Šviesos diodas yra patikimas elementas, kuris veiks efektyviai tik tinkamai sumontuotas. 12 voltų šviesos diodą reikia įjungti ypač atsargiai. Taigi, turi būti srovę ribojantis rezistorius, nereikia pamiršti apie poliškumą, taip pat tų pačių diodų naudojimą vienoje grandinėje.

Kas tai yra

Šviesos diodai jau seniai buvo populiarūs šviestuvai. Taip yra dėl jų puikaus energijos vartojimo efektyvumo ir ilgo tarnavimo laiko (lyginant su įprastomis lemputėmis). Be to, didėjant šių prekių gamybai, kainos ir toliau mažėja.

Pagrindiniai privalumai:

patvarumas - iki 10 metų nuolatinio švytėjimo;
stiprumas - nebijo smūgio ir vibracijos;
įvairovė - daugybė švytėjimo dydžių ir spalvų;
mažas energijos suvartojimas – apie 10 kartų ekonomiškesnis nei įprasta panašių charakteristikų lemputė;
priešgaisrinė sauga – dėl mažo energijos suvartojimo jie neperkaista, todėl nesugeba sukelti gaisro.

LED (light emitting diode) yra šviesos diodo santrumpa. Iš mokyklos fizikos kurso žinoma, kad jis yra poliarinis. Todėl šviesos diodas neveiks, jei nebus laikomasi poliškumo, taip pat yra tikimybė, kad jis sudegs (įvyks gedimas). Puslaidininkinės konstrukcijos atvirkštinio skilimo įtampa yra 4-5 voltai. Tuo pačiu metu jis vis tiek gali veikti su teisingu ryšiu, tačiau jame prasidės destruktyvūs procesai, kurie žymiai sumažins tarnavimo laiką.

LED elementas stambiu planu

Paprasčiau tariant, šviesos diodas (LED) yra puslaidininkinis įtaisas, kuris šviečia, kai per jį teka elektros srovė. Kadangi šviesa generuojama kietoje puslaidininkinėje medžiagoje, šviesos diodai apibūdinami kaip kietojo kūno įrenginiai. Sąvoka „kietojo kūno apšvietimas“ išskiria šią technologiją iš kitų šaltinių, kuriuose naudojami šildomi siūlai (kaitrinė ir volframo halogeninė lempa), taip pat dujų išlydis (fluorescencinės lempos).

Kaip pasirinkti šviesos diodą prijungti prie 12 voltų

Reikiamo tipo diodai parenkami pagal konkrečias užduotis. Rinkoje yra daug variantų – nuo indikatoriaus iki sunkiųjų. Norėdami apšviesti automobilio prietaisų skydelio mygtukus ir indikatorius, galite naudoti mažos galios diodus. Buto ar automobilio interjerui apšviesti naudojami paprasti itin ryškūs.Montavimui į galvos optiką, automobilių dieninius žibintus ar žibintuvėlį, sumontuoti galingi šviesos diodai.

Techniniu požiūriu galios ir srovės suvartojimo apribojimų nėra. Svarbiausia, kad diodo įtampa neviršytų maitinimo šaltinio įtampos.

Svarbus veiksnys yra korpuso dydis ir forma. Priklausomai nuo paskirties, galima naudoti apvalius diodus arba paviršiuje montuojamas dalis (SMD). Viskas priklauso nuo poreikių ir užduočių.

Kokius diodus galima prijungti prie 12 voltų

Šviesos diodams praktiškai nėra įtampos ribos. Todėl beveik bet kurį iš jų galima prijungti prie 12 voltų. Svarbiausia laikytis taisyklių. LED lemputėms paprastai reikia 1,5–3,5 voltų, priklausomai nuo spalvos ir ryškumo. Jei ant parduotuvės prekystalio matote 12 voltų šviesos diodą, iš tikrųjų jums siūloma kelių nuosekliai sujungtų kristalų rinkinys.

Ryšio parinktys

Atėjo laikas susipažinti su pagrindinėmis prisijungimo galimybėmis.

