Um LED é um elemento robusto que só funcionará eficazmente se for correctamente instalado. O LED de 12 volts deve ser ligado com especial cuidado. Por exemplo, uma resistência limitadora de corrente deve estar presente, a polaridade não deve ser esquecida, e a utilização de díodos idênticos no mesmo circuito deve ser evitada.

O que é

Os LEDs têm sido há muito uma luminária popular. Isto deve-se à sua excelente eficiência energética e longa vida útil (em comparação com as lâmpadas convencionais). Além disso, os preços continuam a baixar à medida que a produção destes produtos aumenta.

Principais vantagens:

Durabilidade - até 10 anos de iluminação contínua;
robusto - não afectado pelo choque e vibração;
Variedade - muitos tamanhos e cores de luminescência;
Baixo consumo de energia - económico em cerca de 10 vezes em comparação com uma lâmpada comum com características semelhantes;
segurança contra incêndios - devido ao seu baixo consumo de energia, não sobreaquecem e, portanto, não podem causar um incêndio.

LED (light emitting diode) é uma abreviatura para díodo emissor de luz. É sabido pela física escolar que é polar. Os LEDs não funcionarão se a polaridade for invertida ou se puderem queimar (avaria). A tensão de ruptura inversa de uma estrutura semicondutora é de 4-5 volts. Pode ainda funcionar se estiver devidamente ligado, mas tornar-se-á destrutivo e isto reduzirá significativamente a sua duração de vida.

Elemento LED em grande plano

Em termos simples, um díodo emissor de luz (LED) é um dispositivo semicondutor que brilha quando uma corrente eléctrica é passada através dele. Como a luz é gerada num material semicondutor sólido, os LEDs são descritos como dispositivos de estado sólido. O termo "iluminação de estado sólido" distingue esta tecnologia de outras fontes que utilizam filamentos aquecidos (halogéneo incandescente e tungsténio) e descarga de gás (lâmpadas fluorescentes).

Como escolher um LED para ligação a 12 volts

Os tipos de díodos necessários são seleccionados com base em tarefas específicas. Existem muitas variantes no mercado, desde o indicador até ao pesado. Os díodos de baixa potência podem ser utilizados para iluminar botões e indicadores no tablier de um carro. Os díodos simples de alto brilho são utilizados para a iluminação interior de apartamentos ou carros. Os LEDs de alta potência são instalados em faróis, luzes diurnas permanentes dos carros ou em lanternas.

De um ponto de vista técnico, não há restrições ao consumo de energia e corrente. O principal é que a tensão do diodo não deve exceder a tensão da fonte de alimentação.

Um factor importante é o tamanho e a forma da habitação. Dependendo da aplicação, podem ser utilizados díodos circulares ou SMD (montados à superfície). Tudo depende da necessidade e da aplicação.

Que díodos podem ser ligados a 12 volts

Os LEDs não têm praticamente nenhuma limitação de voltagem. Assim, pode ligar quase qualquer LED a 12 volts. O principal é observar as regras. As lâmpadas LED precisam geralmente de entre 1,5 e 3,5 volts, dependendo da cor e brilho. Se vir um LED de 12 volts na prateleira da loja, está de facto a ser-lhe oferecido um conjunto de cristais múltiplos em série.

opções de ligação

É uma boa altura para se familiarizar com as opções básicas de ligação.

Para uma única resistência

Um diagrama de ligação típico.

Como estabelecemos acima, o LED está polarizado. Por conseguinte, está ligada a uma fonte de alimentação de tensão constante. Os tipos mais comuns consomem cerca de 10-20mA. Esta é essencialmente a principal característica da peça. O segundo parâmetro é a queda de tensão. Para os LED convencionais, isto situa-se entre 2-4 V.

A única ligação correcta é com uma resistência limitadora de corrente. Deve ser seleccionado de acordo com a lei de Ohm. A resistência é calculada como a diferença entre a tensão da fonte e a queda de tensão dividida pelo produto da corrente máxima do díodo e o factor de segurança (geralmente 0,75).

A lei de Ohm: "a quantidade de corrente numa secção de circuito é directamente proporcional à tensão aplicada a essa secção, e inversamente proporcional à sua resistência".

É também necessário calcular a potência da resistência. É calculado usando uma fórmula simples: A diferença entre a tensão da fonte e a queda de tensão ao quadrado dividida pela resistência em ohms.

Ligação de vários LEDs em série

Diagrama de cablagem em série.

A cablagem em série é a instalação de dois ou mais LEDs numa fila. Este circuito também utiliza uma única resistência limitadora de corrente. A fórmula de cálculo é a mesma para um único díodo, mas a queda de tensão é somada.

Tomemos como exemplo o nosso LED branco teórico para 3 volts e 20 mA. Ligamos três unidades em série. Assim, a soma da nossa queda de tensão será de 9 volts. Dividimos os três volts restantes por uma corrente de 0,02 ampere com um factor de fiabilidade de 0,75. Como resultado, descobrimos que precisamos de uma resistência de 200 ohm.

