Световод своими руками в домашних условиях. солнечные трубы для освещения помещений

Из чего состоит система?

Как правило, такие системы продаются набором, в которое все необходимое уже входит. Но помимо основных компонентов можно добавить дополнительные элементы, которые помогут создать индивидуальный интерьер. Это, например, специальная подсветка с помощью светодиодной ленты или специальными линзами или кристаллами.

Оптоволоконное освещение включает следующие компоненты:

• Проектор. Из всей системы только он подключается к электричеству. От того какая мощность устройства зависит количество выделяемого света.
• Волокна. Благодаря этим элементам можно также регулировать количество света, что выделяется и распределять его по всему периметру бани на свое усмотрение. При выборе жгута предпочтение лучше отдать стеклянной модели, так как она больше выдерживает перепады температуры. Жгуты бывают двух видов: бокового свечения (создание световых рисунков с помощью переплетений волокон) и торцевого свечения (создается звездное небо).
• Линзы и светильники. Оптоволоконное освещение с помощью таких элементов приобретает направленное свечение. Ведь именно такие линзы и кристаллы регулируют рассеивание и направление светового потока.

При выборе комплектации оптоволоконной системы следует обратить внимание не только на длину и количество волокон, но и на то, какая лампа применяется. Для галогенной и газоразрядной лампы требуется охлаждение, а так как некоторые системы охлаждения обладают шумными вентиляторами, то это может испортить отдых

Разновидности светильников

Для освещения ландшафта применяют разные типы лампочек, каждый из которых характеризуется определенными преимуществами и недостатками:

1. Лампы накаливания — до сей поры наиболее распространенный тип источника света. Производится из тугоплавкого металла и представляет собой спиралевидную или нитевидную конструкцию, выступающую как излучающий элемент. Главное достоинство лампы накаливания — дешевизна. К недостаткам относятся невысокая светоотдача и короткий срок службы.
2. Галогенная лампа напоминает по своей конструкции лампочку накаливания. Отличие кроется в наличии внутри лампы инертной газовой среды, а также йода или брома. Присутствие галогена позволяет излучать более интенсивное свечение. Кроме того, галогенные источники служат гораздо больше в сравнении с лампочками накаливания. Также галогенные светильники подчеркивают значение цвета и света: окружающий ландшафт воспринимается значительно интереснее и ярче.
3. Металлогалогенные лампы характеризуются повышенной яркостью свечения и высокой светоотдачей. Для получения светового потока 3,5 тыс. лм достаточно 35-ваттной лампочки. Можно подобрать лампу разных спектров свечения — от теплого до холодного. Металлогалогенные источники отлично подходят для освещения водоемов, фасадных частей зданий и зеленых насаждений.

1. Натриевые и ртутные источники света используют нечасто. Их применение оправданно для достижения некоторых декоративных эффектов, например, имитации «лунного свечения» или «заходящего солнца». Натриевые и ртутные лампы дают желто-оранжевое свечение.
2. Люминесцентные лампы отличаются компактностью, равномерным распространением светового потока и высокой цветопередачей. Лампочки представляют собой пучок трубок, где диаметр каждой из них составляет 10 мм. Для люминесцентных источников света характерны отсутствие мерцания и экономность в расходовании электричества. Лампы этого типа служат в течение 12-15 тыс. часов.
3. Светодиодные лампы считаются оптимальным вариантом для освещения ландшафта. Благодаря компактности их можно использовать в декоративных целях. Отличаются повышенной светоотдачей, экономичностью в расходовании электроэнергии, отсутствием ультрафиолетового излучения, высокой цветопередачей. Характерное свойство светодиодов — продолжительный срок службы, достигающий 30-50 лет. Недостаток светодиодной техники — небольшой угол раскрытия луча, из-за чего она непригодна там, где нужен значительный световой поток. Именно по этой причине светодиоды лучше всего подходят для освещения локальных зон, а не больших территорий.
4. Световолоконные световоды применяют, когда нужно имитировать звездное небо на пешеходной дорожке или создать непрерывные световые линии (маркировочное освещение). Поскольку оптоволокно способно передавать свет без использования электричества, тепловая энергия не выделяется. Данная особенность позволяет использовать световоды на участках с высокими требованиями к пожарной безопасности, а также в непосредственной близости от чувствительных растений.

