Pripojenie LED na 12 voltov
LED je spoľahlivý prvok, ktorý bude efektívne fungovať iba vtedy, ak je správne nainštalovaný. Zapnutie 12-voltovej LED diódy by sa malo vykonávať obzvlášť opatrne. Takže musí byť prítomný odpor obmedzujúci prúd, nesmieme zabudnúť na polaritu, ako aj na použitie rovnakých diód v jednom reťazci.
Čo to je
LED diódy sú už dlho obľúbenými svietidlami. Je to vďaka ich vynikajúcej energetickej účinnosti a dlhej životnosti (v porovnaní s klasickými žiarovkami). Okrem toho ceny naďalej klesajú, keďže sa zvyšuje produkcia týchto položiek.
Hlavné výhody:
- trvanlivosť - až 10 rokov nepretržitej žiary;
- pevnosť - nebojí sa nárazov a vibrácií;
- rozmanitosť - veľa veľkostí a farieb žiary;
- nízka spotreba energie - približne 10-krát úspornejšia ako bežná žiarovka s podobnými vlastnosťami;
- požiarna bezpečnosť - vďaka nízkej spotrebe energie sa neprehrievajú, preto nie sú schopné spôsobiť požiar.
LED (light emitting diode) je skratka pre light emitting diode. Zo školského kurzu fyziky je známe, že je polárna. Preto LED nebude fungovať, ak nie je dodržaná polarita a existuje aj možnosť jej spálenia (dojde k poruche). Reverzné prierazné napätie polovodičovej štruktúry je 4-5 voltov. Zároveň môže pri správnom zapojení stále fungovať, začnú sa v ňom však deštruktívne procesy, ktoré výrazne znížia životnosť.
Jednoducho povedané, svetelná dióda (LED) je polovodičové zariadenie, ktoré svieti, keď cez ňu prechádza elektrický prúd. Pretože svetlo sa generuje v pevnom polovodičovom materiáli, LED diódy sú opísané ako polovodičové zariadenia. Pojem "pevné osvetlenie" odlišuje túto technológiu od iných zdrojov, ktoré využívajú vyhrievané vlákna (žiarovky a volfrám-halogén), ako aj plynové výbojky (žiarivky).
Ako si vybrať LED na pripojenie k 12 voltom
Požadovaný typ diód sa vyberá na základe konkrétnych úloh. Na trhu je veľa možností, od indikátora až po ťažké zaťaženie. Na podsvietenie tlačidiel a kontroliek na prístrojovej doske v aute môžete použiť nízkoenergetické diódy. Na osvetlenie interiéru bytu alebo auta sa používajú jednoduché supersvetlé.Pre inštaláciu do optiky hlavy, denných svetlometov automobilov alebo bateriek sú nainštalované výkonné LED diódy.
Z technického hľadiska neexistujú žiadne obmedzenia výkonu a spotreby prúdu. Hlavná vec je, že napätie diódy nepresahuje napätie napájacieho zdroja.
Dôležitým faktorom je veľkosť a tvar puzdra. V závislosti od účelu je možné použiť okrúhle balené diódy alebo povrchové diely (SMD). Všetko závisí od potrieb a úloh.
Aké diódy je možné pripojiť na 12 voltov
Pre LED diódy prakticky neexistuje žiadne obmedzenie napätia. Preto takmer každý z nich môže byť pripojený k 12 voltom. Hlavná vec je dodržiavať pravidlá. LED žiarovky zvyčajne vyžadujú 1,5 až 3,5 voltov v závislosti od farby a jasu. Ak na predajnom pulte uvidíte 12-voltovú svetelnú diódu, potom sa vám v skutočnosti ponúka zostava niekoľkých kryštálov zapojených do série.
Možnosti pripojenia
Je čas zoznámiť sa so základnými možnosťami pripojenia.
na jeden odpor
Ako sme už zistili vyššie, LED má polaritu. Preto je pripojený k zdroju jednosmerného prúdu. Najbežnejšie typy spotrebúvajú okolo 10-20 mA. V skutočnosti je to hlavná charakteristika časti. Druhý parameter udáva pokles napätia. Pre bežné LED je to v rozmedzí 2-4 V.
Jediná správna schéma zapojenia je s odporom obmedzujúcim prúd. Vyberá sa podľa Ohmovho zákona. Odpor sa vypočíta ako rozdiel medzi napätím zdroja a poklesom napätia vydelený súčinom maximálneho prúdu diódy a bezpečnostného faktora (zvyčajne 0,75).
Ohmov zákon: "Množstvo prúdu v časti obvodu je priamo úmerné napätiu aplikovanému na túto časť a nepriamo úmerné jej odporu."
Je tiež potrebné vypočítať výkon odporu. Vypočíta sa pomocou jednoduchého vzorca: rozdiel medzi napätím zdroja a druhou mocninou poklesu napätia vydelený odporom v ohmoch.
Sériové zapojenie niekoľkých LED
Sériové pripojenie je inštalácia dvoch alebo viacerých LED diód v jednom rade. Tento obvod tiež používa jeden odpor obmedzujúci prúd. Výpočtový vzorec je podobný pre jednu diódu, ale pokles napätia je sčítaný.
