LED on luotettava elementti, joka toimii tehokkaasti vain, jos se on asennettu oikein. 12 voltin LEDin kytkeminen päälle tulee tehdä erityisen huolellisesti. Joten virtaa rajoittavan vastuksen on oltava läsnä, emme saa unohtaa napaisuutta sekä samojen diodien käyttöä yhdessä ketjussa.

Mikä se on

LEDit ovat pitkään olleet suosittuja valaisimia. Tämä johtuu niiden erinomaisesta energiatehokkuudesta ja pitkästä käyttöiästä (verrattuna perinteisiin hehkulamppuihin). Lisäksi hinnat jatkavat laskuaan näiden tuotteiden tuotannon kasvaessa.

Tärkeimmät edut:

kestävyys - jopa 10 vuotta jatkuvaa hehkua;
vahvuus - ei pelkää iskuja ja tärinää;
lajike - monia hehkun kokoja ja värejä;
alhainen virrankulutus - noin 10 kertaa taloudellisempi kuin tavallinen hehkulamppu, jolla on samanlaiset ominaisuudet;
paloturvallisuus - alhaisen virrankulutuksen vuoksi ne eivät ylikuumene, joten ne eivät voi aiheuttaa tulipaloa.

LED (light emitting diode) on lyhenne sanoista light emitting diode. Koulun fysiikan kurssista tiedetään, että se on polaarinen. Siksi LED ei toimi, jos napaisuutta ei noudateta, ja on myös mahdollista, että se palaa (rikkoutuu). Puolijohderakenteen käänteinen läpilyöntijännite on 4-5 volttia. Samalla se voi silti toimia oikealla liitännällä, mutta siinä alkavat tuhoavat prosessit, jotka lyhentävät käyttöikää merkittävästi.

LED-elementti lähikuva

Yksinkertaisesti sanottuna valoa emittoiva diodi (LED) on puolijohdelaite, joka hehkuu, kun sähkövirta kulkee sen läpi. Koska valo syntyy kiinteässä puolijohdemateriaalissa, LEDejä kuvataan puolijohdelaitteiksi. Termi "solid-state valaistus" erottaa tämän tekniikan muista lähteistä, jotka käyttävät lämmitettyä filamenttia (hehkulamppu ja volframi-halogeeni) sekä kaasupurkausta (loistelamput).

Kuinka valita LED liitettäväksi 12 volttiin

Tarvittava diodityyppi valitaan erityistehtävien perusteella. Markkinoilla on monia vaihtoehtoja indikaattorista raskaaseen käyttöön. Auton kojetaulun painikkeiden ja merkkivalojen valaisemiseksi voit käyttää pienitehoisia diodeja. Asunnon tai auton sisätilojen valaisemiseen käytetään yksinkertaisia erittäin kirkkaita.Pääoptiikkaan, autojen päivävaloihin tai taskulamppuihin asennetaan tehokkaat LEDit.

Tekniseltä kannalta katsottuna teholle ja virrankulutukselle ei ole rajoituksia. Tärkeintä on, että diodin jännite ei ylitä virtalähteen jännitettä.

Tärkeä tekijä on kotelon koko ja muoto. Käyttötarkoituksesta riippuen voidaan käyttää pyöreäpakattuja diodeja tai pinta-asennettavia osia (SMD). Kaikki riippuu tarpeista ja tehtävistä.

Mitkä diodit voidaan kytkeä 12 volttiin

LEDien jänniterajaa ei käytännössä ole. Siksi melkein kaikki niistä voidaan kytkeä 12 volttiin. Pääasia on noudattaa sääntöjä. LED-lamput vaativat yleensä 1,5–3,5 volttia väristä ja kirkkaudesta riippuen. Jos näet myymälässä 12 voltin valodiodin, sinulle tarjotaan itse asiassa useiden sarjaan kytkettyjen kiteiden kokoonpano.

