LED dioda je robustní prvek, který bude efektivně fungovat pouze v případě, že je správně nainstalován. 12voltovou LED diodu je třeba připojovat obzvlášť opatrně. Například musí být přítomen rezistor omezující proud, nesmí se zapomínat na polaritu a nesmí se používat stejné diody ve stejném obvodu.

Co to je

LED diody jsou již dlouho oblíbeným osvětlovacím zařízením. Důvodem je jejich vynikající energetická účinnost a dlouhá životnost (ve srovnání s běžnými žárovkami). Kromě toho ceny s rostoucí výrobou těchto produktů stále klesají.

Hlavní výhody:

Životnost - až 10 let nepřetržitého svícení;
robustní - nepodléhá nárazům a vibracím;
Rozmanitost - mnoho velikostí a barev luminiscencí;
Nízká spotřeba energie - ve srovnání s běžnou žárovkou s podobnými vlastnostmi je přibližně 10krát úspornější;
požární bezpečnost - díky nízké spotřebě energie se nepřehřívají, a proto nemohou způsobit požár.

LED (light emitting diode) je zkratka pro světelnou diodu. Ze školní fyziky je známo, že je polární. LED diody nebudou fungovat, pokud je polarita obrácená, nebo by mohly vyhořet (zhroutit se). Zpětné průrazné napětí polovodičové struktury je 4-5 voltů. Při správném zapojení může stále fungovat, ale bude se ničit, což výrazně zkrátí jeho životnost.

Prvek LED zblízka

Zjednodušeně řečeno, světelná dioda (LED) je polovodičové zařízení, které svítí, když jím prochází elektrický proud. Protože světlo vzniká v pevném polovodičovém materiálu, jsou LED diody označovány jako polovodičová zařízení. Termín "polovodičové osvětlení" odlišuje tuto technologii od jiných zdrojů, které používají žhavená vlákna (žárovky a wolframové halogeny) a plynové výboje (zářivky).

Jak vybrat LED diodu pro připojení na 12 V

Požadovaný typ diod se vybírá na základě konkrétních úloh. Na trhu existuje mnoho variant, od indikátorů až po těžké. Nízkopříkonové diody lze použít k osvětlení tlačítek a ukazatelů na palubní desce automobilu. Jednoduché vysoce svítivé diody se používají k osvětlení interiérů bytů nebo automobilů. Výkonné LED diody se instalují do světlometů, denních světel automobilů nebo svítilen.

Z technického hlediska neexistují žádná omezení týkající se spotřeby energie a proudu. Hlavní je, že napětí diody nesmí překročit napětí zdroje.

Důležitým faktorem je velikost a tvar krytu. V závislosti na aplikaci lze použít kruhové nebo SMD (povrchově montované) diody. Vše závisí na potřebě a použití.

Které diody lze připojit na 12 V

LED diody nemají prakticky žádné omezení napětí. Na 12 V tak můžete připojit téměř jakoukoli LED diodu. Hlavní je dodržovat pravidla. LED žárovky obvykle potřebují napětí mezi 1,5 a 3,5 V v závislosti na barvě a jasu. Pokud na pultu obchodu vidíte 12voltovou LED diodu, je vám ve skutečnosti nabízena sestava několika krystalů v sérii.

možnosti připojení

Je vhodné se seznámit se základními možnostmi připojení.

K jednomu rezistoru

Typické schéma zapojení.

Jak jsme zjistili výše, LED je polarizovaná. Proto je připojen ke zdroji konstantního napětí. Nejběžnější typy mají spotřebu přibližně 10-20 mA. To je v podstatě hlavní charakteristika dílu. Druhým parametrem je úbytek napětí. U běžných LED diod se tato hodnota pohybuje v rozmezí 2-4 V.

Jediné správné zapojení je s rezistorem omezujícím proud. Měla by být zvolena podle Ohmova zákona. Odpor se vypočítá jako rozdíl mezi napětím zdroje a úbytkem napětí dělený součinem maximálního proudu diody a bezpečnostního faktoru (obvykle 0,75).

Ohmův zákon: "velikost proudu v úseku obvodu je přímo úměrná napětí přivedenému na tento úsek a nepřímo úměrná jeho odporu".

Je také nutné vypočítat výkon rezistoru. Vypočítá se podle jednoduchého vzorce: Rozdíl napětí zdroje a úbytku napětí na druhou dělený odporem v ohmech.

Sériové zapojení několika LED diod

Schéma sériového zapojení.

Sériové zapojení je instalace dvou nebo více LED diod v jedné řadě. Tento obvod také používá jeden proudový omezovací rezistor. Výpočetní vzorec je stejný jako pro jednu diodu, ale úbytek napětí se sčítá.

Vezměme si jako příklad naši teoretickou bílou LED pro 3 V a 20 mA. Zapojíme tři jednotky do série. Součet našich úbytků napětí tedy bude 9 voltů. Zbývající tři volty dělíme proudem 0,02 ampéru s činitelem spolehlivosti 0,75. Výsledkem je zjištění, že potřebujeme jeden 200ohmový rezistor.

