Connecter une LED à 12 volts
Une LED est un élément robuste qui ne fonctionnera efficacement que si elle est correctement installée. La DEL de 12 volts doit être connectée avec un soin particulier. Par exemple, une résistance de limitation du courant doit être présente, la polarité ne doit pas être oubliée et l'utilisation de diodes identiques dans le même circuit doit être évitée.
Ce que c'est
Les LED sont depuis longtemps un dispositif d'éclairage populaire. Cela est dû à leur excellente efficacité énergétique et à leur longue durée de vie (par rapport aux ampoules classiques). En outre, les prix continuent de baisser à mesure que la production de ces produits augmente.
Principaux avantages :
- Durabilité - jusqu'à 10 ans d'éclairage continu ;
- robuste - non affecté par les chocs et les vibrations ;
- Variété - nombreuses tailles et couleurs de luminescence ;
- Faible consommation d'énergie - économique d'environ 10 fois par rapport à une ampoule ordinaire aux caractéristiques similaires ;
- sécurité incendie - en raison de leur faible consommation électrique, ils ne surchauffent pas et ne peuvent donc pas provoquer d'incendie.
LED (light emitting diode) est une abréviation de light emitting diode. On sait par la physique scolaire qu'elle est polaire. Les DEL ne fonctionneront pas si la polarité est inversée ou elles risquent de brûler (panne). La tension de claquage inverse d'une structure semi-conductrice est de 4-5 volts. Il peut encore fonctionner s'il est correctement connecté, mais il deviendra destructeur, ce qui réduira considérablement sa durée de vie.
En termes simples, une diode électroluminescente (DEL) est un dispositif semi-conducteur qui s'allume lorsqu'il est traversé par un courant électrique. La lumière étant générée dans un matériau semi-conducteur solide, les LED sont décrites comme des dispositifs à l'état solide. Le terme "éclairage à semi-conducteurs" distingue cette technologie des autres sources qui utilisent des filaments chauffés (lampes à incandescence et halogènes à tungstène) et des décharges de gaz (lampes fluorescentes).
Comment choisir une LED pour une connexion à 12 volts ?
Les types de diodes nécessaires sont sélectionnés sur la base de tâches spécifiques. Il existe de nombreuses variantes sur le marché, de l'indicateur à l'appareil lourd. Les diodes à faible puissance peuvent être utilisées pour éclairer les boutons et les indicateurs du tableau de bord d'une voiture. De simples diodes à haute luminosité sont utilisées pour l'éclairage d'un appartement ou d'un intérieur de voiture. Les LED haute puissance sont installées dans les phares, les feux de circulation diurne des voitures ou dans les torches.
D'un point de vue technique, il n'y a aucune restriction sur la puissance et la consommation de courant. L'essentiel est que la tension de la diode ne dépasse pas la tension d'alimentation.
La taille et la forme du logement constituent un facteur important. Selon l'application, on peut utiliser des diodes circulaires ou SMD (surface mounted). Tout dépend du besoin et de l'application.
Quelles diodes peuvent être connectées à 12 volts ?
Les LED n'ont pratiquement aucune limite de tension. Vous pouvez donc connecter presque n'importe quelle LED à 12 volts. L'essentiel est de respecter les règles. Les ampoules LED ont généralement besoin de 1,5 à 3,5 volts, selon la couleur et la luminosité. Si vous voyez une LED de 12 volts sur l'étagère du magasin, on vous propose en fait un assemblage de plusieurs cristaux en série.
options de connexion
C'est un bon moment pour se familiariser avec les options de connexion de base.
Vers une seule résistance
Comme nous l'avons établi ci-dessus, la LED est polarisée. Il est donc relié à une alimentation à tension constante. Les types les plus courants consomment environ 10-20mA. C'est essentiellement la principale caractéristique de la pièce. Le deuxième paramètre est la chute de tension. Pour les LED classiques, cette valeur se situe entre 2 et 4 V.
La seule connexion correcte est celle d'une résistance limitant le courant. Il doit être choisi en fonction de la loi d'Ohm. La résistance est calculée comme la différence entre la tension de la source et la chute de tension divisée par le produit du courant maximal de la diode et du facteur de sécurité (généralement 0,75).
La loi d'Ohm : "la quantité de courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension appliquée à cette section, et inversement proportionnelle à sa résistance".
Il est également nécessaire de calculer la puissance de la résistance. Il est calculé à l'aide d'une formule simple : La différence entre la tension de la source et la chute de tension au carré divisée par la résistance en ohms.
Connexion de plusieurs DEL en série
Le câblage en série consiste à installer deux DEL ou plus dans une rangée. Ce circuit utilise également une seule résistance de limitation du courant. La formule de calcul est la même pour une seule diode, mais la chute de tension est additionnée.
Prenons l'exemple de notre LED blanche théorique pour 3 volts et 20 mA. Nous connectons trois unités en série. Ainsi, la somme de nos chutes de tension sera de 9 volts. Nous divisons les trois volts restants par un courant de 0,02 ampère avec un facteur de fiabilité de 0,75. Par conséquent, nous constatons que nous avons besoin d'une résistance de 200 ohms.
