Как подключить светодиод к 5 вольтам: Правильное подключение светодиода. Схемы подключения.

Правильное подключение светодиода. Схемы подключения.

1. Подключение светодиода к низковольтному напряжению постоянного тока.

       Если у Вас появилась задача подключения светодиода, то постараюсь Вам в этом помочь в этой статье. При подключении светодиодов необходимо правильно подключать светодиод, соблюдать полярность. Что бы узнать, где у светодиода плюс (+) , а где минус (-) достаточно посмотреть на светодиод одна из ножек светодиода длиннее, чем вторая, соответственно самая длинная ножка будет плюс (+), а короткая минус (-). Начнем с подключения одинарных обычных светодиодов с рабочим напряжением 2-3В с рабочим током 10-20мА, как правило, напряжение светодиодов 2 вольта и что бы подключить светодиод,  скажем к 12 вольтам постоянного напряжения (схема подключения светодиода к 12 вольтам представлена на рисунке 1), нам необходимо подобрать резистор.

Рисунок 1 – Схема подключения светодиода

 

     Чтобы подобрать резистор для светодиода, будем пользоваться следующим способом: нам известно, что напряжение светодиода 2В, соответственно при подключении светодиода к 12 вольтам (например, светодиод будем использовать в автомобиле) нам надо ограничить 10В, в принципе в случаях светодиодов правильней говорить ограничить ток светодиода, но мы при выборе резистора будем пользоваться простым проверенным многими годами  способом  без всяких математических формул.

  На каждый вольт  необходим резистор сопротивлением 100 Ом, т.е. если светодиод с рабочим напряжением 2В,  и мы подключаем к 12 вольтам, нам нужен резистор 100Ом х 10В=1000 Ом или 1кОм обычно на схемах обозначается 1К, мощность резистора зависит от тока светодиода, но если мы используем обычный не мощный светодиод, как правило, его ток 10-20мА и в этом случае достаточно резистора на 0,25Вт самого маленького резистора по размеру.
    
     Резистор с большей мощностью  нам понадобится в 2х случаях: 1) если ток светодиода будет больше и 2) если напряжение будет выше, чем 24В и соответственно в случаях подключения светодиода к напряжению 36-48В и выше нам понадобится резистор с большей мощностью 0,5 – 2Вт, а в случае подключения светодиода к сети 220В лучше использовать резистор на 2Вт, но при подключении светодиода к сети переменного тока нам потребуется еще ряд элементов, но об этом чуть позже.

     
      А если нам надо будет подключить светодиод к напряжению 24В, то резистор нужен будет 100Ом х 22В = 2,2кОм. Т.е. при помощи данного способа можно рассчитать резистор для подключения 2-3 вольтового светодиода и с током 5-20мА на любое напряжение постоянного тока. Для удобства приведу ряд номиналов резисторов (рисунок 2) для разных напряжений постоянного тока:
5В – R1 = 300 Ом; 9В – R1 = 750 Ом; 12В – R1 = 1 кОм; 15В – R1 = 1,3кОм; 18В – R1 = 1,6 кОм; 24В – R1 =2,2 кОм; 28В – 2,6 кОм
       

Рисунок 2 – Подключение светодиодов к различному напряжению

     Если требуется светодиод подключить к батарейке, скажем на 3В, то можно поставить резистор последовательно на 100 Ом, а если батарейка пальчиковая на 1,5В, то можно подключить и без резистора.
При расчете мы можем выбрать только резисторы из стандартных номиналов, поэтому нет ничего страшного, если сопротивление резистора, будет чуть больше или меньше расчетного.

     Если вы используете очень яркий светодиод, а светодиод используется, к примеру, для индикации в каких-либо устройствах, то можно сопротивление резистора увеличить, и тем самым яркость светодиода уменьшится, и светодиод не будет ослеплять.   Но лучше всего в таких случаях если не требуется большая яркость светодиода, то при покупке в магазине или заказе в Китае можно выбрать матовый светодиод нужного  цвета и током, как правило, 6-20мА, угол обзора у данных светодиодов, как правило, составляет 60 градусов, они отлично подходят для индикации, не ослепляют и от них не устают глаза, даже если долго на них смотреть. Прозрачные белые светодиоды для данных целей, как правило, не подходят.

     В случае подключения светодиода к микроконтроллеру или плате ARDUINO, как правило, рабочее  напряжение составляет 5В, соответственно резистор можно взять 300-470 Ом можно и еще с большим сопротивлением. Главное учитывать, что ток не может превышать предельного тока вывода микроконтроллера, как правило, не более 10мА, поэтому сопротивление резистора 300-470 Ом для подключения светодиода является золотой серединой. Схема подключения светодиода к микроконтроллеру или плате ARDUINO представлена на рисунке 3. Стоит обратить Ваше внимание, что светодиод может быть подключен как анодом, так и катодом к микроконтроллеру и от этого будет зависеть программный способ управления светодиодом.

 

Рисунок 3 – Подключение светодиода к плате ARDUINO

         3. Последовательное подключение нескольких светодиодов
       При последовательном соединении светодиодов чтобы их яркость не отличалась, друг от друга надо, чтобы светодиоды были одного типа. При последовательном соединении светодиодов сопротивление резистора будет меньше в отличие от случая, когда мы подключаем один светодиод. Для расчета резистора мы так же можем использовать ранее рассмотренный способ.

К примеру, нам необходимо последовательно подключить четыре светодиода  к напряжению постоянного тока 12В, соответственно рабочее напряжение светодиодов 2В при последовательном соединении будет 2В х 4шт. = 8В. Тогда мы можем выбрать резистор из стандартного ряда на 470-510 Ом. При последовательном соединении светодиодов ток, протекающий через все светодиоды, будет одинаковым.

 
                     Рисунок 5 – Последовательное соединение светодиодов
     Одним из недостатков последовательного соединения светодиодов  является тот факт, что в случае выхода одного из светодиодов из строя, все светодиоды перестанут светится. Ниже приведена схема с последовательным соединением двух, трех и четырех светодиодов.

        4.Параллельное подключение светодиодов
      При параллельном подключении светодиодов  резистор выбираем так же, как в случае одиночного светодиода. На каждый светодиод должен быть свой резистор при этом, если резисторы по сопротивлению будут отличаться или светодиоды будут различных марок, то будет очень заметно неравномерность свечения одного светодиода от другова. Ток при параллельном соединении будет складываться в зависимости от количества светодиодов.

Рисунок 6 – Параллельное соединение светодиодов

     5. Подключение мощных светодиодов с большим рабочим током, как правило, применяемых для освещения. При использовании мощных светодиодов лучше всего не использовать обычные резисторы, а применять специальные импульсные источники питания для светодиодов в них, как правило, уже установлены цепи стабилизации тока, данные источники питания обеспечивают равномерность свечения светодиодов и более долговечный срок службы. Светодиоды, применяемые для освещения  необходимо устанавливать на теплоотвод (радиатор).

           6. Подключение светодиода к переменному напряжению 220В.
      (Внимание!!! Опасное напряжение все работы по подключению к сети 220В необходимо производить только при выключенном, снятом напряжении и при этом необходимо убедится, что напряжение отсутствует.  Будьте внимательны. Ко всем элементам схемы не должно быть прямого доступа).

     При подключении светодиода к переменному напряжению 220В нам понадобится не только резистор, но и диод для выпрямления напряжения, так как светодиод работает от постоянного тока. Без диода на переменное напряжение лучше не включать. Схема подключения светодиода к сети 220В представлена на рисунке 7. Благодаря тому что мы используем два резистора вместо одного, мы можем использовать резисторы мощностью 1Вт.  Так же лучше всего установить конденсатор особено если будет заметно мерцание светодиода. Конденсатор может быть керамический или пленочный главное нельзя использовать электролитический конденсатор.

Рисунок 7 – Схема подключения светодиода к сети 220В.

      7. Подключение двухцветных светодиодов.
Если мы возьмем двухцветный светодиод, то увидим, что у данного светодиода не два, а три вывода, соответственно, один вывод по центру является общим, а два вывода по бокам каждый отвечает за свой цвет.

       Немного математики :
Расчет сопротивления ограничивающего резистора при 5В и токе светодиода 20мА:
R = U / Imax = 5 / 0.020 = 250 Ом – соответственно сопротивление резистора при 5В должно быть не меньше 250 Ом

 

Как включить светодиод в 12 вольт

D-I-N › Блог › 左 Светодиоды в авто…

Итак! Что мы имеем!

Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.

Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)

«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода

Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта

Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА

Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.

Сперва делаем расчёты. Вычитаем из имеющегося исходного напряжения 14,5 Вольта напряжение питания светодиода (3,2 Вольта). 14,5В — 3,2В =11,3В Получаем 11,3 Вольта. Вот на эти оставшиеся 11,3 Вольта нужно задать ток 20мА — что бы светодиод не сгорел. Далее нам в помощь Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора. R=U/I . Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужно погасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора, нужно разделить напряжение, которое нужно погасить, на ток, который нужно получить. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем. R = 11,3 / 0,02. Получаем 565 Ом. Итак, нам нужен резистор номиналом 565 Ом. Самый ближайший по номиналу, который вы сможете найти в радиомагазине будет 560 Ом. Мощность резистора желательно взять 0,25Вт

Этот резистор мы подключаем последовательно к светодиоду причём не важно к АНОДУ(плюсовому) или КАТОДУ(минусовому) выводу — главное что бы на АНОД вы подали плюс, а на КАТОД минус. Так сказать — соблюдали полярность

И наш резистор благополучно рассеет лишний ток в тепло. Резистор рекомендуется припаивать непосредственно к светодиоду.

Подключение светодиодной ленты

Большая часть светодиодных лент работает от напряжения 12 В или 24 в. Если линейка кристаллов одна, питание требуется 12 В, если их две — 24 в. Подходит любой источник постоянного тока, выдающий такое напряжение: аккумулятор, блок питания, батарея и т.д.

Схема подключения светодиодной ленты к сети 220 В через блок питания

Чтобы подключить ленту к бытовой сети 220 В требуется преобразователь или адаптер (еще называют блоками или источниками питания, адаптерами).

Недавно появились ленты, которые сразу можно подключать к сети в 220 В. Все они запаяны в пластиковые трубки — 220 Вольт это уже не шутки. Режутся тоже по намеченным линиям, соединяются при помощи специального коннектора, который вставляется в проводники. К коннектору подключается шнур со встроенным выпрямителем (это диодный мост и конденсатор).

Подключение специальной светодиодной ленты к сети 220В

Отличается эта лента от обычной тем, что в ней небольшие участки (20 шт) со светодиодами подключены не последовательно, а параллельно, еще и так, что диоды направлены навстречу друг другу. За счет этого получаем требуемое напряжение в 220 Вольт или около того. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи диодного моста, а пульсация гасится конденсатором.

Схема подключения светодиодной ленты без блока питания

В принципе, такую ленту можно собрать из обычной, но нужно будет позаботиться об изоляции: прикосновение к элементу, подключенному к бытовой сети без переходника чревато серьезными последствиями.

Как подключить несколько светодиодных лент

Каждая из лент, в зависимости от используемых модулей и количества элементов на одном метре, потребляет различное количество тока. Средние параметры приведены в таблице. Зная, какой длины вы хотите смонтировать подсветку, можно выбрать адаптер, который будет выдать требуемый ток.

Таблица потребляемого тока светодиодными лентами, питающимися от 12 В

Иногда требуемая длина ленты превышает 5 метров — когда необходимо подсветить комнату по периметру. Даже если блок питания может выдать требуемый ток, соединять последовательно две или больше пятиметровые ленты нельзя. Максимально допустимая длина одной ветки — вот те 5 метров, которые приходят в бобине. Если дорастить ее, подключив вторую последовательно, по дорожкам первой ленты будет проходить ток, многократно превышающий расчетный. Это приведет к быстрому выходу элементов из строя. Может даже расплавится дорожка.

Если мощность блока питания такова, что к нему можно подключить несколько лент, к каждой из них тянут отдельные проводники: схема подключения параллельная.

Как подключить несколько светодиодных лент к одному блоку питания

В таком случае удобно блок питания располагать посредине, например, в углу, а от него — две ленты по обе стороны. Но часто дешевле купить несколько менее адаптеров, чем один более мощный.

Подключение RGB ленты через контроллер

Последовательно подключаются сначала блок питания, потом контролер. Между собой они подключаются двумя проводами. Из контроллера выходят уже 4 проводника, которые разводятся по соответствующим контактным площадкам ленты RGB.

Подключение светодиодной ленты RGB через контроллер

Точно также, как и в монохромных лентах, и в этом случае максимально допустимая длина одной линии — 5 метров. Если необходимо большая длина, то от контроллера отходят два пучка проводов по 4 штуки в каждом, то есть соединяются они параллельно. Длинна проводников может быть разной, но более рационально, чтобы блок питания и контроллер находился посередине, а в стороны уходят две ветки подсветки.

Самодельный драйвер для светодиодов от сети 220В

Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».

Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.

Подключение светодиода к сети 220 В на примере выключателя с подсветкой

Сейчас уже никого не удивишь выключателем с интегрированной подсветкой в виде светодиода. Разобрав его и разобравшись мы получим еще один способ, благодаря которому можем подключить любой светодиод к сети 220 В.

Во всех выключателях с подсветкой используется резистор с номиналом не менее 20 кОм. Ток в этом случае ограничивается порядка 1А. При включении в сеть такой светодиод будет светиться. Ночью его легко можно различить на стене. Обратный же ток в этом случае будет очень маленьким и не сможет повредить полупроводник. В принципе, такая схема также имеет право на существование, но свет от такого диода будет все-таки ничтожно маленьким. И стоит ли овчинка выделки — не понятно.

Как подключить led к 3 или 5 Вольтам

Маломощные светодиоды хорошо функционируют, если их подключить к блоку питания с напряжением 5 и даже 3 вольта. Сопротивление рассчитывается по той же формуле, но резистор заменяется драйвером. В нем теряется меньше вольтажа, в магазине можно купить готовый.

Самый популярный источник питания при изготовлении лент на 5 вольт, которые используются в качестве ночников – зарядные устройства от старых мобильных телефонов. Лампочки следует подключать параллельно (для последовательного соединения требуется 6 вольт).

3 вольта можно получить из батарейки на 1,5 вольт при помощи специальной микросхемы. Она может повышать как ток, так вольтаж. При втором варианте диод необходимо подключить к сопротивлению.

Подключение сверхярких и мощных LED к 12В

Сначала рассмотрим способ подключения одного мощного сверхъяркого светодиода к 12 Вольтам. Допустим, в нашем распоряжении имеется прибор, рабочий ток которого 350 мА. При этом падение напряжения на нем в рабочем режиме составляет примерно 3.4 Вольта. Нетрудно подсчитать, что потребляемая мощность такого прибора составляет 1 W.

Понятно, что подключать его напрямую к 12 Вольтам нельзя. Нам придется, каким-то образом, «погасить» часть напряжения. В простейших случаях для этих целей применяются гасящие (токоограничивающие) резисторы. Его соединяют со светодиодом последовательно. Схема питания одного LED показана на фото.

Чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора пользуются формулой:

Вооружившись калькулятором легко подсчитать, что сопротивление будет составлять около 25 Ом. На нем будет рассеиваться мощность, которую рассчитывают по формуле:

В нашем примере мощность составит около 3 ватт. Найти сопротивление такой мощности довольно трудно, поэтому в качестве гасящего резистора можно применить два резистора по 100 Ом мощностью 2 Вт, соединенные параллельно.

В принципе на основе этих расчетов уже можно создавать практическую конструкцию. Выполнив подключение светодиода к 12В через выключатель, можно организовать дополнительную подсветку подкапотного пространства автомобиля, багажника или перчаточного бокса.

Мы показали, что создание такой схемы возможно, но применение ее нерационально. Нетрудно заметить, что две трети мощности потребляемой конструкцией приходится на гасящий резистор и, следовательно, тратится впустую. Ниже мы расскажем, как избежать ненужных потерь.

Для самых пытливых ? — первый светодиодный драйвер для авто

Дальнейшая информация служит для продвинутых любителей, которые закон Ома уже освоили. Нет предела совершенству, и вам уже мало просто зажечь светодиоды — хочется, чтобы они светили равномерно, не завися от оборотов двигателя.

Самое правильное включение светодиодов – через стабилизатор тока. Светодиод — это полупроводниковый прибор, который питается током, а не напряжением. Поэтому, если вы стабилизируете и ограничите ток, протекающий через него, то можете подключить хоть киловольт, светодиод будет светить нормально. А от режима работы зависит как долго светодиод будет светить не теряя яркости. Для стабилизации тока используются приборы, называемые драйверами. Простейший драйвер — схема на микросхеме-стабилизаторе LM317. Главное достоинство этой микросхемы для начинающих — ее очень трудно спалить

Испугались ? Ничего В сущности, требуются две детали — сама микросхема — трехвыводной стабилизатор напряжения, который мы включим в режим стабилизации тока, и резистор. Чтобы не вдаваться в теорию, действия следующие — приобретаем переменный резистор сопротивлением 0,5 кОм. Это такая штуковина с тремя выводами и крутилкой. Как и микросхема, он продается все в том же «Радиолюбителе» за смешные деньги. Можно и вовсе выковырять из ненужного бытового прибора

Припаиваем провода к среднему выводу и одному из крайних, неважно какому. Включаем мультиметр в режим измерения сопротивления

Подключаем к проводам прибор и замеряем сопротивление резистора. Вращением стержня добиваемся максимального показания, то есть 500 Ом (или около того). Это чтобы не сжечь светодиод при слишком низком сопротивлении резистора.

Собираем цепь

Внимание! Внимательно проверьте правильность соединений перед подключением ? Проверили ? Точно ?

Прибор включаем в режим измерения тока. Вращением движка переменного резистора добиваемся показаний прибора 20 мА. Отключаем цепь, замеряем сопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с таким же сопротивлением. Вуаля! Вы только что собрали свой первый светодиодный драйвер Он имеет ограничение по максимальному току в пределах 1-1,5 А, поэтому при подключении большого количества светодиодов : во первых, используйте резистор большей мощности. Во-вторых, потрогайте микросхему. Если горячая — имеет смысл прикрепить ее к радиатору. Не забывайте, что корпус авто имеет электрический контакт с «минусом» аккумулятора, а подложка микросхемы (корпус) — со своей второй ножкой. Поэтому крепить ее на кузов без изолирующей прокладки — плохая идея. Еще один нюанс — сама микросхема снижает максимальное напряжение, которое можно подать на светодиод, на два-три вольта. Поэтому больше 11-12 вольт вы при таком драйвере не получите. Но зато он простой и первое представление о правильном подключении светодиодов в авто вам даст К слову сказать, на этой же микросхеме + пара деталей можно собрать регулируемый блок питания 1,5-30 в., что бывает очень полезно в автомобиле. Схем включения в интернете множество. В общем, если у вас все получилось — добро пожаловать в увлекательный мир радиоэлектроники, ведь вряд ли вы теперь остановитесь.

(с) Юрий Рубан, led22.ru. Вопросы и критика приветствуются в разделе «Светодиоды в авто» на форуме «Светлый угол»

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке. Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет. В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.

Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.

Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.

Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.

Последовательное подключение

Если мастер выполняет подключение светодиода 12 Вольт по последовательной схеме, лампы собирают в цепочку. При этом катод каждого предыдущего элемента припаивают к аноду каждого следующего.

При такой схеме сборки через все лампочки проходит ток величиной 20 мА. Уровень напряжения здесь же складывается из сумм падения Вольт на каждой из них. Таким образом, в одну цепь запрещено подключать произвольное количество лампочек.

Если нужно последовательно подключить большое количество светодиодных ламп, нужно брать источник питания с большими показателями по напряжению и мощности.

К недостаткам последовательного подключения относят:

• Выход из строя всей световой цепочки при поломке одного элемента.
• Необходимость закупки более мощного ИП при монтаже большого количества ламп.

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

• важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
• на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
• применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
• в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Поделиться с друзьями:

Совсем недавно мы рассказывали, как разобрать светодиодную лампу. В этой статье мы покажем, что находится внутри, как это устроено и как работает.

Как ты, наверное, уже знаешь, лампочки эти бывают на 220 и 12 вольт. Последние сделаны в качестве энергосберегающей альтернативы галогенкам, и это неудивительно, ведь КПД хороших светодиодов выше, чем оный у лампочек накаливания, даже галогенных.

Но не всё так плохо. Более честные последователи дядюшки Ляо смекнули, что если взять несколько мощных светодиодов, посадить их через термопасту на радиатор и приделать импульсный преобразователь-стабилизатор, то всё это вполне может уместиться в привычные габариты.

