Un LED este un element robust care va funcționa eficient numai dacă este instalat corect. LED-ul de 12 volți trebuie să fie conectat cu o atenție deosebită. De exemplu, trebuie să fie prezentă o rezistență de limitare a curentului, să nu se uite polaritatea și să se evite utilizarea de diode identice în același circuit.

Ce este

LED-urile au fost de mult timp un dispozitiv de iluminat popular. Acest lucru se datorează eficienței lor energetice excelente și duratei de viață lungi (în comparație cu becurile convenționale). În plus, prețurile continuă să scadă pe măsură ce producția acestor produse crește.

Principalele avantaje:

Durabilitate - până la 10 ani de iluminare continuă;
robust - nu este afectat de șocuri și vibrații;
Varietate - multe mărimi și culori de luminescență;
Consumul redus de energie - economic de aproximativ 10 ori în comparație cu un bec obișnuit cu caracteristici similare;
siguranța la foc - datorită consumului redus de energie, nu se supraîncălzesc și, prin urmare, nu pot provoca incendii.

LED (light emitting diode) este o abreviere de la light emitting diode. Se știe din fizica școlară că este polar. LED-urile nu vor funcționa dacă polaritatea este inversată sau se pot arde (defecțiune). Tensiunea de rupere inversă a unei structuri semiconductoare este de 4-5 volți. Acesta poate funcționa în continuare dacă este conectat în mod corespunzător, dar va deveni distructiv, ceea ce îi va reduce semnificativ durata de viață.

Elementul LED de aproape

În termeni simpli, o diodă emițătoare de lumină (LED) este un dispozitiv semiconductor care se aprinde atunci când este traversat de un curent electric. Deoarece lumina este generată într-un material semiconductor solid, LED-urile sunt descrise ca fiind dispozitive cu stare solidă. Termenul de "iluminat cu semiconductori" distinge această tehnologie de alte surse care utilizează filamente încălzite (incandescente și halogene cu tungsten) și descărcări de gaze (lămpi fluorescente).

Cum de a alege un LED pentru conectarea la 12 volți

Tipul necesar de diode este selectat pe baza unor sarcini specifice. Există multe variante pe piață, de la indicatoare până la cele pentru sarcini grele. Diodele de joasă putere pot fi utilizate pentru a ilumina butoanele și indicatoarele de pe bordul unei mașini. Diodele simple cu luminozitate ridicată sunt utilizate pentru iluminarea interioară a apartamentelor sau a mașinilor. LED-urile de mare putere sunt instalate în faruri, în luminile de zi ale mașinilor sau în lanterne.

Din punct de vedere tehnic, nu există restricții în ceea ce privește consumul de putere și de curent. Principalul lucru este că tensiunea diodei nu trebuie să depășească tensiunea sursei de alimentare.

Un factor important este dimensiunea și forma carcasei. În funcție de aplicație, pot fi utilizate diode circulare sau SMD (montate pe suprafață). Totul depinde de nevoie și de aplicație.

Ce diode pot fi conectate la 12 volți

LED-urile nu au practic nicio limitare de tensiune. Astfel, puteți conecta aproape orice LED la 12 volți. Principalul lucru este să respectați regulile. De obicei, becurile LED au nevoie de 1,5-3,5 volți, în funcție de culoare și luminozitate. Dacă vedeți un LED de 12 volți pe raftul magazinului, vi se oferă de fapt un ansamblu de mai multe cristale în serie.

opțiuni de conectare

Este un moment bun pentru a vă familiariza cu opțiunile de conectare de bază.

La un singur rezistor

O schemă de conectare tipică.

După cum am stabilit mai sus, LED-ul este polarizat. Prin urmare, acesta este conectat la o sursă de alimentare cu tensiune constantă. Cele mai comune tipuri consumă aproximativ 10-20mA. Aceasta este, în esență, principala caracteristică a piesei. Al doilea parametru este căderea de tensiune. În cazul LED-urilor convenționale, aceasta este cuprinsă între 2-4 V.

Singura conexiune corectă este cea cu o rezistență de limitare a curentului. Acesta trebuie selectat în conformitate cu legea lui Ohm. Rezistența se calculează ca diferența dintre tensiunea de sursă și căderea de tensiune împărțită la produsul dintre curentul maxim al diodei și factorul de siguranță (de obicei 0,75).

Legea lui Ohm: "Cantitatea de curent dintr-o secțiune de circuit este direct proporțională cu tensiunea aplicată acelei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia".

De asemenea, este necesar să se calculeze puterea rezistorului. Acesta se calculează cu ajutorul unei formule simple: Diferența dintre tensiunea de sursă și căderea de tensiune la pătrat împărțită la rezistența în ohmi.

Conectarea mai multor LED-uri în serie

Schema de cablare în serie.

Cablarea în serie reprezintă instalarea a două sau mai multe LED-uri pe un rând. Acest circuit utilizează, de asemenea, un singur rezistor de limitare a curentului. Formula de calcul este aceeași pentru o singură diodă, dar căderea de tensiune este însumată.

Să luăm ca exemplu LED-ul nostru teoretic alb pentru 3 volți și 20 mA. Se conectează trei unități în serie. Astfel, suma căderilor noastre de tensiune va fi de 9 volți. Împărțim cei trei volți rămași la un curent de 0,02 amperi cu un factor de fiabilitate de 0,75. Ca urmare, constatăm că avem nevoie de o rezistență de 200 ohmi.