Определение слова «Световод» по БСЭ:

Световод — светопровод, световой волновод, устройство для направленной передачи световой энергии. Использование для этой цели открытых световых пучков в воздушной среде часто неэффективно или невозможно. передачу на значительные расстояния затрудняет главным образом наличие в атмосфере случайно распределённых неоднородностей, приводящих к отклонению и расхождению пучка. Поэтому применяют С. различных типов. Одним из типов С. является линзовый волновод — система заключённых в трубу и расположенных на определённых расстояниях (обычно через 50-100 м) стеклянных линз, которые служат для периодической коррекции волнового фронта светового пучка. В качестве корректоров могут также применяться газовые линзы или зеркала определённой формы. Наиболее перспективный тип С. — стеклянный волоконный С. Он представляет собой тонкую нить, состоящую из сердцевины радиуса a1 с преломления показателем (ПП) n1, окруженную оболочкой с внешним радиусом a2, ПП которой n21 (рис.). При прохождении света по волокну лучи испытывают Полное внутреннее отражение на поверхности раздела сердцевины и оболочки и распространяются только по сердце вине, хотя и сердцевина, и оболочка изготовляются из оптически прозрачного материала.В зависимости от назначения С. диаметр 2а1 составляет от нескольких мкм до нескольких десятков мкм, a 2a2 — от нескольких десятков до нескольких сотен мкм. Величины 2a1 и n1/n2 определяют число типов волн (мод), которые могут распространяться по С. при заданной длине волны света. Выбирая 2a1 достаточно малым, а отношение n1/n2 достаточно близким к 1, можно добиться, чтобы С. работал в одномодовом режиме.Волоконные С. нашли широкое применение в технике (см. Волоконная оптика). В ближайшей перспективе открывается возможность, применяя такие С. в системах оптической связи, резко увеличить пропускную способность этих систем, которая может быть выше, чем у любых др. известных систем связи. в качестве источников света при этом должны использоваться лазеры. Важнейшей характеристикой С., предназначенных для подобных систем, являются оптические потери, обусловленные поглощением и рассеянием света в С. К 70-м гг. 20 в. созданы волоконные С. с малыми потерями: на длине в 1 км коэффициент пропускания составляет 50%. Материалом для таких С. служит кварцевое стекло. различия ПП сердцевины и оболочки достигают легированием этого стекла (например, бором, титаном или германием).Волоконные С. с самыми низкими потерями изготовляют следующим образом. Материал оболочки и сердцевины (чистое кварцевое стекло и легированное кварцевое стекло) получают окислением газообразных соединений кремния и легирующего элемента (например, SiCl4 и SiCl4+BCl3) и осаждением их из газовой фазы в определённой последовательности (с одновременным плавлением) на внутреннюю поверхность кварцевой трубки. Затем кварцевую трубку сжимают и из полученной т. о. заготовки вытягивают волокно.Разработаны весьма перспективные волоконные С. более сложной конфигурации, например многослойные С. и С. с непрерывным изменением ПП по сечению волокна. С. с распределением ПП по квадратичному закону получили название селфоков.Лит.: Маркузе Д., Оптические волноводы, пер. с англ., М., 1974. Кучикян Л. М., Световоды, М., 1973. Миллер, Маркатили, Тинг Ли, Исследование световодных систем связи, «Тр. института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», 1973, т. 61, №12. French W. G., , Optical waveguides with very low losses,«Bell System Technical Journal», 1974, v. 53, № 5.Е. М. Дианов.Поперечное сечение круглого оптического волокна в оболочке.

Способы монтажа

В зависимости от потребностей владельцев дома, материалов для возведения здания и отделки стен внутри помещений различают открытую и скрытую установку проводки. Очень значительных различий для всей системы электропитания дома нет. Нужно знать принципы выполнения монтажа, особенности последующего использования сети.