Китайская промышленность бодро откликнулась на такую потребность и начала клепать микросхемы одну за другой. Одним из примеров вышесказанного является данный экземпляр лампочки.

Заявленная мощность — аж 5 или 6 ватт (производитель сам не определился), 25 светодиодов форм-фактора 5050. Рассеивающие линзы лампы изготовлены из пластика, радиатор — литьё из отходов алюминия и кремния (силумин).

В цоколе расположен вполне честный импульсный преобразователь на микросхеме CSC8513. Информации о ней в интернете немного, но известно, что она предлагается как замена более известной BP3122. Впрочем, на обе есть даташиты.

Вывод: микросхема CSC8513 вполне пригодна для драйвера светодиодов мощностью 5-6 ватт. Внешний транзистор и радиаторы ей не требуются.

Следующие схемы светодиодных ламп предназначены для работы от переменного напряжения 12 вольт. именно его выдаёт трансформатор для галогенок. В связи с этим на входе каждого драйвера имеется мостик, собранный из четырёх диодов, предположительно — Шоттки. Дальше — самый обыкновенный, понижающий или повышающий преобразователь, в зависимости от количества светодиодов и схемы их соединения: параллельное, последовательное или смешанное.

Схема на микросхеме XL6001, информации по ней предостаточно:

Схема на популярной MC34063, из даташита:

Как видим, ничего нового революционного здесь нет. Радует то, что адепты дядюшки Ляо применяют высокоэффективные драйверы, выполняя их на компактных двухсторонних печатных платах, способных поместиться в малюсенький цоколь.

02.03.2015 9zip.ru Авторские права охраняет Роскомнадзор

Оцените статью:

Как включить светодиод в 12 вольт

Итак! Что мы имеем!

Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.

Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)

«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА

Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.

Сперва делаем расчёты. Вычитаем из имеющегося исходного напряжения 14,5 Вольта напряжение питания светодиода (3,2 Вольта). 14,5В — 3,2В =11,3В Получаем 11,3 Вольта. Вот на эти оставшиеся 11,3 Вольта нужно задать ток 20мА — что бы светодиод не сгорел. Далее нам в помощь Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора. R=U/I . Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужно погасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора, нужно разделить напряжение, которое нужно погасить, на ток, который нужно получить. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем. R = 11,3 / 0,02. Получаем 565 Ом. Итак, нам нужен резистор номиналом 565 Ом. Самый ближайший по номиналу, который вы сможете найти в радиомагазине будет 560 Ом. Мощность резистора желательно взять 0,25Вт. Этот резистор мы подключаем последовательно к светодиоду причём не важно к АНОДУ(плюсовому) или КАТОДУ(минусовому) выводу — главное что бы на АНОД вы подали плюс, а на КАТОД минус. Так сказать — соблюдали полярность. И наш резистор благополучно рассеет лишний ток в тепло. Резистор рекомендуется припаивать непосредственно к светодиоду.

Хотя светодиоды (светики) используются в мире ещё с 60-х годов, вопрос о том как их правильно подключать, актуален и сегодня.

Начнем с того, что все светодиоды работают исключительно от постоянного тока. Для них важна полярность подключения, или расположения плюса и минуса. При неправильном подключении. светодиод работать не будет.

Как определить полярность светодиода

Полярность светодиода можно определить тремя способами:

1. У традиционного светодиода, длинная ножка (анод) является ПЛЮСом. А короткая (катод) соответственно МИНУСом. На пластиковом основании (головке) светодиода есть срез, он обозначает расположение катода или минуса.
2. Присмотритесь внутрь светика. Контакт в виде флажка — минус. Тонкий контакт — плюс.
3. Используйте мультиметр. Установите центральный переключатель в режим «прозвонки». Щупами прикоснитесь к контактам проверяемого светодиода. Если светодиод засветится — тогда красный щуп прижат к плюсу светодиода а черный, соответственно к минусу.

N.B. Хотя на практике последний способ иногда не подтверждается.

Как бы там ни было, следует заметить, что если кратковременно (1-2 секунды) не правильно подключить светодиод, то ничего не перегорит и плохого не произойдет. Так как диод сам по себе в одну сторону работает, а в обратную нет. Перегореть он может только из-за повышенного напряжения.

Номинальное напряжение для большинства светодиодов 2,2 — 3 вольта. Светодиодные ленты и модули, которые работают от 12 и более вольт, уже содержат в схеме резисторы.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Подключать светодиод напрямую к 12 вольт — запрещено, он сгорит в долю секунды. Необходимо использовать ограничительный резистор (сопротивление). Размерность резистора высчитывается по формуле:

где R –величина сопротивления резистора;

Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее;

I – проходящий ток.

0.75 — коэффициент надёжности для светодиода (величина постоянная)

Для большей ясности, рассмотрим на примере подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору 12 вольт.

В данном случае:

• Uпит — 12 вольт (напряжение в авто аккумуляторе)
• Uпад — 2,2 вольта (напряжение питания светодиода)
• I — 10 мА или 0,01 А (ток одного светодиода)

По вышеуказанной формуле, получим R=(12-2.2)/0.75*0.01 = 1306 Ом или 1,306 кОм

Ближайшее стандартное значение резистора — 1,3 килоОм

Это еще не всё. Требуется вычислить требуемую минимальную мощность резистора.

Но для начала определим фактический ток I (он может отличаться от указанного выше)

Формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет)

• Rсвет — Сопротивление светодиода:

Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

из этого следует, что ток в цепи

I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А

Фактическое падение напряжения светодиода будет равно:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

И наконец, мощность равна:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт).

Следует взять чуть больше мощности стандартной величины. В данном случае лучше подойдет 0,125 Вт.

Итак, чтобы правильно подключить один светодиод к 12 вольтам, (авто аккумулятор) потребуется в цепь вставить резистор, сопротивлением 1,3 кОм и мощностью 0,125 Вт.

Резистор можно присоединять к любой ноге светодиода.

У кого в школе, по математике была твердая двойка — есть вариант попроще. При покупке светодиодов в радиомагазине, спросите у продавца какой резистор Вам нужно будет вставить в цепь. Не забудьте указать напряжение в цепи.

Как подключить светодиод к 220в

Размерность сопротивления в данном случае расчитывается подобным образом.

Исходные данные те же. Светодиод потреблением 10 мА и напряжением 2.2 вольт.

Только напряжение питания в сети 220 вольт переменного тока.

R = (Uпит.-Uпад.) / (I * 0,75)

R = (220 — 2.2) / (0,01 * 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм

Ближайший по номиналу резистор стандартного значения 30 кОм.

Мощность считается по то й же формуле.

Для начала определяем фактический ток потребления:

I = U / (Rрез.+ Rсвет)

Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

а из этого следует, что ток в цепи будет:

I = 220 / (30000 + 220) = 0,007 А

Таким образом реальное падение напряжения светодиода будет:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

И наконец мощность резистора:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59 Вт)

Мощность сопротивления должна быть не менее 1,59 Вт, лучше немного больше. Ближайшее большее стандартное значение 2 Вт.

Итак для подключения одного светодиода к напряжению 220 вольт, нам потребуется в электрическую цепь примостить резистор номиналом 30 кОм и мощностью 2 Вт.

НО! Так как в данном случае ток переменный, то светодиод буде гореть только в одну полуфазу то есть будет очень быстро мигать, приблизительно со скоростью 25 вспышек в секунду. Человеческий глаз это не воспринимает и будет казаться, что светик обычно горит. Но на самом деле он все равно будет пропускать обратные пробои, хоть и работает только в одном направлении. Для этого требуется поставить в цепь обратно направленный диод, дабы сбалансировать сеть и уберечь светодиод от преждевременного выхода из строя.

Похожие записи:

Комментариев: 9 на “ Как подключить светодиод? ”

Схему включения светодиода в цепь 220 В лучше собрать по другому. Добавочный диод надо включить параллельно светодиоду, но в обратной полярности. Дело в том, что в приведенной схеме при обратной полярности полупериода напряжение между диодами будет распределено примерно пополам, т.е. к светодиоду будет приложено напряжение обратной полярности примерно 110 В, а с учетом, что это значение действующее, то в пике это напряжение может составлять около 150 В. Т.е. для светодиода это многовато

а если нужно подключить последовательно например 5 или 6 или 7 светодиодов как определить сопротивление и правильно их подключить в сеть
ответ если можно на [email protected]

Точно. Спасибо за уточнение!

Здравствуйте,а как подключить 8 светодиодов, Uпад.=2,2*8 или нет?

Да, напряжения суммируются, при последовательном соединении одинаковых светодиодов

Здравствуйте! А точно токоограничивающий резистор можно подключать или к плюсу или к минусу светодиода? На всех картинках в интернете схема подключения к плюсу. И ещё, выключатель ставить в разрыв плюса или минуса? Или тоже не принципиально?

Не принципиально. Резистор и выключатель ставится просто в электро цепь.

Как узнать характеристики светодиода? Вытащил светодиод от вспышки камеры на телефоне Nokia X2-00. Сделал прозвоку, он тускло светит, но как узнать, какой ток на него подавать, и какой резистор брать, сколько напряжения?

В настоящей статье рассмотрим наиболее простые и самые сложные способы и схемы, которые используются, чтобы произвести подключение светодиодов к 12В. Даные схемы идеально подойдут как для подключения через БП, так и к аккумуляторным батареям автомобилей

После статьи о подключении светодиодов к 220 В множество вопросов у посетителей отпало. Но возник другой вопрос — в частности: подключение светодиодов к 12 В. В большей своей части этим интересуются автолюбители.

Я хочу сделать схему. которая позволит питать от 1-3 светодиодов в параллель от 12 В. Воспользовавшись одним из онлайн калькуляторов высчитал, что мне нужны 2 резистора — 100 и 33 Ом. После сборки схемы 100 Ом резистор перегревается и происходит сбой. Что нужно сделать, чтобы резистор не перегревался? Оба резистора 1/2 Вт. Светодиоды 3,6 В. Андрей П.

Из множества вопросов выбрал один, наиболее интересный. И попробую более популярно объяснить процесс подключения светодиодов к 12 В.

Подключение светодиодов к 12 В по простой схеме

Вопрос не содержал никаких толковых объяснений, поэтому пришлось не много додумать его. По моему мнению схема подключения светодиодов к 12 В выглядит следующим образом: два резистора используются для деления напряжения, причем светодиоды подключаются параллельно к точке соединения двух резисторов.

Данная схема не подходит для наших целей, деления в пропорции 1 к 4 не будет.

Нам необходимо либо использовать три светодиода, соединенных последовательно с одним резистором, или если Вы все-таки желаете параллельное соединение, то резистор необходимо устанавливать у каждого LED.

В моем случае я бы взял сопротивление по 20 мА. Это самое оптимальное решение. А вообще, резисторы подбирать нужно от конкретного типа светодиодов.

Подключение светодиодов к автомобильному аккумулятору от 9-12-16В

Рассмотренная выше схема подключения очень простая и подразумевает, что у Вас есть постоянный ток на 12 В.

Ранее я уже оговорился, что большинство вопросов задают автолюбители, а это само — собой подразумевает подключение любых светодиодов к аккумулятору авто. Большинство аккумуляторов работают на номинальных 12 В, но разброс напряжения на батарее начинается от 9 В и заканчивается на 16 В во время эксплуатации.

Возьмем простой пример — падение напряжения на светодиоде порядка 3,5 В при токе 100 мА. следовательно мы имеем мощность в 0,35 Вт (Мощность = ток х Напряжение).

Для светодиода это не сыграет большой роли, т.к. у нас еще есть 12, 5 В, которые мы можем еще куда-нибудь применить, используя, естественно резистор: (16В — 3.5 в) * 100 ма = 1.25 Вт.

Номинальное напряжение батареи 12 В

Номинальная Calcluations (т. е. Vbattery = 12В):

Рled = 3,5 в * 100 ма = 0.35Вт (так же как и раньше)

Presistor = 8,5 в * 100ма = 0.85 Вт

Чтобы избежать излишнего падения напряжения на резистор можно использовать схему ( показанную в первой части статьи). Однако, стоит помнить, что если аккумулятор разряжен и близок к 12 В, то вероятность велика, что Ваши светодиоды, подключенные к 12 В, просто не будут гореть.

3,5 в + 3,5 в + 3,5 В + Ток*Rresistor = довольно близко к 12В.

Подключение светодиодов к 12 В используя два резистора

Можно подключить светодиоды к 12 В используя не один а два резистора. Схема не много сложнее, но более безопасна и “более рабочая”.

В каждой строке подключается биполярный транзистор. В первой строке мы видим, что база замыкается на коллектор и эмиттер и на землю. Все базы связываются между собой. В результате чего ток через каждую строку будет идти одинаковый. Гарантировать на все сто процентов работу не возможно, так как большую роль может сыграть температурный режим.

Еще раз повторюсь. что данная схема “более безопасна”, т.к. в этом случае можно не использовать большие 2 Вт резисторы, которые достаточно сильно греются. Помимо этого. экспериментальным путем, можно регулировать яркость светодиодов, подбирая транзисторы.

Видео подключения светодиода к 12 вольт

Понимаю, что большинству будет не понятно все то. что здесь написано. поэтому для тех, кто хочет просто увидеть и повторить — смотрите видео, в котором популярно показано как подключать светодиоды к постоянному току 12 Вольт.

Как подключить светодиод: инструкция 12 в и 220 в, расчет резистора

Обычно светодиоды подключаются к 220В при помощи драйвера, рассчитанного под их характеристики. Но если требуется подключить только один маломощный светодиод, например, в качестве индикатора, то применение драйвера становится нецелесообразным. В таких случаях возникает вопрос — как подключить светодиод к 220 В без дополнительного блока питания.

Основы подключения к 220 В

В отличие от драйвера, который питает светодиод постоянным током и сравнительно небольшим напряжением (единицы-десятки вольт), сеть выдает переменное синусоподобное напряжение с частотой 50 Гц и средним значением 220 В. Поскольку светодиод пропускает ток только в одну сторону, то светиться он будет только на определенных полуволнах:

То есть led при таком питании светится не постоянно, а мигает с частотой 50 Гц. Но из-за инерционности человеческого зрения это не так заметно.

В то же время напряжение обратной полярности, хотя и не заставляет led светиться, все же прикладывается к нему и может вывести из строя, если не предпринять никаких защитных мер.

Способы подключения светодиода к сети 220 В

Самый простой способ (читайте про все возможные способы подключения led) – подключение при помощи гасящего резистора, включенного последовательно со светодиодом. При этом нужно учесть, что 220 В – это среднеквадратичное значение U в сети. Амплитудное значение составляет 310 В, и его нужно учитывать при расчете сопротивления резистора.

Кроме того, необходимо обеспечить защиту светоизлучающего диода от обратного напряжения той же величины. Это можно сделать несколькими способами.

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более)

Рассмотрим схему подключения более подробно.

В схеме используется выпрямительный диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 В. При изменении полярности все напряжение будет приложено именно к нему, и led оказывается защищенным от пробоя.

Такой вариант подключения наглядно показан в этом ролике:

Также здесь описывается, как определить расположение анода и катода у стандартного маломощного светодиода и рассчитать сопротивление гасящего резистора.

Шунтирование светодиода обычным диодом

Здесь подойдет любой маломощный диод, включенный встречно-параллельно с led. Обратное напряжение при этом будет приложено к гасящему резистору, т.к. диод оказывается включенным в прямом направлении.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов:

Схема подключения выглядит следующим образом:

Принцип аналогичен предыдущему, только здесь светоизлучающие диоды горят каждый на своем участке синусоиды, защищая друг друга от пробоя.

Обратите внимание, что подключение светодиода к питанию 220В без защиты ведет к быстрому выходу его из строя.

• Схемы подключения к 220В при помощи гасящего резистора обладают одним серьезным недостатком: на резисторе выделяется большая мощность.
• Например, в рассмотренных случаях используется резистор сопротивлением 24 Ком, что при напряжении 220 В обеспечивает ток около 9 мА. Таким образом, мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет:
• 9 * 9 * 24 = 1944 мВт, приблизительно 2 Вт.
• То есть для оптимального режима работы потребуется резистор мощностью не менее 3 Вт.
• Если же светодиодов будет несколько, и они будут потреблять больший ток, то мощность будет расти пропорционально квадрату тока, что сделает применение резистора нецелесообразным.

Применение резистора недостаточной мощности ведет к его быстрому перегреву и выходу из строя, что может вызвать короткое замыкание в сети.

В таких случаях в качестве токоограничивающего элемента можно использовать конденсатор. Преимущество этого способа в том, что на конденсаторе не рассеивается мощность, поскольку его сопротивление носит реактивный характер.

Здесь показана типовая схема подключения светоизлучающего диода в сеть 220В при помощи конденсатора.

Поскольку конденсатор после отключения питания может хранить в себе остаточный заряд, представляющий опасность для человека, его необходимо разряжать при помощи резистора R1.

R2 защищает всю схему от бросков тока через конденсатор при включении питания. VD1 защищает светодиод от напряжения обратной полярности.

Конденсатор должен быть неполярным, рассчитанным на напряжение не менее 400 В.

Применение полярных конденсаторов (электролит, тантал) в сети переменного тока недопустимо, т.к. ток, проходящий через них в обратном направлении, разрушает их конструкцию.

Емкость конденсатора рассчитывается по эмпирической формуле:

1. где U – амплитудное напряжение сети (310 В),
2. I – ток, проходящий через светодиод (в миллиамперах),
3. Uд – падение напряжения на led в прямом направлении.
4. Допустим, нужно подключить светодиод с падением напряжения 2 В при токе 9 мА. Исходя из этого, рассчитаем емкость конденсатора при подключении одного такого led к сети:

Данная формула действительна только для частоты колебаний напряжения в сети 50 Гц. На других частотах потребуется пересчет коэффициента 4,45.

Нюансы подключения к сети 220 В

При подключении led к сети 220В существуют некоторые особенности, связанные с величиной проходящего тока. Например, в распространенных выключателях освещения с подсветкой, светодиод включается по схеме, изображенной ниже:

Как видно, здесь отсутствуют защитные диоды, а сопротивление резистора выбрано таким образом, чтобы ограничить прямой ток led на уровне около 1 мА. Нагрузка в виде лампы также служит ограничителем тока.

При такой схеме подключения светодиод будет светиться тускло, но достаточно для того, чтобы разглядеть выключатель в комнате в ночное время.

Кроме того, обратное напряжение будет приложено в основном к резистору при разомкнутом ключе, и светоизлучающий диод оказывается защищенным от пробоя.

Если требуется подключить к 220В несколько светодиодов, можно включить их последовательно на основе схемы с гасящим конденсатором:

При этом все led должны быть рассчитаны на одинаковый ток для равномерного свечения.

Можно заменить шунтирующий диод встречно-параллельным подключением светодиодов:

В обоих случаях нужно будет пересчитать величину емкости конденсатора, т.к. возрастет напряжение на светодиодах.

Параллельное (не встречно-параллельное) подключение led в сеть недопустимо, поскольку при выходе одной цепи из строя через другую потечет удвоенный ток, что вызовет перегорание светодиодов и последующее короткое замыкание.

Еще несколько вариантов недопустимого подключения светоизлучающих диодов в сеть 220В описаны в этом видео:

Здесь показано, почему нельзя:

• включать светодиод напрямую;
• последовательно соединять светодиоды, рассчитанные на разный ток;
• включать led без защиты от обратного напряжения.

Безопасность при подключении

При подключении к 220В следует учитывать, что выключатель освещения обычно размыкает фазный провод. Ноль при этом проводится общим по всему помещению.

Кроме того, электросеть зачастую не имеет защитного заземления, поэтому даже на нулевом проводе присутствует некоторое напряжение относительно земли. Также следует иметь в виду, что в некоторых случаях провод заземления подключается к батареям отопления или водопроводным трубам.

Поэтому при одновременном контакте человека с фазой и батареей, особенно при монтажных работах в ванной комнате, есть риск попасть под напряжение между фазой и землей.

В связи с этим, при подключении в сеть лучше отключать и ноль, и фазу при помощи пакетного автомата во избежание поражения током при прикосновении к токоведущим проводам сети.

Заключение

Описанные здесь способы подключения светодиодов в сеть 220В целесообразно применять только при использовании маломощных светоизлучающих диодов в целях подсветки или индикации.

Мощные led так подключать нельзя, поскольку нестабильность сетевого напряжения приводит к их быстрой деградации и выходу из строя.

В таких случаях нужно применять специализированные блоки питания светодиодов – драйверы.

