Pripojenie LED diódy na 12 V
LED dióda je robustný prvok, ktorý bude efektívne fungovať len vtedy, ak je správne nainštalovaný. 12-voltovú LED diódu je potrebné pripojiť obzvlášť opatrne. Napríklad musí byť prítomný rezistor obmedzujúci prúd, nesmie sa zabudnúť na polaritu a nesmie sa používať rovnaké diódy v tom istom obvode.
Čo to je
LED diódy sú už dlho obľúbeným svietidlom. Je to vďaka ich vynikajúcej energetickej účinnosti a dlhej životnosti (v porovnaní s bežnými žiarovkami). Okrem toho ceny naďalej klesajú, pretože výroba týchto výrobkov sa zvyšuje.
Hlavné výhody:
- Životnosť - až 10 rokov nepretržitého osvetlenia;
- robustné - nepodliehajú nárazom a vibráciám;
- Rozmanitosť - mnoho veľkostí a farieb luminiscencie;
- Nízka spotreba energie - v porovnaní s bežnou žiarovkou s podobnými vlastnosťami je približne 10-krát úspornejšia;
- požiarna bezpečnosť - vďaka nízkej spotrebe energie sa neprehrievajú, a preto nemôžu spôsobiť požiar.
LED (light emitting diode) je skratka pre svetelnú diódu. Zo školskej fyziky je známe, že je polárna. LED diódy nebudú fungovať, ak sa zmení polarita, alebo sa môžu vypáliť (porucha). Spätné prierazné napätie polovodičovej štruktúry je 4-5 voltov. Ak je správne pripojený, môže stále fungovať, ale bude sa ničiť, čo výrazne skráti jeho životnosť.
Zjednodušene povedané, svetelná dióda (LED) je polovodičové zariadenie, ktoré svieti, keď ním prechádza elektrický prúd. Keďže svetlo vzniká v pevnom polovodičovom materiáli, LED diódy sa označujú ako polovodičové zariadenia. Termín "polovodičové osvetlenie" odlišuje túto technológiu od iných zdrojov, ktoré používajú žeravené vlákna (žiarovky a halogénové žiarovky) a plynové výbojky (žiarivky).
Ako vybrať LED diódu na pripojenie k 12 V
Požadovaný typ diód sa vyberá na základe konkrétnych úloh. Na trhu existuje mnoho variantov, od indikátorových až po ťažké. Nízkoenergetické diódy sa môžu používať na osvetlenie tlačidiel a indikátorov na prístrojovej doske automobilu. Jednoduché vysoko svietivé diódy sa používajú na osvetlenie interiéru bytov alebo automobilov. Vysokovýkonné LED diódy sa inštalujú do svetlometov, denných svetiel automobilov alebo do bateriek.
Z technického hľadiska neexistujú žiadne obmedzenia týkajúce sa spotreby energie a prúdu. Hlavnou vecou je, že napätie diódy nesmie prekročiť napätie napájacieho zdroja.
Dôležitým faktorom je veľkosť a tvar krytu. V závislosti od aplikácie sa môžu použiť kruhové diódy alebo diódy SMD (povrchová montáž). Všetko závisí od potreby a aplikácie.
Ktoré diódy môžu byť pripojené k 12 voltom
LED diódy nemajú prakticky žiadne obmedzenie napätia. Takže môžete pripojiť takmer akúkoľvek LED diódu na 12 V. Najdôležitejšie je dodržiavať pravidlá. LED žiarovky zvyčajne potrebujú 1,5 až 3,5 V v závislosti od farby a jasu. Ak na pulte obchodu vidíte 12 V LED diódu, v skutočnosti vám ponúkajú zostavu viacerých sériovo zapojených kryštálov.
možnosti pripojenia
Je vhodný čas oboznámiť sa so základnými možnosťami pripojenia.
Na jeden rezistor
Ako sme zistili vyššie, LED je polarizovaná. Preto je pripojený k napájaciemu zdroju s konštantným napätím. Najbežnejšie typy spotrebujú približne 10-20 mA. To je v podstate hlavná charakteristika tejto časti. Druhým parametrom je úbytok napätia. Pri bežných LED diódach je to 2 až 4 V.
Jediné správne zapojenie je s rezistorom obmedzujúcim prúd. Mal by byť zvolený podľa Ohmovho zákona. Odpor sa vypočíta ako rozdiel medzi napätím zdroja a úbytkom napätia vydelený súčinom maximálneho prúdu diódy a bezpečnostného faktora (zvyčajne 0,75).
Ohmov zákon: "veľkosť prúdu v časti obvodu je priamo úmerná napätiu privedenému na túto časť a nepriamo úmerná jej odporu".
Je tiež potrebné vypočítať výkon rezistora. Vypočíta sa pomocou jednoduchého vzorca: Rozdiel napätia zdroja a úbytku napätia na druhú delený odporom v ohmoch.
Sériové zapojenie viacerých LED diód
Sériové zapojenie je inštalácia dvoch alebo viacerých LED diód v jednom rade. Tento obvod tiež používa jeden rezistor na obmedzenie prúdu. Výpočtový vzorec je rovnaký pre jednu diódu, ale úbytok napätia sa sčíta.