Открытый

Последовательность монтажа:

1. Составляется проект электросети.
2. По нарисованной схеме на стены, потолок наносится разметка.
3. В местах, отмеченных под кабель-каналы и коробы, делаются углубления: болгаркой или зубилом с молотком — для каналов, дрелью с корончатой насадкой нужного диаметра с победитовым напылением — для высверливания круглых углублений.
4. Саморезами фиксируются подрозетники, коробки для соединения и разводки проводки, установки выключателей, розеток.
5. Прокладка кабеля производится к ЩО от точек подключения и розеток. Для этого будет применяться ВВГ и провода с сечением от 2,5 мм2. В зависимости от расчётной нагрузки электросети используются разные кабели: двух-, трех- или четырёхжильные, разного сечения, медные или алюминиевые.
6. К распределительному блоку будет проводиться ВВГ от выключателей и ламп.

Лучше всего делать маркировку при прокладывании проводки в частном доме, используя разноцветные термонасадки. Тогда будет проще оперировать проводами, не запутываясь в их назначении.

В распределительных блоках для соединения жил проводов применяются WAGO (клеммы быстрого зажима) или СИЗ-колпачки (цветные зажимы). В ЩО входит ВВГ кабель на фазу, в УЗО – нейтраль (ноль) с верхним креплением, а снизу подводится провод заземления. После полной сборки и подключения всех элементов сети нужно прозвонить её мультитестером и пригласить электрика для перестраховки.

Скрытый

Прокладывание электропроводки скрытым методом имеет минимальные отличия: все провода, которые соединяют основные узлы и приборы системы, помещаются в гофру (пластиковую перфорированную трубу). Она устанавливается под ГКЛ или другие типы отделки, может вмуровываться в стену. Для этого применяется гипсовая шпаклёвка или другие декоративные отделочные материалы.

При внезапном ремонте после окончания всех облицовочных работ разрушать декоративное покрытие не потребуется. Распределительные коробки, подрозетники фиксируются в просверленных или выштробленных заранее нишах.

Проект и схема разводки

Самый ответственный этап, поскольку от качества выполнения зависит эффективность эксплуатации, распределение нагрузки на основные линии системы, безопасность для жильцов. Поэтому лучше всего доверить это электрикам. Основные моменты, которые нужно учитывать при составлении проекта:

• расположение, характеристика щитка;
• измерительный прибор, заведение электропитания в дом;
• кабели и розетки для подключения мощных приборов: стиральной машины, электроплиты, обогревателей;
• проводка для организации группового освещения;
• провода для групповой разводки под выключатели;
• кабели для групповой разводки под розетки для разных бытовых приборов, элементов освещения, декоративных светильников;
• патроны электроосвещения;
• выключатели;
• розетки.

Для составления схемы должны использоваться условные обозначения, которые указывают расположение:

• одинарного, двойного, тройного или другого типа выключателя света;
• одинарной, двойной или многопосадочной розетки;
• точки освещения;
• щитка освещения;
• распределительной коробки;
• вводного шкафа;
• 1-, 2-, …, n-й группы проводов.

Важно
Нужно сделать масштабированный чертёж каждого этажа дома и помещения отдельно.

После указания расположения основных узлов и приборов на схеме прорисовывается разводка проводки. Тип её может быть смешанным, последовательным или параллельным, что нужно использовать по мере экономии и эффективности для конкретной задачи.

Например, лучше выполнить параллельное подключение нескольких розеток на кухне при большом количестве используемых одновременно бытовых приборов, чтобы снизить суммарную нагрузку на проводку.

Для организации освещения дома лучше всего разбить систему на несколько линий:

• жилых комнат, коридора и кухни;
• ванной комнаты, санузла;
• питание розеток в коридоре, жилых комнатах;
• электроснабжение кухонных розеток;
• кабель для подключения электроплиты.

В приведённом примере разбивания освещения на группы используется один из вариантов, поскольку каждый хозяин может организовать питание светильников по потребностям.

Звездный потолок на основе оптоволокна

На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих создать потолок в виде звездного неба, с использованием оптоволокна и светового генератора. Все они подразумевают монтаж оптико-волоконных нитей и светового проектора.

Простейшим примером подсветки с использованием перечисленных компонентов является знакомый многим читателям светильник, шапка которого состоит из полупрозрачных волосков, переливающихся различными цветами. Внедрив похожие нити, имеющие различную толщину (0,5…3мм), в конструкцию натяжного потолка, можно легко сымитировать свет далеких звезд, обладающих различной яркостью. Оптоволоконные нити располагают в пространстве между основным потолком и полотном натяжного потолка. Иногда их выводят наружу, а иногда полностью скрывают под полотном.