Источник: http://ledno.ru/svetodiody/podklyuchenie-led-k-220-v.html

Как подключить светодиод к 220В: резистор, конденсатор, способы подключения

Без светодиодов трудно обойтись при проектировании электронной аппаратуры, а также при изготовлении экономичных осветительных приборов.

Их надежность, простота монтажа и относительная дешевизна привлекают внимание разработчиков бытовых и промышленных светильников.

Поэтому многих пользователей интересуют схемные решения по включению светодиода, предполагающие прямую подачу на него фазного напряжения. Неспециалистам в области электроники и электрики полезно будет узнать, как подключить светодиод к 220В.

Технические особенности диода

По определению светодиод, схема которого схожа с обычным диодом, – это тот же полупроводник, пропускающий ток в одном направлении и излучающий свет при его протекании. Его рабочий переход не рассчитан на высокие напряжения, поэтому для загорания светодиодного элемента вполне достаточно всего нескольких вольт.

Другой особенностью этого прибора является необходимость подачи на него постоянного напряжения, так как при переменных 220 Вольт светодиод будет мигать с частотой сети (50Герц). Считается, что глаз человека не реагирует на такие мигания и что они не причиняют ему вреда. Но все же согласно действующим стандартам для его работы нужно использовать постоянный потенциал.

В противном случае приходится применять особые меры защиты от опасных обратных напряжений.

Большинство образцов осветительной техники, в которых диоды используются в качестве элементов освещения, включаются в сеть через специальные преобразователи – драйверы.

Эти устройства необходимы для получения из исходного сетевого напряжения постоянных 12, 24, 36 или 48 Вольт. Несмотря на их широкое распространение в быту нередки ситуации, когда обстоятельства вынуждают обходиться без драйвера.

В этом случае важно уметь включать светодиоды в 220 В.

Полюса светодиода

Чтобы ознакомиться со схемами включения и распайкой диодного элемента, нужно узнать, как выглядит распиновка светодиода. В качестве его графического обозначения используется треугольник, к одному из углов которого примыкает короткая вертикальная полоса – на схеме она называется катодом. Он считается выходным для постоянного тока, втекающего с обратной стороны. Туда подается положительный потенциал от источника питания и поэтому входной контакт называется анодом (по аналогии с электронными лампами).

Выпускаемые промышленностью светодиоды имеют всего два вывода (реже – три или даже четыре). Известны три способа определения их полярности:

• визуальный метод, позволяющий определить анод элемента по характерному выступу на одной из ножек;
• с помощью мультиметра в режиме «Проверка диодов»;
• посредством блока питания с постоянным выходным напряжением.

Для определения полярности вторым способом плюсовой конец измерительного шнура тестера в красной изоляции подсоединяется к одному контактному выводу диода, а черный минусовой – к другому. Если прибор показывает прямое напряжение порядка полвольта, со стороны плюсового конца расположен анод. Если на табло индикации появляется знак бесконечности или «0L», с этого конца располагается катод.

При проверке от источника питания на 12 Вольт его плюс следует соединить с одним концом светодиода через ограничивающий резистор 1 кОм. Если диод загорается, его анод находится со стороны плюса блока питания, а если нет – с другого конца.

Способы подключения

Установка дополнительного резистора гасит излишки мощности электричества

Простейший подход к решению проблемы недопустимого для диода обратного напряжения – установка последовательно с ним дополнительного резистора, который способен ограничить 220 Вольт. Этот элемент получил название гасящего, так как он «рассеивает» на себе излишки мощности, оставляя светодиоду необходимые для его работы 12-24 Вольта.

Последовательная установка ограничивающего резистора также решает проблему обратного напряжения на переходе диода, которое снижается до тех же величин.

В качестве модификации последовательного включения с ограничением напряжения рассматривается смешанная или комбинированная схема подключения светодиодов в 220 В.

В ней на один резистор последовательный резистор приходится несколько параллельно соединенных диодов.

Подключение светодиода можно организовать по схеме, в которой вместо резистора используется обычный диод, имеющий высокое напряжение обратного пробоя (желательно – до 400 Вольт и более).

Для этих целей удобнее всего взять типовое изделие марки 1N4007 с заявленным в характеристиках показателем до 1000 Вольт. При его установке в последовательную цепочку (при изготовлении гирлянды, например), обратная часть волны выпрямляется полупроводниковым диодом.

Он в этом случае выполняет функцию шунта, защищающего чип светового элемента от пробоя.

Шунтирование светодиода обычным диодом (встречно-параллельное подключение)

Встречно-параллельное подключение

Другой распространенный вариант «нейтрализации» обратной полуволны состоит в использовании совместно с гасящим резистором еще одного светодиода, включаемого параллельно и навстречу первому элементу. В этой схеме обратное напряжение «замыкается» через параллельно подключенный диод и ограничивается дополнительным сопротивлением, включенным последовательно.

Такое соединение двух светодиодов напоминает предыдущий вариант, но с одним отличием. Каждый из них работает со «своей» частью синусоиды, обеспечивая другому элементу защиту от пробоя.

Существенный недостаток схемы подключения через гасящий резистор – значительная величина непроизводительно расходуемой мощности, выделяемой на нем вхолостую.

Подтверждением этому является следующий пример. Пусть используется гасящий резистор номиналом 24 кОм и светодиод с рабочим током 9 мА. Рассеиваемая на сопротивлении мощность будет равна 9х9х24=1944 мВт (после округления – порядка 2-х Ватт). Чтобы резистор работал в оптимальном режиме, он выбирается со значением P не менее 3 Вт. На самом светодиоде расходуется совсем ничтожная часть энергии.

С другой стороны, при использовании нескольких последовательно подключенных LED элементов ставить гасящий резистор из соображений оптимального режима их свечения нецелесообразно.

Если выбрать очень маленькое по номиналу сопротивление, оно быстро сгорит из-за большого тока и значительной рассеиваемой мощности.

Поэтому функцию токоограничивающего элемента в цепи переменного тока естественнее выполнять конденсатору, на котором энергия не теряется.

Ограничение с помощью конденсатора

Использование накопительного конденсатора

Простейшая схема подключения светодиодов через ограничительный конденсатор C характеризуется следующими особенностями:

• предусматриваются цепочки заряда и разряда, обеспечивающие режимы работы реактивного элемента;
• потребуется еще один светодиод, необходимый для защиты основного от обратного напряжения;
• для расчета емкости конденсатора используется полученная опытным путем формула, в которую подставляются конкретные цифры.

Для вычисления значения номинала C нужно умножить силу тока в цепи на выведенный эмпирически путем коэффициент 4,45. После этого следует разделить полученное произведение на разницу между предельным напряжением (310 Вольт) и его падением на светодиоде.

В качестве примера рассмотрим подключение конденсатора к RGB или обычному LED-диоду с падением напряжения на его переходе, равным 3 Вольта и током через него в 9 мА. Согласно рассмотренной формуле его емкость составит 0,13 мкФ. Для введения поправки на ее точное значение следует учитывать, что на величину этого параметра в большей мере влияет токовая составляющая.

Выеденная опытным путем эмпирическая формула действительна лишь для расчета емкостей и параметров светодиодов на 220 В., установленных в сетях частотой 50 Гц. В других частотных диапазонах питающих напряжений (в преобразователях, например), коэффициент 4,45 нуждается в перерасчете.

Нюансы подключения к сети 220 Вольт

Схема подключения светодиода к сети 220В

При использовании различных схем подключения светодиода к сети 220 В возможны некоторые нюансы, учет которых поможет избежать элементарных ошибок в коммутации электрических цепей. Они в основном связаны с величиной тока, протекающего через цепочку при подаче на нее питания. Для их понимания потребуется рассмотреть простейший прибор типа подсветки для декорирования, состоящий из целого набора светодиодных элементов или обычный светильник на их основе.

Значительное внимание обращается на особенности процессов, протекающих в выключателе в момент подачи питания. Для обеспечения «мягкого» режима включения к его контактам потребуется подпаять в параллель гасящий резистор и светодиод-индикатор, обозначающий включенное состояние.

Значение сопротивления подбирается по методикам, описанным ранее.

Только после выключателя с резистором в схеме располагается сама лента с чипами светодиодных элементов. В ней не предусмотрены защитные диоды, так что величина гасящего резистора подбирается из расчета протекающего по цепи тока, он не должен превышать значения порядка 1 мА.

Светодиодный индикатор-лампочка в этой схеме выполняет функцию нагрузки, еще больше ограничивающей ток. Из-за небольшой величины он будет светиться очень тускло, но этого вполне хватает для ночного режима. При действии обратной полуволны напряжение частично гасится на резисторе, что защищает диод от нежелательного пробоя.

Схема лед драйвера на 220 вольт

Более надежный способ, позволяющий запитать светодиоды от сети, – применение специального преобразователя или драйвера, понижающего напряжение до безопасного уровня.

Основное назначение драйвера под светодиод 220 вольт – ограничить ток через него в рамках допустимого значения (согласно паспорту).

В его состав входят формирователь напряжения, выпрямительный мостик и микросхема токового стабилизатора.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

При желании собрать устройство питания светодиодов от 220 В своими руками потребуется знать следующее:

• при использовании выходного стабилизатора амплитуда пульсаций существенно снижается;
• в этом случае на самой микросхеме теряется часть мощности, что сказывается на яркости свечения излучающих приборов;
• при использовании вместо фирменного стабилизатора фильтрующего электролита большой емкости пульсации не полностью сглаживаются, но остаются в допустимых пределах.

При самостоятельном изготовлении драйвера схему можно упростить, поставив на место выходной микросхемы электролит.

Безопасность при подключении

Не следует устанавливать в цепь диодов полярные конденсаторы

При работе со схемой включения диодов в сеть 220 Вольт основную опасность представляет соединенный последовательно с ними ограничивающий конденсатор. Под воздействием сетевого напряжения он заряжается до опасного для человека потенциала. Чтобы избежать неприятностей в этой ситуации рекомендуется:

• предусмотреть в схеме специальную разрядную резисторную цепочку, управляемую отдельной кнопкой;
• если сделать это невозможно, перед началом настойки после отключения от сети следует разряжать конденсатор с помощью жала отвертки;
• не устанавливать в цепь питания диодов полярные конденсаторы, обратный ток которых достигает значений, способных «выжечь» схему.

Подключить светодиодные элементы на 220 Вольт удается лишь с помощью специальных элементов, вводимых в схему дополнительно.

В этом случае можно обойтись без понижающего трансформатора и блока питания, традиционно используемых для подключения низковольтных осветителей.

Основная задача добавочных элементов в схеме подключения светодиода в 220В – ограничить и выпрямить ток через него, а также защитить полупроводниковый переход от обратной полуволны.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/pitanie-svetodiodov-ot-220v-svoimi-rukami-sxema-podklyucheniya/

Подключение светодиода к 12 вольтам в машине (расчет сопротивления) (видео)

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

  Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

 Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения.

А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор.

  В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод.

Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

 Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы.

В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло.

Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Подключение светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

Начнем, как и в абзаце выше, с варианта подключения светодиода к напряжению в 12 вольт через резистор. Для того чтобы вам лучше было понять как же происходит падение напряжение, мы приведем несколько вариантов. Когда к 12 вольтам подключено 3 светодиода, 2 и 1.

Подключение 1 светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

 Итак, у нас есть светодиод. Его напряжение питания 3,3 вольта. То есть если бы мы взяли источник питания в 3,3 вольта и подключили к нему светодиод, то все было бы замечательно. Но в нашем случае наблюдается повышенное напряжение, которое не трудно посчитать по формуле.  14,5-3,3= 11,2 вольта.

То есть нам необходимо первоначально снизить напряжение на 11,2 вольта, а затем лишь подать напряжение на светодиод.  Для того чтобы нам рассчитать сопротивление, необходимо знать какой ток протекает в цепи, то есть ток потребляемый светодиодом. В среднем это около 0,02 А. При желании можете посмотреть номинальный ток в даташите к светодиоду. В итоге, по закону Ома получается.

R=11,2/0,02=560 Ом. Сопротивление резистора рассчитано. Ну, а уж схему нарисовать и того проще.

Мощность резистора рассчитывается по формуле  P=UI=11.2*0,02=0,224 Вт. Берем ближайший согласно стандартного типоряда.

Подключение 2 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

По аналогии с предыдущим примером все высчитывается также, но с одним условием. Так как светодиода уже два, то падение напряжения на них будет 6,6 вольта, а оставшиеся 14,5-6,6=7,9 вольта останутся резистору. Исходя из этого, схема будет следующей.

Так как ток в цепи не изменился, то мощность резистора остается без изменений.

Подключение 3 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

И еще один вариант, когда практически все напряжение гасится светодиодами. А значит, резистор по своему номиналу будет еще меньше. Всего 240 Ом. Схема подключения 3 светодиодов к бортовой сети машины прилагается.

Напоследок нам лишь осталось сказать, что при расчетах было использовано напряжение не 12, а 14,5 вольт. Именно такое повышенное напряжение обычно возникает в электросети машины, когда она заведена.

 Также не трудно прикинуть, что при подключении 4 светодиодов, вам и вовсе не потребуется применение какого либо резистора, ведь на каждый из светодиодов придется по 3,6 вольта, что вполне допустимо.

Подключение светодиода через стабилизатор напряжения к 12 вольтам в машине (через микросхему)

 Теперь перейдем к стабилизированной схеме питания светодиодов от 12 вольт. Здесь, как мы уже и говорили, существует схема, которая регулирует собственное внутреннее сопротивление. Таким образом, питание светодиода будет осуществляться устойчиво, независимо от скачков напряжения бортовой сети.

  К сожалению минусом применения микросхемы является тот факт, что минимальное стабилизированное напряжение, которое возможно добиться будет 5 вольт. Именно с таким напряжением можно встретить наиболее широко известные микросхемы – стабилизаторы КР142 ЕН 5Б или иностранный аналог L7805 или L7805CV.

Здесь разница лишь в производителе и номинальном рабочем токе от 1 до 1,5 А.

 Так вот, оставшееся напряжение с 5 до 3,3 вольт придется гасить все по тому же примеру что и в предыдущих случаях, то есть с помощью применения резистора. Однако снизить напряжение резистором на 1,7 вольта это уже не столь критично как на 8-9 вольт.

Стабилизация напряжения в этом случае все же будет наблюдаться! Приводим схему подключения микросхемы стабилизатора.Как видите, она очень простая. Реализовать ее может каждый. Не сложнее чем припаять тот же резистор.

Единственное условие это установка радиатора, который будет отводить тепло от микросхемы. Его установить нужно обязательно. На схеме написано что микросхема может питать 10 цепочек со светодиодом, на самом деле этот параметр занижен.

По факту, если через светодиод проходит около 0,02 А, то она может обеспечивать питанием до 50 светодиодов. Если вам необходимо обеспечить питание большего количества, то используйте вторую такую же независимую схему. Использование двух микросхем подключенных параллельно не правильно.

Так как их характеристики немного, да будут отличаться друг от друга, из-за индивидуальных особенностей. В итоге, у одной из микросхем будет шанс перегореть намного быстрее, так как режимы работы у нее будут иные — завышенные.

 О применение аналогичных микросхем мы уже рассказывали в статье «Зарядное устройство на 5 вольт в машине». Кстати, если вы все же решитесь выполнить питание для светодиода на ШИМ, хотя это вряд ли того стоит, то эта статья также раскроет вам все секреты реализации такого проекта.

Подводя итог о подключение светодиода к 12 вольтам в машине своими руками

Видео по подключению светодиода к сети в автомобиле

… а теперь чтобы вам было легче прикинуть какой номинал сопротивления нужен и какой мощностью для вашего конкретного случая, можете воспользоваться калькулятором подбора резистора

Источник: https://autosecret.net/tuning/elektro-tuning/1983-podkljuchenie-svetodioda-k-12-voltam

Схемы подключения светодиодов к 220в и 12в — LED Свет

04.03.2019

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, 220В.

Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение.

Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Про подключение светодиодов к 12 и 220В читайте в предыдущей статье, рассмотрены все способы от сложных до простых, от дорогих до дешёвых.

Типы схем

Схема подключения светодиодов бывает двух типов, которые зависят от источника питания:

В первом варианте применяется специализированный  источник, который имеет определенный стабилизированный ток, например 300мА. Количество подключаемых LED диодов ограничено только его мощностью. Резистор (сопротивление) не требуется.

Во втором варианте стабильно только напряжение. Диод имеет очень малое внутреннее сопротивление, если его включить без ограничения Ампер, то он сгорит. Для включения  необходимо использовать токоограничивающий резистор.Расчет резистора для светодиода можно сделать на специальном калькуляторе.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи;
• количество вольт на выходе блока питания.

Разница кристаллов

Если вы используете недорогие LED элементы китайского производства, то скорее всего у них будет большой разброс параметров. Поэтому реальное значение Ампер цепи будет отличатся и потребуется корректировка установленного сопротивления.

Чтобы проверить насколько велик разброс параметров, необходимо включить все последовательно. Подключаем питание светодиодов и  затем понижаем напряжение до тех пор, когда они будут едва светиться.

Если характеристики отличаются сильно, то часть LED будет работать ярко, часть тускло.

Это приводит к тому, что на некоторых элементах электрической цепи мощность будет выше, из-за этого они будут сильнее нагружены.  Так же будет повышенный нагрев, усиленная деградация, ниже надежность.

Обозначение на схеме

Для обозначения на схеме используется две вышеуказанные пиктограммы. Две параллельные стрелочки указывают, что светит очень сильно, количество зайчиков в глазах не сосчитать.

Подключение светодиода к сети 220в, схема

Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.

Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:

1. простая на гасящем конденсаторе;
2. полноценная с использованием микросхем стабилизатора;

Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется.

Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают.

Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.

Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а  в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была  не с питанием.

Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера.

Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока.

Единственное нельзя превышать указанную  мощность.

Подключение к постоянному напряжению

Далее будут рассмотрены  схемы подключения светодиодов к постоянному напряжению. Наверняка у вас дома найдутся блоки питания со стабилизированный  полярным напряжением на выходе. Несколько примеров:

1. 3,7В – аккумуляторы от телефонов;
2. 5В – зарядные устройства с USB;
3. 12В – автомобиль, прикуриватель, бытовая электроника, компьютер;
4. 19В – блоки от ноутбуков, нетбуков, моноблоков.

Самый простой низковольтный драйвер

Простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов состоит из линейной микросхемы LM317 или его аналогов. На выходе таких стабилизаторов может быть от 0,1А до 5А. Основные недостатки это невысокий КПД и сильный нагрев. Но это компенсируется максимальной простотой изготовления.

• Входное до 37В, до 1,5 Ампера для корпуса указанного на картинке.
• Для рассчёта сопротивления, задающего рабочий ток используйте калькулятор стабилизатор тока на LM317 для светодиодов.

Драйвера с питанием от 5В до 30В

Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие.  Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.

В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.

Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.

Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.

Включение 1 диода

Чаще всего используются 12 вольт, 220 вольт и 5В. Таким образом делается маломощная светодиодная подсветка настенных выключателей на 220В. В заводских стандартных выключателях чаще всего ставится неоновая лампа.

Параллельное подключение

При параллельном соединении  желательно на каждую последовательную цепь диодов использовать отдельный резистор, чтобы получить максимальную надежность.

Другой вариант, это ставить одно мощное сопротивление на несколько LED. Но при выходе одного LED из строя увеличится ток на других оставшихся.

На целых будет выше номинального или заданного, что значительно сократит ресурс и увеличит нагрев.

Рациональность применений каждого способа  рассчитывают исходя из требований к изделию.

Последовательное подключение

Последовательное подключение при питании от 220в используют в филаментных диодах и светодиодных лентах на 220 вольт.  В длинной цепочке из 60-70 LED на каждом  падает 3В, что и позволяет подсоединять напрямую  к высокому напряжению. Дополнительно используется только выпрямитель тока, для получения плюса и минуса.

Такое соединение применяют в любой светотехнике:

1. светодиодные лампах для дома;
2. led светильники;
3. новогодние гирлянды на 220В;
4. светодиодные ленты на 220.

В лампах для дома обычно используется до 20 LED включенных последовательно, напряжение на них получается около 60В. Максимальное количество используется в китайских лампочках кукурузах, от 30 до 120 штук LED. Кукурузы не имеют защитной колбы, поэтому электрические контакты на которых до 180В полностью открыты.

Подключение RGB LED

Маломощные трёхцветные RGB светодиоды состоят из трёх независимых кристаллов, находящихся в одном корпусе. Если 3 кристалла (красный, зеленый, синий) включить одновременно, то получим белый свет.