Každá dioda na samostatný rezistor

Toto je schéma paralelního zapojení.

V tomto zapojení je každá LED připojena k plusu a mínusu napájecího zdroje. Ačkoli je možné na webu najít schémata s jedním společným odporem, v praxi je toto řešení nepraktické. Dokonce i v jedné sérii se diody liší z hlediska spotřeby proudu a úbytku napětí. Výsledkem je rozdílná intenzita diod. Odpor se počítá pro každou diodu zvlášť.

Jak zjistit polaritu LED diody

Pokud se podíváte na běžnou kulatou světelnou diodu, zjistíte, že oba vývody nejsou stejně dlouhé. To označuje katodu a anodu. Anoda je delší a je připojena ke kladnému výstupu baterie nebo zdroje a katoda k zápornému výstupu.

Také katodu lze u některých typů krytů označit malým řezem pilkou. Existují výjimky, proto se vždy vyplatí přečíst si návod k použití konkrétní diody.

Jak se připojit na 12 V

Přehledné schéma zapojení.

Schéma zapojení pro připojení LED diody k 12V zdroji se neliší od standardního, ale je nutné ho Vypočítejte odpor a výkon rezistoru. Pro kontrolu nebo předběžné testování sestavy postačí jeden 1kΩ rezistor.

Pro příklad si vezmeme nejběžnější typ LED, bílou LED s maximálním proudem 20 mA. Napětí v podstatě nehraje hlavní roli. Hlavní je zajistit, aby proud nepřekročil maximální povolené parametry. Úbytek napětí se pohybuje mezi 1,8 V a 3,6 V v závislosti na modelu. Pro snadnější výpočet budeme brát 3 volty.

Odolnost pro LED diody

Vzorec pro výpočet odporu.

Vypočítejte parametry:

Rozdíl napájecího napětí a úbytku napětí je 12-3=9.
Součin maximálního proudu (ampéry) a součinitele spolehlivosti - 0,02*0,75=0,015.
Vypočítejte odpor (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).

Vzorec pro výpočet výkonu.

Výpočet výkonu rezistoru:

Rozdíl mezi napájecím napětím a úbytkem napětí je 12-3=9.
Podle vzorce ji odmocníme - 9*9=81.
Děleno odporem rezistoru - 81/600 = 0,135 W.

Proto se nám ideálně hodí rezistor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ±1 %). Od poloviny roku 2020 stojí přibližně 8 rublů. Obvykle není nutné počítat příkon rezistoru. Je však důležité, aby se to udělalo kvůli testování budoucí sestavy.

Připojení výkonných LED diod k 12V

Při připojování moderních výkonných krystalů nebo jejich sestav se princip nemění. V obvodu musí být rovněž přítomen zhášecí rezistor. Příkladem může být oblíbená LED dioda na čínských tržištích. Jedná se o sestavu několika paralelně zapojených krystalů. Spotřebovává 350 mA a napětí je stále 3,4 V.

Dosazením těchto parametrů do vzorce snadno zjistíme, že potřebujeme rezistor s odporem 32 ohmů a výkonem 2,2 wattu.

Efektivní připojení k jednomu zdroji napájení

Výše jsme si již ukázali, že z jednoho zdroje lze napájet neomezený počet LED diod. Hlavní je, aby byl k dispozici dostatečný výkon. Pouhé paralelní zapojení žárovek s rezistorem pro každou z nich je však neefektivní. Z předchozího bodu vyplývá, že více než 2/3 výkonu se rozptýlí v proudovém omezovacím rezistoru. Proto často vyvstává otázka, kolik LED diod lze celkem připojit na 12 V.

Za nejefektivnější zapojení na 12 V se považuje řetězec tří LED diod v sérii s jedním rezistorem. Stejné zapojení se používá pro všechny LED pásky, které jsou napájeny 12 V.

Problémy s elektroinstalací

Schéma zapojení LED diod.

Schéma zapojení LED diod:

Nepoužívejte rezistor omezující proud. Protože LED diodou protéká příliš velký proud, brzy selže.
Sériové zapojení bez rezistoru. I když si myslíte, že zapojení čtyř třívoltových rezistorů do 12voltové sítě je dobrý nápad, jste na omylu. Kvůli špatné regulaci proudu se prvky rychle poškozují.
Použití stejného odporu při paralelním zapojení diod. Vzhledem k rozdílným charakteristikám budou diody svítit různě intenzivně. Míra zlomů se zvýší.

Doporučujeme vám shlédnout video na téma: Správné zapojení LED diod.

Závěr

Spolehlivost LED diod je mnohem vyšší než u žárovek a výbojek, ale pouze při správném zapojení. Neměli byste proto zapomínat na potřebu proudového omezovacího rezistoru, který se volí podle jednoduchého vzoru. Je také nutné dodržet polaritu, zejména při montáži diody do 12voltové sítě.