Как подключить светодиод к 12 вольтам автомобиля?

Содержание

Светодиодыдля авто своими руками

Как подключить светодиод к 12 вольтам автомобиля?

    Многие автолюбители хотели бызаменитьштатные лампочки накаливания в авто на светодиоды.Преимущество последних несомненно — низкий ток потребления,долговечность, более высокая светоотдача, отсутствие нагрева. Приятнооставить включенными габариты и поутру обнаружить, что аккумулятор и недумал разряжаться. Эта статья поможет самостоятельно произвести заменуавтомобильных лампочек на светодиоды своими рукамииизбежатьтипичных ошибок.

   Первое,что выдолжны усвоить, прежде чем приступить к процедуре замены : светодиод–это не лампочка. Будьте аккуратны и внимательны, ремонтэлектрооборудования автов результате ваших неправильных действий – штука малоприятная. Это,впрочем, касается не только светодиодов,но и любых действий с электропроводкой, будь то установка усилителя илидоп-сигналов. Но, тем не менее, не боги горшки обжигают, ничегосложного в подобной замене нет, любой человек с прямыми руками способенпроизвести ее самостоятельно.

Основныепозиции, которые нам нужноусвоить:

   1. Напряжение вбортовойсети авто.Обычно это 12 — 13 В при заглушенном двигателе и 13 — 14,5 В призаведенном.

   2. Напряжениепитания типичногосветодиода– 3,5 в. В зависимости от цвета это может быть : для желтых и красных светодиодов— 2 — 2,5 в.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 в.  Типовойток маломощногосветодиода – 20 мА, мощного– 350 мА.
   3. Не все светодиоды,в отличие от лампочек, освещаютпространство вокруг себя. Это нужно учесть при заменеиндикаторных ламп,например, в приборной панели. При покупкеследует обратить внимание на тип линзыили, если есть возможность, спросить у продавца.Узконаправленные светодиодыимеют на конце маленькую линзу. Вообще, постарайтесь проверить это припокупке, аеще лучше, купите и попробуйте несколько разных.   
    4. У светодиода,как и у аккумулятора, есть плюси минус.Минусназывается катодом, плюс — анодом,на схемах они изображаются так :

светодиодв бортовуюсеть авто – этозначитгарантированноего сжечь

   
   Хотите убедиться ? Возьмите иподключите любойдешевый светодиод напрямую к бортовойсети. Из зажигалки, например. Он у васкрасиво засияет и задымится 🙂 Зато будете представлять как выглядитпроцесс. Дорогие светодиоды перегораютточно так же,поэтому тренироваться лучше на дешевых.

Подключаем светодиоды

   1.В продаже продаются светодиодныепанельки, такназываемые кластеры, онирассчитаны на питание 12в. Их можнопросто подключитьк бортовой сети ирадоваться красивым огонькам. Но есть неприятная особенность – приизменении оборотов двигателя будет меняться яркость свечения светодиодовв кластерах.Незначительно, но заметно глазу.

К тому же, по факту,нормально они светят при напряжении около 12,5в, поэтому если у васнизкое напряжение в бортовой сети, светить кластерыбудут тускло. Конструктивно кластерсостоит из цепочки светодиодови резистора.На каждые три светодиода — резистор, который гасит лишнее напряжение. Светодиодная лента устроена точно также, поэтому если вамнадоотрезать кусок — посмотрите на ленту, на ней есть места, где ее можнорезать.

Обычно это те же три светодиода и резистор… Где попало резатьнельзя 🙂

   2.Включить светодиодыпоследовательно,цепочкой, тоесть сделать самодельный кластер. То есть сцепить нужноеколичество между собой, а оставшиеся два вывода – к бортовойсети. Оговоримся, что речь идет о белых светодиодах. У светодиодовразного цвета напряжение разное. Нетрудно подсчитать, что для 12-14 впонадобится 3 светодиода.Всумме они дадут 3,5х3=10,5 в. Как говорилось выше, у светодиодаестьплюс и минус. Соединение последовательно – это когда плюс одногосоединяется с минусом следующего и так далее до конца цепочки.

Но напрямую их подключать все ещенельзя, нужнопоследовательно с вашей цепочкой включить гасящий лишнеенапряжение резистор (сопротивление) — номиналом примерно100-150Ом, мощностью 0,5 Вт. Резисторы продаютсяв любоммагазине для радиолюбителей.