į vieną rezistorių

Tipiška laidų schema.

Kaip jau sužinojome aukščiau, šviesos diodas turi poliškumą. Todėl jis yra prijungtas prie nuolatinės srovės maitinimo šaltinio. Labiausiai paplitę tipai sunaudoja apie 10-20 mA. Tiesą sakant, tai yra pagrindinė detalės savybė. Antrasis parametras rodo įtampos kritimą. Paprastiems šviesos diodams jis yra 2–4 V diapazone.

Vienintelė teisinga prijungimo schema yra su srovės ribojimo rezistoriumi. Jis parenkamas pagal Ohmo dėsnį. Atsparumas apskaičiuojamas kaip skirtumas tarp šaltinio įtampos ir įtampos kritimo, padalijus iš didžiausios diodo srovės ir saugos koeficiento sandaugos (paprastai 0,75).

Omo dėsnis: "Srovės dydis grandinės atkarpoje yra tiesiogiai proporcingas įtampai, taikomai šiai sekcijai, ir atvirkščiai proporcingas jos varžai."

Taip pat būtina apskaičiuoti rezistoriaus galią. Jis apskaičiuojamas naudojant paprastą formulę: skirtumas tarp šaltinio įtampos ir įtampos kritimo kvadratu, padalytas iš varžos omais.

Kelių šviesos diodų serijinis prijungimas

Serijinio prijungimo schema.

Nuoseklus ryšys – tai dviejų ar daugiau šviesos diodų montavimas vienoje eilėje. Ši grandinė taip pat naudoja vieną srovę ribojantį rezistorių. Vieno diodo skaičiavimo formulė yra panaši, tačiau įtampos kritimas yra sumuojamas.

Pavyzdžiui, paimkime teorinį baltą šviesos diodą, kurio įtampa yra 3 voltai ir 20 mA. Mes sujungiame tris įrenginius nuosekliai. Taigi mūsų įtampos kritimo suma bus 9 voltai. Likusioji trijų voltų dalis yra padalinta iš 0,02 ampero srovės stiprumo, kurio patikimumo koeficientas yra 0,75. Dėl to mes sužinome, kad mums reikia vieno 200 omų rezistoriaus.

Kiekvienas diodas į atskirą rezistorių

Lygiagretaus sujungimo schema.

Šioje grandinėje kiekvienas šviesos diodas yra prijungtas prie maitinimo šaltinio pliuso ir minuso. Nepaisant to, kad internete galima rasti grandines su vienu bendru rezistoriumi, praktiškai toks sprendimas yra nepraktiškas. Netgi toje pačioje partijoje diodai skiriasi srovės suvartojimu ir įtampos kritimu. Dėl to gauname skirtingą diodų švytėjimo intensyvumą. Atsparumas skaičiuojamas kiekvienam diodui atskirai.

Kaip sužinoti šviesos diodo poliškumą

Žvelgdami į įprastą apvalų šviesos diodą, galite pamatyti, kad jo du išėjimai yra skirtingo ilgio. Taigi katodas ir anodas yra pažymėti.Anodas yra ilgesnis ir yra prijungtas prie teigiamo akumuliatoriaus arba maitinimo šaltinio, o katodas - prie neigiamo.

Be to, kai kurių tipų korpusų katodas gali būti pažymėtas mažu pjūklu. Yra išimčių, todėl visada verta išstudijuoti konkretaus diodo instrukcijas.

Kaip prijungti prie 12 voltų

Vizuali prijungimo schema.

Šviesos diodo prijungimo prie 12 V maitinimo šaltinio schema nesiskiria nuo standartinės, tačiau būtina apskaičiuokite rezistoriaus varžą ir galią. Norint patikrinti arba iš anksto išbandyti agregatą, pakanka vieno 1 kΩ rezistoriaus.

Pavyzdžiui, paimkime labiausiai paplitusią šviesos diodų tipą - baltą, kurio didžiausia srovė yra 20 mA. Tiesą sakant, įtampa nevaidina ypatingo vaidmens. Svarbiausia, kad srovė neviršytų maksimalių leidžiamų parametrų. Įtampos kritimas, priklausomai nuo modelio, yra nuo 1,8 iki 3,6 V. Skaičiavimų patogumui imame 3 voltus.

