Многие автовладельцы хотели бы заменить простые лампочки на светодиоды , их освещение это; — первое — очень низкий ток потребления, второе — надежность и долговечность, третье — более высокая светоотдача по сравнению с простой лампочкой и четвертое отсутствие нагрева. Если вы вдруг забыли выключить габариты, а утром пришли в гараж и были приятно удивлены, что аккумулятор не разряжен.
Эта статья расскажет вам как самостоятельно заменить автомобильные лампочки на светодиоды и избежать ошибок. Хочу сказать- не пытайтесь сразу выкидывать лампочки и сувать на их место светодиоды, ничего хорошего из этого не выйдет…
Будьте внимательны и аккуратны , ремонт электрооборудования в результате ваших неправильных действий – штука не очень приятная. Это касается не только светодиодов, но и других, любых действий с электропроводкой автомобиля. Но, тем не менее, ничего сложного в подобной замене нет, любой человек способен произвести ее самостоятельно, прочитав данную статью.
Основы, которые нам нужно усвоить:
Первое —— Напряжение в сети автомобиля обычно это 12 — 13,5 Вольт при заглушенном движке и 13 — 14,5 В при заведенном двигателе.
Второе ——- Напряжение питания обычного светодиода – 3,5 вольта. В зависимости от цвета и маркировки — это значение может быть таким — для красных и желтых светодиодов — 2 — 2,5 вольта.; для зеленых, синих, белых — 3-3,8 вольт. Ток маломощного светодиода – 20 мА, а мощного достигает до 350 мА. (Но это очень мало)
Третье ——- Не все светодиоды,если сравнивать с лампочками, освещают пространство вокруг себя. Это нужно учитывать к примеру, когда меняешь индикаторные лампы, к примеру, в приборной панели. Когда покупаете светодиод нужно обратить внимание на тип линзы или просто спросить у продавца (если конечно он в этом сам разбирается). Узконаправленные светодиоды, практически все, имеют на конце маленькую увеличительную линзу. Мой совет, купите разных светодиодов и проверьте сами какие вам больше подойдут.
Четвертое ——- У светодиода, есть плюс и минус, как и у аккумулятора. Минус у него это- катод, плюс — анод, вот как выглядят на схемах:
Если вы правильно поняли, то просто взять и воткнуть в бортовую сеть, значит просто сжечь его. Хотите в этом убедиться? Попробуйте подключить любой светодиод напрямую к аккумулятору. Он красиво вспыхнет, задымится и сгорит. Зато будете иметь представление, как это происходит.
Подключаем светодиоды
Первое — В продаже, на сегодняшний день, есть светодиодные панельки, они ещё называются кластерами, вот эти кластеры рассчитаны на 12 вольт. Их можно сразу взять и подключить к бортовой сети автомобиля и радоваться как они красиво горят. Но есть одно «но»– при изменении оборотов двигателя, соответственно будет и меняться их яркость.
Не очень заметно конечно, но видно… К тому же, нормально они светят только при напряжении 12,5 вольт, и если у вас низкое напряжение в сети авто, кластеры будут гореть тускло. Состав кластера это — цепочка светодиодов и резисторов. На каждые 3 светодиода — один резистор, который нужен для гашения лишнего напряжения.
Светодиодные ленты, по принципу, устроены практически также, и если вам надо, к примеру отрезать какой-то кусок, небольшого размера, посмотрите на ленту, там вы увидите те места, где ее можно отрезать. Обычно это 3 светодиода и 1 резистор, и можно резать…
Второе — Можно самому сделать цепочку из последовательно соединенных между собой кластеров и два вывода к питанию Но любые светодиоды можно высчитать…К примеры если они для 12-14 вольт, то нам понадобится 3 светодиода. В сумме они дадут 3,5х3=10,5 вольт. Последовательное соединение– это когда плюс первого светодиода соединяется с минусом следующего диода и так далее…
Но, их пока подключать еще нельзя, нужно также последовательно включить в цепочку гасящий резистор — номиналом 100-150 Ом, и мощностью 0,5 Вт. Резисторы можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Но данный способ имеет недостаток, о котором мы говорили выше — это изменение свечения при смене оборотов двигателя. Но этим способом можно пользоваться…Если вам надо поставить больше 3 диодов(в цепочке), то тут уже придеться соединять паралельно.