    Этотспособ страдает тем женедостатком, что и предыдущий – изменением интенсивности свечения светодиодовприизменении оборотов. Небольшим, но неприятным. Тем не менее, пользуясьэтой схемой вы можетеподключить любое количество светодиодов,собирая ихцепочками по 3 шт.с резистороми включая параллельно.Параллельно — этозначит собрать несколько одинаковых цепочек, плюс каждойцепочкисоединить с плюсом другой цепочки, минус — с минусом.

 Вообще,номинал резисторавычисляется по закону Ома. Но если вы не в ладах с формулами,применяйте простое правило: если включаете 1 светодиод— резистор нужен500 Ом, если два — 300 Ом, три светодиода— 150 Ом.При этом дальше можете нечитать. 🙂 Но потратив полчаса на изучение простой формулы, вынаучитесь правильно подбирать значения резисторов,азначит ваши светодиоды будут светитьдолго иправильно.

Могузаверить, что не нужнобыть академиком, постараюсь разьяснить подробно и понятно. Вампонадобятся :

    1. Прибор-измеритель напряжения, тока исопротивления, в простонародье «Цешка» или «Мультиметр». Продается вмагазинах радиолюбителей, электротоваров и на китайских рынках. Стоитот 50 рублей. Рекомендую купить цифровой, с ним понятнее. Этой штукойвы сможете произвести все нужные измерения, если, конечно, изучитеинструкцию или статью «Мультиметрдля «чайников».

    2. ЗаконОмадля участкаэлектрической цепи, то есть для вашего светодиодаи резистора.R=U/I .Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужнопогасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивлениегасящего резистора, нужно разделить напряжение,которое нужно погасить, на ток, который нужно получить.

Рассмотрим пример. У нас естьпростой белыйсветодиод, который нам нужно подключить кбортовойсети автомобиля.Напряжение питания такого светодиодаприблизительно3,5 в, ток — 20 мА.

    1.Замеряем напряжениев тойточке, к которой мы собираемся подключить светодиод. Дело в том, чтонапряжение в бортовой сети разное. На аккумуляторе может быть 13 вольт,а на прикуривателе — 13,5 и т.д. Поэтому определитесь заранее, кудабудете подключать. Включите прибор в режим измерения напряжения ипроизведите замер. Допустим, это 13 в. Запишите на бумажке.

    2.Вычитаем из 13в напряжениепитания светодиода (3,5в). Получаем 9,5 в. Ток в формулуподставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, тоесть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляемсопротивление :

9,5/0,02=475 Ом.

Чтобы резистор приработе не грелся, вычисляем его мощность. Для этого надо умножитьнапряжение, которое гасит резистор — 9,5 вольт, на ток, который черезнего проходит — 0,02 ампера. 9,5х0,02= 0,19 ватт. Лучше брать резисторс запасом — 0,5-1 ватт.

То есть нам нужно сказать продавцу вмагазинерадиотоваров «Мне нужен резистор 475 Ом 0,5 или один ватт.». Можноиспользоватьноминал и побольше,только светить светодиоды  будуттусклее. Поменьше — будет ярче, но ему это может не понравиться.

Купив искомое, подключаем и радуемся:) Чтобы ужокончательно убедиться в правильности расчетов, можете померять ток вцепи. Для этого нужно включить мультиметр в режиме измерения тока (см.инструкцию к прибору) в разрыв между резистороми светодиодом. Если инструкция потеряна -не беда. Установите диск на метку «10А», и переключите красный щуп вгнездо с подписью «10А».

Он должен показать 20 миллиампер илименьше. У резисторови светодиодов естьразброс параметров, поэтому ток можетотличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но темменьше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодовне рекомендуютустанавливать ток выше 20 мА, оптимально — 18мА. Самый лучший способподбора нужного сопротивления — использовать переменныйрезистор. Ноэто уже сложнее 🙂

   Вышеприведенная информацияпозволит произвести подключение любого количества маломощныхимощныхсветодиодов, достаточно знать их рабочиенапряжение иток и подставлятьих в формулу.
Очень полезно бывает подключить параллельно светодиодуобычный диод любого типа в обратной полярности, то есть катодом диода каноду светодиода. Это защитит ваш светодиодот напряжения обратной полярности.Особенно этоактуально для отечественных автомобилей почтенного возраста. 