Yhteysvaihtoehdot

On aika tutustua perusliitäntävaihtoehtoihin.

yhteen vastukseen

Tyypillinen kytkentäkaavio.

Kuten olemme jo havainneet edellä, LEDillä on napaisuus. Siksi se on kytketty tasavirtalähteeseen. Yleisimmät tyypit kuluttavat noin 10-20 mA. Itse asiassa tämä on osan tärkein ominaisuus. Toinen parametri ilmaisee jännitteen pudotuksen. Tavallisissa LED-valoissa se on välillä 2-4 V.

Ainoa oikea kytkentäkaavio on virtaa rajoittava vastus. Se valitaan Ohmin lain mukaan. Resistanssi lasketaan lähdejännitteen ja jännitehäviön erotuksena jaettuna suurimman diodivirran ja turvakertoimen tulolla (tyypillisesti 0,75).

Ohmin laki: "Virran määrä piiriosassa on suoraan verrannollinen tähän osaan syötettyyn jännitteeseen ja kääntäen verrannollinen sen resistanssiin."

On myös tarpeen laskea vastuksen teho. Se lasketaan yksinkertaisella kaavalla: lähdejännitteen ja jännitehäviön välinen erotus neliöitynä jaettuna ohmeina ilmaistulla resistanssilla.

Useiden LEDien sarjaliitäntä

Kaavio sarjaliitännästä.

Sarjaliitäntä tarkoittaa kahden tai useamman LEDin asennusta yhteen riviin. Tämä piiri käyttää myös yhtä virtaa rajoittavaa vastusta. Laskentakaava on samanlainen yksittäiselle diodille, mutta jännitehäviö summataan.

Otetaan esimerkiksi teoreettinen valkoinen LED 3 voltilla ja 20 mA:lla. Yhdistämme kolme yksikköä sarjaan. Näin ollen jännitehäviömme summa on 9 volttia. Loput kolmesta voltista jaetaan 0,02 ampeerin virranvoimakkuudella luotettavuuskertoimella 0,75. Tämän seurauksena saamme selville, että tarvitsemme yhden 200 ohmin vastuksen.

Jokainen diodi erilliseen vastukseen

Kaaviokuva rinnakkaisliitännästä.

Tässä piirissä jokainen LED on kytketty virtalähteen plus- ja miinuskohtaan. Huolimatta siitä, että verkosta löytyy piirejä, joissa on yksi yhteinen vastus, käytännössä tällainen ratkaisu on epäkäytännöllinen. Jopa samassa erässä diodit eroavat toisistaan virrankulutuksen ja jännitehäviön suhteen. Tämän seurauksena saamme diodien hehkun erilaisen voimakkuuden. Resistanssi lasketaan jokaiselle diodille erikseen.

Kuinka selvittää LED-valon napaisuus

Tarkasteltaessa tavallista pyöreää valodiodia, huomaat, että sen kahdella lähdöllä on eri pituudet. Siten katodi ja anodi on merkitty.Anodi on pidempi ja se on kytketty akun tai virtalähteen positiiviseen lähtöön ja katodi negatiiviseen.

Joidenkin kotelotyyppien katodi voidaan myös merkitä pienellä sahaleikkauksella. Poikkeuksiakin on, joten kannattaa aina tutustua tietyn diodin ohjeisiin.

Kuinka kytkeä 12 voltin jännite

Visuaalinen kytkentäkaavio.

Kaava LEDin kytkemiseksi 12 V virtalähteeseen ei eroa tavallisesta, mutta se on välttämätöntä laske vastuksen resistanssi ja teho. Kokoonpanon tarkistamiseen tai esitestaukseen riittää yksi 1 kΩ vastus.

Otetaan esimerkiksi yleisin LED-tyyppi - valkoinen, jonka enimmäisvirta on 20 mA. Itse asiassa jännitteellä ei ole erityistä roolia. Tärkeintä on, että virta ei ylitä sallittuja enimmäisparametreja. Jännitteen pudotus on mallista riippuen 1,8 - 3,6 V. Laskelmien helpottamiseksi otamme 3 volttia.

