Detail tentang metode koneksi LED

Dalam kehidupan kita, LED terus berada di atas sumber cahaya buatan lainnya. Tetapi sementara lampu pijar dapat dihubungkan langsung ke catu daya, sambungan LED dan lampu pelepasan memerlukan tindakan khusus.

Menghubungkan satu LED tidak menyebabkan masalah. Dan untuk memasukkan dari beberapa unit ke ratusan - tidak semudah kelihatannya.

Sedikit teori

LED membutuhkan tegangan atau arus yang konstan agar dapat bekerja dengan baik. Mereka pasti:

1. Konstan dalam arah.. Artinya, arus dalam rangkaian LED harus mengalir dari "+" sumber tegangan ke "-"-nya saat tegangan diterapkan.
2. StabilStabil, yaitu besarnya konstan, untuk waktu operasi dioda.
3. Tidak berdenyut - Setelah penyearahan dan stabilisasi, konstanta tegangan atau arus tidak boleh berfluktuasi secara berkala.
   Diagram skema bentuk gelombang tegangan pada output penyearah dua setengah periode ketika disaring oleh kapasitor elektrolitik (persegi panjang hitam dan putih ditandai "+" dalam diagram). Garis putus-putus - tegangan pada output penyearah. Kapasitor dibebankan ke amplitudo setengah gelombang dan secara bertahap dibuang pada resistansi beban. "Langkah-langkah" adalah denyutan. Rasio langkah dan amplitudo setengah gelombang sebagai persentase adalah faktor riak.

Untuk LED pada awalnya kami menggunakan sumber tegangan yang tersedia - 5, 9, 12 V. Dan tegangan operasi p-n junction adalah dari 1,9 hingga 2,4 hingga 3,7 hingga 4,4 V. Oleh karena itu, beralih dioda secara langsung hampir selalu merupakan kelelahan fisik karena terlalu panas dengan tinggi saat ini. Arus harus untuk membatasi arus dengan resistor pembatas arusIni adalah cara yang baik untuk membatasi arus dengan resistor pembatas arus.

Anda dapat menempatkan beberapa LED secara seri. Kemudian, jika mereka berada dalam rantai, jumlah tegangan langsung mereka bisa hampir sama dengan tegangan catu daya. Dan perbedaan yang tersisa adalah "padam" dengan membuangnya dalam bentuk panas pada resistor.

Ketika ada puluhan dioda, mereka terhubung dalam rangkaian seri, yang termasuk secara paralel.

Pin keluar LED

Polaritas LED - anoda atau plus dan katoda - minus mudah ditentukan dari gambar:

Dalam kasus silinder, katoda ditunjukkan oleh celah di samping, dengan anoda lebih panjang dan katoda lebih pendek.

Dalam LED SMD, katoda ditunjukkan oleh celah pada rumahan.

Dalam matriks LED COB daya tinggi "+" dan "-" dicap pada bantalan kontak untuk menyolder.

Diagram koneksi LED

LED diberi makan oleh tegangan DC. Tetapi kekhasan ketergantungan nonlinier dari resistansi internalnya mengharuskan arus operasi tetap dalam kisaran yang sempit. Pada arus kurang dari arus pengenal berkurang fluks bercahayaPada lebih tinggi - kristal terlalu panas, kecerahan pendaran meningkat, tetapi "kehidupan" berkurang. Cara termudah untuk memperpanjangnya adalah dengan membatasi arus yang melalui kristal, termasuk resistor pembatas arus. Untuk LED daya tinggi secara ekonomi tidak menguntungkan, sehingga mereka memberi makan arus konstan dari sumber khusus arus stabil - pengemudi.

Koneksi seri

LED adalah perangkat pencahayaan yang agak rumit. Ini beroperasi dari sumber tegangan DC sekunder. Jika daya lebih dari 0,2-0,5 W, sebagian besar perangkat LED menggunakan sumber arus.Mereka tidak sepenuhnya benar, dalam cara Amerika, disebut driver. Ketika dioda dihubungkan secara seri, mereka sering menggunakan catu daya pada 9, 12, 24 dan bahkan 48 V. Dalam hal ini, buat rantai daisy, yang dapat dari 3-6 hingga beberapa lusin elemen.

Ketika dihubungkan secara seri dalam sebuah rantai, anoda LED pertama termasuk melalui resistor pembatas arus ke catu daya "+", dan katoda - ke anoda yang kedua. Dan seluruh rantai terhubung.

Skema koneksi seri-paralel dari tiga kelompok LED berturut-turut dalam rantai tiga elemen LED. Setiap rantai memiliki resistor pembatas arus di sisi kiri. Ini "meredam" kelebihan jumlah tegangan langsung dioda.

Misalnya, LED merah memiliki tegangan operasi langsung 1,6 hingga 3,03 V. At kamu_pra. = 2,1 dari satu LED pada resistor pada tegangan sumber 12 V akan menjadi 5,7 V:

12 V - 3×2,1 V = 12 - 6,3 = 5,7 V.

Dan sudah 3 rantai secara seri dihubungkan secara paralel.

