Тъй като ултра-ярките светодиоди (LED) станаха достъпни за широк кръг потребители, те веднага показаха голям интерес. Въз основа на LED можете да създадете много интересни леки инженерни конструкции. Въпреки това, свързването на LED до 12 волта е коренно различно от свързването до 12 волта на една и съща лампа с нажежаема жичка. Този материал ще ви разкаже подробно за свързването на светодиодите към източници на енергия, които имат различни напрежения.
Кои светодиоди свързват до 12 волта?
Ако накратко отговорите на въпроса, поставен като подзаглавие, тогава отговорът ще звучи така: не! Непрофесионалният такъв отговор би изглеждал парадоксален, тъй като има налични светодиоди, които според търговците са предназначени за захранване от 12-волтов източник.
Да предположим, че за специфично напрежение могат да се изчислят само светлинно излъчващи продукти. Неправилно е да се говори за специфичен светодиод на работното напрежение. Това се дължи на физическите процеси, протичащи в него, когато светлината се освобождава.
Основните характеристики на тези процеси са работният ток и максимално допустимия ток на устройството. В директории и таблици с данни, посочете напрежението на светодиодите, когато работят ток. Тези стойности се използват за изчисляване на дизайна на LED, а не за избор на източник на захранване.
Между другото, напрежението в режим на работа се намира само в диапазона от 1.5 V до 3.5 V. Магнитудата зависи главно от цвета, който се получава от светодиода. По-малко напрежения попадат върху червените светодиоди, по-големи стойностипринадлежат към ултра-ярки. Предлаганите в продажба светодиоди за 12 волта не са устройства за еднократна употреба.
Светодиодите с дванадесет волта са многоредовни матрици. Матриците са LED модули, които са сглобени от вериги от серийно свързани устройства.
Всяка матрица има няколко вериги, които са свързани паралелно един с друг. Когато се казва, че светодиодът е оценен на дванадесет волта, се предполага, че спадът на напрежението в серийната им верига при потока на работен ток е около 12 V.
Свързване на супер ярки и мощни светодиоди до 12V
Първо, нека да обмислим как да свържем един мощен ултра-ярък LED до 12 волта. Например, на наше разположение има устройство, чийто работен ток е 350 mA. В този случай спадът на напрежението в него в работен режим е около 3.4 волта. Лесно е да се изчисли, че консумацията на енергия на такова устройство е 1 W.
Ясно е, че свързването директно към 12 волта не може да бъде. Ние ще трябва по някакъв начин да "гасим" част от напрежението. В най-простите случаи за тази цел се използват гасящи (ограничаващи тока) резистори. Той е свързан последователно със светодиода. Схемата на захранване на един светодиод е показана на снимката.
За да се изчисли наименованието на токоограничаващия резистор, използвайте формулата:
R = (Upt - Urab) /Irab.
Въоръжен с калкулатора е лесно да се изчисли, че съпротивлението ще бъде около 25 ома. Тя ще разсее силата, за която тя е от значениеформула:
P = I2 * R.
В нашия пример мощността ще бъде около 3 вата. Трудно е да се намери съпротивлението на тази мощност, защото два резистора от 100 ома с мощност 2 W могат да се използват като резистор, свързан паралелно.
По принцип, въз основа на тези изчисления, вече можете да създадете практичен проект. Чрез свързване на LED към 12V чрез превключвателя, можете да уредите допълнително осветление на багажника на колата, багажника или ръкавиците.
Ние показахме, че създаването на такава схема е възможно, но прилагането не е рационално. Лесно е да се види, че две трети от консумираната от проекта мощност идва от резистор и следователно се губи. По-долу ще опишем как да избегнем ненужните загуби.Колко светодиода мога да свържа с 12V?
Очевидно е, че най-простата верига за 12-волтов източник може да бъде свързана колкото искате. Основното нещо е, че свързаното захранване има достатъчно мощност. Видяхме обаче, че с такава схема на свързване много енергия се изразходва напразно.
