию и выполняет светодиодный рассеиватель. Его внутренняя структура основана на неупорядоченном расположении частиц вещества. В результате свет при прохождении через такой материал значительно отходит от своей изначальной траектории – причем в разные стороны. От этого световой поток одновременно несколько слабнет и равномерно расширяется.
Обратите внимание! Увидеть и понять принцип работы рассеивателя для светодиодного светильника можно на следующем примере. Нужно положить сверху на лэд-ленту небольшой кусок матового целлофана. Световой поток от такой рассеивающей пленки сразу станет слегка приглушенным и равномерно распределенным по всей освещаемой площади.
Виды
Рассеиватель или диффузор, применяемый для светодиодных лент, состоит из двух основных элементов – корпуса и светопропускающей пластинки. У современных моделей первая часть устройства представлена в виде пластмассового, алюминиевого или нержавеющего профиля следующих форм:
- Угловая.
- П-образная.
- С-видная.
Его геометрия определяется прежде всего местом применения рассеивателя, видами кронштейнов для него, особенностями и условиями эксплуатации. В основание профиля приклеивается светодиодная лента, а затем сверху она закрывается прозрачным или матовым материалом. Первые применяются, когда требуется сильная подсветка каких-либо выделенных зон – например, витрин в магазине, вторые – когда требуется создать общее ненавязчивое освещение, например, в ресторане.
Читайте также Как собрать и подключить светодиодную ленту с датчиком движения
Существует также гибкий профиль для светодиодов. По сути это силиконовая трубка с возможностью размещения внутри нее лэд-полоски. Благодаря высокой пластичности им можно придавать любые формы, что актуально при оформлении сложного фигурного декора, рекламных вывесок, деревьев.
Применение
Область применения светодиодных рассеивателей достаточно широка:
- Специализированная подсветка в жилых помещениях книжных полок, кухонных рабочих зон, аквариумов, элементов интерьера.
- Дополнительное освещение особых зон в магазинах, торговых и выставочных центрах.
- Выделение важных областей в уличном оформлении, рекламных щитах, декорировании скверов, садов.
- Создание общего фона свечения в общественных заведениях.
С помощью цветных диодных лент и программного управления их параметрами декорируют помещения, витрины, элементы интерьера и экстерьера, сооружения и конструкции в честь различных мероприятий, событий и праздников.
Материалы для изготовления рассеивателя
Современный ассортимент готовых оптических материалов дает возможность любому желающему изготовить своими руками рассеиватель для светодиодной ленты. Среди наиболее подходящих вариантов выделяются:
- Акрил и оргстекло.
- Полистирол.
- Поликарбонат.
Рассмотрим их основные характеристики и особенности применения.
Акрил и оргстекло
Такие виды пластика, как акрил и оргстекло, характеризуются одинаковыми светорассеивающими способностями с традиционным стеклом (пропускают около 90% излучения). При этом они характеризуются максимальными антивандальными показателями и не трескаются от постоянной смены климатических условий, резкой смены температуры от плюс до минус шестидесяти и механических воздействий.
Преимущества:
- Небольшой вес.
- Возможность обработки.
- Стойкость к УФ-излучению.
- Водонепроницаемость.
- Не токсичность.
- Не подверженность процессам старения.
Интересно! Среди недостатков выделяется горючесть при прямом контакте с огнем и малое сопротивление при больших ударных нагрузках.
Полистирол
Один из термопластичных полимеров – отличается высокой, большей чем у стандартного стекла светопропускающей способностью (около 98%). Полистирол универсален и хорошо обрабатывается, устойчив к термическим изменениям и точечным сильным ударам.
Главными его преимуществами являются низкая стоимость и существенное цветовое разнообразие – от полностью прозрачного до насыщенного яркого оттенка. Однако в целом пластина такого материала достаточно хрупка и может воспламеняться при открытом воздействии огня.
Поликарбонат
Характерными свойствами поликарбоната являются прочность, малый вес и хорошая светопропускная способность. На практике рассеивателю для светодиодных лент из такого материала не страшны контакты с открытым огнем, обвал шквального ветра, ливневый дождь, град и удары вандалов. При этом по структуре он различается на два подвида:
- Ячеистый.
- Монолитный.
Отражатели для светодиодов дают возможность получать максимально направленный поток при одновременном увеличении яркости устройств. Современные производители предлагают весьма широкий выбор подобных приспособлений, но при наличии свободного времени, подручных инструментов и несложных материалов, можно попробовать сделать отражатели своими руками.
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:
- при переделке поворотников и других типов автомобильных ламп;
- при сборке или модернизации фонариков различной дальности;
- при усовершенствовании домашнего освещения.
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.
Из чего и как сделать отражатель?
Для изготовления отражателя важно определиться не только с его размерами. Определенную роль играет именно количество плоскостей, от которых будут отбиваться лучи. Главная сложность как раз и заключается в том, чтобы их сформировать.
Основой может послужить любой в меру податливый, но довольно прочный материал. Встречаются вполне работоспособные отражатели из пластмассы, ламинированной фанеры или флизелина. То, как будет формироваться приспособление, зависит от типа корпуса. Иногда могут потребоваться многогранные кристаллы (их можно найти в некоторых видах старых ламп, а при небольших размерах отражателей подойдут бусины, используемые при изготовлении бижутерии) для придания рефрактору нужных свойств.