Длясамых пытливых 🙂 — первый светодиодный драйвер для авто

   Дальнейшая информация служитдля продвинутых любителей, которые закон Ома уже освоили. Нет пределасовершенству, и вам уже мало просто зажечь светодиоды— хочется, чтобыони светили равномерно, не завися от оборотов двигателя.

Самое правильное включение светодиодов– черезстабилизатор тока. Светодиод — этополупроводниковыйприбор, которыйпитается током, а не напряжением.

Поэтому, если вы стабилизируете иограничите ток, протекающий через него, то можете подключить хотькиловольт, светодиод будет светитьнормально. А отрежима работызависит как долго светодиод будет светитьне теряяяркости. Длястабилизации тока используются приборы, называемые драйверами.

Простейший драйвер — схема на микросхеме-стабилизатореLM317.Главное достоинство этой микросхемы для начинающих — ее очень трудноспалить 🙂

Испугались ? Ничего 🙂 В сущности,требуются дведетали — сама микросхема — трехвыводной стабилизаторнапряжения, который мывключим в режим стабилизации тока, и резистор.Чтобы не вдаваться втеорию, действия следующие — приобретаем переменный резисторсопротивлением 0,5 кОм.Это такая штуковина с тремя выводами и крутилкой.

Как и микросхема, онпродается все в том же «Радиолюбителе» за смешные деньги. Можно и вовсевыковырять из ненужного бытового прибора. Припаиваемпровода к среднему выводу и одному из крайних, неважно какому. Включаеммультиметр в режим измерения сопротивления. Подключаем к проводамприбор и замеряем сопротивление резистора. Вращением стержня добиваемсямаксимального показания, то есть 500 Ом (или около того).

Читайте также  Какими проводами подключить сабвуфер к усилителю?

Это чтобы несжечь светодиодпри слишком низком сопротивлении резистора.

Собираем цепь. Внимание!Внимательно проверьте правильность соединений перед подключением ?Проверили ? Точно ?

   Прибор включаем в режимизмерения тока. Вращениемдвижка переменного резистора добиваемся показаний прибора 20 мА.Отключаем цепь, замеряемсопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с такимже сопротивлением.

Вуаля! Вы только что собрали свойпервый светодиодный драйвер 🙂 Он имеетограничениепо максимальномутоку в пределах 1-1,5 А, поэтому при подключении большого количествасветодиодов : во первых, используйте резистор большей мощности.Во-вторых, потрогайте микросхему. Если горячая — имеет смысл прикрепитьее к радиатору.

Не забывайте, что корпус авто имеет электрическийконтакт с «минусом» аккумулятора, а подложка микросхемы (корпус) — сосвоейвторойножкой. Поэтому крепить ее на кузов без изолирующей прокладки — плохаяидея. Еще один нюанс — сама микросхема снижает максимальное напряжение,которое можно подать на светодиод, на два-три вольта. Поэтому больше11-12 вольтвы при таком драйвере не получите.

Но зато он простой и первоепредставление о правильном подключении светодиодов в авто вам даст :)К слову сказать, на этой же микросхеме + пара деталей можно собратьрегулируемый блок питания 1,5-30 в., что бывает очень полезно вавтомобиле. Схем включения в интернете множество.
В общем, если у вас все получилось — добро пожаловать в увлекательныймиррадиоэлектроники, ведь вряд ли вы теперь остановитесь…

Может, теперь даже соберете своимируками светодиодную лампу

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

Источник: http://led22.ru/ledstat/ledauto/led3.html

Подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В

Как подключить светодиод к 12 вольтам автомобиля?

Получаю множество вопросов от читателей, как сделать правильное подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В. Обычно только знают, что схема подключения светодиодов может быть параллельной  или последовательной. Но диоды бывают не только одноцветные, но и трёхцветные RGB и четырехцветные RGBW. Для управления ими требуется RGB контроллер.

  • 1. Как подключить светодиод
  • 2. Обозначение светодиода на схеме
  • 3. Характеристики
  • 4. Этапы сборки
  • 5. Источники питания
  • 6. Подключение к батарейке 1,5В
  • 7. Питание от 5В
  • 8. Включение на 9V
  • 9. Как подключить светодиод к 12 вольтам
  • 10. Как подключить светодиод к 220в
  • 11. Подключение к 220В без драйвера
  • 12. RGB светодиоды и цветные

Как подключить светодиод

Основные технические  характеристики светодиода описываются тремя параметрами:

  1. прямое напряжение;
  2. номинальный рабочий ток;
  3. номинальная мощность.