Atsparumas šviesos diodams

Atsparumo skaičiavimo formulė.

Mes apskaičiuojame parametrus:

Skirtumas tarp maitinimo įtampos ir įtampos kritimo yra 12-3=9.
Didžiausios srovės (amperais) ir patikimumo koeficiento sandauga yra 0,02*0,75=0,015.
Apskaičiuojame varžą (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).

Galios skaičiavimo formulė.

Rezistoriaus galios skaičiavimas:

Skirtumas tarp maitinimo įtampos ir įtampos kritimo yra 12-3=9.
Pagal formulę mes kvadratu - 9 * 9 \u003d 81.
Dalijame iš rezistoriaus varžos omų - 81/600 \u003d 0,135 W.

Taigi, rezistorius MRS25 (0,6 W, 600 omų, ± 1%) mums idealiai tinka. 2020 m. viduryje jo kaina yra apie 8 rublius. Paprastai nereikia skaičiuoti rezistoriaus galios. Tačiau svarbu tai padaryti norint išbandyti būsimą kūrimą.

Galingų LED diodų prijungimas prie 12V

Jungiant šiuolaikinius galingus kristalus ar jų mazgus principas nesikeičia. Grandinėje taip pat turi būti gesinimo rezistorius. Pavyzdžiui, galite paimti šviesos diodą, kuris yra populiarus Kinijos prekybos aikštelėse. Tai kelių lygiagrečiai sujungtų kristalų rinkinys. Srovės suvartojimas yra 350 mA, o įtampa vis dar yra 3,4 volto.

Formulėse pakeisdami parametrus, nesunkiai sužinosime, kad reikia sumontuoti rezistorių, kurio varža yra 32 omai, o galia – 2,2 vatai.

Efektyvus ryšys su vienu IP

Aukščiau jau išsiaiškinome, kad iš vieno maitinimo šaltinio gali būti maitinamas neribotas šviesos diodų skaičius. Svarbiausia, kad užtektų galios. Tačiau tiesiog sujungti lemputes lygiagrečiai su kiekvienos iš jų rezistoriumi yra neefektyvu. Iš ankstesnio punkto matėme, kad daugiau nei 2/3 galios yra išsklaidyta srovės ribojimo rezistoriuje. Todėl dažnai kyla klausimas, kiek šviesos diodų galima prijungti prie 12 V įtampos.

Veiksmingiausia jungtis prie 12 voltų yra trijų šviesos diodų eilė nuosekliai su vienu rezistoriumi. Visos LED juostos, maitinamos 12 V maitinimo šaltiniu, gaminamos pagal tą pačią schemą.

Ryšio problemos

Scheminė šviesos diodų prijungimo schema.

Scheminė LED prijungimo schema:

Nenaudokite srovę ribojančio rezistoriaus. Kadangi per šviesos diodą praeis per daug srovės, jis greitai suges.
Nuoseklioji jungtis be rezistoriaus. Net jei manote, kad keturių 3 V rezistorių tiekimas į 12 V tinklą yra gera idėja, klystate. Dėl silpnos srovės stiprumo kontrolės elementai greitai sunaikinami.
Vieno rezistoriaus naudojimas jungiant diodus lygiagrečiai. Dėl charakteristikų skirtumų diodai spindės skirtingu intensyvumu. Padidina sunaikinimo greitį.

Patariame žiūrėti vaizdo įrašą tema: Tinkamas šviesos diodų prijungimas.

Išvada

Šviesos diodų patikimumas yra daug didesnis nei kaitrinių lempų ir dujų išlydžio modelių, tačiau tik tinkamai prijungus. Todėl neturime pamiršti, kad reikia srovę ribojančio rezistoriaus, kuris pasirenkamas paprasta forma. Taip pat privalomas poliškumas, ypač montuojant diodą į 12 voltų tinklą.