Вывод оптоволокна сквозь полотно наружу гарантирует создателю потолка определенные преимущества. Они заключаются в том, что звезды на потолке горят намного ярче, их отчетливо видно даже в светлое время суток. Но знайте: если проектор, освещающий подобную конструкцию, будет выключен, то каждая нить (если она обрезана заподлицо с полотном) будет выглядеть темной точкой на потолке (особенно, если потолок низкий). Следовательно, если вам пришелся по душе подобный вариант, то реализовывать его следует совместно с нанесением фотопечати. Если нет такой возможности, то необходимо использовать полотна темного цвета. Следуя этим советам, вы сможете максимально замаскировать проколы в потолке.

Если вы решили не продевать оптоволокно сквозь полотно натяжного потолка, то свет «созвездий» идеально будет виден лишь в полной темноте, сияние получится слегка рассеянным. Зато целостность полотна в этом случае не пострадает, а торчащие из него нити не испортят внешний вид потолка днем. Для того чтобы свет казался ярче, следует применять оптоволокно большего диаметра (1-2 мм).

Шаг 9: Устанавливаем нити

Соберём пучки. Например, 7х 85 см или 50x 55cm соединим с помощью термоусадочной трубки, чтобы держать их вместе. Повторим эти действия для всех остальных групп.

Возьмём 7x 85см нити и каждую прядь пропустим через отверстие на внутреннем кольце нижней пластины.

Повторим это для второго кольца и так далее, пока все волокна не будут установлены.

Вы должны протянуть все нити через одно отверстие! Это позволит гораздо лучше пропускать свет и монтировать нити в закрытый корпус.

Чтобы сделать равномерный срез торца, нагреем шпатель паяльной лампой до тех пор, пока он не будет достаточно горячий для плавки волокон.

Из чего состоят световые фонари

Строение светового фонаря

Световоды работают по такому принципу: свет аккумулируется в верхней сферической части, затем по отражающим поверхностям подается внутрь. Потери составляют от 10 до 40% на каждом метре трубы, до 40% на изгибах. Классический вариант светового туннеля состоит из таких частей:

• купол (круглое стекло, устанавливается со стороны крыши);
• кровельная часть;
• отражающая труба (непосредственно световод);
• рассеиватель;
• дополнительные детали – угловые адаптеры, лампы для ночного освещения, другое.

Преимущества

При правильной эксплуатации такие фонари имеют длительный срок службы

Устройства с каждым годом применяются все чаще. Дополнительное естественное освещение устанавливают в производственных помещениях и частных домах. Можно установить световод своими руками в домашних условиях. Монтаж занимает мало времени и сил.

Туннели позволяют сэкономить электроэнергию – по средним данным световоды позволяют тратить до 60% меньше. При правильной установке световодный фонарь служит 10 лет и более – гарантия производителя не менее 5 лет

Устройства теплоизолированы – летом не пропускает тепло, зимой холод (важно для жилых помещений, цветоводства и других)

Световые туннели просты в обслуживании. Есть возможность регуляции освещения. Из дополнительных функций – проветривание, классический светильник (зависит от модели).

Недостатки

При покрытии световода снегом его работоспособность может снизиться до нуля

При всех очевидных достоинствах подобные механизмы имеют несколько минусов, с которыми следует ознакомиться перед установкой. Световод – это устройство, аккумулирующее естественный свет. Поэтому для нормальной работы требуется достаточное количество времени – туннели не подходят для использования в местах с коротким световым днем.

Зимой также могут возникнуть сложности. Если купол будет покрыт снегом, работоспособность и светопропускаемость снизятся, иногда до нуля. Поэтому нужно либо устанавливать другой источник, либо своевременно очищать стекло.

Первоначальная установка имеет высокую цену. Хотя этот недостаток временный – обычный срок окупаемости 2-3 года, а время эксплуатации – более 10 лет.

Подключение светодиодной ленты

Как подобрать качественную ленту читайте в отдельной статье.

Для
создания хорошего светового потока рекомендуется выбирать подсветку с
кристаллами SMD 2835.

Не путайте их с SMD 3528.

