Podłączanie diody LED do 12 V
Dioda LED to niezawodny element, który będzie działał skutecznie tylko wtedy, gdy zostanie prawidłowo zainstalowany. Włączenie 12-woltowej diody LED powinno odbywać się ze szczególną ostrożnością. Tak więc musi być obecny rezystor ograniczający prąd, nie wolno nam zapominać o polaryzacji, a także o zastosowaniu tych samych diod w jednym łańcuchu.
Co to jest
Diody LED od dawna są popularnymi oprawami oświetleniowymi. Wynika to z ich doskonałej efektywności energetycznej i długiej żywotności (w porównaniu z konwencjonalnymi żarówkami). Ponadto ceny nadal spadają wraz ze wzrostem produkcji tych artykułów.
Główne zalety:
- trwałość - do 10 lat ciągłego blasku;
- siła - nie boi się wstrząsów i wibracji;
- różnorodność - wiele rozmiarów i kolorów blasku;
- niski pobór mocy - około 10 razy bardziej ekonomiczny niż konwencjonalna żarówka o podobnych właściwościach;
- bezpieczeństwo przeciwpożarowe - ze względu na niski pobór mocy nie przegrzewają się, przez co nie są w stanie wywołać pożaru.
LED (light emitting diode) to skrót oznaczający diodę elektroluminescencyjną. Ze szkolnego kursu fizyki wiadomo, że jest polarny. W związku z tym dioda LED nie będzie działać, jeśli nie zostanie zachowana polaryzacja, a także istnieje możliwość jej spalenia (nastąpi awaria). Napięcie przebicia wstecznego struktury półprzewodnikowej wynosi 4-5 woltów. Jednocześnie może nadal działać z prawidłowym połączeniem, jednak rozpoczną się w nim procesy destrukcyjne, co znacznie skróci żywotność.
Mówiąc najprościej, dioda elektroluminescencyjna (LED) to urządzenie półprzewodnikowe, które świeci, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny. Ponieważ światło jest generowane w stałym materiale półprzewodnikowym, diody LED są określane jako urządzenia półprzewodnikowe. Termin „oświetlenie półprzewodnikowe” odróżnia tę technologię od innych źródeł wykorzystujących podgrzewane żarniki (żarowe i wolframowo-halogenowe) oraz wyładowania gazowe (świetlówki).
Jak wybrać diodę LED do podłączenia do 12 woltów?
Wymagany rodzaj diod jest wybierany na podstawie określonych zadań. Na rynku dostępnych jest wiele opcji, od wskaźników do ciężkich. Aby podświetlić przyciski i wskaźniki na desce rozdzielczej w samochodzie, możesz użyć diod małej mocy. Do oświetlenia wnętrza mieszkania lub samochodu stosuje się proste superjasne.Do montażu w optyce czołowej, reflektorach dziennych samochodów lub latarkach instalowane są mocne diody LED.
Z technicznego punktu widzenia nie ma ograniczeń dotyczących poboru mocy i prądu. Najważniejsze, aby napięcie diody nie przekraczało napięcia zasilacza.
Ważnym czynnikiem jest wielkość i kształt obudowy. W zależności od przeznaczenia można zastosować okrągłe diody lub części do montażu powierzchniowego (SMD). Wszystko zależy od potrzeb i zadań.
Jakie diody można podłączyć do 12 woltów
Praktycznie nie ma limitu napięcia dla diod LED. Dlatego prawie każdy z nich można podłączyć do 12 woltów. Najważniejsze jest przestrzeganie zasad. Żarówki LED zwykle wymagają napięcia od 1,5 do 3,5 V w zależności od koloru i jasności. Jeśli na ladzie sklepowej zobaczysz diodę świecącą 12 V, to w rzeczywistości zaoferowano Ci zestaw kilku kryształów połączonych szeregowo.
Opcje połączenia
Czas zapoznać się z podstawowymi opcjami połączenia.
do jednego rezystora
Jak już dowiedzieliśmy się powyżej, dioda LED ma polaryzację. Dlatego jest podłączony do zasilacza prądu stałego. Najpopularniejsze typy zużywają około 10-20 mA. W rzeczywistości jest to główna cecha tej części. Drugi parametr wskazuje spadek napięcia. Dla zwykłych diod LED mieści się w zakresie 2-4 V.
Jedyny poprawny schemat połączenia dotyczy rezystora ograniczającego prąd. Jest wybierany zgodnie z prawem Ohma. Rezystancja jest obliczana jako różnica między napięciem źródła a spadkiem napięcia podzielona przez iloczyn maksymalnego prądu diody i współczynnika bezpieczeństwa (zwykle 0,75).
Prawo Ohma: „Ilość prądu w sekcji obwodu jest wprost proporcjonalna do napięcia przyłożonego do tej sekcji i odwrotnie proporcjonalna do jego rezystancji”.
Konieczne jest również obliczenie mocy rezystora. Oblicza się go za pomocą prostego wzoru: różnica między napięciem źródła a kwadratem spadku napięcia podzielona przez rezystancję w omach.
Połączenie szeregowe kilku diod LED
Połączenie szeregowe to instalacja dwóch lub więcej diod LED w jednym rzędzie. Obwód ten wykorzystuje również pojedynczy rezystor ograniczający prąd. Wzór obliczeniowy jest podobny dla pojedynczej diody, ale spadek napięcia jest sumowany.