Управление каждым цветом происходит независимо от других при помощи RGB контроллера. В блоке управления есть готовые программы и ручные режимы.

Включение COB диодов

Схемы подключения такие же, как у однокристальных и трехцветных светодиодов SMD5050, SMD 5630, SMD 5730. Единственное отличие, вместо 1 диода включена последовательная цепь из нескольких кристаллов.

Мощные светодиодные матрицы имеют в своём составе множество кристаллов включенных последовательно и параллельно. Поэтому питание требуется от 9 до 40 вольт, зависит от мощности.

Подключение SMD5050 на 3 кристалла

От обычных диодов SMD5050 отличается тем, что состоит из 3 кристаллов  белого света, поэтому имеет 6 ножек.  То есть он равен трём SMD2835, сделанным на этих же кристаллах.

При параллельном включении с использованием одного резистора надежность будет ниже. Если один их кристаллов выходит из строя, то увеличивается сила тока через оставшиеся 2. Это приводит к ускоренному выгоранию оставшихся.

При использовании отдельного сопротивления для каждого кристалла, выше указанный недостаток устраняется. Но при этом в 3 раза возрастает количество используемых резисторов и схема подключения светодиода становится сложней. Поэтому оно не используется в светодиодных лентах и лампах.

Светодиодная лента 12В SMD5630

Наглядным примером подключения светодиода к 12 вольтам является светодиодная лента. Она состоит из секций по 3 диода и 1 резистора, включенных последовательно. Поэтому разрезать её можно только в указанных местах между этими секциями.

Светодиодная лента RGB 12В SMD5050

В RGB ленте используется три цвета, каждый управляется отдельно, для каждого цвета ставится резистор. Разрезать можно только по указанному месту, чтобы в каждой секции было по 3 SMD5050 и она могла подключатся к 12 вольт.

Download WordPress ThemesDownload Best WordPress Themes Free DownloadFree Download WordPress ThemesDownload Premium WordPress Themes Freelynda course free downloadFree Download WordPress Themesudemy paid course free download

Источник:

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Источник: https://svet100led.ru/harakteristiki/shemy-podklyucheniya-svetodiodov-k-220v-i-12v.html

Как подключить светодиод к 12 вольтам: расчет подключения в схемах

Содержание:

Светодиоды уже давно используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, они приобрели широкую популярность. На основе этих источников света создаются оригинальные светотехнические конструкции.

Поэтому у многих потребителей довольно часто возникает вопрос, как подключить светодиод к 12 вольтам. Данная тема очень актуальна, поскольку такое подключение имеет принципиальные отличия от других типов ламп. Следует учитывать, что для работы светодиодов используется только постоянный ток.

Большое значение имеет соблюдение полярности при подключении, в противном случае, светодиоды просто не будут работать.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них.

Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи.

Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток.

Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор.

При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 вольт является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 вольт схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства.

Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению.

При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

Влияние светодиодных ламп на зрение

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость.

Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 вольтам последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной.

Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Определение полярности светодиода

Чтобы решить вопрос, как подключить светодиоды в цепь 12 вольт, необходимо определить полярность каждого из них. Для определения полярности светодиодов существует несколько способов.

Стандартная лампочка имеет одну длинную ножку, которая считается анодом, то есть, плюсом. Короткая ножка является катодом – отрицательным контактом со знаком минус.

Пластиковое основание или головка имеет срез, указывающий на место расположения катода – минуса.

В другом способе необходимо внимательно посмотреть внутрь стеклянной колбочки светодиода. Можно легко разглядеть тонкий контакт, который является плюсом, и контакт в форме флажка, который, соответственно, будет минусом.

При наличии мультиметра можно легко определить полярность. Нужно выполнить установку центрального переключателя в режим прозвонки, а щупами прикоснуться к контактам. Если красный щуп соприкоснулся с плюсом, светодиод должен загореться.

Значит черный щуп будет прижат к минусу.

Тем не менее, при кратковременном неправильном подключении лампочек с нарушением полярности, с ними не произойдет ничего плохого.

Каждый светодиод способен работать только в одну сторону и выход из строя может случиться только в случае повышения напряжения. Значение номинального напряжения для отдельно взятого светодиода составляет от 2,2 до 3 вольт, в зависимости от цвета.

При подключении светодиодных лент и модулей, работающих от 12 вольт и выше, в схему обязательно добавляются резисторы.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 вольт

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит.

Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

Коэффициент пульсации светодиодных ламп

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 вольт в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

• Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
• Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
• I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора.

Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 вольтам. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.

2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт).

Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 вольт.

Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет подключения светодиода к сети 220В осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В.

Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.

2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора – 30 кОм.

Как сделать светодиодную лампу

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.

2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.

свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения мощности резистора используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду.

Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света.

Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

Ошибки при подключении

Источник: https://electric-220.ru/news/kak_podkljuchit_svetodiod_k_12_voltam/2017-03-05-1194

необходимые расчеты и алгоритм подключения

Исторически сложилось так, что источники питания на 12 вольт наиболее распространены и востребованы. Они и безопасны для здоровья людей, и надежны. Бортовые электросистемы автомобилей тоже имеет двенадцативольтовое питание в большинстве случаев. Практика показывает, что подключить светодиод к 12 вольтам, как и к источнику питания с другим напряжением, просто, если знать некоторые правила и законы электротехники.

Характеристики светодиодов

Все светоизлучающие диоды имеют паспортные характеристики, из которых важными для их подключения являются номинальный прямой ток и падение напряжение при нем. Согласно вольт-амперной характеристике, которая имеет нелинейный характер, незначительное превышение номинального напряжения резко увеличивает ток протекания, а это приводит к выходу из строя всего элемента.

Светоизлучающие диоды, как правило, обладают низким обратным напряжением (порядка 5 вольт). Рекомендуется перед тем, как подключить элемент к источнику электричества, проверить соблюдение полярности.

Для защиты от переполюсовки совместно со светодиодом следует установить параллельно с ним обычный диод с высоким обратным напряжением.

Обзор источников питания

Оптимальным вариантом является подключение светодиода к 12 вольтам через стабилизатор тока. Но некоторые производители экономят на этом элементе и производят источники тока без его стабилизации.

Более всего распространены бестрансформаторные ИП, оснащенные гасящим конденсатором и выходом с токозадающим резистором. Такая схема не защищена от скачков напряжения в сети, но из-за дешевизны и компактной конструкции используется во многих приборах, в том числе и в светодиодных источниках света.

При использовании аккумулятора для подачи электропитания на светодиод достаточно добавить в схему ограничительный резистор с правильно подобранными мощностью и сопротивлением. Бортовая сеть автомобилей тоже имеет 12 вольт в большинстве случаев, но скачки напряжения у нее довольно значительные при разных режимах работы. Поэтому для подключения светодиода к питанию от автомобильной электросистемы необходим стабилизатор (драйвер).

Иногда можно встретить БП без стабилизатора с трансформатором. В них последовательно соединены такие элементы:

• трансформатор;
• диодный мост для выпрямления тока;
• емкостной фильтр (обычный конденсатор).

Любой скачок в электросети таким блоком питания будет передаваться на светодиоды, а это скажется на их работоспособности. Такие источники питания оправдано использовать в тех случаях, когда сеть имеет стабильные параметры.

Блоки питания, выдающие переменное электричество, использовать для подключения светодиодов нельзя. Их, по крайней мере, необходимо дополнить выпрямителем и конденсатором, а в лучшем случае — еще и стабилизатором.

Алгоритм действий при подключении

Весь порядок действий состоит из пяти шагов, выполняемых последовательно.

Алгоритм действий такой:

1. Определение типа БП и его рабочих параметров.
2. Определение потребляемой мощности, номинального тока и падения напряжения светодиода.
3. Расчет количества светодиодов, которые можно безопасно подключить к имеющемуся БП, и расчет резистора, если он требуется.
4. Монтаж схемы, во время которого элементы соединяются с учетом полярности.
5. Проверка пайки контактов и их изоляция.

Информацию о параметрах выдаваемого тока источником питания можно узнать из технического паспорта или таблички на корпусе. Характеристики светодиодов, необходимые для расчета резистора, узнают из справочников или технической документации, если она есть в наличии.

Формулы для расчета мощности и сопротивления резистора основаны на законе Ома. Мощность определяется так: P=(Uпит — (Uled1 + Uled2 +…+ Uledn)) * Iled.

А необходимое сопротивление можно найти по аналогичной формуле, только в конце напряжение не умножается на силу тока, а делится на нее. В обеих формулах Uledn — это падение напряжения на каждом из светодиодов, Uпит — напряжение блока питания, а Iled — номинальный ток светодиодов.

В зависимости от условий, яркость свечения СОВ-матриц можно регулировать изменением силы тока. Для этого их схему оснащают драйвером. Каждая СОВ-матрица имеет свои параметры рабочего тока и ориентировочное падение напряжения, которые указываются в паспорте к элементу.

Использовать блок питания на 12 вольт для питания СОВ-матрицы не совсем правильно. Даже при падении напряжения около 12 вольт для ее работы необходим ограничительный резистор. Как итог — рабочий ток ниже номинального значения и свечение элемента происходит с меньшей эффективностью. Выходом из положения является применение в схеме преобразователя низковольтного напряжения в ток.

Светодиоды 1 ватт подключение

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно — 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожгете его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит	ILED
	5 мА	10 мА	20 мА	30 мА	50 мА	70 мА	100 мА	200 мА	300 мА
5 вольт	340 Ом	170 Ом	85 Ом	57 Ом	34 Ом	24 Ом	17 Ом	8.5 Ом	5.7 Ом
12 вольт	1.74 кОм	870 Ом	435 Ом	290 Ом	174 Ом	124 Ом	87 Ом	43 Ом	29 Ом
24 вольта	4.14 кОм	2.07 кОм	1.06 кОм	690 Ом	414 Ом	296 Ом	207 Ом	103 Ом	69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64. 106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

1. выходной ток;
2. максимальное выходное напряжение;
3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. 4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды	Какой нужен драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835)	см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730)	драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W)	драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды)	драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6)	драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Всем привет,в данной статье я хочу показать вам обзор светодиода на 1 ватт, и рассказать о том, где достать подходящий куллер, и как надежно на него прикрепить светодиод. Точная марка его неизвестна, но это и не важно — вполне достаточно знать параметры. Характеристика LED 1W Цвет свечения: белый теплый Рассеиваемая мощность, PD тип: 1 Вт Световой поток: 120 Лм Падение напряжения, VF (min-max): 3.6 В Прямой ток, IF тип: 350 мA Угол обзора: 120 ° Подробнее читайте в даташите. В продаже имеется целый ассортимент по цветам — синий , белый , красный , жёлтый , зелёный . По внешнему виду они одинаковы. Если мы запустим светодиод без куллера, он сгорит в первые же 5 секунд. Куллер будем использовать от видеокарты. Сам вентилятор расчитывал ставить на 10-ти ваттную матрицу, но пока она в пути, будем делать испытания на 1 ваттном светодиоде. У меня на видеокарте стоял вот такой куллер, у вас какой — не знаю, но думаю пойдет с любых видеокарт — их мощность побольше, чем у LED элемента. Далее с обратной стороны клеим двусторонний скотч (это для того, если нужно будет снять светодиод) и поверх него капаем каплю клея “Титан” или “Момент“. Надежно фиксируем светодиод. Обратите внимание: если светодид будет приклеен не плотно к радиатору, он может сгореть! А дальше собственно паяем провода и можно запускать. При 5-ти минутной работе светодиода, радиатор и сам диод были абсолютно холодными. Видеобзор можете посмотреть ниже. Одноваттный светодиод — видео работы Стоимость светоизлучающего диода данной модели — 1,5 доллара. Если вы собрались устраивать такое освещение по всей квартире — покупайте оптом. За 100 штук сразу хотят 20$. С вами был [PC]Boil. Светодиод- это не лампочка, а полупроводник. С этим связаны некоторые особенности его использования, например то, что питается он не НАПРЯЖЕНИЕМ, а ТОКОМ. У светодиода есть + (плюс) и – (минус) Если подключить наоборот, он светится не будет и может перегореть (особенно белые светодиоды). На сегодняшний день в продаже есть светодиоды 3-х основных типов: Светодиоды с одним кристаллом на ток 20 мА Светодиоды с 4 кристаллами на ток 80 мА Мощные светодиоды (1Вт, 3Вт, 5Вт и выше) Рассмотрим способы их подключения. 1. Светодиоды с одним кристаллом на ток 20 мА Светодиод подключается к источнику ВСЕГДА через ограничивающий резистор. Несоблюдение этого правила приводит к сокращению срока жизни светодиода, либо к быстрому разряду батареи. Его сопротивление рассчитывается по формуле: где: R- Сопротивление ограничивающего резистора (Ом) Uпит — Напряжение источника, (Вольт) Uсд — Падение напряжения на светодиоде (Вольт), Iсд — Ток светодиодa (Ампер). Uсд отличается для разных типов светодиодов. Для примерных расчётов можно принять, что для красных Uсд = 1,7-2,2В, для жёлтых Uсд= 1,8-2,5В, для зелёных Uсд= 2-3В, для синих Uсд= 2,5-3,5В, для белых Uсд= 2,8-4В. Iсд должно находится в допустимых для данного светодиода пределах. От этого параметра напрямую зависит ЯРКОСТЬ свечения светодиода. Обычно находится в пределах 10…20 мА (0,01-0,02А) Пример 1: Подключенное одного синего светодиода к автомобильному аккумулятору 12В: (14-3)/0,02=600 Ом. (для тока 20мА) Пример 2: Подключенное одного красного светодиода к автомобильному аккумулятору 12В: (14-2)/0,01=1200 Ом. (1,2кОм) (для тока 10 мА) В случае, когда надо подключить НЕСКОЛЬКО светодиодов к одному источнику есть два решения: а) Соединить светодиоды последовательно и через один ограничивающий резистор подключить к источнику. При этом падение напряжения на этом звене будет равно СУММЕ падений напряжения на каждом светодиоде, а ток в цепи будет одинаков. Достоинством является наличие всего одного резистора и экономное использование энергии источника. Недостатком этого решения является то, что при выходе из строя любого элемента цепи все они перестанут светиться, хотя на практике “перегоревший” светодиод остаётся диодом и цепь не разрывается. Иногда, правда “проблемный” светодиод может войти в режим генерации и вся цепочка станет нервно мигать. Кроме того, необходимо достаточно большое напряжение источника. Например, для 12В в цепь можно поставить всего 3 синих (белых) или 4-5 красных (желтых, зеленых) светодиода. Подключение трёх белых светодиодов (последовательно) к автомобильному аккумулятору 12В: (14-3*3)/0,02=200 Ом. (для тока 20 мА) б) КАЖДЫЙ светодиод через ограничивающий резистор подключить к источнику. То есть параллельно включить несколько цепей светодиод-резистор. Расчёт ограничивающего резистора при этом производится как для одного светодиода, т.е. R=(Uпит-Uсд)/Iсд . Недостатком этого решения является то, что большинство мощности (падение напряжения на резисторе умноженное на ток) расходуется на нагрев. Для упрощения использования таких светодиодов была разработана плата-драйвер LEDDRV8, представляющая собой импульсный повышающий преобразователь со стабилизацией тока светодиодов. Преимущества: защита от переполюсовки, стабилизация тока через светодиод (20 мА) во всём диапазоне питающих напряжений (от 5 до 25В. ), отсутствие нагрева, высокий КПД да и просто удобство монтажа. 2. Светодиоды с 4 кристаллами на ток 80 мА Занимают промежуточное положение между обычными (индикаторными) и мощными светодиодами.Содержат в себе 4 кристалла, включенных переллельно. Конструкция этих светодиодов такова, что толстые жесткие выводы обеспечивают отвод тепла от кристаллов. Включать 4-х кристаллные светодиоды можно через резистор, рассчитав его по формуле из п. 1 для тока 0.08А, либо через источник тока (драйвер): Конструкция драйвера позволяет подключать провода без пайки (с помощью винтовых зажимов) а, схемное решение обеспечивает стабильность тока через светодиод, независимо от входного напряжения. Это сильно продлевает срок службы светодиода. К драйверу можно подключить последовательно от 1 до 5 светодиодов в зависимости от напряжения питания. 3. Мощные светодиоды (1Вт, 3Вт, 5Вт) Эти светодиоды специально разрабатывались для целей подсветки и освещения, у них и в характеристиках указывается световой поток в люменах, а не сила света в канделах (как у индикаторных светодиодов). Значительно нагреваются, поэтому ВСЕГДА устанавливаются на дополнительный радиатор. — в виде просто светодиода (Emitter): -в виде светодиода на теплопроводящей алюминиевой печатной плате (Star) Второй вариант сильно упрощает процесс крепления светодиода к радиатору и припаивания проводов. Эти алюминиевые печатные платы, кстати, можно приобрести отдельно и припаять на них Emitter не забывая использовать теплопроводящую пасту. Падение напряжения на мощных светодиодах указывается в документации производителя и обычно составляет 2.5-3.5В. Однако основным параметром является РАБОЧИЙ ТОК. Из-за значительных рабочих токов (0.35А для 1Вт и 0.7А-1.5А для 3Вт и 5Вт светодиодов), разбросов прямого падения напряжения и нелинейного изменения тока при увеличении температуры, мощные светодиоды нельзя включать просто через ограничительный резистор. Это приводит к катастрофическому уменьшению срока службы и часто- к лавинному пробою недешевого источника света. Таким образом мощный светодиод следует включать исключительно через токовый драйвер, т.е. источник тока. Для использования в автомобиле, садовых светильниках и других низковольтных (батарейных) местах удобно использовать импульсные драйверы LEDDRV5 для светодиодов 1Вт (0.35А) и LEDDRV13 для светодиодов 3Вт и 5Вт. Их входное напряжение составляет 7. 30В (см. документацию) К драйверу можно подключить от 1 до 5 светодиодов последовательно. При этом все они будут питаться одинаковым стабилизированным током. А если нужно запитать светодиоды от сети 220В, то к драйверу нужно просто добавить трансформатор на 12-24В, диодный мост на 2А и электролитический конденсатор 2200х35: или использовать специализированный 220В драйвер, особенно если планируется подключить в одном месте от 5 до 15шт светодиодов:

Схема подключения светодиода к 12 вольтам

Подключение светодиода к питанию 5 и 12 Вольт: схемы с описанием

С тех пор, как сверхъяркие светодиоды (LED) стали доступны широкому кругу потребителей, к ним сразу проявился большой интерес. На основе LED можно создавать множество интересных светотехнических конструкций. Однако, подключение светодиода к 12 вольтам, принципиально отличается от подключения к 12 вольтам той же лампы накаливания. В этом материале будет подробно рассказано о подключении светоизлучающих диодов к источникам питания, имеющим различное напряжение.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Подключение сверхярких и мощных LED к 12В

Сначала рассмотрим способ подключения одного мощного сверхъяркого светодиода к 12 Вольтам. Допустим, в нашем распоряжении имеется прибор, рабочий ток которого 350 мА. При этом падение напряжения на нем в рабочем режиме составляет примерно 3.4 Вольта. Нетрудно подсчитать, что потребляемая мощность такого прибора составляет 1 W.

Понятно, что подключать его напрямую к 12 Вольтам нельзя. Нам придется, каким-то образом, «погасить» часть напряжения. В простейших случаях для этих целей применяются гасящие (токоограничивающие) резисторы. Его соединяют со светодиодом последовательно. Схема питания одного LED показана на фото.

Чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора пользуются формулой:

R=(Uпит – Uраб)/Iраб.

Вооружившись калькулятором легко подсчитать, что сопротивление будет составлять около 25 Ом. На нем будет рассеиваться мощность, которую рассчитывают по формуле:

P=I2*R.

В нашем примере мощность составит около 3 ватт. Найти сопротивление такой мощности довольно трудно, поэтому в качестве гасящего резистора можно применить два резистора по 100 Ом мощностью 2 Вт, соединенные параллельно.

В принципе на основе этих расчетов уже можно создавать практическую конструкцию. Выполнив подключение светодиода к 12В через выключатель, можно организовать дополнительную подсветку подкапотного пространства автомобиля, багажника или перчаточного бокса.

Мы показали, что создание такой схемы возможно, но применение ее нерационально. Нетрудно заметить, что две трети мощности потребляемой конструкцией приходится на гасящий резистор и, следовательно, тратится впустую. Ниже мы расскажем, как избежать ненужных потерь.

Сколько LED можно подключить к 12В?