Наиболее распространены LED чипы  с прямым напряжением  в районе  3, 6, и 12 вольт.  Модели на 6В и 12В используются преимущественно в автомобильных лампах, в бытовые изделия не устанавливаются.

Существует 2 способа подключения:

В первом варианте стабилизировано напряжение, оно должно превышать напряжение падения на диоде.

Пример.
Если падение составляет 3V на 1 led, а блок питания для светодиодов на 12 вольт., то для включения 1 диода с номинальным рабочим 0,1 Ампер получим следующий расчёт:

  • 12В – 3B = 9В
  • 9В / 0,1А = 90 Ом

Параллельное подключение к драйверу для уменьшения тока

Во втором варианте стабилизирована сила тока и схема подключения будет такая я же, как в первом варианте, только надо исключить резистор. Подбираются лед чипы с таким же номинальным током при последовательном подключении. Если ток драйвера слишком велик, а включить очень надо, то можно использовать параллельную схему.  При такой схеме в каждой цепочке  будет кратно снижаться.

Многие ошибочно думают, если подключить последовательно, то потребляемая мощность останется неизменной, потому что ток не надо будет увеличивать. Они забывают, что придется повысить вольты питания.

Обозначение светодиода на схеме

Обозначается на схеме двумя типами пиктограмм. Две стрелочки показывают что он излучает свет.

Характеристики

Перед   расчётом схемы подключения светодиодов убедитесь в их параметрах и качестве. Китайцы очень часто обманывают, подсовывая LED с другими параметрами или с более низкой мощностью. Особенно хорошо у китайцев получается обманывать на SMD 5630 и SMD5730, общеизвестная мощность у них 0,5W. Цифры 5630 и 5730 обозначают только размер корпуса, например, 5,7мм на 3,0мм.

Пользуясь этим они устанавливают в стандартный корпус кристалл на 0,07W – 0,1W и затем продают их как с мощностью 0,5W. То есть световой поток будет в 5 раз меньше, чем вы ожидали. Хорошим примером будут светодиодные лампы кукурузы, которые просто утыканы маломощными LED в количестве от 20 до 130 штук. За счёт такого внешнего вида, кукуруза в глазах покупателя кажется  мощнее, чем диодная лампа с 10 диодами, аналогичного энергопотребления.

Так же они изготавливают копии общеизвестных производителей особенно Cree и Philips. На настоящие КРИ и Флипсы они похожи только внешне, технические характеристики хуже на 30-40%.

Этапы сборки

..

Примерная последовательность сборки и проверки в рабочем режиме.

  1. найдите в документации технические характеристики, сколько вольт падает на каждом LED;
  2. составьте схему подключения учитывая напряжение питания;
  3. вычислите потребляемую мощность всей электрической цепи;
  4. подберите блок питания или драйвер подходящий по мощности;
  5. рассчитайте резистор в случае использования питания стабилизированным напряжением;
  6. найдите правильную полярность на ножках LED;
  7. припаяйте провода диодным компонентам;
  8. подключите источник питания;
  9. плотно установите диоды на радиатор и закрепите их;
  10. включаем всю конструкцию в сеть 220V предварительно зажмурившись;
  11. если ничего не взорвалось, то измеряем потребление энергии, нагрев, потребляемый ток;
  12. корректируем ток, если он оказался выше или ниже расчётного;
  13. прогреваем в течение 30 минут
  14. для китайских диодов температура на электрическом контакте не должна превышать 60°, для фирменных это указано в спецификациях, может быть максимум  до 130° — 150°.

Алюминиевая звезда

Установка  на систему охлаждения чаще всего требует хорошего оборудования и навыков. Поэтому диоды невысокой мощности 1W, 3W, 5W лучше покупать сразу на подложке из алюминия или меди в виде звезды. Таким образов вы не перегреете ножки и не испортите диодный чип.  Затем звезду ставят на радиатор с использованием теплопроводной пасты.

Для припаивания проводов к звезде нужен паяльник помощней, потому что алюминий быстро забирает тепло от места контакта с припоем.

Источники питания

Чтобы подключить сверхяркие светодиоды к постоянному стабилизированному напряжению необходимо использовать токоограничивающий резистор.  При мощности потребления энергии более 10W его использовать не рационально.

Самые распространённые имеют мощность:

  1. 0,5W в корпусе SMD;
  2. 1W, 3W, 5W в корпусе Эмиттер, круглый с ножками;
  3. квадратные COB диоды от 5W, 10W.