Na przykład weźmy naszą teoretyczną białą diodę LED przy 3 woltach i 20 mA. Łączymy trzy jednostki szeregowo. Zatem suma naszego spadku napięcia wyniesie 9 woltów. Pozostałe trzy wolty są podzielone przez natężenie prądu 0,02 ampera ze współczynnikiem niezawodności 0,75. W rezultacie dowiadujemy się, że potrzebujemy jednego rezystora 200 omów.
Każda dioda do osobnego rezystora
W tym obwodzie każda dioda LED jest podłączona do plusa i minusa zasilacza. Pomimo tego, że w sieci można znaleźć układy z jednym wspólnym rezystorem, w praktyce takie rozwiązanie jest niepraktyczne. Nawet w tej samej partii diody różnią się poborem prądu i spadkiem napięcia. W efekcie otrzymujemy inną intensywność świecenia diod. Rezystancja jest obliczana dla każdej diody osobno.
Jak sprawdzić polaryzację diody LED?
Patrząc na zwykłą okrągłą diodę świecącą widać, że jej dwa wyjścia mają różne długości. W ten sposób oznaczono katodę i anodę.Anoda jest dłuższa i jest podłączona do dodatniego wyjścia akumulatora lub zasilacza, a katoda do ujemnego.
Również katoda w niektórych typach obudów może być oznaczona małym nacięciem piły. Są wyjątki, dlatego zawsze warto zapoznać się z instrukcją dla konkretnej diody.
Jak podłączyć do 12 woltów?
Schemat podłączenia diody LED do źródła zasilania 12 V nie różni się od standardowego, ale jest konieczny obliczyć rezystancję i moc rezystora. Do sprawdzenia lub wstępnego przetestowania zestawu wystarczy jeden rezystor 1 kΩ.
Na przykład weźmy najpopularniejszy rodzaj diody LED - biały o maksymalnym prądzie 20 mA. W rzeczywistości napięcie nie odgrywa szczególnej roli. Najważniejsze, aby prąd nie przekraczał maksymalnych dozwolonych parametrów. Spadek napięcia, w zależności od modelu, wynosi od 1,8 do 3,6 V. Dla wygody obliczeń przyjmujemy 3 wolty.
Odporność na diody LED
Obliczamy parametry:
- Różnica między napięciem zasilania a spadkiem napięcia wynosi 12-3=9.
- Iloczyn prądu maksymalnego (ampery) i współczynnika niezawodności wynosi 0,02*0,75=0,015.
- Obliczamy rezystancję (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).
Obliczanie mocy rezystora:
- Różnica między napięciem zasilania a spadkiem napięcia wynosi 12-3=9.
- Zgodnie ze wzorem poddajemy kwadratowi - 9 * 9 \u003d 81.
- Dzielimy przez rezystancję rezystora w omach - 81/600 \u003d 0,135 W.
Tak więc rezystor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1%) jest dla nas idealny. Od połowy 2020 r. Jego koszt wynosi około 8 rubli. Zwykle nie ma potrzeby obliczania mocy rezystora. Jednak ważne jest, aby to zrobić, aby przetestować przyszłą kompilację.
Podłączanie mocnych diod LED do 12V
Podczas łączenia nowoczesnych potężnych kryształów lub ich zespołów zasada się nie zmienia. W obwodzie musi być również obecny rezystor gaszący. Na przykład możesz wziąć diodę LED, która jest popularna na chińskich parkietach. Jest to złożenie kilku kryształów połączonych równolegle. Pobór prądu wynosi 350 mA, a napięcie nadal wynosi 3,4 wolta.
Zastępując parametry w naszych formułach, możemy łatwo stwierdzić, że musimy zainstalować rezystor o rezystancji 32 omów i mocy 2,2 wata.
Wydajne połączenie z jednym IP
Powyżej już dowiedzieliśmy się, że nieograniczona liczba diod LED może być zasilana z jednego źródła zasilania. Najważniejsze to mieć wystarczającą moc. Jednak samo podłączenie żarówek równolegle z rezystorem dla każdej z nich jest nieefektywne. Widzieliśmy z poprzedniego punktu, że ponad 2/3 mocy jest rozpraszane w rezystorze ograniczającym prąd. Dlatego często pojawia się pytanie, ile diod LED można podłączyć do 12 V.
Najbardziej wydajnym połączeniem do 12 V jest ciąg trzech diod LED połączonych szeregowo z jednym rezystorem. Wszystkie taśmy LED zasilane z zasilacza 12 V produkowane są według tego samego schematu.
Problemy z połączeniem
Schemat podłączenia LED:
- Nie używaj rezystora ograniczającego prąd. Ponieważ przez diodę przepływa zbyt dużo prądu, wkrótce zawiedzie.
- Połączenie szeregowe bez rezystora. Nawet jeśli uważasz, że podłączenie czterech rezystorów 3V do sieci 12V to dobry pomysł, to się mylisz. Ze względu na słabą kontrolę aktualnej siły żywioły ulegają szybkiemu zniszczeniu.
- Stosowanie jednego rezystora przy równoległym łączeniu diod. Ze względu na różnice w charakterystyce diody będą świecić z różną intensywnością. Zwiększa tempo niszczenia.
Radzimy obejrzeć film na temat: Prawidłowe podłączenie diod LED.
Wniosek
Niezawodność diod LED jest znacznie wyższa niż żarówek i modeli wyładowczych, ale tylko przy prawidłowym podłączeniu. Dlatego nie możemy zapomnieć o potrzebie rezystora ograniczającego prąd, który jest wybierany w prostej formie. Polaryzacja jest również obowiązkowa, zwłaszcza przy montażu diody do sieci 12 V.