Очевидно, что по простейшей схеме к источнику 12 Вольт можно подключить сколько угодно. Главное, чтобы у подключаемого источника питания хватало мощности. Однако мы видели, что при такой схеме подключения много энергии расходуется бесполезно.

Простейшим выходом из этой ситуации является снижение мощности рассеиваемой на токоограничивающем резисторе. Для снижения бесполезно рассеиваемой мощности, несколько светодиодов подключают последовательно и питают через один гасящий резистор. В этом случае падение напряжения на сопротивлении оказывается значительно меньше. Следовательно, существенно снижаются потери энергии. Расчет сопротивления для последовательного подключения светоизлучающих диодов выполняют по формуле:

R=(Uпит – nUраб)/Iраб.

Где n – количество последовательно подключенных LED.

В случае источника 12 Вольт разумно подключать последовательно три светодиода и один гасящий резистор. Падение напряжения на светодиодах не превысит 10.5 Вольта и на долю резистора останется всего 1,5 Вольт.

Такое техническое решение широко применяют, когда количество подключаемых к 12 Вольтам светодиодов кратно трем. Т. е. так можно подключить 6, 9, 12, …, 3N LED. Например, так поступают производители светодиодных лент. В них светодиоды сгруппированы по три и питаются через одно общее сопротивление.

Если нужно подключить 4 светодиода к 12 Вольтам, то целесообразно сгруппировать их по 2, и каждую пару питать через токоограничивающий резистор.

Последовательно следует подключать светодиоды с одинаковым рабочим током. Иначе разные приборы будут светить с различной яркостью или будет превышен ток какого-либо LED, и он выйдет из строя.

Что касается подключения светодиодов «рассчитанных на 12 В» то лучше установить их «рабочее напряжение» опытным путем. Для этого их надо подключить к лабораторному блоку питания и, постепенно поднимая напряжение, контролировать потребляемый ток. Напряжение, при котором рабочий ток будет достигнут, можно использовать для расчета токоограничивающего резистора.

Как подключить LED к 3 или 5 вольтам

Большинство маломощных светодиодов нормально работают и от 3 и тем более от 5 вольт. Выполнить для них расчет токоограничивающих сопротивлений можно по приведенной выше формуле.

При изготовлении конструкций с автономными источниками питания, особенно если в них используются сверхъяркие «мощные» LED, такой подход не приемлем. Мощность, рассеиваемая на гасящем резисторе, значительно сокращает время работы устройства.

Поэтому в современных ручных фонарях, работающих от низковольтных батарей применяют электронные преобразователи напряжения – драйверы. Потери в драйверах намного ниже, чем на токоограничивающих резисторах. Сейчас драйверы доступны и их можно легко найти в магазинах.

Имея некоторые познания в электронике и навыки работы с паяльником, простой драйвер можно изготовить самостоятельно. Одна из простых схем преобразователя для мощного светодиода приведена ниже.

Как подключить к 12 вольтам автомобиля

Подключение светодиодов к бортовой сети автомобиля не имеет существенных отличий от подключения к другим источникам питания. Просто не нужно забывать, что аккумуляторная батарея автомобиля в нормальном состоянии выдает не 12 Вольт, а примерно 14 Вольт.

Еще при подключении надо помнить, что не в каждом автомобиле надежно работает система стабилизации напряжения бортовой сети. Поэтому при расчетах гасящих резисторов лучше принимать напряжение питания равным 15 – 17 вольт. Это несколько снизит яркость свечения, но зато значительно продлит срок службы, так как светодиод будут работать в «щадящем» режиме.

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

Итоги

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

• важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
• на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
• применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
• в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Какое оно – правильное подключение светодиода на 12В?

Подключение светодиода на 12В – вполне выполнимая задача даже для тех, кто не имеет тесного знакомства со схемотехникой. Прежде чем приступать к сборке цепей, рекомендуется рассмотреть типичные ошибки которые допускают не только аматоры, но и некоторые массовые производители.

Вступление, или как работает светодиод

Следует четко запомнить, что светодиоды относятся к токовым приборам, это значит, что проходимый ток должен быть ограничен посредством резистора.

Для расчета величины можно использовать следующую формулу:

R= (Uпит-Uпад)/0,75I, где

Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее; R – искомая величина сопротивления ограничивающего резистора;

I – проходящий ток.

Данные теоретические выкладки, казалось бы, необходимы для сборки любого работоспособного устройства. На примере разнообразных поделок китайского производства можно заметить, что на деле ограничивающий резистор применяется далеко не всегда.

Подключение светодиода на 12 вольт во всевозможных сувенирах, брелоках и фонариках осуществляется несколько иным способом. Несколько стандартных дисковых батареек подсоединяются напрямую к диоду. Расчет идет на то, что ток будет ограничиваться внутренним сопротивлением батареи, а её мощности не хватит на то чтобы попросту спалить другие элементы.

Некорректное подключение светодиодов на 12 вольт чревато не только их поспешным перегоранием. Важно помнить также о деградации устройств, когда яркость свечения стремительно падает при протекании нормального тока.

Светодиод не полностью перестает гореть, но он уже не сможет эффективно служить не только в составе фонарика, но даже в декоре он будет заметен только в полной темноте. Быстрее всего это можно наблюдать на белых и синих устройствах, поэтому для начала можно выбрать светодиод другого оттенка.

При отсутствии ограничивающего резистора подключение светодиода на 12В можно смело назвать неудачным. Полную деградацию устройства можно наблюдать через считанные минуты после подачи питания.

Схемы подобного образца – явная экономия средств и трудозатрат, но и изделия при этом получаются одноразовыми.

Другие примеры подключений, или как их исправить

Другое, не менее некорректное подключение светодиодов на 12В, можно наблюдать в уже более сложных и мощных устройствах. При увеличении количества диодов производители все так же продолжают надеяться на сопротивление батареи, просто соединив элементы последовательно. Наиболее распространенная причина при сдаче в ремонт таких приспособлений и поделок – банально выгорел отдельный светодиод или же вся их связка.

Можно попытаться доделать схему несколькими способами:

1. Подключение одного резистора.Такое подключение также не принесет ожидаемого результата. Все дело в том, что даже произведенные в одной партии полупроводниковые приборы имеют весьма ощутимые отличия. Дело даже не в том, что может быть заметна разница в яркости свечения светодиодов. Здесь речь пойдет о таком параметре как падение напряжения. Каждый из приборов характеризуется собственным током. Светодиод с наиболее высоким показателем, скорее всего, перегорит, когда его ток превысит номинальный. После этого и остальные светодиоды, питающиеся от 12В, не прослужат долго. Далее перегорит следующий по номиналу тока светодиод, а вслед за ним и оставшийся.
2. По резистору на каждый светодиод. Такое подключение стабилитрон 12 вольт не вступает в конфликт с правилами схемотехники. Токи становятся независимыми, но очевидный минус такой цепочки – громоздкость и неуместная загруженность элементами.
3. Цепочки последовательно соединенных светодиодов.Только такой вариант подключения устройств даст возможность одновременно добиться максимальной компактности при высокой результативности. Единственное, что стоит предусмотреть – увеличение напряжения питания.

Параметры светодиодов зависят и от их цвета, что нужно учитывать, продумывая подключение устройств к 12В.

Сколько светодиодов можно подключить к 12В и как это все рассчитать

Для получения ответа на данный вопрос можно разделить Uпит на Uпад, или же просто исходить из усредненного значения 2 вольт. Получается, что максимальное количество светодиодов, которое можно подключить, равняется 6. Но, определенная часть напряжения должна отходить гасящему резистору, пусть эта величина также будет составлять порядка 2 вольт.

Число элементов продолжает уменьшаться.

К этому стоит добавить, что прямое напряжение светодиодов далеко не всегда равняется 2 В. Следует принимать во внимание не только конкретный тип светодиода, но и оттенок его свечения. При этом лучше отталкиваться от максимальных значений падений напряжения, ведь в противном случае диоды могут просто не зажечься.

Расчеты не обязательно проводить вручную – выручить в любой ситуации сможет специальная программка для подсчета параметров элементов цепи. Полученные значения помогут понять, сколько конкретных диодов можно подключить к имеющемуся источнику питания.

Для чего может понадобиться подключение светодиодов к 12В

Одна из наиболее популярных областей применения таких схем – осветительная система автомобиля. Напряжения аккумулятора машины вполне хватает для реализации различных идей для внутренней подсветки, но вместе с этим светодиоды часто применяются и для внешнего освещения.

Блоки питания на 12 вольт можно назвать довольно распространенными, что позволяет существенно расширить область применения таких подключений. Различные рамки для часов, картинок, фотографий, подсветка аквариумов, террариумов, любых других предметов интерьера – все это можно реализовать на 12 вольтах. Светодиод как прибор довольно универсален, он не особо требователен к питанию и может вынести многие типы воздействий.

При конструировании любых поделок рекомендуется не забывать о правилах монтажа, чтобы сувениры и аксессуары могли служить длительное время.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Как подключить светодиод к 12 вольтам? Также просто, как и к 9-ти. Подключение светодиодов к источникам питания производится через ограничивающий резистор. Вся проблема и состоит в правильном расчёте сопротивления для светодиода.

Светодиоды 12 вольт

При подключении светодиода к 12 вольтам вначале выясняем, что за светодиод нам надо подключить. Как правило, у обычных светодиодов падение напряжения на них составляет 2 вольта (у синих и белых по 4 вольта). Также надо знать рабочий ток светодиода. Это, как правило, 10 или 20 мА. Мы будем считать, что у нас красный светодиод, требующий 2 вольта питания и ток 20 мА.

При падении напряжения на светодиоде 2 вольта при 12 вольт-м питании у нас остаётся 10 вольт, которые нам надо погасить резистором. Надо рассчитать его сопротивление.

R = U / I

Получаем 10 / 0.02 = 500 ом. Находим ближайшее большее значение номинала резистора по ряду Е24 (самый распространённый) – 510 ом. Это ещё не всё. Для надёжной работы этой схемы необходимо рассчитать мощность резистора. Мощность – это напряжение, умноженное на ток.

P = U * I

Т.е. напряжение, падающее на резисторе (10 В) умножаем на ток, текущий через него (0.02 А) и получаем 10 * 0.02 = 0.2 Вт или 200 мВт. Стандартный больший номинал резисторов – 0.25 Вт. Всё.

Если мы, к примеру, захотим подключить два светодиода к 12 вольтам, то всё почти также.

Разница будет только в том, что на двух светодиодах будет падать не 2, а уже 2 * 2 = 4 вольта. Т.о. на резистор останется 12 -4 = 8 вольт. Дальше всё также. Сопротивление резистора R = 8 / 0.02 = 400 ом. Ближайшее большее значение по Е24 – 430 ом. Мощность 8 * 0.02 = 0.16 Вт. Ближайшее большее значение такое же, как и в предыдущем примере – 0.25 Вт. Всё просто. Кстати, где поставить резистор, не имеет никакого значения. Со стороны анода, или катода, или, в случае с несколькими светодиодами, между ними. И не светите яркими светодиодами в глаза. Это опасно.

Правильная схема подключения светодиодов: последовательно или параллельно

Самое правильное подключение нескольких светодиодов – последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя – быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток – это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно – 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс – от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Источник тока (или генератор тока) – источник электрической энергии, который поддерживает постоянное значение силы тока через нагрузку с помощью изменения напряжения на своем выходе. Если сопротивление нагрузки, например, возрастает, источник тока автоматически повышает напряжение таким образом, чтобы ток через нагрузку остался неизменным и наоборот. Источники тока, которыми запитывают светодиоды, еще называют драйверами.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожгете его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи – почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED 5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА 5 вольт 12 вольт 24 вольта

340 Ом	170 Ом	85 Ом	57 Ом	34 Ом	24 Ом	17 Ом	8.5 Ом	5.7 Ом
1.74 кОм	870 Ом	435 Ом	290 Ом	174 Ом	124 Ом	87 Ом	43 Ом	29 Ом
4.14 кОм	2.07 кОм	1.06 кОм	690 Ом	414 Ом	296 Ом	207 Ом	103 Ом	69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ – конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64…106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток – это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) – либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

1. выходной ток;
2. максимальное выходное напряжение;
3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов – это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов – 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3…4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды Какой нужен драйвер

60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835)	см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730)	драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W)	драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды)	драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6)	драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Напряжение

– Как запитать цепь светодиодов максимум 5в

Компания Evans Designs производит светодиодные фонари для электропоездов. Они также не такие уж и дорогие и поставляются с необходимыми схемами.

1. Предположим, что ток сейчас равен \ $ I_ {led} = 20 \: \ textrm {mA} \ $, но не забывайте, что при необходимости можно увеличить ток. (Вы упомянули в более позднем комментарии, что \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $.)
2. Напряжение на вашем треке (насколько я понимаю) может превысить \ $ 13 \: \ textrm {V} \ $.Но я думаю, что некоторые поезда работают на переменном токе, а некоторые – на постоянном токе. Если это дорожка переменного тока, вы можете включить мостовой выпрямитель и следующий конденсатор (необязательно) в качестве первой части схемы. Я возьму на себя DC, пока.

В первом приближении обычные \ $ 5 \: \ textrm {mm} \ $ светодиоды должны работать с постоянным током, а не с постоянным напряжением. Очевидно, вы это знаете. Но, учитывая более широкий динамический диапазон вашего источника напряжения, может помочь специальная схема, обеспечивающая постоянный ток.

Если вы хотите попробовать сделать это с одним (или двумя) BJT, вы можете попробовать любой из следующих двух вариантов по очень низкой цене.

^{смоделировать эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Ток для светодиода в левой цепи проходит через \ $ R_2 \ $, а \ $ Q_1 \ $ отводит (это шунтирующий регулятор) любой дополнительный ток через свой коллектор. \ $ R_2 = \ frac {V_ {BE_1}} {I_ {led}} \ $. (Вы можете предположить, что \ $ V_ {BE_1} \ приблизительно 760-800 \: \ textrm {mV} \ $ для небольшого сигнального устройства.) И \ $ R_1 = \ frac {V_ {min} -V_ {led} -V_ {BE_1}} {1.5 \ cdot I_ {led}} \ $, где \ $ V_ {min} \ $ – ваш минимальный рабочий постоянный ток. напряжение и \ $ V_ {led} \ $, конечно же, рабочее напряжение вашего светодиода.

Серьезной проблемой для этой схемы является то, что \ $ R_1 \ $ будет рассеивать ужасное количество энергии при работе с более высокими напряжениями. Возможно, ватт или больше, так как он должен сбросить все это дополнительное напряжение.

Правая цепь пытается решить эту проблему. В этом случае \ $ Q_3 \ $ будет рассеивать избыточную мощность при более высоких напряжениях.Но поскольку ток фиксирован (примерно) во всех диапазонах входного напряжения, мощность не ужасна. Возможно, \ $ 200 \: \ textrm {mW} \ $, если говорить о \ $ I_ {led} = 20 \: \ textrm {mA} \ $. Но имейте в виду, что это идет линейно вверх с увеличением тока светодиода и линейно вниз, когда речь идет о меньшем токе светодиода. Так что просто помните об этом.

В этой правой схеме \ $ Q_3 \ $ не будет работать в режиме насыщения. С \ $ V_ {BE_2} \ приблизительно 680 \: \ textrm {mV} \ $ и \ $ V_ {led} \ le 3.2 \: \ textrm {V} \ $, \ $ V_ {CE_3} \ $ должно быть достаточно чтобы избежать насыщения.Однако, если напряжение светодиода больше, возможно, что \ $ Q_3 \ $ может немного перейти в насыщение. Поэтому я бы рекомендовал использовать \ $ \ beta_3 \ приблизительно 50 \ $ для установки \ $ R_4 \ $. Итак, \ $ R_4 = \ beta_3 \ cdot \ frac {V_ {min} -V_ {BE_2} -V_ {BE_3}} {I_ {led}} \ $ для обеспечения необходимого базового тока для \ $ Q_3 \ $ (плюс немного, учитывая, что \ $ \ beta_3 \ $ принимается как относительно низкое значение.) Без \ $ Q_2 \ $ и \ $ R_3 \ $ текущего контроля не было бы. Но с \ $ R_3 = \ frac {V_ {BE_2}} {I_ {led}} \ $, напряжение, развиваемое на \ $ R_3 \ $, начнет включать \ $ Q_2 \ $, что приведет к шунтированию (понижению) базы ток от \ $ Q_3 \ $, когда ток светодиода увеличивается больше, чем нужно.

В результате всего этого на правой цепи не так много потерь энергии. Короче говоря, это лучше, чем левая схема с учетом рассеивания. Но это стоит некоторых сложностей. Тем не менее, он маленький и достаточно простой, чтобы его можно было упаковать в термоусадочную трубку и покончить с этим. Он должен работать нормально.

---

Моя рекомендация, конечно, правый контур. Даже с более высокими желаемыми токами светодиодов вам, вероятно, удастся обойтись с помощью BJT с малым сигналом.Но я бы порекомендовал проверить и эту идею. Это , может быть, , а не точно . Одна вещь, о которой я беспокоюсь, это то, что нет никакой температурной компенсации, и если \ $ Q_3 \ $ сильно нагревается и передает это тепло в \ $ Q_2 \ $, тогда напряжение перехода база-эмиттер составляет \ $ Q_2 \ $. значительно упадет, и это уменьшит ток светодиода. Но я думаю, что это может быть хорошо для \ $ 20 \: \ textrm {mA} \ $ и может быть несколько менее “нормально” при несколько более высоких токах.

ПРИМЕЧАНИЕ: [Если вы обнаружили проблему с нагревом в правой цепи (маловероятно с \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $), я мог бы соединить два малосигнальных BJT как \ $ Q_3 \ $ и, если быть очень разборчивым, может только соединять коллекторы и базы вместе, но не соединять эмиттеры напрямую – вместо этого используйте небольшой последовательный резистор в каждой ветви эмиттера перед их соединением.В этом придирчивом случае я бы выбрал эти два эмиттерных резистора, чтобы сбросить примерно \ $ 200 \: \ textrm {mV} \ $, поэтому с \ $ I_ {led} = 15 \: \ textrm {mA} \ $ они, вероятно, быть \ $ 12-15 \: \ Omega \ $ значениями резистора.]

Я получаю свои BJT примерно за 3 копейки. Мои резисторы мне тоже стоили столько же. Так что это примерно два цента за правую схему, плюс затраты на работу, пайку, термоусадочную пленку и, конечно же, светодиод. Короче говоря, детали для электроники по сути бесплатны, и они не являются эксклюзивными деталями и никогда ими не станут. Так что в этом смысле это тоже хорошо.

светоизлучающих диодов (LED) – learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 63

Введение

Светодиоды окружают нас: В наших телефонах, автомобилях и даже в домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним находится светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они – бекон электроники.Они широко используются для улучшения любого проекта и часто добавляются к невероятным вещам (ко всеобщему удовольствию).

Однако, в отличие от бекона, после приготовления они бесполезны. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Но обо всем по порядку. Что именно – это , эта светодиодная штука, о которой все говорят?

светодиода (это «эл-и-ди») – это особый тип диодов, преобразующих электрическую энергию в свет. Фактически, LED расшифровывается как «Light Emitting Diode».«(Он делает то, что написано на жестяной банке!) И это отражается в сходстве схемных обозначений диода и светодиода:

Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Однако светодиоды требуют гораздо меньше энергии для включения по сравнению. Они также более энергоэффективны, поэтому не нагреваются, как обычные лампочки (если вы действительно не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не стоит их исключать из игры с большим потенциалом.Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах!

У вас уже есть тяга? Желание поставить светодиоды на все? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как это сделать!

Рекомендуемая литература

Вот еще несколько тем, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем продолжить.

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Диоды

Праймер диодный! Свойства диодов, типы диодов и их применение.

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорости передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальной мощности. 1,21 гигаватта учебного удовольствия!

Полярность

Введение в полярность электронных компонентов. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она есть и как ее идентифицировать.

Рекомендуемый просмотр

Как ими пользоваться

Итак, вы пришли к разумному выводу, что светодиоды нужно ставить на все.Мы думали, ты придешь.

Давайте пройдемся по книге правил:

1) Полярность имеет значение

В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет света. К счастью, это также означает, что вы не можете сломать светодиод, подключив его обратной стороной. Скорее, это просто не сработает.

Положительная сторона светодиода называется «анодом» и отмечена более длинным «проводом» или ножкой.Другая, отрицательная сторона светодиода называется «катодом» . Ток течет от анода к катоду и никогда не течет в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей схемы, блокируя прохождение тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода нарушит вашу цепь. Попробуйте перевернуть.