Vezmime si ako príklad našu teoretickú bielu LED diódu pre 3 volty a 20 mA. Tri jednotky zapojíme do série. Súčet našich úbytkov napätia bude teda 9 voltov. Zvyšné tri volty vydelíme prúdom 0,02 ampéra s faktorom spoľahlivosti 0,75. Výsledkom je, že potrebujeme jeden 200 ohmový rezistor.
Každá dióda na samostatný odpor
V tomto obvode je každá LED dióda pripojená na plus a mínus napájacieho zdroja. Hoci je možné nájsť na internete schémy s jedným spoločným odporom, v praxi toto riešenie nie je praktické. Dokonca aj v jednej sérii sa diódy líšia z hľadiska spotreby prúdu a poklesu napätia. V dôsledku toho sa intenzita diód bude líšiť. Odpor sa vypočíta pre každú diódu zvlášť.
Ako zistiť polaritu LED diódy
Ak sa pozriete na bežnú okrúhlu svetelnú diódu, všimnete si, že dva vývody nie sú rovnako dlhé. To znamená katódu a anódu. Anóda je dlhšia a je pripojená ku kladnému výstupu batérie alebo zdroja napájania a katóda k zápornému výstupu.
Aj katódu na niektorých typoch krytov možno označiť malým rezom píly. Existujú výnimky, preto sa vždy oplatí prečítať si návod na použitie konkrétnej diódy.
Ako sa pripojiť na 12 V
Schéma zapojenia na pripojenie LED k 12 V zdroju napájania sa nelíši od štandardnej, ale je potrebné Vypočítajte odpor a výkon rezistora. Na kontrolu alebo predbežné testovanie zostavy stačí jeden 1kΩ rezistor.
V príklade si zoberieme najbežnejší typ LED, bielu LED s maximálnym prúdom 20 mA. Napätie v podstate nehrá hlavnú úlohu. Hlavnou vecou je, že prúd nesmie prekročiť maximálne povolené parametre. Pokles napätia je v závislosti od modelu od 1,8 V do 3,6 V. Pre jednoduchší výpočet vezmeme 3 volty.
Odolnosť pre LED diódy
Vypočítajte parametre:
- Rozdiel napájacieho napätia a úbytku napätia je 12-3=9.
- Súčin maximálneho prúdu (v ampéroch) a súčiniteľa spoľahlivosti - 0,02*0,75=0,015.
- Vypočítajte odpor (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).
Výpočet výkonu rezistora:
- Rozdiel medzi napájacím napätím a úbytkom napätia je 12-3=9.
- Podľa vzorca ho odmocníme - 9*9=81.
- Vydelené odporom rezistora - 81/600 = 0,135 W.
Preto je pre nás ideálny rezistor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ±1 %). Od polovice roka 2020 stojí približne 8 rubľov. Zvyčajne nie je potrebné počítať výkon rezistora. Je však dôležité, aby sa to urobilo na účely testovania budúcej zostavy.
Pripojenie výkonných LED diód na 12V
Pri pripájaní moderných vysokovýkonných kryštálov alebo ich zostáv sa princíp nemení. V obvode musí byť prítomný aj zhášací rezistor. Ako príklad možno použiť populárnu LED diódu na čínskych trhoch. Je to sústava niekoľkých paralelne zapojených kryštálov. Spotrebuje 350 mA a napätie je stále 3,4 V.
Dosadením parametrov do vzorca ľahko zistíme, že potrebujeme rezistor s odporom 32 ohmov a výkonom 2,2 wattu.
Efektívne pripojenie k jednému zdroju napájania
Vyššie sme už videli, že z jedného napájacieho zdroja môžete napájať neobmedzený počet LED diód. Hlavnou vecou je dostatok energie. Jednoduché paralelné zapojenie žiaroviek s odporom pre každú z nich je však neefektívne. Z predchádzajúceho bodu vyplýva, že viac ako 2/3 výkonu sa rozptýlia v prúdovom obmedzovači. Preto často vzniká otázka, koľko LED diód možno celkovo pripojiť na 12 V.
Za najefektívnejšie pripojenie k 12 V sa považuje reťaz troch LED diód v sérii s jedným rezistorom. Rovnaký obvod sa používa pre všetky LED pásy, ktoré sú napájané 12 V.
Problémy s elektroinštaláciou
Schéma zapojenia LED diód:
- Nepoužívajte rezistor na obmedzenie prúdu. Keďže LED diódou bude pretekať príliš veľký prúd, čoskoro zlyhá.
- Zapojenie v sérii bez rezistora. Aj keď si myslíte, že zapojiť štyri trojvoltové rezistory do 12-voltovej siete je dobrý nápad, mýlite sa. Z dôvodu nedostatočnej regulácie prúdu sa prvky rýchlo znehodnotia.
- Použitie rovnakého rezistora pri paralelnom zapojení diód. Vzhľadom na rozdiely v charakteristikách budú diódy svietiť s rôznou intenzitou. Zlomová rýchlosť sa zvýši.
Odporúčame vám pozrieť si video na tému: Správne pripojenie LED diód.
Záver
Spoľahlivosť LED diód je oveľa vyššia ako pri žiarovkách a výbojkách, ale len pri správnom zapojení. Nemali by ste preto zabúdať na potrebu prúdového obmedzovacieho rezistora, ktorý sa volí podľa jednoduchého vzoru. Je tiež potrebné dodržiavať polaritu, najmä pri montáži diódy do 12-voltového obvodu.