Tabel yang menunjukkan tegangan langsung LED sebagai fungsi dari warna pancarannya.

Ketika LED dihubungkan secara seri, arus yang melalui LED akan sama dan penurunan di setiap elemen adalah individual. Itu tergantung pada resistansi internal dioda.

Properti dari koneksi seri:

• Kerusakan satu elemen akan menyebabkan semua mati;
• korslet - mendistribusikan kembali tegangannya ke semua yang tersisa, pada mereka meningkatkan kecerahan cahaya dan mempercepat degradasi.

Direkomendasikan: Bagaimana cara mengetahui berapa volt sebuah LED?

Koneksi paralel

Dalam skema pengkabelan LED ini, semua anoda dihubungkan antara mereka sendiri dan ke sumber daya "+", dan katoda - ke "-".

Sambungan ini pada lampu LED pertama, strip dan strip ketika ditenagai oleh 3-5 volt.

Ini adalah koneksi yang salah.Dengan variasi parameter yang tak terhindarkan, arus yang melalui LED akan berbeda. Dan mereka akan bersinar secara berbeda. Dan mereka tidak akan bersinar dengan cara yang sama. Akibatnya, yang terlalu panas akan terbakar, mis. dengan rangkaian terbuka. Dioda lain D2 dan D3 akan mengalami peningkatan arus dan tegangan karena arus total yang lebih kecil melalui R1 akan memberikan penurunan tegangan yang lebih kecil. Dioda kedua akan membakar dioda dengan resistansi internal yang lebih rendah dari sambungan p-n.

Jika burnout terjadi dengan penutupan sambungan p-n, seluruh tegangan baterai akan diterapkan ke resistor R1. Ini akan menjadi terlalu panas dan terbakar.

Diagram untuk menghubungkan LED secara paralel. Setiap LED terhubung dengan benar secara seri dengan resistor pembatas arusnya sendiri.

Seperti inilah desain sebenarnya dari enam LED yang terhubung secara paralel. 

Dalam gambar:

• Batang abu-abu adalah batang pembawa arus, yaitu kabel tanpa insulasi;
• silinder biru dengan ujung bulat - LED silinder dengan lensa di ujungnya;
• merah - resistor untuk membatasi arus operasi.

Tidaklah benar untuk menghubungkan semua dioda ke satu resistor. Karena variasi karakteristik LED, bahkan dalam satu batch dapat mencapai 50 hingga 200% atau lebih, melalui dioda dapat mengalirkan arus, yang kadang-kadang akan berbeda. Oleh karena itu, mereka akan bersinar dan memuat secara berbeda juga. Kemudian, yang tersibuk, yang paling terang akan terbakar atau terdegradasi hingga hampir punah, kehilangan 70-90% dari fluks bercahayanya. Atau akan berubah dari putih menjadi kuning.

Baca juga

Dasar-dasar koneksi paralel dan seri LED

 

Campuran

Kabel gabungan atau campuran digunakan untuk membuat susunan LED yang terdiri dari puluhan atau ratusan elemen atau kristal tanpa bingkai. Yang paling terkenal adalah matriks COB.

Diagram koneksi gabungan LED dalam matriks: "standar" - rantai berurutan dari 4 kristal di masing-masing terhubung secara paralel dan terhubung ke sumber daya, "hibrida" - kristal, dalam hal ini 8 buah, dihubungkan secara seri/ sejajar dengan sumber listrik.

Tegangan suplai dan arus operasi akan lebih kecil dari arus operasi pengenal bila digabungkan. Hanya dalam kondisi ini, matriks akan sedikit banyak bekerja untuk waktu yang lama. Pada arus pengenal, tautan terlemah akan terbakar dengan cepat dan yang lainnya akan mulai terbakar secara bertahap. Akan berakhir dengan putusnya rangkaian seri dan hubungan pendek pada rangkaian paralel.

Menghubungkan dioda pemancar cahaya ke 220 V

Jika Anda memberi energi pada LED langsung dari 220 V dengan batasan arusnya, LED akan bersinar dengan setengah gelombang positif dan padam dengan negatif. Tapi ini hanya jika tegangan sambungan p-n terbalik jauh lebih tinggi dari 220V. Biasanya sekitar 380-400V.

Cara kedua untuk menyalakannya adalah dengan kapasitor quenching.

Tegangan listrik diumpankan ke "jembatan" pada dioda VD1-VD4. Kapasitor C1 akan "padam" sekitar 215-217 V. Sisanya akan memperbaiki. Setelah disaring dengan kapasitor C2 tegangan DC diumpankan ke LED. Jangan lupa untuk membatasi arus yang melalui dioda dengan resistor.

Skema koneksi lainnya adalah dengan penyearah setengah periode tunggal pada dioda dan resistor pembatas 30 kOhm.