Мощность
в отличие от подсветки для парящего потолка, где обычно достаточно 9,6Вт/м,
подбирайте от 14,4Вт/м и выше.

Предварительно
обезжирьте место наклейки Led ленты.

Перед монтажом неплохо бы посмотреть, все ли диоды горят, и нет ли каких дефектов. Попросту говоря, проверить работоспособность подсветки.

Если общей длины не хватает, то можно спаять и нарастить подсветку из нескольких отрезков.

После
пайки опять подаете напряжение и проверяете все ли работает.

Светодиодная
лента клеится очень легко и просто. Одной рукой сдираете нижнюю подложку, а
другой придавливаете ее к гладкой поверхности профиля.

Провода
питания выводятся через просверленное отверстие в самом начале световой линии.

Обязательно
изолируйте места пайки проводников. Это может быть как термоусадка, так и
просто изолента.

Если
у вас широкий световой профиль и вы хотите действительно полноценного
заливающего света, то имеет смысл наклеить ленту в два ряда.

При достаточно длинной подсветке (около 4-5м), рекомендуется запитывать ленту с двух сторон. То есть, провода от источника питания (+ и -) должны приходить как в начало ленты, так и в ее конец.

В этом случае все диоды будут светить одинаково. Иначе появится неприятный эффект, когда световая линия с одной стороны потолка будет ярче, чем с другой.

Этапы изготовления электрической тепловой пушки своими руками

Сфера применения тепловых электропушек довольно широка. Промышленные агрегаты используют для прогрева производственных, складских и даже жилых помещений. А на малых площадях можно обойтись и самодельной конструкцией теплогенератора, которому вполне по силам протопить гараж или дачный домик.

Но рассмотрим детально, что собой представляет электрическая тепловая пушка: своими руками ее можно собрать из подручных материалов.

Что нужно знать об электрической пушке

В отличие от других разновидностей теплопушек, электрический прибор может сделать практически любой домашний мастер, знакомый с азами электроники.

Хотя КПД электропушки намного ниже дизельных или газовых устройств, зато он не выделяет вредных для здоровья продуктов горения и может устанавливаться в любом помещении – жилом доме, теплице, подсобных пристройках.

Мощность пушек промышленного назначения варьируется в пределах от 2 до 45 кВт, причем количество нагревательных элементов в них может доходить до 15 шт

Рассмотрим, как работает электрический агрегат.

Устройство и принцип работы теплогенератора

Любая электропушка состоит из трех основных компонентов: корпуса, электромотора с вентилятором и нагревательного элемента.

Дополнительно прибор можно укомплектовать любыми «бонусами» от заводских агрегатов – переключателем скоростей, теплорегулятором, комнатным термостатом, датчиком нагрева корпуса, защитой двигателя и другими элементами, но они повышают не только комфорт и безопасность при эксплуатации, а и себестоимость самоделки.

Скорость нагрева воздуха во всем объеме помещения зависит от количества и мощности нагревательных элементов – чем больше их площадь, тем активней будет происходить передача тепла

Работает электрическая пушка так:

• при подключении к сети ТЭН преобразовывает электрический ток в тепловую энергию, за счет чего и нагревается сам;
• электродвигатель приводит в работу лопасти крыльчатки;
• вентилятор загоняет внутрь корпуса воздух из помещения;
• холодный воздушный поток соприкасается с поверхностью ТЭНа, нагревается и, принуждаемый вентилятором, выводится из «дула» пушки.

Если прибор оснащен терморегулирующим элементом, он остановит работу нагревателя при достижении запрограммированной температуры. В примитивных устройствах контролировать нагрев придется самостоятельно.

Преимущества и недостатки самодельных пушек

Основной плюс теплового электрогенератора – возможность его использования в любом помещении, где есть сеть хотя бы на 220 Вт.

Такие устройства даже в самодельном исполнении мобильны, весят немного и вполне способны прогреть площадь до 50 м2 (теоретически можно и больше, но с приборами высокой мощности лучше не экспериментировать и купить готовый агрегат, да и пушка от 5 кВт уже затребует подключения к трехфазной сети).