2) Моар равен лунному свету

Яркость светодиода напрямую зависит от того, сколько тока он потребляет. Это означает две вещи. Во-первых, сверхяркие светодиоды разряжают батареи быстрее, потому что дополнительная яркость возникает из-за потребляемой дополнительной мощности.Во-вторых, вы можете управлять яркостью светодиода, контролируя количество проходящего через него тока. Но создание настроения – не единственная причина сократить свое течение.

3) Есть такая вещь, как слишком много мощности

Если вы подключите светодиод непосредственно к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему позволено потреблять, и, как трагические герои прошлого, он уничтожит себя. Вот почему важно ограничить количество тока, протекающего через светодиод.

Для этого используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от попыток потреблять слишком большой ток. Не волнуйтесь, требуется лишь немного математики, чтобы определить наилучшее значение резистора для использования. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам!

Резисторы

1 апреля 2013 г.

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Не позволяйте всей этой математике пугать вас, на самом деле очень сложно что-то испортить. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать схему на светодиодах без калькулятора.

Светодиоды без математики

Прежде чем мы поговорим о том, как читать таблицу, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это руководство по светодиодам, а не руководство по чтению и .

Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил по настройке и работе светодиодов.Как вы, наверное, уже поняли из информации в последнем разделе, вам понадобится аккумулятор, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что их легко найти и они не могут обеспечить опасное количество тока.

Базовый шаблон для схемы светодиода довольно прост: просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Нравится:

Резистор 330 Ом

Хорошее сопротивление резистора для большинства светодиодов составляет 330 Ом (оранжевый – оранжевый – коричневый).Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики … Итак, начните с подключения резистора 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет.

Пробная версия и ошибка

Что интересно в резисторах, так это то, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете пережечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, с которыми можно поиграть, вот блок-схема, которая поможет вам разработать схему светодиодов методом проб и ошибок:

Броски с таблеткой

Еще один способ зажечь светодиод – просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Поскольку батарейка не может подавать достаточно тока, чтобы повредить светодиод, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку CR2032 между выводами светодиода.Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обернуть все это скотчем, добавить магнит и приклеить его к вещам! Ура для бросков!

Конечно, если вы не получаете хороших результатов с помощью метода проб и ошибок, вы всегда можете достать свой калькулятор и вычислить его. Не волнуйтесь, рассчитать лучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам необходимо найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам нужно сообщить в таблицу …

Узнать подробности

Не подключайте какие-либо странные светодиоды к своим цепям, это просто не здорово. Сначала узнайте их. А как лучше даташит читать.

В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного 5-миллиметрового светодиода.

Светодиодный ток

Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, что мы встречаем, – это очаровательный столик:

Ах да, но что все это значит?

Первая строка в таблице показывает, какой ток ваш светодиод может выдерживать непрерывно.В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить наиболее ярко при 20 мА. Вторая строка сообщает нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может обрабатывать короткие удары до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Эта таблица данных достаточно полезна, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьей строке сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили.

Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства.Обратное напряжение – это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность – это количество энергии в милливаттах, которое светодиод может использовать до того, как получит повреждение. Это должно работать само по себе, пока вы держите светодиод в пределах предполагаемых номинальных значений напряжения и тока.

Напряжение светодиода

Давайте посмотрим, какие еще таблицы они здесь поставили … Ах!

Это полезный столик! Первая строка сообщает нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде.Прямое напряжение – это термин, который часто используется при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение вашей цепи потребуется для подачи на светодиод. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти числа действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже, в более глубоком разделе этого руководства.

Длина волны светодиода

Во второй строке этой таблицы указывается длина волны света.Длина волны – это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного отличаться, поэтому таблица дает нам минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более глубоком разделе.

Яркость светодиода

Последняя строка (обозначенная «Luminous Intensity») – это показатель яркости светодиода. Единица мкд, или милликандела, – это стандартная единица измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. На 200 мкд этот светодиод будет хорошим индикатором.

Угол обзора

Далее у нас есть веерообразный график, который представляет угол обзора светодиода. В светодиодах разных стилей используются линзы и отражатели, чтобы либо сконцентрировать большую часть света в одном месте, либо максимально широко его распределить. Некоторые светодиоды похожи на прожекторы, испускающие фотоны во всех направлениях; Другие настолько направлены, что вы не можете сказать, что они идут, если не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод вертикально стоит под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. У этого светодиода довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо на светодиод, то он самый яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым дальним кругом. Чтобы получить угол обзора 50%, то есть угол, при котором свет становится вдвое слабее, проследите по кругу 50% по графику, пока он не пересечет синюю линию, затем проследите за ближайшей спицей, чтобы определить угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов.

Размеры

Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам потребуются для установки светодиода в корпусе! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это очень удобно, если вы хотите установить его на панели. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец не даст ему провалиться!

Теперь, когда вы знаете, как расшифровать таблицу, давайте посмотрим, какие необычные светодиоды вы можете встретить в дикой природе…

Типы светодиодов

Поздравляю, вы знаете основы! Может быть, вы даже заполучили несколько светодиодов и начали зажигать, это круто! Хотели бы вы активизировать свою игру в миг? Давайте поговорим о том, как сделать это за пределами вашего стандартного светодиода.

Крупный план сверхяркого 5-мм светодиода крупным планом

Типы светодиодов

А вот и другие персонажи.

RGB светодиоды

Светодиоды

RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий являются дополнительными основными цветами, вы можете управлять интенсивностью каждого из них, чтобы создать каждый цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штифт – это анод, а у других – катод.

Светодиод с общим прозрачным катодом RGB

Светодиоды с интегральными схемами

Велоспорт

Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, светодиодный индикатор велосипедного режима. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупный план ИС (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), контролирующий цвета.

5-миллиметровый светодиод с медленным циклом крупным планом

Просто включите его и смотрите! Они отлично подходят для проектов, где вам нужно немного больше действий, но нет места для схем управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые меняют тысячи цветов!

Адресные светодиоды

Светодиоды других типов можно регулировать индивидуально.Существуют разные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903, и это лишь некоторые из них), используемые для управления отдельным светодиодом, соединенным в цепочку. Ниже представлен крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа регулирует цвета по отдельности.

Адресный WS2812 PTH крупным планом

Встроенный резистор

Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Есть также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на стойке есть небольшая черная квадратная микросхема, которая ограничивает ток на этих типах светодиодов.

Светодиод со встроенным резистором крупным планом

Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3, 5 и 9 В.

Суперяркий зеленый светодиод с питанием от встроенного резистора

Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. При тестировании на 5 В он потребляет около 18 мА.Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В светодиод перегорел.

Пакеты для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиоды

SMD – это не столько конкретный вид светодиода, сколько тип корпуса. Поскольку электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (устройство для поверхностного монтажа) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресного светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050.

Адресный WS2812B Крупный план

Светодиоды

SMD бывают разных размеров, от довольно больших до меньших, чем рисовое зернышко! Поскольку они такие маленькие и у них есть подушечки вместо ножек, с ними не так легко работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал врач.

WS2812B-5050 Упаковка	APA102-2020 Упаковка

Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют сборку и установку машин для установки партии светодиодов на печатные платы и полосы.Вероятно, вы не стали бы вручную паять все эти компоненты вручную.

Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050)	Адресная светодиодная лента 5 м (APA102-5050) с питанием от светодиодной ленты

Высокая мощность

мощных светодиода от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче суперярких! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это необычные светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них могут быть построены даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиоды пропускается очень много энергии, часто требуются радиаторы. Радиатор – это, по сути, кусок теплопроводящего металла с большой площадью поверхности, задача которого – отводить как можно больше отработанного тепла в окружающий воздух. Некоторое тепловыделение может быть встроено в конструкцию некоторой коммутационной платы, такой как показанная ниже.

Светодиод высокой мощности RGB	Алюминиевая задняя панель для рассеивания тепла

Светодиоды высокой мощности могут выделять так много тепла, что без надлежащего охлаждения они сами себя повредят. Не позволяйте термину «отработанное тепло» вводить вас в заблуждение, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампами. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока.

Специальные светодиоды

Есть даже светодиоды, которые излучают свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет сложно отличить от обычных светодиодов.

ИК-светодиод

На противоположном конце спектра также можно встретить ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят определенные материалы светиться, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, потому что многие бактерии чувствительны к УФ-излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (счетов, кредитных карт, документов и т. Д.), Солнечных ожогов, список можно продолжить. При использовании этих светодиодов надевайте защитные очки.

УФ-светодиод для проверки банкноты США

Другие светодиоды

Имея в вашем распоряжении такие модные светодиоды, нет оправдания тому, что ничего не светится. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и интенсивность света!

Углубляясь в глубины

Итак, вы закончили серию LEDs 101 и хотите большего? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.Начнем с науки, которая заставляет светодиоды светиться … эээ … мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды – это особый вид диодов, но давайте углубимся в то, что именно это означает:

То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это микросхема из полупроводникового материала, легированного примесями, которая создает границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию.В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света!

Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, из которого изготовлен диод. Это потому, что структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте:

Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цвету. Полная таблица доступна в статье Википедии для “LED” .

В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проталкиваемой через диод.Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это нечто большее, чем просто цифра, показывающая, насколько ярко что-то выглядит.

Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности отдельного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандел. В этом устройстве интересно то, что на самом деле это не показатель количества световой энергии, а реальный показатель «яркости». Это достигается за счет того, что мощность, излучаемая в определенном направлении, взвешивается по функции яркости света.Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция яркости является стандартизированной моделью, которая учитывает эту чувствительность.

Яркость светодиодов может составлять от десятков до десятков тысяч милликандел. Световой поток на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Глядя прямо во все, что ярче нескольких тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайся.

Падение прямого напряжения

О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели техническое описание и упоминали, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен на совместно использовать напряжения, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равняться доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Поэтому, если у вас есть источник питания 5 В и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, то вы не можете питать более двух одновременно.

Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизительно определить напряжение на данной детали на основе прямого напряжения других деталей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с падением прямого напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы бы хотели добавить резистор, ограничивающий ток, не так ли? Как узнать напряжение на резисторе? Это просто:

5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор

5 = 4.8 + резистор

Резистор = 5 – 4,8

Резистор = 0,2

Значит, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, он дает вам представление о том, почему так важно прямое падение напряжения. Используя число напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент, используя закон Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равным ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы.

Расчет токоограничивающих резисторов

Если вам нужно рассчитать точное значение резистора, ограничивающего ток, последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров применения в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Вы сделали это! Вы знаете, почти все … о светодиодах. А теперь иди и включи светодиоды на все, что тебе заблагорассудится! А теперь … драматическая реконструкция светодиода без перенапряжения токоограничивающего резистора и его выгорания:

Ага… это не впечатляюще.

Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие руководства:

Свет

Свет – полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.

ИК-связь

В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с Arduino.

Как делают светодиоды

Мы совершим экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как изготавливаются 5-миллиметровые светодиоды PTH для SparkFun.

Использование OpenSegment

Как подключить и использовать экран дисплея OpenSegment. OpenSegment – старший брат последовательного 7-сегментного дисплея. Они работают на одной и той же прошивке, однако OpenSegment примерно в два раза больше.

Lumenati Hookup Guide

Lumenati – это наша линейка адресных светодиодных плат на базе APA102c. Мы покажем вам, как придать изюминку вашим проектам!

DIY Световая скульптура

В этом проекте цифрового производства с использованием 3D-печати, лазерной резки и самодельной электроники вы создадите красивый дизайнерский объект для своего рабочего стола или прикроватной тумбочки.

Хотите узнать больше о светодиодах?

На нашей странице LED вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте.

Отведи меня туда!

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений блога по теме:

L1: Включение светодиода

Содержание

1. Материалы
2. Подключите светодиод к контакту питания 5 В Arduino
   1. Шаг 1: Оберните резистор вокруг ножки светодиода
   2. Шаг 2: Подключите компоненты к Arduino
   3. Шаг 3: Подключите Arduino к источнику питания
   4. Давайте проанализируем нашу схему
      1. Шаг 1: Определите узлы и то, что мы знаем
      2. Шаг 2: Определите падение напряжения на резисторе
      3. Шаг 3: Найдите значение тока
   5. Максимальное потребление тока
      1. Максимальное количество светодиодов в серии
      2. Максимальное количество светодиодов, подключенных параллельно
3. Понижение напряжения источника питания
4. Как сделать светодиод менее ярким?
   1. Подключение светодиода к 3.Вывод питания 3 В
   2. Полное видео-пошаговое руководство
   3. Использование резисторов большего номинала
5. Следующий урок

---

В нашем первом упражнении мы собираемся использовать Arduino для включения светодиода. Мы не будем писать код . Вместо этого наша цель – сначала познакомиться с оборудованием Arduino и подключением компонентов к контактам Arduino, прежде чем мы начнем программировать, что мы и сделаем в следующем уроке.

Рисунок Движение тока в цепи показано анимированными желтыми кружками.Эта визуализация представляет собой грубую абстракцию, предназначенную для подчеркивания направления текущего потока. Более точная визуализация показала бы, что электроны уже распределены по проводу до того, как будет приложено напряжение. См. Нашу серию статей «Введение в электронику», в частности урок по напряжению, току и сопротивлению.

Материалы

Для этого урока вам потребуются следующие материалы. Пожалуйста, создавайте вместе с нами, чтобы углубить свое понимание и навыки – лучший способ учиться – это делать ! .Студенты, обучающиеся на наших курсах, должны задокументировать свои творческие пути в журналах прототипирования и попытаться ответить и поразмышлять на поставленные вопросы.