Самые распространённые стабилизированные источники:

  1. 1,5V – пальчиковые батарейки;
  2. 3,7V – литиевые аккумуляторы от телефонов;
  3. 5 Вольт — это USB зарядные устройства для смартфоном и планшетов;
  4. 9V – батарейка Крона;
  5. 12 вольт – бортовая сеть автомобиля, блоки питания от бытовой электроники;
  6. 19V – блоки питания от ноутбуков, хорошо стабилизированы, и выдают до 90W.

Модуль стабилизатора за 100 руб

Для снижения количества вольт с источника питания нужен стабилизатор с возможностью регулировки. Обычно покупаю их на Aliexpress в средне по 2$ за модели на 2 Ампера, и 5$ за мощный модуль на 5 Ампер. В России на них цена слишком высокая, лучше купить заранее, но в 2-3 раза больше.

Подключение к батарейке 1,5В

Для подключения диода напрямую к батарейке с 1,5В требуется повышение до 3В. Это реализуется на небольших специализированных микросхемах. Чаще всего используется в аккумуляторных фонариках на одной пальчиковой батарее. Микросхема может быть стабилизатором Ампер  или повышать только вольты. Если стабилизировано только напряжения, то для включения диода потребуется ставить сопротивление, которое тоже расходует энергию. Светодиодный драйвер более экономичен для фонарика.

Китайцы по 100руб. продают готовые платы со стабилизаторами, которые из 1.5 могут сделать от 2В до 5В. Кто дружит с паяльником, может сделать своими руками, микросхеме практически не требуется дополнительных элементов.

Питание от 5В

Самый популярный источник, в каждом доме есть несколько зарядных устройств и куча старых от кнопочных телефонов. При 5В подключать можно только параллельно по одному. Для последовательного соединения требуется минимум 6В.

Наглядным примером будет светодиодная лента на 5В. Из такой ленты и старых зарядных устройств делаю светодиодные светильники-ночники. На корпус клеится отрезок ленты длиной 3-4 см и подключается в USB гнездо. Если корпус разборный, то припаиваю провода внутрь, прямо к плате.

Светодиодная лента на 5В с питанием от USB

Включение на 9V

Батарейка Крона на 9В и регулятор яркости

Наиболее известным источником девяти вольт является батарея типа Крона. При небольших размерах она имеет очень малую емкость. Девять вольт позволят включить последовательно до 3 iner. Если 3 штуки включены последовательно, то небольшое снижение будет приводить к значительному уменьшению яркости. Если невозможно обеспечить хорошую стабилизацию, то придется уменьшить до 2 ЛЕД чипов.

Для регулировки яркости можно использовать миниатюрный диммер, цена которого 50 руб.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Стабилизатор на 12V

12 вольт уже обеспечивает широкие возможности по включению. Схема подключения светодиодов может быть последовательной по 3 штуки. Четыре штуки таким образом не включают, потому что следует учитывать снижение напряжения под нагрузкой. Например оно может снизится с 12В до 11В, что приведет к значительной потере светового потока.

Лучше всего использовать низковольтный драйвер, чтобы не использовать резистор.  Такой стабилизатор работает от 12V имеет регулятор напряжения на выходе и настройку Ампер. К тому же по конструкции он проще, чем на 220В и не имеет трансформатора, только дроссель.

Примером будет светодиодная лента на 12В, в которой 3 LED и резистор включены последовательно.

В автомобильной сети, в том числе и прикуривателе, при заведенном двигателе бывает от 13,5В до 15В. Но скачки могут быть и до 30В. На заглушенном авто будет от 12В до 13В, зависит от уровня заряда автомобильного аккумулятора. Поэтому очень не рекомендуется включать LED без стабилизированного блока питания или стабилизатора тока. Китайские очень плохо переносят такие скачки, из-за низкого качества и плохих проводников у кристалла.  Фирменные типа Cree Philips Osram могут долго работать  в автомобиле и без стабилизатора, это было протестировано на светодиодных лампах для габаритных огней.

Читайте также  Старлайн а9 как подключить автозапуск?

Как подключить светодиод к 220в

LED driver на 100вт и 50вт

Для подключения светодиода к сети 220В в схеме используют специализированные источники питания , которые могут называться светодиодный драйвер,  источник тока, блок питания, стабилизатор. Его основными характеристиками являются силатока в Амперах и мощность. Драйвер может иметь фиксированный ток на выходе или настраиваемый. Если вы собираете осветительный прибор своими руками, то с регулятором будет удобней.

