После статьи о множество вопросов у посетителей отпало. Но возник другой вопрос - в частности: подключение светодиодов к 12 В. В большей своей части этим интересуются автолюбители.

Я хочу сделать схему. которая позволит питать от 1-3 светодиодов в параллель от 12 В. Воспользовавшись одним из онлайн калькуляторов высчитал, что мне нужны 2 резистора - 100 и 33 Ом. После сборки схемы 100 Ом резистор перегревается и происходит сбой. Что нужно сделать, чтобы резистор не перегревался? Оба резистора 1/2 Вт. Светодиоды 3,6 В. Андрей П.

Из множества вопросов выбрал один, наиболее интересный. И попробую более популярно объяснить процесс подключения светодиодов к 12 В.

Подключение светодиодов к 12 В по простой схеме

Данная схема не подходит для наших целей, деления в пропорции 1 к 4 не будет.

Нам необходимо либо использовать три светодиода, соединенных последовательно с одним резистором, или если Вы все-таки желаете параллельное соединение, то резистор необходимо устанавливать у каждого LED.

В моем случае я бы взял сопротивление по 20 мА. Это самое оптимальное решение. А вообще, резисторы подбирать нужно от конкретного типа светодиодов.

Подключение светодиодов к автомобильному аккумулятору от 9-12-16В

Рассмотренная выше схема подключения очень простая и подразумевает, что у Вас есть постоянный ток на 12 В.

Ранее я уже оговорился, что большинство вопросов задают автолюбители, а это само - собой подразумевает подключение любых светодиодов к аккумулятору авто. Большинство аккумуляторов работают на номинальных 12 В, но разброс напряжения на батарее начинается от 9 В и заканчивается на 16 В во время эксплуатации.

Возьмем простой пример - падение напряжения на светодиоде порядка 3,5 В при токе 100 мА. следовательно мы имеем мощность в 0,35 Вт (Мощность = ток х Напряжение).

Для светодиода это не сыграет большой роли, т.к. у нас еще есть 12, 5 В, которые мы можем еще куда-нибудь применить, используя, естественно резистор: (16В - 3.5 в) * 100 ма = 1.25 Вт.

Номинальное напряжение батареи 12 В

Номинальная Calcluations (т. е. Vbattery = 12В):

Рled = 3,5 в * 100 ма = 0.35Вт (так же как и раньше)

Presistor = 8,5 в * 100ма = 0.85 Вт

Чтобы избежать излишнего падения напряжения на резистор можно использовать схему (показанную в первой части статьи). Однако, стоит помнить, что если аккумулятор разряжен и близок к 12 В, то вероятность велика, что Ваши светодиоды, подключенные к 12 В, просто не будут гореть.

3,5 в + 3,5 в + 3,5 В + Ток*Rresistor = довольно близко к 12В.

Подключение светодиодов к 12 В используя два резистора

Можно подключить светодиоды к 12 В используя не один а два резистора. Схема не много сложнее, но более безопасна и "более рабочая".

В каждой строке подключается биполярный транзистор. В первой строке мы видим, что база замыкается на коллектор и эмиттер и на землю. Все базы связываются между собой. В результате чего ток через каждую строку будет идти одинаковый. Гарантировать на все сто процентов работу не возможно, так как большую роль может сыграть температурный режим.

Еще раз повторюсь. что данная схема "более безопасна", т.к. в этом случае можно не использовать большие 2 Вт резисторы, которые достаточно сильно греются. Помимо этого. экспериментальным путем, можно регулировать яркость светодиодов, подбирая транзисторы.

Видео подключения светодиода к 12 вольт

Понимаю, что большинству будет не понятно все то. что здесь написано. поэтому для тех, кто хочет просто увидеть и повторить - смотрите видео, в котором популярно показано как подключать светодиоды к постоянному току 12 Вольт.

Вконтакте

Как только на отечественном рынке появились светодиоды, сразу же начал расти ассортимент и светодиодных ламп для автомобилей. Так, дневные ходовые огни большинства машин – это те самые светодиоды. Наверняка, в скором времени даже основное освещение будет заменено на приборы, способные преобразовать обычный электрический ток в световое освещение. Да, таковым устройством и являются светодиоды.

Скорее всего, с переходом человечества исключительно на электромобили, именно данный тип освещения будет наиболее распространен. Ведь основное их преимущество – это возможность экономить не только бензин, но и аккумуляторный заряд. Если Вы читаете эту статью, то, скорее всего, уже успели оценить такую выгоду на себе. Если же нет, мы собираемся Вас познакомить с процессом подключения светодиодов.

1. Некоторые нюансы из основ автоэлектрики: с чем придется иметь дело?

Стоит помнить и понимать, что без наличия необходимого опыта пытаться подключить светодиод к электрической проводке автомобиля – дело весьма рискованное. Конечно, напряжение в ней не такое сильное, чтобы нанести урон непосредственно Вам. Но Вы сами как раз таки можете полностью оставить автомобиль без электричества. Если для старых моделей отечественных машин это не влечет никакой опасности, то вот современные авто могут даже не поехать после такого «ремонта».