Napríklad, zoberme si našu teoretickú bielu LED pri 3 voltoch a 20 mA. Zapojíme tri jednotky do série. Súčet nášho poklesu napätia bude teda 9 voltov. Zvyšné tri volty sú vydelené prúdovou silou 0,02 ampéra s faktorom spoľahlivosti 0,75. V dôsledku toho zistíme, že potrebujeme jeden 200 ohmový odpor.
Každá dióda na samostatný odpor
V tomto obvode je každá LED pripojená k plusu a mínusu napájacieho zdroja. Napriek tomu, že na webe možno nájsť obvody s jedným spoločným rezistorom, v praxi je takéto riešenie nepraktické. Aj v tej istej šarži sa diódy líšia v spotrebe prúdu a úbytku napätia. V dôsledku toho dostaneme inú intenzitu žiaru diód. Odpor sa počíta pre každú diódu samostatne.
Ako zistiť polaritu LED
Pri pohľade na obyčajnú okrúhlu svetelnú diódu môžete vidieť, že jej dva výstupy majú rôzne dĺžky. Takto sú označené katóda a anóda.Anóda je dlhšia a je pripojená na kladný výstup batérie alebo napájacieho zdroja a katóda na záporný.
Tiež katóda na niektorých typoch puzdier môže byť označená malým rezom píly. Existujú výnimky, preto sa vždy oplatí preštudovať si návod na konkrétnu diódu.
Ako sa pripojiť k 12 voltom
Schéma pripojenia LED k napájaciemu zdroju 12 V sa nelíši od štandardného, ale je potrebná vypočítajte odpor a výkon rezistora. Na kontrolu alebo predbežné otestovanie zostavy stačí jeden odpor 1 kΩ.
Zoberme si napríklad najbežnejší typ LED - bielu s maximálnym prúdom 20 mA. V skutočnosti napätie nehrá zvláštnu úlohu. Hlavná vec je, že prúd nepresahuje maximálne povolené parametre. Pokles napätia v závislosti od modelu je od 1,8 do 3,6 V. Pre pohodlie výpočtov berieme 3 volty.
Odolnosť pre LED diódy
Vypočítame parametre:
- Rozdiel medzi napätím zdroja a úbytkom napätia je 12-3=9.
- Súčin maximálneho prúdu (ampéry) a faktora spoľahlivosti je 0,02*0,75=0,015.
- Vypočítame odpor (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).
Výpočet výkonu rezistora:
- Rozdiel medzi napätím zdroja a úbytkom napätia je 12-3=9.
- Podľa vzorca urobíme štvorec - 9 * 9 \u003d 81.
- Delíme odporom odporu v ohmoch - 81/600 \u003d 0,135 W.
Ideálny je teda pre nás odpor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1 %). Od polovice roku 2020 sú jeho náklady asi 8 rubľov. Zvyčajne nie je potrebné počítať výkon odporu. Je však dôležité to urobiť na testovanie budúcej zostavy.
Pripojenie výkonných LED diód na 12V
Pri spájaní moderných výkonných kryštálov alebo ich zostáv sa princíp nemení. V obvode musí byť prítomný aj zhášací odpor. Môžete si napríklad vziať LED, ktorá je populárna na čínskych obchodných podlahách. Ide o zostavu niekoľkých paralelne zapojených kryštálov. Odber prúdu je 350 mA a napätie je stále 3,4 voltov.
Nahradením parametrov v našich vzorcoch môžeme ľahko zistiť, že musíme nainštalovať odpor s odporom 32 ohmov a výkonom 2,2 wattu.
Efektívne pripojenie k jednej IP
Vyššie sme už zistili, že neobmedzený počet LED diód môže byť napájaný jedným zdrojom energie. Hlavná vec je mať dostatok energie. Jednoduché zapojenie žiaroviek paralelne s rezistorom pre každú z nich je však neefektívne. Z predchádzajúceho bodu sme videli, že viac ako 2/3 výkonu sa rozptýli v odpore obmedzujúcom prúd. Preto často vzniká otázka, koľko LED diód je možné pripojiť k 12 V.
Najúčinnejšie pripojenie k 12 voltom je reťazec troch LED v sérii s jedným odporom. Všetky LED pásy napájané 12 V napájaním sa vyrábajú podľa rovnakej schémy.
Problémy s pripojením
Schéma zapojenia LED:
- Nepoužívajte odpor obmedzujúci prúd. Pretože LED bude prechádzať príliš veľa prúdu, čoskoro zlyhá.
- Sériové pripojenie bez odporu. Aj keď si myslíte, že napájanie štyroch 3V rezistorov do 12V siete je dobrý nápad, mýlite sa. Kvôli slabej kontrole sily prúdu sú prvky rýchlo zničené.
- Použitie jedného odporu pri paralelnom zapojení diód. Kvôli rozdielom v charakteristikách budú diódy svietiť rôznou intenzitou. Zvyšuje rýchlosť ničenia.
Odporúčame vám pozrieť si video na tému: Správne pripojenie LED diód.
Záver
Spoľahlivosť LED je oveľa vyššia ako u žiaroviek a modelov s plynovou výbojkou, ale iba pri správnom pripojení. Preto nesmieme zabudnúť na potrebu odporu obmedzujúceho prúd, ktorý je vybraný v jednoduchej forme. Polarita je tiež povinná, najmä pri montáži diódy do 12-voltovej siete.