Как правило лед чипы подключаются к драйверу последовательно, что гарантирует одинаковый ток через каждый элемент электрической цепи. Недостатком такой схемы будет выход из строя всей цепи, если 1 ЛЕД сгорит.

Схема драйвера для светодиодов может быть различной, от простой на гасящем конденсаторе до современной, с коэффициентом пульсаций светового потока близкой к 0%.

Последовательное соединение

Классический пример такой конструкции, это светодиодная лампа на 220. Для модернизации старых светильников иногда использую начинку от лампочки. Пластинку с LED элементами ставлю на теплоотвод внутри светильника и рядом размещаю стабилизатор. Такая модернизация актуальна при апгрейде нестандартных люминисцентных ламп.

Теперь подключить светодиод к 220 стало просто, сложней определить коэффициент пульсаций светового потока. Если драйвер некачественный и плохо справляется с нагрузкой, свет будет мерцать с частотой 100 Герц. Реакция на эти пульсации индивидуальна у каждого человека. Чаще всего  приводит к головным болям, усталости глаз и большому списку других негативных последствий.

Подключение к 220В без драйвера

Примером простого включения  без драйвера будет светодиодная лента на 220V. На ней последовательно соединены 60 штук, которые питаются от выпрямителя состоящего из диодного моста. Недостатком такой схемы является пульсации света с частотой 100 Герц, которые очень вредны для здоровья, но каждый реагирует на это индивидуально. Такую ленту можно резать только по 60 LED.

LED лента с прямым включением в сеть 220

Такую же технологию стали использовать в больших  COB диодах, внутри последовательно соединяют 60 кристаллов, чтобы сразу включать в сеть 220В.

Светодиодный COB модуль на 220V со встроенным драйвером

Высокотехнологичные китайцы уже продают светодиодные модули и матрицы со стабилизатором, размещенном на одной подложке.

RGB светодиоды и цветные

Другие характеристики имеют  LED для растений и цветные, их точные параметры производитель должен указывать при покупке. Одноцветные бывают нескольких видов:

  1. красный свет;
  2. синие;
  3. зеленые;
  4. желтые;
  5. ультрафиолетовые;
  6. инфракрасные.

Падение напряжения на кристалле зависит от излучаемого света, соответственно у них другое потребление энергии. Например, у красных падение в вольтах будет составлять 2 — 2,2В. Поэтому для каждого цвета RGB светодиода необходимо рассчитывать резистор отдельно на калькуляторе. RGB кристаллы не закрыты желтым люминофором, поэтому кристаллы и схему их подключения хороши видно через прозрачное силиконовое покрытие.

Источник: http://led-obzor.ru/podklyuchenie-svetodiodov-k-12-volt-k-seti-220v

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

Как подключить светодиод к 12 вольтам автомобиля?

 Светодиоды — это современные, экономичные, надежные радиоэлементы, применяемые для световой индикации. Мы думаем об этом знает каждый и все! Именно исходя из этого опыта, столь высоко желание применить именно светодиоды, для конструирования самых различных электрических схем, как в бытовой электронике, так и для автомобиля. Но здесь возникают определенный трудности.

Ведь самые распространенные светодиоды имеют напряжение питания 3…3,3 вольта, а бортовое напряжение автомобиля в номинале 12 вольт, при этом порой поднимается и до 14 вольт. Само собой здесь всплывает закономерное умозаключение, что для подключения светодиодов к 12 вольтовой сети машины, необходимо будет понизить напряжение.

Именно этой теме, подключению светодиода к бортовой сети автомобиля и понижению напряжения, будет посвящена статья.

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

 Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

  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.

Читайте также  Как подключить кнопку с подсветкой 5 контактов?

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

 Подводя итог о подключении светодиода к 12 вольтовой сети можно сказать о простоте выполнения схемотехники. Как со случаем где применяется резистор, так и с микросхемой – стабилизатором. Все это легко и просто. По крайней мере, это самое простое, что может вам встретиться в электронике. Так что осилить подключение светодиода к бортовой сети машины в 12 вольт  должен каждый и наверняка. Если уж и это не «по зубам», то за более сложное и вовсе браться не следует.

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

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

Как подключить светодиод к 12 вольтам автомобиля?

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.

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.

Источник: http://ledno.ru/svetodiody/podklyuchenie-led-12v.html