Arduino	LED	Резистор
Arduino Uno, Леонардо, или аналогичный	902	Красный светодиод	902	Красный светодиод использование Arduino Leonardo для этих вводных уроков по работе с микроконтроллерами, но подойдет любая плата с напряжением 5 В, включая Arduino Uno, METRO 328 от Adafruit, RedBoard от Sparkfun, и т. д. Каждая из этих плат имеет одинаковое расположение выводов и общие характеристики. Подключите светодиод к контакту питания 5 В Arduino Шаг 1. Оберните резистор вокруг ножки светодиода Возьмите резистор 220 Ом (или любой резистор 220 Ом или больше) и оберните одну ножку вокруг ножки светодиода. Если вы хотите следовать моему примеру точно , подключите резистор к аноду светодиода (длинная ножка), но любая ножка будет работать. (Помните, что резистор, ограничивающий ток, может быть установлен с любой стороны светодиода, см. Наш урок, посвященный светодиодам). Чтобы обмотать компоненты проволокой, просто скрутите ножки вместе следующим образом: Видео. Пример обмотки провода резистора 220 Ом непосредственно вокруг анода светодиода Шаг 2: Подключите компоненты к Arduino Вставьте светодиод + резистор в Arduino: катод светодиода (короткая ножка) к GND и анод светодиода (длинная ножка) + резистор к источнику напряжения Arduino, к которому вы можете получить доступ через вывод 5V. Шаг 3: Подключите Arduino к источнику питания Теперь подключите Arduino к источнику питания, и светодиод должен загореться.Ты сделал это! Вот фотография сделанной мной версии. Мне было легче протянуть проводку через Arduino от порта 5V до GND на противоположной стороне. Для питания вы можете использовать USB-кабель (который подает 5 В) или батарею на 9 В (которая подает 9 В). В любом случае, Arduino подает 5V через вывод 5V. Как? С помощью регулятора напряжения. См. «Подробнее» ниже. USB Power 9V Power С питанием от USB, вывод 5V подает 5V Используя бочкообразный разъем Arduino, мы можем подключить 7 внешних источников питания. -12 В настенный адаптер или аккумулятор на 9 В.Внутренний стабилизатор напряжения Arduino снижает эти более высокие напряжения для вывода чистого 5 В Давайте проанализируем нашу схему Как и в нашем уроке по светодиодам, давайте проанализируем, сколько тока проходит через эту простую схему на основе светодиодов. Для этого нам сначала нужно определить падение напряжения на резисторе \ (V_R \), а затем использовать закон Ома, чтобы вычислить ток (\ (I = \ frac {V_R} {R} \)). Шаг 1. Определите узлы и то, что мы знаем Мы всегда начинаем с определения узлов и того, что мы знаем.Мы знаем, что пока выполняется \ (V_f \), на нашем резисторе будет падение напряжения \ (V_R \) и падение напряжения \ (V_D \) на светодиодах. Согласно законам Кирхгофа, мы знаем, что полное падение напряжения на резисторе и светодиоде (\ (V_R + V_D \)) должно равняться нашему напряжению питания \ (V_S = 5V \). Из нашего урока светодиодов мы знаем, что наша цепь отключена до тех пор, пока не будет достигнуто «включено» или «прямое» напряжение нашего светодиода, которое для красного светодиода составляет ~ 2В. Таким образом, мы можем установить \ (V_D = 2V \) и найти \ (V_R \). Шаг 2: Найдите падение напряжения на резисторе Решение для \ (V_R \): \ [V_S = V_R + V_D \\ V_R = V_S – V_D \\ V_R = 5V – 2V = 3V \] Шаг 3: Найдите значение тока Из закона Ома мы знаем, что полный ток в нашей цепи равен падению напряжения на резисторе \ (V_R \), деленному на значение сопротивления \ (R \). То есть \ (I = \ frac {V_R} {R} \). И мы знаем, что \ (V_R = 3V \) и \ (R = 220Ω \). Таким образом, ток в нашей цепи равен: \ [I = \ frac {V_R} {R} \\ I = \ frac {3V} {220Ω} = 0.014A = 13,6 мА \] Итак, с выводом питания 5 В наша схема потребляет ток 13,6 мА. Это много или мало? Давайте рассмотрим это в контексте ниже. Максимальный потребляемый ток Arduino имеет множество типов контактов, каждый из которых имеет свои собственные максимальные значения тока. Контакты ввода / вывода : Максимальный ток, потребляемый любым одиночным выводом ввода / вывода , который мы еще не использовали, но мы будем использовать в следующем уроке, составляет 40 мА (более безопасный, непрерывный диапазон ~ 20 мА).Суммарный ток на всех выводах ввода / вывода вместе составляет 200 мА . Если мы превысим эти значения, мы можем повредить нашу плату Arduino или базовый микроконтроллер (ATmega328 для Uno или ATmega32u4 для Leonardo) Выводы источника питания : Выходной вывод 5V может подавать ~ 400- 500 мА при питании от USB и ~ 900-1000 мА при использовании внешнего адаптера питания. Выходной вывод 3,3 В может выдавать ~ 150 мА; однако, если у вас есть оба 3.Выходные контакты 3 В и 5 В подключены, любой ток, потребляемый с контакта 3,3 В, будет засчитан в общий ток 5 В. Единственный предохранитель – это сбрасываемый полифузор на USB-порту, который ограничивает ток до 500 мА на выходном контакте 5 В (но только при питании от USB). В Интернете ведется множество дискуссий о максимальном потреблении тока Arduino Uno и Леонардо. Лучший ресурс, который я нашел, – это сообщения StackExchange, которые также содержат ссылки на таблицы данных (post1, post2). Максимальное количество светодиодов в серии Тогда возникает интересный вопрос: с Arduino, питаемым через USB (максимальный ток 500 мА), сколько красных светодиодов вы могли бы последовательно подключить к контакту питания 5 В? Как насчет параллельно? Какой ограничивающий фактор для каждого? Ну, для простой последовательной конфигурации общее количество последовательных светодиодов ограничено напряжением питания, которое составляет 5В. С резистором 200 Ом и красным светодиодом с «прямым» напряжением \ (V_f = 2V \) мы ограничены максимум двумя светодиодами: \ (2 * 2V = 4V \).Однако на практике мне удалось подключить три светодиода последовательно (потому что светодиод начинает немного загораться при ~ 1,7–1,8 В), хотя они были довольно тусклыми. Мои измерения см. В таблице и изображении ниже. 6 Резистор Количество красных светодиодов в серии Падение напряжения на каждом светодиоде Падение напряжения на резисторе Ток 200 Ом 1 2,09 мА 200 Ом 2 1,92 В 1,21 В 6,1 мА 200 Ом 3 1,71 В 0,021 В 1,71 В 0,021 В 0,17 мА 1,01 В ~ 0 В ~ 0 мА Таблица . Для этого эмпирического измерения я использовал КРАСНЫЕ светодиоды Sparkfun 5 мм с рассеянным светом. Вот изображение испытательной установки и схем для измерений выше: Рисунок .Измерение падения напряжения и тока отдельного светодиода в цепи с помощью двух мультиметров: желтый мультиметр, настроенный как вольтметр для измерения падения напряжения \ (V_D \) на первом светодиоде в цепи, и красный мультиметр, настроенный как амперметр для измерения ток \ (I \) через цепь. Наконец, мы также можем исследовать эту схему в симуляторе, который отражает наши эмпирические измерения: Видео. A CircuitJS моделирование различных серий светодиодов с питанием 5 В. Максимальное количество светодиодов, подключенных параллельно Для параллельной конфигурации ограничивающим фактором является общий ток, который мы можем подавать, который с выводом 5V, питаемым от USB, составляет 500 мА. Сколько нужно красных светодиодов, чтобы превысить 500 мА при использовании резисторов 200 Ом? Что ж, в параллельной конфигурации каждая ветвь резистор + светодиод получает ~ \ (I = \ frac {V_R} {R} = \ frac {3V} {200} = 15 мА \). Таким образом, максимальное количество параллельно включенных светодиодов равно \ (\ frac {500mA} {15mA} = 33,3 \), округленное до 34. Рисунок. 34 параллельно включенных светодиода потребляют ток 514,1 мА, что превышает максимальную величину выходного вывода 5 В на Arduino (при питании от USB). Вот ссылка CircuitJS. Я попытался немного «нагружать» максимальные значения, используя порт USB на старом MacBook Pro (не делайте этого!). Несмотря на то, что я превысил как предел 500 мА с выходным контактом 5 В (563 мА), так и предел 150 мА с контактом 3,3 В (314 мА), я не сработал предохранитель. Однако я оставил плату подключенной только на короткое время. Рисунок. Я «нагрузил» выходной контакт 5 В, используя USB для питания. Не пытайтесь! Несмотря на превышение номинальных максимумов, мне не удалось сработать внутренний предохранитель Arduino на источниках питания 5 В или 3,3 В. Обратите внимание, что контакты ввода / вывода не имеют такой защиты, поэтому вы можете повредить плату, если перегрузите ток. Понижение напряжения источника питания Если мы подключим сетевой адаптер 7–12 В или батарею на 9 В к гнезду Arduino, как тогда Arduino преобразует эти более высокие напряжения в 5 В? Использование компонента, называемого стабилизатором напряжения, который может принимать различные значения постоянного напряжения и понижать (но не повышать) до стабильного постоянного напряжения.Вы можете купить и использовать регуляторы напряжения в собственных проектах. Если вы хотите узнать больше о подсистеме питания Arduino Uno, прочтите этот пост в блоге Technobyte. Как сделать светодиод менее ярким? Яркость светодиода контролируется током . Итак, чтобы уменьшить яркость светодиода, нам нужно уменьшить ток. Но как? Вспомните закон Ома: \ (V = I * R \) или \ (I = \ frac {V} {R} \). Таким образом, мы можем уменьшить ток: Уменьшить напряжение Увеличить сопротивление В будущих уроках мы покажем, как можно программно управлять выходным напряжением , написав код для микроконтроллера Arduino.Но пока давайте уменьшим яркость светодиода, сначала уменьшив напряжение, используя вывод 3,3 В Arduino (а не вывод 5 В), а затем используя резисторы большего номинала. Это похоже на действия в наших уроках светодиодов, но теперь мы используем выводы Arduino в качестве источника напряжения. Подключение светодиода к контакту питания 3,3 В Arduino Uno обеспечивает как источник питания 5 В (который мы только что использовали), так и источник питания 3,3 В. Давайте переместим анод светодиода (длинная ножка) с вывода 5V на вывод 3.Вывод 3V, но оставьте резистор 220 Ом. Что вы наблюдаете? Светодиод должен быть менее ярким! Это связано с тем, что в цепи 3,3 В. протекает меньший ток. Напомним, что для 5 В мы имеем \ (I = \ frac {V_R} {R} = \ frac {3V} {220Ω} = 13,6 мА \). С выходным контактом 3,3 В это значение падает до \ (I = \ frac {V_R} {R} = \ frac {1V} {220Ω} = 4,5 мА \) Вот фотография рабочего стола светодиода, подключенного к Порт 3,3 В. Светодиод заметно менее яркий: Полное видео-пошаговое руководство Вот полное видео-пошаговое руководство по намотке резистора вокруг анодной ножки светодиода, подключению цепи к 5 В и заземлению, а затем переключению с 5 В на 3.Питание 3 В. Использование резисторов большего номинала Мы только что показали, как уменьшение напряжения питания (\ (V_s \)) пропорционально снижает ток и, следовательно, яркость светодиода. Теперь давайте поиграем с резисторами более высокого номинала, такими как 680 Ом, 2,2 кОм или 10 кОм, и посмотрим, как они действуют. Что происходит? Вы должны заметить, что яркость светодиода уменьшается на , когда сопротивление увеличивается , поскольку яркость светодиода зависит от тока (\ (I = \ frac {V_R} {R} \)). Мы можем проверить эти теоретические предсказания, используя мультиметр для измерения (\ (V_s \)), фактических значений резисторов и тока \ (I \). Мы провели эти измерения с помощью мультиметра Fluke 115 True RMS. Несколько важных замечаний: Каждый электронный компонент, который мы используем, от светодиода до резисторов до напряжения питания (\ (V_s \)), будет немного отличаться от идеального. Например, наши углеродные пленочные резисторы имеют допуск 5% (обозначен золотой полосой), и я измерил напряжение питания на Arduino Uno, как (\ (V_s \) = 4.902V), а не 5V. Fluke 115 обеспечивает точность до трех знаков. Итак, мультиметр показывает 0,013 А, 0,004 А, и т. Д. Таким образом, невозможно сравнить наши теоретические прогнозы с 4-м знаком точности (что влияет на наши сравнения с низким током – миллиампер). Опять же, мы предполагаем \ (V_f = 2V \) для нашего красного светодиода (мы также можем измерить это непосредственно в каждой цепи): Если вы хотите узнать больше о том, как использовать мультиметр, вот несколько Руководства по началу работы: У них есть мультиметры в Tinkercad Circuits, так что вы также можете использовать их и играть с ними там (если у вас их нет дома). Следующий урок В следующем уроке мы узнаем, как программно управлять выходным напряжением цифрового входа / выхода для переключения между LOW (0 В) или HIGH (5 В) с помощью digitalWrite (int pin , значение int) . Далее: мигание светодиода с помощью Arduino Все материалы с открытым исходным кодом созданы лабораторией Makeability Lab и профессором Джоном Э. Фрелихом. Нашли ошибку? Отправьте сообщение о проблеме на GitHub. Схема тестирования светодиодов | УЧИТЬСЯ.PARALLAX.COM Детали тестовой схемы светодиодов (2) светодиода – красный (2) резистора, 220 Ом (красно-красно-коричневый) (3) перемычки Всегда отключайте питание от вашей платы перед сборкой или модифицируя схемы! 1. Установите переключатель питания BOE Shield в положение 0. 2. Отсоедините кабель программирования и аккумуляторную батарею. Контрольные цепи светодиодов На изображении ниже показана схема светодиодной схемы индикатора слева и пример электрической схемы схемы, построенной на участке прототипирования вашего BOE Shield справа. Постройте схему, показанную ниже. Если вы новичок в построении электрических цепей, постарайтесь точно следовать схеме подключения. Убедитесь, что катодные выводы светодиодов подключены к GND. Помните, что катодные выводы – это более короткие контакты, которые находятся ближе к плоской поверхности на пластиковом корпусе светодиода. Каждый катодный вывод должен быть вставлен в тот же 5-контактный ряд, что и провода, идущие к гнездам GND. Убедитесь, что каждый более длинный анодный вывод подключен к тому же 5-контактному ряду, что и вывод резистора. Следующее изображение даст вам представление о том, что происходит, когда вы программируете Arduino для управления схемой светодиода. Представьте, что у вас батарея на 5 В (5 В). У Board of Education Shield есть устройство, называемое регулятором напряжения, которое подает 5 вольт на розетки с маркировкой 5V. Когда вы подключаете анодный конец цепи светодиода к 5 В, это похоже на подключение его к положительной клемме 5-вольтовой батареи. Когда вы подключаете цепь к GND, это похоже на подключение к отрицательной клемме 5-вольтовой батареи. В левой части изображения один вывод светодиода подключен к 5 В, а другой – к GND. Таким образом, электрическое давление 5 В заставляет электроны проходить через цепь (электрический ток), и этот ток заставляет светодиод излучать свет. Схема на правой стороне имеет оба конца цепи светодиода, подключенные к GND. Это делает напряжение одинаковым (0 В) на обоих концах цепи. Нет электрического давления = нет тока = нет света. Вы можете подключить светодиод к цифровому выводу ввода / вывода и запрограммировать Arduino на изменение выходного напряжения вывода между 5 В и GND.Это включит / выключит светодиодный индикатор, и этим мы займемся дальше. Volts сокращенно V . Когда вы прикладываете напряжение к цепи, это похоже на приложение электрического давления. Условно 5 В означает «на 5 В выше заземления». Земля, часто обозначаемая как GND, считается 0 В. Земля обозначается как GND. Термин заземление возник из электрических систем, где это соединение фактически представляет собой металлический стержень, вбитый в землю.В портативных электронных устройствах заземление обычно используется для обозначения соединений, которые идут к отрицательной клемме источника питания батареи. Ток означает скорость, с которой электроны проходят через цепь. Вы часто будете видеть измерения тока, выраженные в амперах , сокращенно A. Используемые здесь токи измеряются в тысячных долях ампера или миллиамперах . Например, через схему, показанную выше, проходит 10,3 мА. Как работает светодиод 5 мм? Светоизлучающие диоды (светодиоды) повсюду вокруг нас.Они есть в наших домах, в наших машинах, даже в наших телефонах. Светодиоды бывают разных форм и размеров, что дает дизайнерам возможность адаптировать их к своему продукту. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за ним находится светодиод. Их низкое энергопотребление и небольшие размеры делают их отличным выбором для многих различных продуктов, поскольку их можно более плавно интегрировать в дизайн, чтобы сделать его в целом лучшим устройством. Раньше мы обсуждали светодиоды высокой яркости, но в этом посте мы сосредоточим наше внимание на светодиодах диаметром 5 мм или светодиодах со сквозными отверстиями.Это типы светодиодов, которые, вероятно, будут использоваться в вашей небольшой электронике в качестве светового индикатора или чего-то в этом роде. 5-миллиметровые светодиоды потребляют гораздо меньше тока, чем светодиоды высокой яркости, 20 мА по сравнению с минимум 350 мА для мощных светодиодов. Если вы следили за нашим оригинальным постом Mastering LEDs, вы должны знать: больше тока = больше света. Очевидно, что эти 5-миллиметровые светодиоды будут скорее акцентным светом для очень маленьких помещений. Именно для этого предназначены 5-миллиметровые светодиоды, их можно использовать вместе в большом массиве для создания знака или какой-то матрицы, или их можно использовать сами по себе, чтобы сделать небольшой индикатор или один из этих крошечных фонариков на цепочке для ключей. . 5-миллиметровые светодиоды очень полезны, так как они легко питаются от небольшого источника питания и служат долгое время. Это позволяет легко встраивать их во многие электронные устройства или размещать фонари там, где они обычно не могут находиться. Название 5-миллиметрового светодиода связано с их размерами: эпоксидный корпус наверху имеет диаметр около 5 мм. Эти сверхмалые источники света просты в использовании, но мы не можем упускать из виду некоторые этапы настройки нашей светодиодной схемы. Основные сведения о 5-миллиметровом светодиоде Светодиод – это вариант основного диода.Диод – это электронный компонент, который проводит электричество только в одном направлении. Диоды имеют так называемое номинальное прямое напряжение, которое определяет минимальную разницу напряжений между анодом (+) и катодом (-), чтобы позволить электронам течь (аххх… сладкое электричество). Светодиод в основном такой же, как диод, с ключевым отличием, что он генерирует свет, когда течет электричество. 5-миллиметровые светодиоды – это светодиоды, которые удерживают матрицу на опоре наковальни, которая для защиты заключена в эпоксидный купол.Затем соединения производятся через две ножки или штыри, выходящие из нижней части. Как мы уже упоминали, диод пропускает поток только в одном направлении. Это делает очень важным различать положительную сторону (анод) и отрицательную сторону (катод). Со светодиодами 5мм это просто, заметили, что ножки разной длины? Более длинная ветвь – это анод, а более короткая из двух – катод. Если ваши ноги подрезаны или у вас есть производитель, который делает их такого же размера, обычно есть плоское пятно вокруг обода 5-миллиметрового корпуса со стороны катода (см. Ниже). Убедитесь, что вы всегда подключаете положительный полюс батареи / источника питания к аноду, а отрицательный или заземляющий – к катоду. Это обеспечит совпадение полярности и прохождение электричества, если у вас достаточно входного напряжения, и ваш 5-миллиметровый светодиод загорится. Если вы подключите его в обратном направлении, ничего не произойдет, и цепь останется замкнутой. Чтобы убедиться, что у вас достаточно мощности для светоизлучающего диода, есть два ключевых параметра, на которые следует обратить внимание при рассмотрении технических характеристик светодиодов: прямое напряжение и прямой ток. Напряжение светодиода 5 мм Для каждого светодиода должно быть указано «прямое напряжение», которое определяет величину напряжения, необходимого для проведения электричества и получения света. Если вы попытаетесь подать что-либо меньшее, чем это количество, светодиод останется открытым и непроводящим. Как только напряжение, падающее на светодиоде, достигнет прямого напряжения, ваш светодиод загорится. Если у вас несколько светодиодов последовательно, вы должны учитывать сумму их номинальных напряжений в прямом направлении. Давайте взглянем на один из наших стандартных синих светодиодов 5 мм.Теперь мы можем легко увидеть в технических характеристиках на странице продукта, что светодиод имеет прямое напряжение около 3,4 В. Итак, мы берем этот светодиод и пытаемся подключить его к батарее АА, светодиод что-нибудь сделает? Батарейки AA имеют номинальное напряжение 1,5 В, поэтому нет, у нас недостаточно напряжения для проведения электричества. Однако, если мы добавим еще одну батарею AA последовательно, наше напряжение будет 3 В, и мы сможем запустить 5-миллиметровый светодиод. «Но вы сказали, что для светодиода требуется 3,4 В!» Да, я знаю, но когда вы говорите с такими знаками после запятой, все будет в порядке. 5 мм светодиодный ток Теперь некоторые люди думают, что им нужно только позаботиться о напряжении светодиода, и все будет в порядке. Это упускает из виду очень важную часть светодиодов – ток. Светодиоды будут потреблять столько тока, сколько они могут в цепи, в свою очередь, вызывая повышение температуры светодиода, пока он не перегорит. Поэтому, чтобы уменьшить количество выходящих из строя светодиодов, обратите внимание на номинальный ток светодиодов. Приведенный выше пример, когда входное напряжение и прямое напряжение настолько близки, – это единственный пример, когда вам не нужно сильно беспокоиться о токе.Как показывает практика на нашем сайте, когда ваше входное напряжение составляет 3 В, вы можете включить любой из 5-миллиметровых светодиодов, кроме красного и желтого, не беспокоясь об отслеживании тока. Это связано с тем, что в источнике питания недостаточно тока для того, чтобы 5 мм потреблял и сгорал. В любом другом случае вам нужно ограничить количество тока, протекающего через светодиод. С помощью мощных светодиодов это достигается с помощью драйвера постоянного тока. Номинальный ток 5-миллиметровых светодиодов намного ниже, обычно около 15-30 мА, и мы можем контролировать ток, подключив резистор последовательно со светодиодом.Здесь вы часто будете слышать термин «резистор ограничения тока», поскольку резистор обеспечивает значительное ограничение тока, протекающего по цепи. 5-миллиметровые светодиоды обычно тестируются при 20 мА, они могут потреблять ток до 30 мА, но, на мой взгляд, я обычно стараюсь поддерживать 5-миллиметровые светодиоды на 20 мА, что рекомендуется во всех их спецификациях. Теперь нам нужно выяснить, как подобрать резистор подходящего размера для вашей схемы, чтобы ваши светодиоды были в безопасности! Выбор резистора подходящего размера для светодиодов Резисторы бывают самых разных размеров, и чтобы найти правильный размер для вашей системы, требуется математика.Не волнуйтесь, с этим калькулятором сопротивления, который рассчитывает размер резистора, который вам нужен, будет очень просто. Это отличный инструмент, но он всегда помогает узнать, как производятся расчеты, поэтому следите за ним. Чтобы найти токоограничивающий резистор правильного размера, мы должны знать два свойства светодиода: прямой ток и прямое напряжение. Давайте использовать тот же синий светодиод, что и в примере выше. На странице продукта вы увидите таблицу, изображенную справа. В кружке показано прямое напряжение (Vf) при заданном испытательном токе.Таким образом, вы можете видеть, что для этого светодиода при постоянном токе 20 мА на светодиодах падает 3,2-3,6 В. Мы возьмем золотую середину и предположим, что этот светодиод упадет на 3,4 В. В этом примере я буду использовать 3 последовательно соединенных батарейки AA в качестве источника питания. Каждая батарея AA имеет напряжение около 1,5 В, поэтому в общей сложности у нас есть 4,5 В питания для нашего светодиода. Мы должны использовать закон Ома, чтобы найти предел резистора, но сначала мы должны найти напряжение, проходящее через него. Резистор и светодиод будут размещены последовательно, что означает, что падение напряжения на них будет суммироваться, чтобы равняться входному напряжению.Это означает, что мы можем легко найти напряжение, которое будет падать на резисторе, поскольку мы уже знаем, что светодиоды составляют 3,4 В. Входное напряжение = LED В f + Напряжение резистора Напряжение резистора = Входное напряжение – светодиод В f Напряжение на резисторе = 4,5–3,4 В Таким образом, на резисторе будет падать около 1,1 В. Теперь, когда у нас есть это, мы можем использовать закон Ома для расчета необходимого сопротивления! Сопротивление = напряжение / ток (в амперах) Сопротивление = 1.1 / 0,02 (20 мА) Сопротивление = 55 Ом В зависимости от светодиода резистор будет меняться. В этом примере мы можем предположить, что требуется резистор на 55 Ом, ближайший размер, который у нас есть, – 60,4, поэтому мы бы выбрали его. Если вы сомневаетесь в значении или у вас есть одно среднее между предложенными значениями сопротивления, выберите размер немного большего размера. Последнее, что нужно проверить с вашими светодиодами и резисторами, – это мощность резистора. Все наши резисторы Вт. Требуемая мощность резистора – это разница между мощностью светодиода и общей мощностью схемы.