Μια λυχνία LED είναι ένα στιβαρό στοιχείο που θα λειτουργήσει αποτελεσματικά μόνο αν εγκατασταθεί σωστά. Το LED 12 βολτ πρέπει να συνδεθεί με ιδιαίτερη προσοχή. Για παράδειγμα, πρέπει να υπάρχει μια αντίσταση περιορισμού του ρεύματος, να μην ξεχνιέται η πολικότητα και να αποφεύγεται η χρήση πανομοιότυπων διόδων στο ίδιο κύκλωμα.

Τι είναι

Τα LED είναι εδώ και καιρό ένα δημοφιλές φωτιστικό. Αυτό οφείλεται στην εξαιρετική ενεργειακή τους απόδοση και στη μεγάλη διάρκεια ζωής τους (σε σύγκριση με τους συμβατικούς λαμπτήρες). Επιπλέον, οι τιμές συνεχίζουν να μειώνονται καθώς αυξάνεται η παραγωγή αυτών των προϊόντων.

Κύρια πλεονεκτήματα:

Ανθεκτικότητα - έως και 10 χρόνια συνεχούς φωτισμού,
στιβαρό - δεν επηρεάζεται από κραδασμούς και δονήσεις,
Ποικιλία - πολλά μεγέθη και χρώματα φωταύγειας,
Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας - οικονομική κατά περίπου 10 φορές σε σύγκριση με έναν συνηθισμένο λαμπτήρα με παρόμοια χαρακτηριστικά,
πυρασφάλεια - λόγω της χαμηλής τους κατανάλωσης ενέργειας, δεν υπερθερμαίνονται και συνεπώς δεν μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιά.

LED (δίοδος εκπομπής φωτός) είναι η συντομογραφία της διόδου εκπομπής φωτός. Είναι γνωστό από τη σχολική φυσική ότι είναι πολικό. Οι λυχνίες LED δεν θα λειτουργήσουν εάν η πολικότητα αντιστραφεί ή ενδέχεται να καούν (βλάβη). Η αντίστροφη τάση διάσπασης μιας δομής ημιαγωγού είναι 4-5 βολτ. Ωστόσο, μπορεί να εξακολουθεί να λειτουργεί αν συνδεθεί σωστά, αλλά θα καταστραφεί και αυτό θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του.

Στοιχείο LED σε κοντινό πλάνο

Με απλά λόγια, η δίοδος εκπομπής φωτός (LED) είναι μια διάταξη ημιαγωγού που φωτίζεται όταν διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα από αυτήν. Επειδή το φως παράγεται σε ένα στερεό ημιαγωγικό υλικό, οι λυχνίες LED περιγράφονται ως συσκευές στερεάς κατάστασης. Ο όρος "φωτισμός στερεάς κατάστασης" διακρίνει αυτή την τεχνολογία από άλλες πηγές που χρησιμοποιούν θερμαινόμενα νήματα (πυρακτώσεως και αλογόνου βολφραμίου) και εκκενώσεις αερίου (λαμπτήρες φθορισμού).

Πώς να επιλέξετε ένα LED για σύνδεση σε 12 βολτ

Ο απαιτούμενος τύπος διόδων επιλέγεται με βάση συγκεκριμένες εργασίες. Υπάρχουν πολλές παραλλαγές στην αγορά, από δείκτη έως βαρέως τύπου. Οι δίοδοι χαμηλής ισχύος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον φωτισμό κουμπιών και ενδείξεων στο ταμπλό ενός αυτοκινήτου. Οι απλές δίοδοι υψηλής φωτεινότητας χρησιμοποιούνται για τον εσωτερικό φωτισμό διαμερισμάτων ή αυτοκινήτων. Τα LED υψηλής ισχύος τοποθετούνται στους προβολείς, στα φώτα ημέρας των αυτοκινήτων ή στους φακούς.