Рабочие характеристики прибора должны соответствовать обогреваемой площади.В среднем на каждые 10 м2 понадобится 1 кВт, но многое зависит от самого помещения – строительных материалов, качества остекления и наличия утепления

Плюсы самодельной электрической пушки:

• Экономия средств – заводские агрегаты стоят недешево, а собрать обогревающее устройство можно с минимумом покупных деталей или даже полностью из подручных средств, сняв недостающие элементы со старых приборов.
• Безопасность – из всех самодельных теплогенераторов электрический прибор наиболее прост в эксплуатации, поскольку не требует подключения к газу или заправки горючим топливом. При правильной сборке электроцепи риск самовозгорания у таких пушек минимален.
• Быстрый нагрев помещения – работа тепловой пушки намного эффективнее других вариантов самодельных электрообогревателей, например, каминов или масляных радиаторов.

Настольный светильнник из бутылок

Настольный светильник для дома легко изготовить самим. Настольный фонарь или торшер можно сделать из пластиковых бутылок. Абажур — это дизайнерская часть осветительного прибора, которая является одной из главных. На создание затрачивается не больше двух часов.

Что понадобится

Для создания светильника из бутылок необходимо учитывать следующий вариант материалов:

• пластиковая пятилитровая банка;
• пол-литровая бутылка;
• куски ДВП;
• герметик и краски;
• шнур сетевой;
• патрон для лампы.

Пошаговая инструкция

Существует механизм сборки торшера:

1. Необходимо отрезать верхнюю горловину на пятилитровой банке.
2. Разукрашиваем ее согласно выбранному рисунку.
3. В верхней части горлышка делаем 6 насечек для проволоки.
4. Внизу горлышка обрезаем по контуру рисунка.
5. По линиям рисунка разлаживаем герметик.
6. После того как герметик высох покрываем золотистой краской.
7. Все полости следует закрасить другим цветом.
8. Вырезаем овал из ДВП и просверливаем по центру отверстие.
9. Через пол-литровую бутылку просовываем полую трубу и прикручиваем к ДВП.
10. Покрываем нижнюю часть торшера золотистой краской.
11. Затем одеваем разукрашенную горловину сверх и светильник готов.

Канал Svoimi rukami показывает мастер класс изготовления светильника из бутылок.

Вопросы и ответы

Рассмотрим самые частые вопросы относительно оптоволоконного освещения бани:

Что лучше, выполнить монтаж самостоятельно или доверить работу специалистам?

Самостоятельный монтаж можно производить только при наличии определенного опыта и навыков работы с оптоволокном. Это весьма специфический материал, который не допускает ошибок или непродуманных действий — его нельзя натягивать, использовать клей и т. п. если опыта нет, лучше пригласить опытного мастера.

Что лучше, оптоволокно или светодиодная подсветка?

Оптоволокно дороже, но долговечнее и стабильнее. Светодиоды нуждаются в качественном отведении тепла, что в парилке обеспечить невозможно (радиаторы нагреваются и начинают действовать в обратную сторону). Поэтому, с точки зрения надежности, выигрывает оптоволокно.

Сколько электроэнергии потребляет проектор?

Вопреки ожиданиям, проектор потребляет совсем немного — напряжение питания ламп составляет 12 В, и вся нагрузка приходится лишь на выпрямитель (блок питания). Поэтому, опасаться перерасхода энергии нет оснований.

Можно ли совмещать световоды бокового и торцового действия в одной системе?

Да, можно. Многие дизайнеры на этом принципе создают оригинальные и привлекательные схемы подсветки. Иногда приходится разделять их на два проектора, чтобы можно было для каждой группы создать свой режим яркости.

Какова максимальная длина оптоволоконного кабеля, обеспечивающая передачу света без потерь?

В зависимости от типа кабеля, максимальный предел длины бухты может составлять 55 и 100 м. эти пределы обусловлены условиями производства. Однако, рекомендованный предел длины отрезка между проектором и наконечником не должен превышать 10 м. Особенно это относится к акриловым кабелям — они более тусклые и могут понижать яркость свечения.

Можно ли собрать комплект оборудования самостоятельно?

Смотря как понимать сам термин «комплект оборудования». В любом случае, проектор и блок управления с пультом будут представлять собой один прибор с периферией. Отдельно можно приобрести только оптоволокно и линзы. Если считать это самостоятельной сборкой системы — да, такой вариант возможен.