Най-лесният изход от тази ситуация е да се намали мощността, разсейвана от токоограничаващия резистор. За да се намали безполезно разсейване, няколко светодиода се свързват последователно и се подават през един резистор. В този случай спадът на напрежението върху опората е много по-малък. По този начин енергийните загуби са значително намалени. Изчисляването на съпротивлението за серийно свързване на светодиодите се извършва по формулата:
R = (Upt - nUrab) /Irab.
Където n - броят на последователно свързаните светодиоди.
В случай на 12-волтов източник е разумно последователно да се свържат три светодиода и един резистор. Падането на напрежението на светодиодите няма да надвишава 10,5 волта, а делът на резистора ще остане само 1,5 волта.
Такова техническо решение се използва широко, когато броят на свързаните към 12 волта светодиоди е кратен на три. По този начин можете да свържете 6, 9, 12, ..., 3N светодиода. Например производителите на LED ленти правят същото. Те имат светодиоди, групирани в три и се подават през една обща съпротива.
Ако искате да свържете 4 светодиода до 12 волта, препоръчително е да ги групирате по 2, като всяка двойка се захранва от ограничителя на тока.
Последователните светодиоди трябва да бъдат свързани със същия работен ток. В противен случай, различните устройства ще блестят с различна яркост или ще има излишък от ток на някои светодиоди и ще се провали.
Що се отнася до свързването на светодиодите „с номинално напрежение 12 V“, по-добре е да се установи тяхното „работно напрежение“ по опитен начин. За тази цел те трябва да бъдат свързани към лабораторно захранване и чрез постепенно повишаване на напрежението да се контролира консумацията на ток. Напрежението, при което ще се достигне работния ток, може да се използва за изчисляване на токоограничаващия резистор.
Как да свържете LED към 3 или 5 волта
Повечето светодиоди с ниска мощност работят нормално и от 3 и повече от 5 волта. За тях може да се изчисли токоограничаващите съпротивления за горната формула.
При производството на конструкции с автономни източници на енергия, особено акоте използват супер-яркия "мощен" светодиод, този подход не е приемлив. Мощността, разсейвана от резистора, значително намалява неговия експлоатационен живот.
Следователно в модерните ръчни фенери, работещи от батерии с ниско напрежение, се използват електронни преобразуватели на напрежение - драйвери. Загубите при водачите са много по-ниски, отколкото при токоограничаващи резистори. Водачите вече са на разположение и лесно могат да бъдат намерени в магазините.
С някои електронни знания и умения за запояване може да се направи обикновен водач самостоятелно. Една от простите електрически схеми за мощен светодиод е показана по-долу.
Как да свържете до 12 волта кола
Свързването на светодиодите към бордовата мрежа на колата няма значителни различия от свързването към други източници на енергия. Само не забравяйте, че батерията на колата обикновено не извежда 12 волта, а около 14 волта.
При свързването трябва да се помни, че не всяка кола има надеждна система за стабилизиране на напрежението на бордовата мрежа. Ето защо, при изчисляването на закалените резистори е по-добре да се вземе напрежение от 15 до 17 волта. Това ще намали леко яркостта на сиянието, но значително ще удължи срока на експлоатация, тъй като светодиодът ще работи в "спонтанен" режим.
Видеоклипове за връзка
Преди свързването се препоръчва да гледате добър видеоклип, за да консолидирате придобитите знания. Авторът описва подробно и на достъпен език как да свърже светодиод до 12 волта от захранването на компютъра,как да се изчисли резистор и други нюанси.
резултати
В заключение можем да кажем, че при свързването на супер ярки светодиоди трябва да се вземат предвид следните съображения:
- най-важният параметър на светодиода е неговият работен ток;
- енергията се разсейва напразно от резистори;
- използването на серийна връзка може да намали загубите, като едновременно с това намали количеството и мощността на използваните резистори;
- в бордовата мрежа на колата не е 12 волта, а малко повече, а за надеждна работа свързани светодиоди е необходимо да се вземе предвид този фактор.
Като си спомнят всички горепосочени аспекти на връзката, лесно излъчвате всеки светодиод във всяко количество от всяко захранване с постоянен ток от 12 волта.