Chaque diode à une résistance séparée
Dans ce circuit, chaque LED est connectée au plus et au moins de l'alimentation. Bien qu'il soit possible de trouver des schémas avec une seule résistance commune sur le web, dans la pratique, cette solution n'a pas de sens. Même dans un même lot, les diodes diffèrent en termes de consommation de courant et de chute de tension. Par conséquent, l'intensité des diodes sera différente. La résistance est calculée pour chaque diode séparément.
Comment connaître la polarité d'une DEL
Si vous regardez une diode électroluminescente ronde normale, vous remarquerez que les deux broches ne sont pas de la même longueur. Cela indique une cathode et une anode. L'anode est plus longue et est reliée à la sortie positive de la batterie ou de l'alimentation électrique et la cathode à la sortie négative.
La cathode de certains types de boîtiers peut également être marquée par un petit coup de scie. Il existe des exceptions, il est donc toujours utile de lire les instructions relatives à la diode en question.
Comment se connecter à 12 volts
Le schéma de câblage pour connecter une LED à une alimentation 12V ne diffère pas du schéma standard, mais il est nécessaire de Calculez la résistance et la puissance de la résistance. Pour vérifier ou pré-tester l'assemblage, une seule résistance de 1kΩ est suffisante.
Pour l'exemple, nous prendrons le type de LED le plus courant, une LED blanche avec un courant maximal de 20mA. Fondamentalement, la tension ne joue pas un rôle majeur. L'essentiel est de veiller à ce que le courant ne dépasse pas les paramètres maximaux autorisés. La chute de tension est comprise entre 1,8V et 3,6V, selon le modèle. Pour faciliter les calculs, nous prendrons 3 volts.
Résistance pour les LEDs
Calculer les paramètres :
- La différence entre la tension d'alimentation et la chute de tension est de 12-3=9.
- Produit du courant maximal (ampères) et du facteur de fiabilité - 0,02*0,75=0,015.
- Calculez la résistance (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).
Calcul de la puissance des résistances :
- La différence entre la tension d'alimentation et la chute de tension est de 12-3=9.
- D'après la formule, nous allons le mettre au carré - 9*9=81.
- Divisé par la résistance de la résistance - 81/600 = 0,135 W.
Ainsi, une résistance MRS25 (0,6W, 600 Ohm, ±1%) nous convient parfaitement. À la mi-2020, il coûte environ 8 roubles. Normalement, il n'est pas nécessaire de calculer la puissance de la résistance. Cependant, il est important de le faire afin de tester le futur montage.
Connexion de diodes LED de haute puissance à 12V
Lors de la connexion de cristaux modernes de haute puissance ou de leurs assemblages, le principe ne change pas. Une résistance d'extinction doit également être présente dans le circuit. Une LED populaire sur les marchés chinois peut servir d'exemple. Il s'agit d'un assemblage de plusieurs cristaux connectés en parallèle. Il consomme 350 mA et la tension est toujours de 3,4 volts.
En substituant les paramètres dans notre formule, nous découvrons facilement que nous avons besoin d'une résistance de 32 ohms et d'une puissance de 2,2 watts.
Connexion efficace à une seule alimentation électrique
Nous avons déjà vu ci-dessus que vous pouvez alimenter un nombre illimité de LED à partir d'une seule alimentation. L'essentiel est qu'il y ait suffisamment de puissance. Cependant, le simple fait de connecter les ampoules en parallèle avec une résistance pour chacune d'elles est inefficace. Du point précédent, nous avons vu que plus de 2/3 de la puissance est dissipée par la résistance de limitation de courant. Par conséquent, la question se pose souvent de savoir combien de DEL au total peuvent être connectées à 12 volts.
On considère que la connexion la plus efficace à 12 volts est une chaîne de trois DEL en série avec une seule résistance. Le même circuit est utilisé pour toutes les bandes LED qui fonctionnent à partir d'une alimentation de 12 volts.
Problèmes de câblage
Diagramme de circuit pour la connexion des LEDs :
- N'utilisez pas de résistance de limitation du courant. Comme trop de courant circulera dans la DEL, elle tombera rapidement en panne.
- Câblage en série sans résistance. Même si vous pensez que brancher quatre résistances de 3 volts sur une alimentation secteur de 12 volts est une bonne idée, vous vous trompez. En raison d'un mauvais contrôle du courant, les éléments se détériorent rapidement.
- Utiliser la même résistance lorsque les diodes sont connectées en parallèle. En raison des différences de caractéristiques, les diodes brilleront avec des intensités différentes. Le taux de fracture augmentera.
Nous vous conseillons de regarder une vidéo sur le sujet : Connexion correcte des LEDs.
Conclusion
La fiabilité des LED est bien plus élevée que celle des modèles à incandescence et à décharge, mais uniquement lorsqu'elles sont correctement connectées. Il ne faut donc pas oublier la nécessité d'une résistance de limitation du courant, qui est choisie selon un formulaire simple. Il est également obligatoire de respecter la polarité, notamment lors du montage de la diode sur un circuit de 12 volts.