Параллельно — это значит соединять несколько цепочек (3 диода+резистор—одна цепочка), плюс цепочки надо соединять обязательно с плюсом следующей цепочки, и также минус к минусу. Номинал резистора, можно высчитать по закону Ома. Если вы не дружите с Омом то, можно применить такое правило: если включаете один светодиод — то резистор надо 500 Ом, если 2, то 300 Ом, 3 светодиода — 150 Ом. Но лучше всё же почитайте закон Ома, чтобы не наделать ошибок.
Теперь немного по-подробней. Вам понадобятся:
тестер Первое —
Прибор-измеритель или просто сказать»Мультиметр». Можно купить практически везде… Только не надо покупать самый дорогой, чем проще тем вам будет понятней. Им можно будет произвести все нужные измерения, но сначало, конечно надо немного изучить по инструкции как им пользоваться.
Второе —
Немного о
Законе Ома для электрической цепи, то есть для вашего
светодиода и резистора, будет такая формула R=U/I
.
Где R — это сопротивление резистора, U — напряжение, которое нам надо погасить, и I — это ток в цепи. То есть, объесняю, для того чтобы получить сопротивление гасящего резистора, надо взять и разделить напряжение, на ток, который нужно получить.
Рассмотрим пример.
Допустим у нас есть белый светодиод и его надо подключить к авто… Напряжение питания данного светодиода 3,5 вольт, ток — 20 мА.
Первое —
Что нужно сделать это измерить напряжение в том месте, где мы его собираемся устанавливать. Само напряжение в разных частях автомобиля (на разных разъёмах)может быть разным…
Итак включаем прибор в режим измерения напряжения и производим замер.
Допустим у нас вышло 13 вольт.
Второе —
Вычитаем из 13 вольт напряжение светодиода (3,5 вольт). И получаем 9,5 вольт. Ток в нашу формулу надо подставлять в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть 20 мА это 0,02 Ампера. Также по
формуле вычисляем сопротивление: 9,5/0,02=475 Ом
.
Для того чтобы наш резистор не грелся, надо вычислить его мощность. Для этого нам нужно умножить напряжение, которое гасит резистор — 9,5 в, на ток, который проходит через него — 0,02 ам. 9,5 умножаем на 0,02= 0,19 ватт. Конечно берём чуть с запасом — то есть 0,5-1 ватт.
Чтобы померить ток в цепи. Надо включить наш «мультиметр» в режиме измерения тока в разрыв между резистором и светодиодом (то есть соединять надо последовательно). Для этого надо установить диск переключения на мультиметре на «10А», и воткнуть красный щуп в гнездо с надписью «10А». Он должен нам показать 20 миллиампер или немного меньше. У резисторов и светодиодов есть небольшой разброс параметров, поэтому ток может немного отличаться.
Чем больше будет ток, тем ярче будет светить наш светодиод, но это может сказаться на сроке его службы. Поэтому для обычных светодиодов не нужно устанавливать ток выше 20 микроампер, среднее значение — 18мА.
Вот так теперь вы узнали, из вышеописанного, как можно подключить любое количество светодиодов в любом месте автомобиля. Нужно только знать напряжение и ток, и далее следовать формуле.Ещё к дополнению, можно подключать параллельно светодиоду простой диод, практически любого типа, он избавит нас от напряжения обратной полярности. Подключать надо катод диода к аноду светодиода.
Дальше——
мы узнаем как подсоеденить светодиоды, чтобы обороты двигателя не влияли на их яркость…
Конечно самым правильным будет включить светодиоды через стабилизатор. Стабилизатор служит для стабилизирования напряжения и ограничивания тока, таким образом, можно подсоединить хоть киловольт, а светодиод всё равно будет светить нормально.
Для стабилизации тока используются приборы, их называют драйверами. Вот самый простой драйвер — схема на микросхеме-стабилизаторе LM317. Главное достоинство этой микросхемы — её очень трудно спалить.
Нам потребуется микросхема и трехвыводной стабилизатор напряжения.
Слишком подробно не буду писать, итак нам надо переменный резистор 0,5 кОм. Дальше надо припаять средний вывод резистора к любому крайнему. Включаем свой мультиметр, ставим в режим измерения сопротивления. Потом подключаем к проводам резистора, который паяли, и замеряем сопротивление. Вращением резистора надо добиться, чтобы он нам показал 500 Ом (или около того). Это надо для того, чтобы не спалить светодиод при слишком маленьком сопротивлении резистора. Дальше собираем и паяем цепь, ещё раз всё проверяем и подключаем.
Прибор включаем в режим измерения тока. Начинаем вращать переменный резистор и добиваемся показаний в 20 мА. Потом отключаем цепь и замеряем сопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с таким же сопротивлением. Вот и все ваш первый в жизни драйвер собран.
Он у нас имеет ограничение по максимальному току в пределах 1-1,5 А, Если будете включать много светодиодов, то тогда, берите резистор большей мощности.
Если в процессе работы микросхема становится горячей — то нужно сделать для нее теплоотвод или радиатор. Ещё один нюанс наша — корпус автомобиля это «минус» аккумулятора, а подложка нашей микросхемы (корпус) — со своей второй ножкой. Поэтому нельзя крепить ее на кузов, то есть массы без прокладки.
Сама микросхема устроена так,
что она снижает напряжение, которое подается на светодиод, на 2-3 вольта.
Поэтому выходное напряжение у этого драйвера будет 11-12 вольт. Но его главный плюс он легок в сборке.
Ну вот будем надеяться, что у вас всё получилось, если что не понятно, пишите в комментариях или на
12 вольт представляют собой относительно новый источник освещения, который стал использоваться повсеместно не так давно. Наши соотечественники выбирают диоды из-за их эстетической красоты, а также более высокого ресурса эксплуатации. Подробнее о том, как производится подключение диодных элементов и что нужно при этом учитывать — читайте ниже.
[ Скрыть ]
Что необходимо учесть автолюбителю перед заменой?
Чтобы своими руками правильно, используя схему подключения, подсоединить светодиодные лампочки, в первую очередь нужно разобраться с основной информацией. Для начала нужно понимать, что 12-вольтовый моргающий автомобильный диод — это не лампа.
Подключение светодиодов к бортовой сети на 12 вольт должно производиться с учетом некоторых моментов:
- В первую очередь, чтобы обезопасить подключение, нужно учесть напряжение, которое присутствует в автомобильной электросети. Как правило, этот параметр составляет около 12-13 вольт при отключенном двигателе и около 13-14.5 вольт при заведенном.
- В среднем один яркий и мощный диод нуждается в 3.5 вольтах питания, однако данный показатель также может варьироваться в зависимости от цвета. Например, желтый либо красный мигающий светодиод для авто будет потреблять около 2.3 вольт, а белые либо синие элементы — по 3.5 вольт в среднем.
- В отличие от стандартных лампочек накаливания, светодиодные сборки позволяют более качественно осветить поверхность вокруг, что особенно хорошо для их установки в приборные панели.
- Перед покупкой следует проверить тип линзы, установленной в лампочке. Бывают узконаправленные устройства, оснащенные небольшими по размерам линзами.
- Вне зависимости от типа, диодные элементы на двенадцать вольт имеют как положительный вывод, так и отрицательный. Положительный контакт в данном случае, это анод, а отрицательный — катод.
Чтобы правильно подобрать диодные элементы на 12в, нужно ориентироваться в их разновидностях, а делятся они между собой по мощности:
- Маломощные устройства не имеют системы охлаждения, поэтому их ресурс эксплуатации обычно низкий. В автомобилях таких устройства есть смысл использовать только в качестве индикаторов, к примеру, включения дневных ходовых огней или при установке контроллера разряда АКБ.
- Мощные диоды 12в имеют более высокий ресурс эксплуатации, при правильном использовании они могут проработать до 10 лет. Нужно учитывать, что такие диодные элементы не подвергаются большим нагрузкам.
- Модули. Такие устройства представляют собой стальную пластину, на которую вмонтирован целый ряд диодных элементов. Цена модуля зависит от его надежности и качества производства — чем лучше качество, тем выше цена. Модули не нужно путать с китайскими лентами, поскольку их эксплуатация возможна, разве что, для подсветки контрольного щитка или бардачка.
Инструкция по подключению светодиодов
Как подключить светодиод в свой автомобиль? Какое сопротивление для светодиода нужно подобрать? Нужно ли использовать резисторы?
Ниже расскажем, как должен подключаться диодный модуль:
- Процедура подключения светодиодов к 12 вольтной сети начинается с расчета питания. Основным недостатком кластеров является то, что их яркость будет зависеть от изменения количества оборотов двигателя. Если обороты падают, мощность тоже будет снижаться. Учитывайте тот факт, что наиболее оптимальным показателем для хорошего свечения кластеров является параметр 12.5 вольт напряжения — если оно будет ниже, то свечение будет слабым.
- Конструкция кластера включает в себя диодный элементы и резистор, который, кстати, является важной составляющей любого кластера. Резисторное устройство, использующееся для погашения лишнего напряжения, ставится из расчета одна штука на три диодных элемента. Так что если вы купили целую ленту для установки в оптику, то скорее всего, вам нужно будет ее обрезать. Причем обрезание должно осуществляться только на определенных отрезках.
- Процедура подключения производится последовательным образом. То есть вам нужно будет сначала сделать кластер, подключив по очередь несколько диодов друг к другу, а конца кластера соединяются с бортовой сетью. В качестве примера рассмотрим белые диодные компоненты с мощностью 3.5 вольт. Для обычной бортовой сети на 12 В вам потребуется три диодной лампочки, которые в общей сложности будут потреблять 10.5 вольт. Последовательное подключение означает, что положительный вывод одного компонента следует подключить к отрицательному выводу другого.
- Напрямую подключать кластер пока не нужно, последовательным образом соединяется сопротивление, то есть резистор. Нужно учитывать, что сопротивление должно составлять около 100-150 Ом, а параметр мощности резистора должен быть 0.5 Вт (автор видео — канал Авторемонт и тюнинг).
Параллельный способ подключения
Чтобы подключить светодиод к 12 вольтам параллельным способом, выполните следующие действия (рассмотрен пример с диодным элементом на 3.5 вольта и током 20 мА):
- Измерьте напряжение на том участке, где будет подключен источник освещения, чтобы удостовериться в том, что соединение будет эффективным. Например, это 13 вольт.
- После этого от 13 вольт отнимается 3.5 вольта диода, получается 9.5 вольт. Все замеры делаются по формуле Ома — в нашем случае 20 мА делится на 100, получается 0.02 А.
- По этой же формуле производится вычисление сопротивления, для этого 9.5 вольт нужно поделить на 0.02. В результате узнаем, что нам нужен резистор на 475 Ом.
- На следующем этапе производится вычисление мощности — это нужно знать для того, чтобы предотвратить перегрев резисторного элемента. По нашим параметрам 9.5 умножается на 0.02 — получаем 0.19 Вт. Для предотвращения возможных сбоев мощность можно взять с запасом.
- Далее, при помощи мультиметра осуществляется замер тока на участке между диодным источником освещения и резисторным элементом. После этого на тестере ставится значение 10 ампер, а положительный вывод прибора надо подключить к плюсу аккумулятора, отрицательный вывод — к плюсу лампы.
- В конечном итоге на дисплее мультиметра должен появиться показатель в районе 20 мА. В зависимости от источника освещения, а также используемого сопротивления, параметры могут отличаться.
Фотогалерея «Схемы подключения диодов»
Заключение
Что нужно учесть, чтобы система работала правильно:
- Чтобы яркость источников освещения не изменялась, можно дополнительно добавить в цепь стабилизатор.
- При подключении нужно использовать качественное сопротивление, поскольку эффективность работы подсветки зависит именно от резистора. Кроме того, если в не хотите регулярно менять диоды, то они тоже должны быть качественными.
- Если вы не уверены в том, что сможете подключить подсветку правильно, то лучше обратиться за помощью к электрику.
- Перед подключением обязательно проверьте напряжение в бортовой сети — если оно пониженное, то нужно проверять работоспособность аккумулятора и генератора.