LEDien vastus

Resistanssin laskentakaava.

Laskemme parametrit:

Virtalähteen jännitteen ja jännitehäviön välinen ero on 12-3=9.
Maksimivirran (ampeerit) ja luotettavuuskertoimen tulo on 0,02*0,75=0,015.
Laskemme resistanssin (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).

Tehon laskentakaava.

Vastuksen teholaskenta:

Virtalähteen jännitteen ja jännitehäviön välinen ero on 12-3=9.
Kaavan mukaan neliöimme - 9 * 9 \u003d 81.
Jaamme vastuksen resistanssilla ohmeina - 81/600 \u003d 0,135 W.

Näin ollen MRS25-vastus (0,6 W, 600 Ohm, ± 1 %) on ihanteellinen meille. Vuoden 2020 puolivälistä lähtien sen hinta on noin 8 ruplaa. Yleensä vastuksen tehoa ei tarvitse laskea. Tämä on kuitenkin tärkeää testata tulevaa rakennetta.

Tehokkaiden LED-diodien kytkeminen 12 V:iin

Kun kytket nykyaikaiset voimakkaat kiteet tai niiden kokoonpanot, periaate ei muutu. Piirissä tulee olla myös sammutusvastus. Voit esimerkiksi ottaa LEDin, joka on suosittu kiinalaisilla kauppapaikoilla. Tämä on useiden rinnakkaisten kiteiden kokoonpano. Virranotto on 350 mA ja jännite edelleen 3,4 volttia.

Korvaamalla parametrit kaavoissamme voimme helposti selvittää, että meidän on asennettava vastus, jonka vastus on 32 ohmia ja teho 2,2 wattia.

Tehokas yhteys yhteen IP-osoitteeseen

Yllä olemme jo havainneet, että yhdestä virtalähteestä voidaan syöttää rajoittamaton määrä LEDejä. Pääasia, että tehoa riittää. Kuitenkin yksinkertaisesti polttimoiden kytkeminen rinnakkain kunkin vastuksen kanssa on tehotonta. Näimme edellisestä kohdasta, että yli 2/3 tehosta häviää virranrajoitusvastuksessa. Siksi usein herää kysymys, kuinka monta LEDiä voidaan kytkeä 12 V:iin.

Tehokkain liitäntä 12 volttiin on kolmen LEDin sarja sarjassa yhden vastuksen kanssa. Kaikki 12 V:n virtalähteellä toimivat LED-nauhat valmistetaan saman kaavan mukaan.

Yhteysongelmia

Kaavio LED-valojen kytkennästä.

LED-liitännän kaavio:

Älä käytä virtaa rajoittavaa vastusta. Koska LEDin läpi kulkee liian paljon virtaa, se epäonnistuu pian.
Sarjaliitäntä ilman vastusta. Vaikka luulet, että neljän 3 V vastuksen syöttäminen 12 V verkkoon on hyvä idea, olet väärässä. Virran voimakkuuden heikon ohjauksen vuoksi elementit tuhoutuvat nopeasti.
Yhden vastuksen käyttäminen kytkettäessä diodeja rinnakkain. Ominaisuuksien eroista johtuen diodit loistavat eri intensiteetillä. Lisää tuhoutumisnopeutta.

Suosittelemme katsomaan videon aiheesta: LEDien oikea kytkentä.

Johtopäätös

LEDien luotettavuus on paljon korkeampi kuin hehkulamppujen ja kaasupurkausmallien, mutta vain oikein liitettynä. Siksi emme saa unohtaa virtaa rajoittavan vastuksen tarvetta, joka valitaan yksinkertaisessa muodossa. Myös napaisuus on pakollinen, varsinkin kun diodi asennetaan 12 voltin verkkoon.