Итак, в приведенном выше примере мы найдем требуемую мощность резистора. Мощность светодиода = 3,4 В x 0,02 A = 0,068 Вт Общая мощность = 4,5 В x 0,02 A = 0,09 Вт Мощность, рассеиваемая на резисторе = 0,09 – 0,068 = 0,022 Вт Резистор ¼ Вт (0,25) может легко выдержать 0,022 Вт, так что все готово! Установите резистор последовательно со светодиодом (на положительной стороне соединения), и ваш свет будет готов. Не хотите ломать голову над поиском резистора и работать с несколькими резисторами в одной цепи? Оцените DynaOhm от LuxDrive. Это полностью залитый полупроводниковый переменный резистор, который оптимизирован для замены резисторов в 5-миллиметровых светодиодных устройствах. Этот блок будет включаться последовательно, как и резистор. Разница в том, что он уже рассчитан на определенный номинальный ток, поэтому все, о чем вам нужно беспокоиться, – это напряжение. DynaOhm может принимать от 2,6 В до 50 В постоянного тока, поэтому вводите все, что вам нужно для светодиодов. Теперь, когда мы закончили все эти забавные разговоры о напряжении и токе, мы можем погрузиться в то, что действительно волнует людей, – на свет, который излучают эти крошечные лампочки. Цвет и яркость измеряются несколькими способами. На нашем сайте они всегда хорошо перечислены и систематизированы, но давайте узнаем, как эти диоды создают тот свет, который они создают. Длина волны светодиода Длина волны светодиода – это, по сути, очень точный способ объяснить цвет света. Для светодиодов будет различаться цвет, поскольку производственный процесс интенсивен, а иногда и длины волн немного отличаются.На листе технических характеристик светодиода 5 мм вы фактически увидите минимальную и максимальную длину волны. Вариации всегда находятся в пределах одного и того же спектра, просто если вы покупаете светодиоды одного цвета в разных партиях, вероятно, будут небольшие отклонения (даже если наши глаза их не замечают). Эта длина волны фактически определяется типом полупроводникового материала, из которого изготовлен диод внутри этого 5-миллиметрового корпуса. Структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами, что влияет на видимый нами свет.Ниже представлена ​​полная таблица наших светодиодов и вариантов длины волны. Некоторые из наиболее популярных цветов, которые мы продаем, – это Deep Red 660 нм и Pink 440 нм. Есть также 5-миллиметровые белые светодиоды теплого и холодного белого цвета. Яркость светодиода Таким образом, длина волны зависит от материала полупроводника, но интенсивность света зависит от тока, подаваемого на диод. Следовательно, чем выше ток возбуждения, тем ярче будет ваш светодиод. Яркость 5-миллиметровых светодиодов обычно измеряется в милликанделах (мкд), но это гораздо больше, чем просто установка определенного количества яркости на любой светодиод. Самое интересное в этом измерении света, канделе, заключается в том, что это не мера количества световой энергии, как измеряется большинство других форм света, а скорее фактическая яркость. Это число определяется путем определения мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции яркости света. В основном это означает, что угол луча, который мы обсудим ниже, может влиять на свет, но также влияет на длину волны. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн, чем к другим, и эта модель яркости учитывает это.Вот почему ИК-светодиоды 5 мм не будут иметь выхода, потому что мы не можем видеть эту длину волны. То же самое для УФ и даже синего и других распространенных цветов. Эта сила света (яркость) варьируется от светодиода к светодиоду, как вы увидите. Цвета обычно ниже, от десятков до сотен, тогда как белые (и некоторые цвета, которые мы видим лучше, например, зеленый) могут достигать 20 000 мкд. Мы перечисляем светоотдачу всех 5-миллиметровых светодиодов при испытательном токе 20 мА. Угол обзора 5 мм 5мм светодиода на нашем сайте будут маркированы по цвету и углу луча.5-миллиметровые светодиоды показывают график, подобный приведенному справа, который показывает угол, под которым будет идти луч, и интенсивность при определенных углах. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод вертикально стоит под ним. «Спицы» на графике – это углы, а линии, похожие на радугу, – это интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Ниже мы расскажем, как определить угол обзора и яркость любого 5-миллиметрового светодиода под этим углом. Рассеянный светодиод 5 мм Часто рекомендуется иметь какой-нибудь рассеиватель или матовое покрытие, если на светодиоды будут смотреть непосредственно человеческий глаз.Некоторые 5-миллиметровые светодиоды имеют эпоксидную отделку купола, которая делает световой поток более мягким. У нас есть один белый 5-миллиметровый светодиод, в котором используется эта отделка, поэтому она приятна для глаз. Это снизит яркость, но сделает свет лучше. Исследуйте мир с 5-миллиметровыми светодиодами Светодиоды 5 мм очень доступны по цене и просты в разработке. Посмотрите, что вы можете с ними сделать, варианты безграничны. Теперь вы знаете, как запитать 5-миллиметровые светодиоды, определить их цвет и яркость, а также убедиться, что свет распространяется туда, где он вам нужен.Удачи! Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные индивидуальные светодиодные дисплеи, теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как это сделать провода светодиодные фонари? но на самом деле может это сделать, подробности узнайте здесь. Эти фонари известны не только своими великолепными цветовыми эффектами, но также своей долговечностью и наименьшим энергопотреблением. Более того, светодиоды могут быть соединены в группы для формирования больших буквенно-цифровых дисплеев, которые могут использоваться в качестве индикаторов или рекламы. Молодые любители электроники и энтузиасты часто путаются и задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, поскольку им сложно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимых для поддержания оптимальной яркости. Почему нам нужно рассчитывать светодиоды Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные фонари? С помощью формулы узнайте, насколько просто создать свои собственные светодиодные дисплеи. Мы уже знаем, что для включения светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV).Например, для красного светодиода требуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода – 1,6 В, а для желтого светодиода – около 2 В. Все современные светодиоды имеют прямое напряжение примерно 3,3 В независимо от их цвета. Но поскольку заданное напряжение питания светодиода будет в основном выше, чем его значение прямого напряжения, добавление ограничивающего резистора тока со светодиодом становится обязательным. Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничителя тока для выбранного светодиода или серии светодиодов Расчет резистора ограничения тока Значение этого резистора можно рассчитать по следующей формуле: R = ( напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I Здесь R – рассматриваемый резистор в Ом В – входное напряжение питания светодиода VF – прямое напряжение светодиода, которое фактически является минимальным напряжением питания требуется светодиод для освещения с оптимальной яркостью. Когда возникает вопрос о последовательном подключении светодиодов, вам просто нужно заменить «прямое напряжение светодиода» на «общее прямое напряжение» в формуле, умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 последовательно соединенных светодиода, тогда это значение становится 3 x 3,3 = 9,9 Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, это может быть от 20 мА до 350 мА в зависимости от спецификации выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в амперы в формуле, чтобы 20 мА стало 0.02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее. Как подключить светодиоды? Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение: Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей с 90 светодиодами в нем с источником питания 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея. Чтобы оптимально согласовать и настроить 90 светодиодов с источником питания 12 В, вам необходимо соответствующим образом соединить светодиоды последовательно и параллельно. Для этого расчета нам потребуется учитывать 3 параметра, а именно: Общее количество светодиодов, которое в нашем примере составляет 90 Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его 3 В для упрощения расчет, обычно это 3.3V Вход питания, который в данном примере составляет 12 В Прежде всего, мы должны рассмотреть параметр последовательного подключения и проверить, сколько светодиодов может быть размещено в пределах заданного напряжения питания Мы делаем это, разделив напряжение питания на 3 вольта. Очевидно, ответ будет = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в блоке питания 12 В. Однако вышеупомянутое условие может быть нецелесообразным, потому что это ограничит оптимальную яркость строгим напряжением питания 12 В и в случае, если напряжение питания снижено до некоторого более низкого значения, приведет к более низкому освещению светодиода. Следовательно, чтобы обеспечить более низкий запас по крайней мере 2 В, было бы целесообразно исключить один счетчик светодиодов из расчета и сделать его 3. Таким образом, 3 последовательно соединенных светодиода для источника питания 12 В выглядят достаточно хорошо, и это гарантирует, что даже если питание было уменьшено до 10 В, при этом светодиоды могли загореться довольно ярко. Теперь мы хотели бы знать, сколько таких 3 светодиодных гирлянд можно сделать из наших 90 светодиодов в руках? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, мы получим ответ, равный 30.Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек или цепочек, каждая из которых имеет 3 светодиода в серии. Это довольно легко, правда? После того, как вы закончите сборку упомянутых 30 нитей светодиодных гирлянд, вы, естественно, обнаружите, что каждая цепочка имеет свои положительные и отрицательные свободные концы. Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор на положительном конце цепи или отрицательном конце, положение не имеет значения. поскольку резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить что-то среднее между серией светодиодов.Используя предыдущее значение, мы находим резистор для каждой светодиодной цепочки: R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода = 12 – (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом Предположим мы подключаем этот резистор к каждому из отрицательных концов светодиодных цепочек. После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе и отрицательные концы или концы резисторов каждой серии вместе. Наконец, подайте напряжение 12 В на эти общие концы, соблюдая полярность.Вы сразу же обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью. Вы можете выровнять и расположить эти светодиодные цепочки в соответствии с дизайном дисплея. Светодиоды с нечетным счетчиком Может возникнуть ситуация, когда ваш светодиодный дисплей содержит светодиоды с нечетным числом. Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, тогда, учитывая 12 В в качестве источника питания, делить 101 на 3 становится довольно неудобной задачей. Итак, мы находим ближайшее значение, которое прямо делится на 3, которое равно 99. Разделив 99 на 3, мы получим 33. Следовательно, расчет для этих 33 светодиодных цепочек будет таким, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и поставить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками. Однако, чтобы гарантировать, что 2 цепочки светодиодов потребляют равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы рассчитываем последовательный резистор соответственно. В формуле мы просто изменяем общее прямое напряжение, как показано ниже: R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода = 12 – (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов. Следовательно, у нас есть 150 Ом для всех трех светодиодных цепочек и 300 Ом для двух светодиодных цепочек. Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несовпадающим количеством светодиодов, вставив подходящий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов. Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для оставшейся меньшей серии. На этом мы завершаем наше руководство по последовательному и параллельному подключению светодиодов для любого заданного количества светодиодов с использованием указанного напряжения питания. Если у вас есть какие-либо связанные вопросы, используйте поле для комментариев, чтобы решить эту проблему. Расчет светодиодов, включенных последовательно, параллельно на плате дисплея До сих пор мы изучили, как светодиоды могут быть подключены или рассчитаны последовательно и параллельно. В следующих параграфах мы исследуем, как создать большой цифровой светодиодный дисплей путем последовательного и параллельного соединения светодиодов. В качестве примера мы построим числовой дисплей «8», используя светодиоды, и посмотрим, как он подключен. Необходимые детали Для конструкции вам понадобятся следующие электронные компоненты: КРАСНЫЙ светодиод 5 мм. = 56 шт. РЕЗИСТОР = 180 ОМ ¼ ВАТТ CFR, ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА Как рассчитать и построить светодиодный дисплей? Конструкция этой схемы отображения номеров очень проста и выполняется следующим образом: Вставьте все светодиоды в плату общего назначения; следуйте ориентации, как показано на принципиальной схеме. Сначала припаяйте только один вывод каждого светодиода. После этого вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо, а на самом деле закреплены довольно криво. Прикоснитесь наконечником паяльника к припаянной точке светодиода и одновременно надавите на конкретный светодиод так, чтобы его основание прижалось к плате. Сделайте это, чтобы все светодиоды выровнялись ровно. Теперь закончите пайку другого непаянного вывода каждого из светодиодов. Аккуратно отрежьте их провода кусачком.Согласно принципиальной схеме объедините плюсы всех серий светодиодов. Подключите резисторы 180 Ом к отрицательным разомкнутым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов. На этом завершается построение светодиодного дисплея с номером «8». Чтобы проверить это, просто подключите источник питания 12 В к общему положительному выводу светодиода и отрицательному общему резистору. Число «8» должно мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея, и его можно будет распознать даже с большого расстояния. Подсказки по работе схемы Чтобы четко понять, как проектировать большой цифровой светодиодный дисплей, будет важно знать, как работает схема в деталях. Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных полос. Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, достаточных для того, чтобы они ярко светились. Резисторы обеспечивают ограничение тока светодиодов, чтобы они могли работать долго. Теперь, просто соединив эти светодиоды этой серии параллельно, мы можем выровнять их по разным формам для создания огромного количества различных буквенно-цифровых дисплеев. Читатели должны теперь легко понять, как рассчитывать светодиоды в различных режимах. Просто нужно сначала подключить светодиоды последовательно, а затем соединить их параллельно и подать напряжение на их общие положительные и отрицательные стороны. Как управлять многими светодиодами / светодиодами высокой мощности с помощью GPIO | Руководство для начинающих Подключение светодиода к контакту GPIO можно выполнить, и это часто делается.Но это будет работать только в том случае, если на светодиодах прямое падение напряжения менее 5 В (или 3,3 В с некоторым GPIO (некоторые даже до 1,1 В!)). GPIO часто ограничиваются примерно 20 мА, и, например, для Arduino Mega некоторые шины GPIO могут выдавать максимум 100 мА, так что одновременно будет гореть только 5 светодиодов. Более того, если каждый светодиод занимает один GPIO, вы ограничены количеством GPIO, которое у вас есть, и часто не многие контакты имеют возможность PWM, поэтому вы даже не можете их затемнить. В этом проекте будут рассмотрены различные способы управления светодиодами, их относительные достоинства, а также конструктивные особенности. Стандартный метод управления светодиодами с низким энергопотреблением (часто используемый только для отладки) может быть подключен напрямую к GPIO, как показано ниже. Эти светодиоды очень дешевы и по большей части не такие яркие. Они не предназначены для чего-то большего, кроме включения или выключения, просто для индикации чего-либо, например индикатора питания или активности. Чтобы правильно выбрать резистор (R1 и R? На схеме), вам необходимо знать: Напряжение контактов GPIO (обычно 5 В для Arduino и 3.2, чтобы резистор не перегревался. При 20 мА и резисторе 500 Ом вам понадобится резистор 200 мВт, но стандартный резистор в сквозном отверстии составляет 0,25-0,5 Вт, так что это нормально, если у вас нет нескольких светодиодов Светодиоды высокой мощности могут иметь диапазон от 3 Вт до 500 Вт (более 10 Вт очень яркие, и их следует использовать с осторожностью, чтобы не повредить глаза). В светодиодах высокой мощности также часто используется напряжение, намного превышающее 5 В, которые Arduino использует при гораздо более высоких токах. Многие светодиоды мощностью 10 Вт работают от 12 В, а почти все светодиоды мощностью 100 Вт работают от 30 В или более, используя несколько ампер, поэтому запуск от GPIO не имеет большого значения. Решением этой проблемы является МОП-транзистор логического уровня. Вы можете использовать BJT, но, на мой взгляд, MOSFET лучше, так что это то, что будет использоваться в этом руководстве. Вам также понадобится внешний источник питания для светодиода и, возможно, резистор, как описано в шаге 1, но это зависит от вашего драйвера (мы коснемся этого позже). MOSFET выпускается в двух вариантах: N-MOS и P-MOS. Из-за того, как они сделаны, N-MOS имеют более низкое сопротивление в открытом состоянии и, следовательно, имеют более низкие потери в открытом состоянии, их также действительно легко управлять с Arduino, если вы выберете устройство логического уровня, поэтому мы будем рассматривать только N -MOS, но не стесняйтесь читать о вождении P-MOS и других устройствах с высоким приводом. Базовая схема схемы приведена ниже, где R2 выступает в качестве дополнительного понижающего резистора, поэтому светодиод не будет светиться, если GPIO перейдет на высокоимпедансный вход: Как видите, это действительно довольно просто, сложность этой конструкции состоит в том, чтобы узнать, какой MOSFET выбрать. Есть тысячи и тысячи полевых МОП-транзисторов на выбор, но поскольку то, что мы делаем, очень простое и не высокочастотное, вы можете сузить его, выполнив поиск полевого МОП-транзистора на RS и уточнив результаты следующим образом Выбрать устройство для сквозного отверстия Выберите тип N Найдите низкое сопротивление в открытом состоянии (менее 0.2 и убедитесь, что полевой МОП-транзистор может рассеивать выделяемое им тепло. В противном случае вам может понадобиться радиатор на MOSFET. Светодиоды – это устройства, управляемые током, а не напряжением, как некоторые думают. При выборе источника питания для светодиода у вас есть несколько вариантов. С маломощными вещами все будет в порядке, если вы будете использовать стандартные шины 5 В / 3,3 В на устройстве с токоограничивающим резистором, как показано в шаге 1. Источник питания для этого имеет постоянное напряжение, что означает, что он пытается поддерживать напряжение на уровне постоянный уровень и текущие изменения.Для светодиода высокой мощности использование этого метода может стать очень неэффективным, и яркость светодиода будет меняться по мере нагрева, поскольку значение резистора будет изменяться по мере того, как он нагревается. Решением этой проблемы является стабилизатор постоянного напряжения постоянного тока (их легко найти и часто называют просто драйверами светодиодов). Эти устройства часто могут повышать или понижать входное напряжение в зависимости от того, что нужно светодиоду, но, что наиболее важно, они снижают свою выходную мощность, чтобы не превышать установленный вами предел тока.Это означает, что, когда вы включаете его, драйвер будет регулировать светодиод при постоянном напряжении, а затем, когда он нагревается и потребляет все больше и больше тока, как только он достигает порога (скажем, 2 А), он понижает напряжение, чтобы поддерживать максимум. 2А, что намного лучше для исправности светодиода. Что делать, если у вас недостаточно GPIO? Arduino Uno позволяет использовать до 20 контактов GPIO, поэтому у вас может быть 20 светодиодов, если вы использовали предыдущие концепции, но тогда у вас нет места для чего-либо еще, а что, если вам нужно еще более 20 светодиодов? Одно из решений – подключить светодиоды в матричную схему, как показано ниже: Использует только 8 GPIO, но позволяет управлять 16 светодиодами, но увеличивает масштаб, т.е.e использование 16 gpio дает 64 светодиода, которыми вы можете управлять. Единственным недостатком является то, что вы должны управлять им столбец за столбцом (или строка за строкой), так что вы действительно можете управлять только 4 светодиодами за раз, но если вы переключаетесь между ними достаточно быстро, вы не можете видеть это человеком. глаз. То, как это работает, например, если вы хотите, чтобы светодиоды в четвертом столбце и в третьем ряду вниз (D12) горели, вы должны потянуть GPIO 8 на низкий уровень и GPIO 3 на высокий уровень, что, в свою очередь, только включит светодиод. в четвертом столбце и в третьем ряду вниз.Однако вам нужно будет подтянуть GPIO 1, 2 и 4 к низкому уровню и GPIO 5, 6 и 7, чтобы включить только светодиод D12. Этот метод полезен для быстрого и дешевого способа включения светодиодов, но без внешнего драйвера (о котором будет сказано ниже) может наблюдаться заметное мерцание, что часто приводит к более сложным результатам. Еще один способ управлять большим количеством светодиодов – использовать что-то вроде микросхемы PCA9685, которая использует I2C, чтобы дать вам до 16 дополнительных выходов PWM.Вы также можете иметь несколько из них на I2C, если вам нужно больше, но это может ограничить скорость передачи данных. Эти модули PCA9685 часто продаются как сервоприводы, но они работают в режиме от 0 до 1, поэтому вы можете легко использовать их в качестве драйверов светодиодов. PCA9685, однако, имеет ограничение в 25 мА, что означает, что вы застряли со светодиодами с низким энергопотреблением, хотя вы все еще можете подключить выход к полевому МОП-транзистору и управлять светодиодами с более высокой мощностью, но довольно редко вам нужно использовать так много светодиодов. питаемые светодиоды. Схема PCA9685 показана ниже, где они являются дополнительными перемычками на A0-A5 для выбора адреса I2C.C1 действует как зарядный пул, поэтому светодиоды могут найти ток для быстрого включения, а C2 действует как развязывающий конденсатор для снижения шума, и его следует размещать как можно ближе к ИС. Существует множество светодиодных драйверов, многие из которых используют различные типы интерфейсов, такие как последовательный или SPI, но посмотрите вокруг и посмотрите, что вы можете найти. Любой драйвер, который использует интерфейс, а не просто драйвер, означает, что вы можете сохранить много GPIO, а также снижает сложность, поскольку вам не нужно беспокоиться о программировании пошагового перехода по строкам и столбцам, как то, что было бы необходимо на шаге 4. . Иногда вам нужно управлять целым набором светодиодов, поэтому вы можете использовать адресуемые светодиоды, такие как WS2812 (обычно используемый адресный светодиод). Они часто бывают полосами или панелями, но их можно найти как отдельные светодиоды на плате, например, этот Они работают, обеспечивая светодиоды 5 В (иногда 12 В) и GND, а затем вывод данных. Вывод данных – это одиночный провод, который подключен к выводу GPIO на Arduino. Данные передаются битом на вход данных светодиода, а затем данные снова выводятся на следующий светодиод через выходной контакт светодиода.Данные отправляются таким образом, что каждый светодиод будет получать данные о своем цвете и яркости, чтобы вы могли указать такие вещи, как 3-й светодиод в строке зеленым, а 4-й – оранжевым. Эти светодиоды можно менять на частоте 800 Гц (ограничено тем, сколько вы вставляете в цепочку), и это означает, что вам нужен только один вывод на Arduino. Со всем этим можно справиться с помощью библиотек, подобных библиотеке Adafruit_NeoPixel, что означает, что вам нужно только указать цвет и яркость, а все остальное она сделает.Такие светодиоды использовались в нашем аркадном проекте, который можно найти здесь. Мы надеемся, что этот список опций даст вам некоторое представление о том, как лучше управлять светодиодами. Это не полный список вариантов, но он дает вам представление о некоторых из самых простых вариантов. Возможно, вам потребуется больше узнать о том, как лучше реализовать свою идею в конкретном приложении, но у вас должно быть хорошее представление о том, что вам может понадобиться. Выбор правильного способа вождения зависит от опыта, но если вам нужен мой совет: Если вы хотите быстро и красиво, используйте адресуемые светодиоды Если вам нужно, чтобы он был как можно ярче (например, фонарик), используйте полевой МОП-транзистор для управления большим светодиодом Если вам нужно много-много светодиодов, но вы хотите использовать свой собственный выбор светодиодов, используйте внешние драйверы, такие как PCA9685, и, если необходимо, поставьте каждый выход ИС на полевой МОП-транзистор, который управляет светодиодом . Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт