Светодиодът е здрав елемент, който работи ефективно само ако е правилно монтиран. 12-волтовият светодиод трябва да се свързва с особено внимание. Например трябва да има резистор за ограничаване на тока, да не се забравя полярността и да се избягва използването на еднакви диоди в една и съща верига.

Какво представлява

Светодиодите отдавна са популярни осветителни тела. Това се дължи на тяхната отлична енергийна ефективност и дълъг живот (в сравнение с конвенционалните крушки). Освен това цените продължават да падат с увеличаването на производството на тези продукти.

Основни предимства:

Дълготрайност - до 10 години непрекъснато осветяване;
здрави - не се влияят от удари и вибрации;
Разнообразие - много размери и цветове на луминисценцията;
Ниска консумация на енергия - икономична около 10 пъти в сравнение с обикновена електрическа крушка с подобни характеристики;
пожарна безопасност - поради ниската си консумация на енергия те не се прегряват и следователно не могат да предизвикат пожар.

LED (light emitting diode - светодиод) е съкращение от light emitting diode - светодиод, излъчващ светлина. От училищната физика е известно, че тя е полярна. Светодиодите няма да работят, ако полярността е променена, или могат да изгорят (да се повредят). Напрежението на обратен пробив на полупроводникова структура е 4-5 волта. Той може да продължи да работи, ако е свързан правилно, но ще се разруши и това значително ще намали продължителността на живота му.

LED елемент в близък план

Най-просто казано, светодиодът (LED) е полупроводниково устройство, което свети, когато през него преминава електрически ток. Тъй като светлината се генерира в твърд полупроводников материал, светодиодите се описват като твърдотелни устройства. Терминът "полупроводниково осветление" отличава тази технология от други източници, които използват нагряти нишки (лампи с нажежаема жичка и волфрамови халогенни лампи) и газови разряди (флуоресцентни лампи).

Как да изберем светодиод за свързване към 12 волта

Необходимият тип диоди се избира въз основа на конкретни задачи. На пазара има много варианти - от индикаторни до тежки. Нискоенергийните диоди могат да се използват за осветяване на бутоните и индикаторите на арматурното табло в автомобила. Обикновените високоярки диоди се използват за вътрешно осветление на апартаменти или автомобили. Мощните светодиоди се монтират в предните фарове, дневните светлини на автомобилите или във фенерчетата.

От техническа гледна точка няма ограничения за консумацията на енергия и ток. Основното е, че напрежението на диода не трябва да превишава напрежението на захранването.

Важен фактор е размерът и формата на корпуса. В зависимост от приложението могат да се използват кръгли или SMD (повърхностно монтирани) диоди. Всичко зависи от необходимостта и приложението.

Кои диоди могат да бъдат свързани към 12 волта

Светодиодите на практика нямат ограничения по отношение на напрежението. Така че можете да свържете почти всеки светодиод към 12 волта. Важното е да спазвате правилата. Светодиодните крушки обикновено се нуждаят от напрежение между 1,5 и 3,5 V в зависимост от цвета и яркостта. Ако видите 12-волтов светодиод на рафта в магазина, всъщност ви се предлага сглобка от множество последователно свързани кристали.

опции за свързване

Това е добър момент да се запознаете с основните опции за свързване.

Към един резистор

Типична схема на свързване.

Както установихме по-горе, светодиодът е поляризиран. Затова той е свързан към захранване с постоянно напрежение. Най-разпространените типове консумират около 10-20 mA. Това по същество е основната характеристика на частта. Вторият параметър е падът на напрежение. За обикновените светодиоди този параметър е между 2 и 4 V.

Единственото правилно свързване е с резистор за ограничаване на тока. Тя трябва да се избере според закона на Ом. Съпротивлението се изчислява като разликата между напрежението на източника и спада на напрежението, разделена на произведението от максималния ток на диода и коефициента на сигурност (обикновено 0,75).

Закон на Ом: "големината на тока в даден участък от веригата е правопропорционална на напрежението, приложено към този участък, и обратнопропорционална на неговото съпротивление".

Необходимо е също така да се изчисли мощността на резистора. Той се изчислява по проста формула: разликата между напрежението на източника и спада на напрежението на квадрат, разделена на съпротивлението в омове.

Свързване на няколко светодиода последователно

Серийна електрическа схема.

Серийното свързване е инсталирането на два или повече светодиода в един ред. В тази схема се използва и един резистор за ограничаване на тока. Формулата за изчисление е същата за единичен диод, но падът на напрежение се сумира.

Нека вземем за пример нашия теоретичен бял светодиод за 3 волта и 20 mA. Свързваме последователно три устройства. Така сборът от нашите падове на напрежение ще бъде 9 волта. Разделяме останалите три волта на ток от 0,02 ампера с коефициент на надеждност 0,75. В резултат на това установяваме, че се нуждаем от един 200-омов резистор.

Всеки диод към отделен резистор

Това е схема на паралелна връзка.

В тази схема всеки светодиод е свързан към плюса и минуса на захранването. Въпреки че в интернет може да се намерят схеми с един общ резистор, на практика това решение няма смисъл. Дори в една партида диодите се различават по отношение на консумацията на ток и спада на напрежение. В резултат на това интензитетът на диодите ще бъде различен. Съпротивлението се изчислява за всеки диод поотделно.

Как да определим полярността на светодиод

Ако погледнете нормален кръгъл светодиод, ще забележите, че двата извода не са с еднаква дължина. Това показва катод и анод. Анодът е по-дълъг и е свързан към положителния изход на батерията или захранването, а катодът - към отрицателния изход.

Също така катодът на някои видове корпуси може да се маркира с малък разрез с трион. Има и изключения, затова винаги си струва да прочетете инструкциите за конкретния диод.

Как да се свържете с 12 волта

Ясна електрическа схема.

Електрическата схема за свързване на светодиод към 12V захранване не се различава от стандартната, но е необходимо да се Изчислете съпротивлението и мощността на резистора. За проверка или предварително тестване на сглобката е достатъчен един резистор от 1 kΩ.

За пример ще вземем най-разпространения тип светодиод - бял светодиод с максимален ток 20 mA. По принцип напрежението не играе важна роля. Основното е, че токът не трябва да надвишава максимално допустимите параметри. Спадът на напрежението е между 1,8 V и 3,6 V в зависимост от модела. За по-лесно изчисление ще вземем 3 волта.

Съпротивление за светодиоди

Формула за изчисляване на съпротивлението.

Изчислете параметрите:

Разликата между захранващото напрежение и пада на напрежение е 12-3=9.
Произведение от максималния ток (в ампери) и коефициента на надеждност - 0,02*0,75=0,015.
Изчислете съпротивлението (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).

Формулата за изчисляване на мощността.

Изчисляване на мощността на резистора:

Разликата между захранващото напрежение и спада на напрежението е 12-3=9.
Според формулата, нека го изчислим квадратно - 9*9=81.
Разделено на съпротивлението на резистора - 81/600 = 0,135 W.

Затова идеално ни подхожда резистор MRS25 (0,6 W, 600 Om, ±1%). От средата на 2020 г. тя струва около 8 рубли. Обикновено не е необходимо да се изчислява мощността на резистора. Важно е обаче това да се направи, за да се тества бъдещото сглобяване.

Свързване на мощни LED диоди към 12V

При свързване на съвременни мощни кристали или техни възли принципът не се променя. Във веригата трябва да има и гасителен резистор. За пример може да се използва популярен светодиод на китайските пазари. Той представлява съвкупност от няколко паралелно свързани кристала. Той консумира 350 mA, а напрежението все още е 3,4 V.

Като заместим параметрите във формулата, лесно установяваме, че ни е необходим резистор със съпротивление 32 ома и мощност 2,2 вата.

Ефективно свързване към едно захранване

По-горе вече разбрахме, че можете да захранвате неограничен брой светодиоди с едно захранване. Важното е да има достатъчно мощност. Простото паралелно свързване на крушките с резистор за всяка от тях обаче е неефективно. От предходната точка видяхме, че повече от 2/3 от мощността се разсейва от токоограничаващия резистор. Затова често възниква въпросът колко светодиода могат да бъдат свързани към 12 волта.

За най-ефективна връзка към 12 волта се смята веригата от три последователно свързани светодиода с един резистор. Същата схема се използва за всички светодиодни ленти, които работят с 12-волтово захранване.

Проблеми с окабеляването

Схема на свързване на светодиодите.

Схема на свързване на светодиодите:

Не използвайте резистор за ограничаване на тока. Тъй като през светодиода ще протече твърде голям ток, той скоро ще се повреди.
Последователно свързване без резистор. Дори ако смятате, че включването на четири 3-волтови резистора към 12-волтова мрежа е добра идея, грешите. Поради лошия контрол на тока елементите бързо се разрушават.
Използване на същия резистор, когато диодите са свързани успоредно. Поради различията в характеристиките диодите ще светят с различен интензитет. Степента на счупване ще се увеличи.

Съветваме ви да гледате видеоклип по темата: Правилно свързване на светодиоди.

Заключение

Надеждността на светодиодите е много по-висока от тази на моделите с нажежаема жичка и разрядниците, но само при правилно свързване. Ето защо не трябва да забравяте за необходимостта от резистор за ограничаване на тока, който се избира в съответствие с проста форма. Задължително е също така да се спазва полярността, особено когато диодът се монтира към 12-волтова верига.