Важно не только придать материалу нужную форму, но также заставить его отражать свет, который подают светодиоды.
Отменным вариантом наружного покрытия может послужить хромированная краска, которая продается в баллонах. Можно не наносить отражающее покрытие, а доверить эту процедуру специалистам из профильной мастерской.
При проектировании любых оптических систем важно сохранить баланс между конечной стоимостью сборки и правильностью расстановки элементов. При этом следует учитывать такую закономерность: чем выше эффективность элемента – тем больше его чувствительность к месту установки.
Закрепить составляющие системы можно не только с помощью клея и клейкой ленты, но также с использованием штифтов и крючков с предохранителями, которые пропускаются через плату.
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.
Поток света, создаваемый лампой, можно изменять: делать его мягче, моделировать равномерное освещение. Эту функцию выполняет рассеиватель. Чтобы сделать рассеиватель для светодиодов, применяют оргстекло и некоторые другие полимерные материалы.
Поскольку светодиод излучает довольно чистый и узконаправленный свет, смотреть на него не совсем комфортно. Для исправления этой ситуации рассеиватель просто необходим. К тому же санитарные нормы и правила требуют обязательно использовать светорассеиватель, делая исключение лишь для уличных осветительных приборов и для подсветки архитектурных сооружений.
Если говорить более подробно, то светорассеиватель должен:
- защищать светодиод от внешней среды;
- обеспечивать правильное, наиболее комфортное для глаз распределение света;
- быть прочным и стойким к химическому воздействию;
- быть долговечным;
- обладать определенными эстетическими свойствами.
Как вы уже поняли, нельзя просто поменять люминесцентную лампу на светодиод. Вместе с установкой нового источника света требуется применить рассеиватель, тогда вы получите модернизированный, экономичный и безвредный для глаз светильник.
Особенности материалов
Современны материалы, такие как, поликарбонат, ПММА (полиметилметакрилат, в частности акриловое стекло), полистирол, являются альтернативой обычному силиконовому стеклу и с успехом применяются для приборов, в которых источником света выступает светодиод. Они представлены на рынке многими европейскими и восточными торговыми марками, давая нам возможность выбора.
Поликарбонат выдерживает очень высокие температуры и является менее пожароопасным, чем акриловое стекло. К тому же он не боится сильных ударов и других механических повреждений.
Если говорить о ПММА, то он обладает высокой прозрачностью, в некоторых случаях лучшей, чем у стекла. Материал устойчив к старению, что актуально для светодиодных светильников, ведь светодиод тоже способен работать очень долго (около 50 тыс. часов).
Обычно из ПММА делают, так называемые опаловые (матовые) рассеиватели, а из поликарбоната производят призматические модели. Для обеспечения прочности применяют монолитный поликарбонат, который в несколько раз прочнее стекла, а для светильников внутри помещения – акриловое стекло, позволяющее создать светильники оригинального дизайна.
Характеристики моделей
Помимо материала изготовления, готовый к использованию рассеиватель имеет и другие особенности, связанные с цветом, формой, структурой поверхности.
Для люстр и светильников рассеиватель может отличаться от других моделей по своей конструкции, и предназначаться для монтажа:
- на подвесных потолках;
- в накладном корпусе;
- быть универсальным.
Существует также светорассеиватель для светодиодов, устанавливаемых в фарах автомобилей, в прожекторах, фонарях и других осветительных приборах.
Наиболее дорогие модели имеют матовую поверхность. Они могут пропускать чуть больше половины света (около 60%), что делает освещение очень мягким. Свет становится более теплым, комфортным для глаз.
Рассеиватель с призматической структурой способен пропустить и равномерно рассеять максимум света (до 90%). Это достигается за счет прозрачности материала и рифленой поверхности. Свет, который дает светодиод, преломляется в сотнях маленьких призм и таким образом рассеивается по пространству.
Существует рассеиватель из 3d полимерного материала. Его устанавливают на светильник типа «Армстронг» и выпускают разнообразных рисунков и расцветок.
Крепление рассеивателей
Чтобы монтировать светодиод или светодиодную ленту, делаются алюминиевые профили. К ним же присоединяют рассеиватель, выбирая его в соответствии с потребностями заказчика. Светорассеиватель может быть изготовлен в форме кольца, в котором каждый светодиод располагается на ленте по кругу. Такие профили применяются в фарах автомобилей, в некоторых моделях фонарей и ламп.
Для больших потолочных источников света делают профили в форме прямоугольников. В принципе, ничто не ограничивает производителя или мастера-самоучку сделать лампу любой формы. И все это благодаря тому, что светодиод имеет очень маленькие размеры при большой светоотдаче.
Важно, чтобы рассеиватель, который устанавливается на уличных светильниках, выдерживал большие перепады температур, не боялся морозов, повышенной влажности, обладал антивандальными свойствами. Инновационные материалы как раз удовлетворяют всем этим требованиям и дают возможность создать надежные и долговечные осветительные приборы. Заботясь об удобстве потребителя, сегодня выпускают комплекты светодиодных светильников, в которые входят необходимые элементы для монтажа, для управления яркостью и даже цветом.