Цена вопроса
Стоимость диодов отличается в зависимости от их типа и предназначения. К примеру, за одну лампу головного освещения автовладельцу придется выложить от 300 до 5 тысяч рублей. Обычные диоды для установки в приборную панель стоят около 75 копеек за штуку. Отрезок диодной ленты длиной 30 см будет стоить около 600 рублей.
Видео «Особенности подключения диодных ламп в авто»
Что нужно учесть и каких ошибок нельзя допустить — рекомендации от специалиста по подключению диодных источников освещения приведены на видео ниже (автор — канал Радиолюбитель).
Первое,
что вы
должны усвоить, прежде чем приступить к процедуре замены: светодиод
–
это не лампочка. Будьте аккуратны и внимательны, ремонт
электрооборудования авто
в результате ваших неправильных действий – штука малоприятная. Это,
впрочем, касается не только светодиодов
,
но и любых действий с электропроводкой, будь то установка усилителя или
доп-сигналов. Но, тем не менее, не боги горшки обжигают, ничего
сложного в подобной замене нет, любой человек с прямыми руками способен
произвести ее самостоятельно.
Основные позиции, которые нам нужно усвоить:
1. Напряжение в бортовой сети авто . Обычно это 12 - 13 В при заглушенном двигателе и 13 - 14,5 В при заведенном.
2. Напряжение
питания типичного
светодиода
– 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. Типовой
ток маломощного
светодиода
– 20 мА, мощного
– 350 мА.
3. Не все светодиоды
,
в отличие от лампочек
, освещают
пространство вокруг себя. Это нужно учесть при замене
индикаторных ламп
,
например, в приборной панели
. При покупке
следует обратить внимание на тип линзы
или, если есть возможность, спросить у продавца.
Узконаправленные светодиоды
имеют на конце маленькую линзу. Вообще, постарайтесь проверить это при
покупке, а
еще лучше, купите и попробуйте несколько разных.
4. У светодиода
,
как и у аккумулятора
, есть плюс
и минус
.
Минус
называется катодом, плюс - анодом,
на схемах они изображаются так:
Вам
должно быть понятно, что просто взять и включить
светодиод в бортовую сеть авто – это значит гарантированно его сжечь .
Хотите убедиться? Возьмите и подключите любой дешевый светодиод напрямую к бортовой сети. Из зажигалки, например. Он у вас красиво засияет и задымится:) Зато будете представлять как выглядит процесс. Дорогие светодиоды перегорают точно так же, поэтому тренироваться лучше на дешевых.Подключаем светодиоды
1.
В продаже продаются светодиодные
панельки, так
называемые кластеры
, они
рассчитаны на питание 12в
. Их можно
просто подключить
к бортовой сети и
радоваться красивым огонькам. Но есть неприятная особенность – при
изменении оборотов двигателя будет меняться яркость свечения светодиодов
в кластерах
.
Незначительно, но заметно глазу. К тому же, по факту,
нормально они светят при напряжении около 12,5в, поэтому если у вас
низкое напряжение в бортовой сети, светить кластеры
будут тускло. Конструктивно кластер
состоит из цепочки светодиодов
и резистора
.
На каждые три светодиода - резистор, который гасит лишнее напряжение.
Светодиодная лента устроена точно также, поэтому если вам
надо
отрезать кусок - посмотрите на ленту, на ней есть места, где ее можно
резать. Обычно это те же три светодиода и резистор... Где попало резать
нельзя:)
2. Включить светодиоды последовательно, цепочкой, то есть сделать самодельный кластер. То есть сцепить нужное количество между собой, а оставшиеся два вывода – к бортовой сети. Оговоримся, что речь идет о белых светодиодах. У светодиодов разного цвета напряжение разное. Нетрудно подсчитать, что для 12-14 в понадобится 3 светодиода . В сумме они дадут 3,5х3=10,5 в. Как говорилось выше, у светодиода есть плюс и минус. Соединение последовательно – это когда плюс одного соединяется с минусом следующего и так далее до конца цепочки.