PERINGATAN! Sebagian besar sirkuit dengan koneksi langsung ke listrik 220 V memiliki kelemahan serius - mereka berbahaya bagi manusia untuk terkena tegangan tinggi - 220 V. Oleh karena itu, mereka harus digunakan dengan hati-hati, dengan isolasi hati-hati dari semua bagian yang membawa arus.

Informasi terperinci tentang menghubungkan LED ke sumber listrik 220 V dijelaskan di sini.

Cara menyalakan dioda dari catu daya

Catu daya switching transformerless yang paling populer menyediakan 12 V dengan arus, korsleting, panas berlebih, dan perlindungan lainnya.

Jadi Anda menghubungkan LED secara seri dan membatasi arusnya dengan resistor sederhana. Rantai mencakup 3 atau 6 dioda. Jumlahnya ditentukan oleh tegangan langsung dioda. Jumlahnya untuk batasan arus harus kurang dari tegangan keluaran PSU sebesar 0,5-1 V.

Baca juga

Menghubungkan LED ke 12 volt

 

Fitur menghubungkan LED RGB dan COB

LED dengan singkatan RGB - adalah pemancar cahaya polikrom atau multiwarna dalam berbagai warna. Sebagian besar dirakit dari tiga kristal LED, masing-masing memancarkan warna yang berbeda. Perakitan seperti itu disebut triad warna.

RGB-LED dihubungkan dengan cara yang sama seperti LED konvensional. Di setiap badan sumber cahaya warna-warni memiliki satu kristal: Merah - merah, Hijau - hijau dan Biru - biru. Setiap LED sesuai dengan tegangan operasi yang berbeda:

• Biru - dari 2,5 hingga 3,7 V;
• Hijau - dari 2,2 hingga 3,5 V;
• Merah: 1,6 hingga 2,03 V.

Kristal dapat dihubungkan bersama dengan cara yang berbeda:

• dengan katoda umum, yaitu, tiga katoda terhubung satu sama lain dan ke kabel umum pada kasing, dan masing-masing anoda memiliki kabelnya sendiri;
• dengan anoda umum - masing-masing, untuk semua anoda, timbal adalah umum, dan katoda bersifat individual;
• tugas pin independen - setiap anoda dan katoda memiliki pin sendiri.

Oleh karena itu, peringkat resistor pembatas arus akan berbeda.

Koneksi kristal LED RGB dengan skema dengan katoda umum.

Koneksi "dengan anoda umum".

Dalam kedua kasus, badan dioda masing-masing memiliki 4 pin kawat, bantalan kontak di LED SMD atau pin di badan "piranha".

Dalam kasus LED independen akan ada 6 pin.

Dalam kasus SMD 5050 kristal-LED disusun sebagai berikut:

Ada 3 kristal independen hijau, merah, dan biru dalam paket multicolor. Karena itu, ketika menghitung peringkat resistor, ingat - setiap warna sesuai dengan tegangan dioda yang berbeda.

Kabel LED COB

Singkatan COB - adalah huruf pertama dari frase bahasa Inggris chip-on-board.Dalam bahasa Rusia itu akan menjadi - elemen atau kristal di papan tulis.

Kristal direkatkan atau disolder ke substrat konduktif termal dari safir atau silikon. Setelah memeriksa apakah sambungan listrik sudah benar, kristal diisi dengan fosfor kuning.

LED tipe COB - adalah struktur matriks yang terdiri dari puluhan atau ratusan kristal, yang dihubungkan dalam kelompok dengan inklusi gabungan persimpangan p-n semikonduktor. Grup adalah rantai LED berurutan, yang jumlahnya sesuai dengan tegangan suplai matriks LED. Misalnya, pada 9 V itu 3 kristal, pada 12 V itu 4.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan LED ke papan Arduino

 

Rangkaian dengan koneksi seri dihubungkan secara paralel. Dengan cara ini kekuatan yang dibutuhkan dari matriks diperoleh. Kristal luminescent biru diisi dengan fosfor kuning. Ini memancarkan kembali cahaya biru menjadi kuning, memperoleh cahaya putih.

Kualitas cahaya, mis. rendering warna diatur dalam proses produksi oleh komposisi fosfor. Fosfor satu dan dua komponen memberikan kualitas rendah karena memiliki 2-3 garis emisi dalam spektrum. Tiga dan lima komponen - rendering warna yang cukup dapat diterima. Bisa sampai 85-90 Ra dan bahkan lebih tinggi.

Menghubungkan jenis pemancar cahaya ini tidak menjadi masalah. Mereka dicolokkan seperti LED daya tinggi normal, ditenagai oleh sumber arus pengenal standar. Misalnya, 150, 300, 700 mA. Pabrikan matriks COB merekomendasikan untuk memilih sumber arus dengan cadangan. Ini akan membantu ketika menempatkan lampu matriks COB ke dalam layanan.