Από τεχνική άποψη, δεν υπάρχουν περιορισμοί στην κατανάλωση ισχύος και ρεύματος. Το κυριότερο είναι ότι η τάση της διόδου δεν πρέπει να υπερβαίνει την τάση του τροφοδοτικού.

Ένας σημαντικός παράγοντας είναι το μέγεθος και το σχήμα του περιβλήματος. Ανάλογα με την εφαρμογή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κυκλικές δίοδοι ή δίοδοι SMD (επιφανειακής τοποθέτησης). Όλα εξαρτώνται από την ανάγκη και την εφαρμογή.

Ποιες δίοδοι μπορούν να συνδεθούν στα 12 βολτ

Οι λυχνίες LED δεν έχουν πρακτικά κανένα περιορισμό τάσης. Έτσι, μπορείτε να συνδέσετε σχεδόν οποιαδήποτε λυχνία LED στα 12 βολτ. Το κυριότερο είναι να τηρείτε τους κανόνες. Οι λαμπτήρες LED χρειάζονται συνήθως μεταξύ 1,5 και 3,5 βολτ, ανάλογα με το χρώμα και τη φωτεινότητα. Αν δείτε ένα LED 12 volt στο ράφι του καταστήματος, στην πραγματικότητα σας προσφέρεται ένα συγκρότημα πολλαπλών κρυστάλλων σε σειρά.

επιλογές σύνδεσης

Είναι μια καλή στιγμή για να εξοικειωθείτε με τις βασικές επιλογές σύνδεσης.

Σε μία μόνο αντίσταση

Ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης.

Όπως διαπιστώσαμε παραπάνω, η λυχνία LED είναι πολωμένη. Συνεπώς, συνδέεται σε τροφοδοτικό σταθερής τάσης. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι καταναλώνουν περίπου 10-20mA. Αυτό είναι ουσιαστικά το κύριο χαρακτηριστικό του εξαρτήματος. Η δεύτερη παράμετρος είναι η πτώση τάσης. Για τις συμβατικές λυχνίες LED αυτό είναι μεταξύ 2-4 V.

Η μόνη σωστή σύνδεση είναι με μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με το νόμο του Ohm. Η αντίσταση υπολογίζεται ως η διαφορά μεταξύ της τάσης πηγής και της πτώσης τάσης διαιρούμενη με το γινόμενο του μέγιστου ρεύματος της διόδου και του συντελεστή ασφαλείας (συνήθως 0,75).

Νόμος του Ohm: "η ποσότητα του ρεύματος σε ένα τμήμα του κυκλώματος είναι ευθέως ανάλογη της τάσης που εφαρμόζεται σε αυτό το τμήμα και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασής του".

Είναι επίσης απαραίτητο να υπολογιστεί η ισχύς του αντιστάτη. Υπολογίζεται με έναν απλό τύπο: Η διαφορά της τάσης πηγής και της πτώσης τάσης στο τετράγωνο διαιρούμενη με την αντίσταση σε Ω.

Σύνδεση πολλών LED σε σειρά

Διάγραμμα συνδεσμολογίας σε σειρά.

Η καλωδίωση σε σειρά είναι η εγκατάσταση δύο ή περισσότερων LED σε μια σειρά. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί επίσης μία μόνο αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Ο τύπος υπολογισμού είναι ο ίδιος για μία μόνο δίοδο, αλλά η πτώση τάσης αθροίζεται.

Ας πάρουμε ως παράδειγμα τη θεωρητική μας λευκή λυχνία LED για 3 βολτ και 20 mA. Συνδέουμε τρεις μονάδες σε σειρά. Έτσι, το άθροισμα της πτώσης τάσης θα είναι 9 βολτ. Διαιρούμε τα υπόλοιπα τρία βολτ με ένα ρεύμα 0,02 αμπέρ με συντελεστή αξιοπιστίας 0,75. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώνουμε ότι χρειαζόμαστε μία αντίσταση 200 Ω.