Cada díodo a uma resistência separada

Este é um diagrama esquemático de uma ligação paralela.

Neste circuito, cada LED é ligado ao mais e ao menos da fonte de alimentação. Embora seja possível encontrar esquemas com uma resistência comum na web, na prática esta solução não é prática. Mesmo num lote, os diodos diferem em termos de consumo de corrente e queda de tensão. Como resultado, a intensidade dos diodos será diferente. A resistência é calculada para cada diodo separadamente.

Como descobrir a polaridade de um LED

Se olhar para um díodo emissor de luz redondo normal, notará que os dois pinos não têm o mesmo comprimento. Isto indica um cátodo e um ânodo. O ânodo é mais longo e está ligado à saída positiva da bateria ou da fonte de alimentação e o cátodo à saída negativa.

Também o cátodo em alguns tipos de recintos pode ser marcado com um pequeno corte de serra. Existem excepções, pelo que vale sempre a pena ler as instruções para o diodo específico.

Como ligar a 12 volts

Diagrama de cablagem claro.

O diagrama de cablagem para ligar um LED a uma fonte de alimentação de 12V não difere do diagrama padrão, mas é necessário Calcular a resistência e o poder da resistência. Para verificar ou pré-testar a montagem é suficiente uma única resistência 1kΩ.

Para o exemplo vamos tomar o tipo mais comum de LED, um LED branco com uma corrente máxima de 20mA. Basicamente, a voltagem não desempenha um papel importante. O principal é assegurar que a corrente não exceda os parâmetros máximos permitidos. A queda de tensão é entre 1,8V e 3,6V, dependendo do modelo. Para facilidade de cálculo, tomaremos 3 volts.

Resistência para LEDs

Fórmula de cálculo da resistência.

Calcular os parâmetros:

A diferença entre a tensão de alimentação e a queda de tensão é de 12-3=9.
Produto de corrente máxima (amps) e factor de fiabilidade - 0,02*0,75=0,015.
Calcular a resistência (kohm) - 9/0.015 = 600 (kohm).

A fórmula para o cálculo da potência.

Cálculo da potência da resistência:

A diferença entre a tensão de alimentação e a queda de tensão é de 12-3=9.
De acordo com a fórmula, vamos colocá-la em quadratura - 9*9=81.
Dividido pela resistência da resistência - 81/600 = 0,135 W.

Assim, somos ideais para uma resistência MRS25 (0,6W, 600 Ohm, ±1%). A partir de meados de 2020, custa cerca de 8 rublos. Normalmente não é necessário calcular a potência da resistência. No entanto, é importante fazer isto a fim de testar a futura assembleia.

Ligação de díodos LED de alta potência a 12V

Ao ligar os cristais modernos de alta potência ou as suas montagens, o princípio não muda. Uma resistência de têmpera deve também estar presente no circuito. Um LED popular nos mercados chineses pode ser usado como exemplo. É um conjunto de vários cristais ligados em paralelo. Consome 350 mA e a voltagem continua a ser de 3,4 volts.

Substituindo os parâmetros na nossa fórmula, descobrimos facilmente que precisamos de uma resistência com uma resistência de 32 ohms e uma potência de 2,2 watts.

Ligação eficiente a uma única fonte de alimentação

Já vimos acima que se pode alimentar um número ilimitado de LEDs a partir de uma fonte de alimentação. O principal é que há energia suficiente. No entanto, a simples ligação das lâmpadas em paralelo com uma resistência para cada uma é ineficiente. Desde o ponto anterior vimos que mais de 2/3 da potência é dissipada pela resistência limitadora de corrente. Por conseguinte, surge frequentemente a questão de quantos LEDs totais podem ser ligados a 12 volts.

A ligação mais eficiente a 12 volts é considerada como uma cadeia de três LEDs em série com uma única resistência. O mesmo circuito é utilizado para todas as tiras de LED que funcionam a partir de uma fonte de alimentação de 12 volts.

Problemas de cablagem

Diagrama de circuito para ligar os LEDs.

Diagrama de circuito para ligar os LEDs:

Não utilizar uma resistência limitadora de corrente. Como demasiada corrente irá fluir através do LED, em breve falhará.
Cablagem em série sem resistor. Mesmo se pensar que ligar quatro resistências de 3 volts a uma rede de 12 volts é uma boa ideia, está enganado. Devido a um controlo deficiente da corrente, os elementos deteriorar-se-ão rapidamente.
Utilização da mesma resistência quando os díodos estão ligados em paralelo. Devido às diferenças de características, os díodos brilharão com intensidades diferentes. A taxa de fractura irá aumentar.

Aconselhamo-lo a ver um vídeo sobre o assunto: Ligação adequada de LEDs.

Conclusão

A fiabilidade dos LEDs é muito superior aos modelos incandescentes e de descarga, mas apenas quando devidamente ligados. Não se deve, portanto, esquecer a necessidade de uma resistência limitadora de corrente, que é seleccionada de acordo com uma forma simples. É também obrigatório observar a polaridade, especialmente ao montar o díodo num circuito de 12 volts.