Но напрямую их подключать все еще нельзя, нужно последовательно с вашей цепочкой включить гасящий лишнее напряжение резистор (сопротивление) - номиналом примерно 100-150 Ом, мощностью 0,5 Вт. Резисторы продаются в любом магазине для радиолюбителей.
Этот способ страдает тем же недостатком, что и предыдущий – изменением интенсивности свечения светодиодов при изменении оборотов. Небольшим, но неприятным. Тем не менее, пользуясь этой схемой вы можете подключить любое количество светодиодов , собирая их цепочками по 3 шт. с резистором и включая параллельно. Параллельно - это значит собрать несколько одинаковых цепочек, плюс каждой цепочки соединить с плюсом другой цепочки, минус - с минусом. Вообще, номинал резистора вычисляется по закону Ома. Но если вы не в ладах с формулами, применяйте простое правило: если включаете 1 светодиод - резистор нужен 500 Ом, если два - 300 Ом, три светодиода - 150 Ом. При этом дальше можете не читать. :) Но потратив полчаса на изучение простой формулы, вы научитесь правильно подбирать значения резисторов , а значит ваши светодиоды будут светить долго и правильно. Могу заверить, что не нужно быть академиком, постараюсь разьяснить подробно и понятно. Вам понадобятся:
2. 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.
Рассмотрим пример. У нас есть простой белый светодиод , который нам нужно подключить к бортовой сети автомобиля . Напряжение питания такого светодиода приблизительно 3,5 в, ток - 20 мА.
1.
Замеряем напряжение
в той
точке, к которой мы собираемся подключить светодиод. Дело в том, что
напряжение в бортовой сети разное. На аккумуляторе может быть 13 вольт,
а на прикуривателе - 13,5 и т.д. Поэтому определитесь заранее, куда
будете подключать. Включите прибор в режим измерения напряжения и
произведите замер. Допустим, это 13 в. Запишите на бумажке.
2. Вычитаем из 13в напряжение питания светодиода (3,5в). Получаем 9,5 в. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА - 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем сопротивление:
9,5/0,02=475 Ом.
Чтобы резистор при работе не грелся, вычисляем его мощность. Для этого надо умножить напряжение, которое гасит резистор - 9,5 вольт, на ток, который через него проходит - 0,02 ампера. 9,5х0,02= 0,19 ватт. Лучше брать резистор с запасом - 0,5-1 ватт.
То есть нам нужно сказать продавцу в магазине радиотоваров "Мне нужен резистор 475 Ом 0,5 или один ватт.". Можно использовать номинал и побольше, только светить светодиоды будут тусклее. Поменьше - будет ярче, но ему это может не понравиться.
Купив искомое, подключаем и радуемся:) Чтобы уж окончательно убедиться в правильности расчетов, можете померять ток в цепи. Для этого нужно включить мультиметр в режиме измерения тока (см. инструкцию к прибору) в разрыв между резистором и светодиодом . Если инструкция потеряна - не беда. Установите диск на метку "10А", и переключите красный щуп в гнездо с подписью "10А".
Он должен показать 20 миллиампер или меньше. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА - нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА, оптимально - 18мА. Самый лучший способ подбора нужного сопротивления - использовать переменный резистор . Но это уже сложнее:)
Вышеприведенная информация
позволит произвести подключение любого количества маломощных
и
мощных
светодиодов
, достаточно знать их рабочие
напряжение и
ток
и подставлять
их в формулу.
Очень полезно бывает подключить параллельно светодиоду
обычный диод любого типа в обратной полярности, то есть катодом диода к
аноду светодиода
. Это защитит ваш светодиод
от напряжения обратной полярности
.
Особенно это
актуально для отечественных автомобилей почтенного возраста.
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...
Может, теперь даже соберете
(с) Юрий Рубан, led22.ru. Вопросы и критика приветствуются в разделе
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 :
- Определение типа БП и его рабочих параметров.
- Определение потребляемой мощности, номинального тока и падения напряжения светодиода.
- Расчет количества светодиодов, которые можно безопасно подключить к имеющемуся БП, и расчет резистора, если он требуется.
- Монтаж схемы, во время которого элементы соединяются с учетом полярности.
- 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.
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.
R=(U пит – U раб)/I раб.
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=(U пит – nU раб)/I раб.
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.