Κάθε δίοδος σε ξεχωριστή αντίσταση

Αυτό είναι ένα σχηματικό διάγραμμα μιας παράλληλης σύνδεσης.

Σε αυτό το κύκλωμα κάθε LED συνδέεται με το συν και το πλην του τροφοδοτικού. Αν και είναι δυνατόν να βρείτε στο διαδίκτυο σχήματα με μία κοινή αντίσταση, στην πράξη αυτή η λύση δεν έχει νόημα. Ακόμη και σε μία παρτίδα οι δίοδοι διαφέρουν ως προς την κατανάλωση ρεύματος και την πτώση τάσης. Ως αποτέλεσμα, η ένταση των διόδων θα είναι διαφορετική. Η αντίσταση υπολογίζεται για κάθε δίοδο χωριστά.

Πώς να βρείτε την πολικότητα ενός LED

Αν κοιτάξετε μια κανονική στρογγυλή δίοδο εκπομπής φωτός, θα παρατηρήσετε ότι οι δύο ακίδες δεν έχουν το ίδιο μήκος. Αυτό δείχνει μια κάθοδο και μια άνοδο. Η άνοδος είναι μακρύτερη και συνδέεται με τη θετική έξοδο της μπαταρίας ή του τροφοδοτικού και η κάθοδος με την αρνητική έξοδο.

Επίσης, η κάθοδος σε ορισμένους τύπους περιβλήματος μπορεί να επισημανθεί με ένα μικρό πριονισμένο κόψιμο. Υπάρχουν εξαιρέσεις, οπότε αξίζει πάντα να διαβάζετε τις οδηγίες για τη συγκεκριμένη δίοδο.

Πώς να συνδεθείτε στα 12 βολτ

Σαφές διάγραμμα καλωδίωσης.

Το διάγραμμα συνδεσμολογίας για τη σύνδεση μιας λυχνίας LED σε τροφοδοτικό 12V δεν διαφέρει από το τυπικό, αλλά είναι απαραίτητο να Υπολογίστε την αντίσταση και την ισχύ του αντιστάτη. Για τον έλεγχο ή την προκαταρκτική δοκιμή της συναρμολόγησης αρκεί μία αντίσταση 1kΩ.

Για το παράδειγμα θα πάρουμε τον πιο συνηθισμένο τύπο LED, ένα λευκό LED με μέγιστο ρεύμα 20mA. Βασικά, η τάση δεν παίζει σημαντικό ρόλο. Το κυριότερο είναι ότι το ρεύμα δεν πρέπει να υπερβαίνει τις μέγιστες επιτρεπόμενες παραμέτρους. Η πτώση τάσης είναι μεταξύ 1,8V και 3,6V ανάλογα με το μοντέλο. Για ευκολία υπολογισμού θα πάρουμε 3 βολτ.

Αντίσταση για LED

Τύπος υπολογισμού αντίστασης.

Υπολογίστε τις παραμέτρους:

Η διαφορά της τάσης τροφοδοσίας και της πτώσης τάσης είναι 12-3=9.
Γινόμενο του μέγιστου ρεύματος (αμπέρ) και του συντελεστή αξιοπιστίας - 0,02*0,75=0,015.
Υπολογίστε την αντίσταση (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).

Ο τύπος για τον υπολογισμό της ισχύος.

Υπολογισμός της ισχύος της αντίστασης:

Η διαφορά μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και της πτώσης τάσης είναι 12-3=9.
Σύμφωνα με τον τύπο, ας το τετραγωνίσουμε - 9*9=81.
Διαιρούμενο με την αντίσταση του αντιστάτη - 81/600 = 0,135 W.

Έτσι, είμαστε ιδανικά προσαρμοσμένοι σε μια αντίσταση MRS25 (0,6W, 600 Ohm, ±1%). Από τα μέσα του 2020, κοστίζει περίπου 8 ρούβλια. Κανονικά δεν είναι απαραίτητο να υπολογίσετε την ισχύ του αντιστάτη. Ωστόσο, είναι σημαντικό να γίνει αυτό για να δοκιμαστεί η μελλοντική συναρμολόγηση.