Fiecare diodă la un rezistor separat

Aceasta este o diagramă schematică a unei conexiuni în paralel.

În acest circuit, fiecare LED este conectat la plus și minus al sursei de alimentare. Deși este posibil să se găsească scheme cu o singură rezistență comună pe rețea, în practică această soluție nu are sens. Chiar și în cadrul unui singur lot, diodele diferă în ceea ce privește consumul de curent și căderea de tensiune. Ca urmare, intensitatea diodelor va fi diferită. Rezistența este calculată pentru fiecare diodă în parte.

Cum de a afla polaritatea unui LED

Dacă vă uitați la o diodă emițătoare de lumină rotundă normală, veți observa că cei doi pini nu au aceeași lungime. Aceasta indică un catod și un anod. Anodul este mai lung și este conectat la ieșirea pozitivă a bateriei sau a sursei de alimentare, iar catodul la ieșirea negativă.

De asemenea, catodul de pe unele tipuri de carcase poate fi marcat cu o mică tăietură de ferăstrău. Există și excepții, așa că merită întotdeauna să citiți instrucțiunile pentru dioda respectivă.

Cum se conectează la 12 volți

Diagramă de cablare clară.

Schema electrică pentru conectarea unui LED la o sursă de alimentare de 12V nu diferă de cea standard, dar este necesar să Calculați rezistența și puterea rezistorului. Pentru verificarea sau testarea prealabilă a ansamblului este suficientă o singură rezistență de 1kΩ.

Pentru acest exemplu vom lua cel mai comun tip de LED, un LED alb cu un curent maxim de 20mA. Practic, tensiunea nu joacă un rol important. Principalul lucru este că curentul nu trebuie să depășească parametrii maximi permiși. Căderea de tensiune este cuprinsă între 1,8V și 3,6V, în funcție de model. Pentru ușurința calculelor, vom lua 3 volți.

Rezistență pentru LED-uri

Formula de calcul a rezistenței.

Calculați parametrii:

Diferența dintre tensiunea de alimentare și căderea de tensiune este 12-3=9.
Produsul dintre curentul maxim (amperi) și factorul de fiabilitate - 0,02*0,75=0,015.
Calculați rezistența (kohm) - 9/0,015 = 600 (kohm).

Formula de calcul a puterii.

Calculul puterii rezistenței:

Diferența dintre tensiunea de alimentare și căderea de tensiune este 12-3=9.
Conform formulei, să o ridicăm la pătrat - 9*9=81.
Împărțit la rezistența rezistorului - 81/600 = 0,135 W.

Astfel, ne este ideal un rezistor MRS25 (0,6W, 600 Ohm, ±1%). De la jumătatea anului 2020, costă în jur de 8 ruble. În mod normal, nu este necesar să se calculeze puterea rezistenței. Cu toate acestea, este important să se facă acest lucru pentru a testa viitorul ansamblu.

Conectarea diodelor LED de mare putere la 12V

La conectarea cristalelor moderne de mare putere sau a ansamblurilor acestora, principiul nu se schimbă. În circuit trebuie să fie prezentă și o rezistență de stingere. Un LED popular pe piețele chinezești poate fi folosit ca exemplu. Acesta este un ansamblu de mai multe cristale conectate în paralel. Acesta consumă 350 mA, iar tensiunea este tot de 3,4 volți.

Înlocuind parametrii în formula noastră, aflăm cu ușurință că avem nevoie de un rezistor cu o rezistență de 32 ohmi și o putere de 2,2 wați.

Conectare eficientă la o singură sursă de alimentare

Am văzut deja mai sus că puteți alimenta un număr nelimitat de LED-uri de la o singură sursă de alimentare. Principalul lucru este că există suficientă putere. Cu toate acestea, simpla conectare a becurilor în paralel cu o rezistență pentru fiecare dintre ele este ineficientă. Din punctul anterior am văzut că mai mult de 2/3 din putere este disipată de rezistorul de limitare a curentului. Prin urmare, se pune adesea întrebarea cât de multe LED-uri pot fi conectate la 12 volți.

Cea mai eficientă conexiune la 12 volți este considerată a fi un lanț de trei LED-uri în serie cu un singur rezistor. Același circuit este utilizat pentru toate benzile LED care funcționează cu o sursă de alimentare de 12 volți.

Probleme de cablare

Schema de circuit pentru conectarea LED-urilor.

Schema de circuit pentru conectarea LED-urilor:

Nu utilizați o rezistență de limitare a curentului. Deoarece va trece prea mult curent prin LED, acesta va ceda în curând.
Cablarea în serie fără rezistor. Chiar dacă credeți că este o idee bună să conectați patru rezistențe de 3 volți la o sursă de alimentare de 12 volți, vă înșelați. Din cauza controlului slab al curentului, elementele se vor deteriora rapid.
Utilizarea aceluiași rezistor atunci când diodele sunt conectate în paralel. Din cauza diferențelor de caracteristici, diodele vor străluci cu intensități diferite. Rata de fracturare va crește.

Vă sfătuim să vizionați un videoclip pe această temă: Conectarea corectă a LED-urilor.

Concluzie

Fiabilitatea LED-urilor este mult mai mare decât cea a modelelor cu incandescență și cu descărcare, dar numai atunci când sunt conectate corespunzător. Prin urmare, nu trebuie să uitați de necesitatea unei rezistențe de limitare a curentului, care este selectată conform unei forme simple. De asemenea, este obligatoriu să se respecte polaritatea, în special atunci când se montează dioda pe un circuit de 12 volți.