Σύνδεση διόδων LED υψηλής ισχύος σε 12V

Κατά τη σύνδεση σύγχρονων κρυστάλλων υψηλής ισχύος ή των συγκροτημάτων τους, η αρχή δεν αλλάζει. Στο κύκλωμα πρέπει επίσης να υπάρχει μια αντίσταση σβέσης. Ένα δημοφιλές LED στις κινεζικές αγορές μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα. Πρόκειται για ένα συγκρότημα πολλών κρυστάλλων συνδεδεμένων παράλληλα. Καταναλώνει 350 mA και η τάση εξακολουθεί να είναι 3,4 βολτ.

Αντικαθιστώντας τις παραμέτρους στον τύπο μας, βρίσκουμε εύκολα ότι χρειαζόμαστε έναν αντιστάτη με αντίσταση 32 Ω και ισχύ 2,2 Watt.

Αποδοτική σύνδεση σε μία μόνο παροχή ρεύματος

Έχουμε ήδη δει παραπάνω ότι μπορείτε να τροφοδοτήσετε απεριόριστο αριθμό LED από ένα τροφοδοτικό. Το κυριότερο είναι ότι υπάρχει αρκετή ισχύς. Ωστόσο, η απλή παράλληλη σύνδεση των λαμπτήρων με μια αντίσταση για τον καθένα είναι αναποτελεσματική. Από το προηγούμενο σημείο είδαμε ότι περισσότερα από τα 2/3 της ισχύος διαχέονται από την αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Ως εκ τούτου, συχνά τίθεται το ερώτημα σχετικά με το πόσες συνολικά λυχνίες LED μπορούν να συνδεθούν στα 12 βολτ.

Η πιο αποδοτική σύνδεση στα 12 βολτ θεωρείται ότι είναι μια αλυσίδα τριών LED σε σειρά με μία μόνο αντίσταση. Το ίδιο κύκλωμα χρησιμοποιείται για όλες τις λωρίδες LED που λειτουργούν με τροφοδοσία 12 βολτ.

Προβλήματα καλωδίωσης

Διάγραμμα κυκλώματος για τη σύνδεση των LED.

Διάγραμμα κυκλώματος για τη σύνδεση των LED:

Μην χρησιμοποιείτε αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Καθώς το LED θα διαρρέεται από πολύ ρεύμα, σύντομα θα καταρρεύσει.
Καλωδίωση σε σειρά χωρίς αντίσταση. Ακόμη και αν νομίζετε ότι η σύνδεση τεσσάρων αντιστάσεων 3 βολτ σε ένα δίκτυο 12 βολτ είναι καλή ιδέα, κάνετε λάθος. Λόγω του κακού ελέγχου του ρεύματος, τα στοιχεία θα φθαρούν γρήγορα.
Χρήση της ίδιας αντίστασης όταν οι δίοδοι συνδέονται παράλληλα. Λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών οι δίοδοι θα λάμπουν με διαφορετική ένταση. Ο ρυθμός θραύσης θα αυξηθεί.

Σας συμβουλεύουμε να παρακολουθήσετε ένα βίντεο σχετικά με το θέμα: Σωστή σύνδεση των LED.

Συμπέρασμα

Η αξιοπιστία των LED είναι πολύ υψηλότερη από τα μοντέλα πυράκτωσης και εκκένωσης, αλλά μόνο όταν είναι σωστά συνδεδεμένα. Επομένως, δεν πρέπει να ξεχνάτε την ανάγκη για μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος, η οποία επιλέγεται σύμφωνα με μια απλή μορφή. Είναι επίσης υποχρεωτικό να τηρείτε την πολικότητα, ειδικά όταν τοποθετείτε τη δίοδο σε κύκλωμα 12 βολτ.