Именно по этой причине любой автомеханик посоветует Вам обратиться за установкой автоэлектрики к специалисту с наличием опыта и соответствующего образования. То есть, несмотря на то, что мы собираемся ознакомить Вас с особенностями подключения светодиодов в автомобиле, мы ни в коем случае не призываем Вас делать это самостоятельно!

Небольшое теоретическое отступление из учебников по физике и автомеханике

Если Вы собираетесь иметь дело со светодиодами, Вам должно быть известно, что напряжение бортовой сети обычного легкового автомобиля обычно колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Зависит это колебание от того, в каком состоянии находится двигатель – работает или остановлен.

А вот типичные характеристики наиболее распространенных и доступных светодиодов:

- напряжение падения для обычного белого светодиода равно 3,2 В, для красного и желтого оно может колебаться от 2 до 2,5 В, для синих и зеленых – от 3 до 3,8 В;

Рабочий ток 20мА или 0,02А. Именно ток «питает» светодиоды, поэтому его обязательно необходимо ограничивать, чтобы не допустить перегорания.

Эти показатели Вам будут необходимы при выборе и установке светодиодов. Особенно важно их учитывать в том случае, если Вы собираетесь устанавливать светодиоды в дополнение к установленным ранее.

Но что же стоит понимать под понятием «падение напряжения»? Это постепенное уменьшение напряжения в сети, которое происходит по причине его «употребления» различными устройствами. Таким устройством как раз и является светодиод. На примере эта ситуация будет выглядеть следующим образом: если падение напряжения светодиода равно 3,2 В, и он подключен к источнику в 12 В, то напряжение в сети после этого светодиода снизится до 8,8 В. То есть, светодиод в любом случае съест только свою норму напряжения

А вот ток необходимо в любом случае «задавать», то есть ограничить. Сделать это можно при помощи специальных резисторов. Также, многие делают специальную запитку светодиода, подключая его через драйвер. Итак, представим, что у нас есть бортовая электрическая сеть автомобиля с колебаниями напряжения от 12 до 14,5 В. Чтобы ни в коем случае не допустить перегорания светодиода, необходимо вести расчеты исходя из самого высокого показателя. То есть, учитывать показатель 14,5 В.

Дальнейшие расчеты будет напрямую зависеть от того, какое количество светодиодов Вы собираетесь подключать. Рассмотрим отдельно подключение одного, двух и целой ленты этих устройств.

2. Как подключить один светодиод через резистор?

Итак, продолжаем наши расчеты. Если уровень исходного напряжения равен 14,5 В, то от этого числа нам необходимо вычесть напряжение питания того светодиода, который мы собираемся использовать. К примеру, это светодиод с уровнем падения напряжения 3,2 В, что позволяет нам получить результат в 11,3 В. То есть, на это напряжение нам необходимо распределить 20мА тока, при этом не допустив перегорания светодиода. Как это сделать? Вспоминать закон Ома! Его нам необходимо применить непосредственно к тому участку нашей электрической цепи, где мы и будем устанавливать резистор и светодиод. Формула следующая: R=U/I

R – сопротивление, оказываемое резистором;

U – уровень напряжения, который нужно погасить;

I – показатель тока в цепи (только в Амперах, 1А=1000мА).

В нашем случае эта формула будет выглядеть следующим образом:

R=11,3/0,02=565Ом

Полученный результат – это номинал резистора, который нам необходимо подключить к сети, чтобы не допустить перегорание светодиода. Но здесь у Вас может возникнуть небольшая загвоздка: самый близкий по номиналу резистор, который Вам, скорее всего, удастся найти в специальном магазине, будет равен 560Ом. Вот его и стоит брать. Его мощность при этом должна составлять 0,25Вт. Такой резистор можно смело подключать в цепь к светодиоду. ОЧЕНЬ ВАЖНО, чтобы на анод Вы подали плюс, а на катод – минус. Сами понимаете, что если не соблюдать подобное требование – Ваш светодиод сразу же перегорит.

Еще несколько нюансов:

- резистор необходимо припаивать к светодиоду. Пайка является наиболее надежным соединением, особенно с учетом тряски, которая создается при езде на автомобиле (ни в коем случае не выполняйте пайку с включенным напряжением);

Продолжительность пайки контакта не должна превышать 3с, иначе перегорит светодиод. Для удержания контакта рекомендуется использовать пинцет, который значительно рассеет тепло от паяльника.

Не менее важно изолировать все открытые контакты при помощи изоленты или термоусадочной трубки, что поможет Вам избежать короткого замыкания.

Теперь можете смело проводить проверку с помощью амперметра. Если его подключить к цепи, то на циферблате Вы обязательно увидите показатель в 20мА (стрелка может немного колебаться, но в этом нет ничего страшного). Показатель тока может незначительно отличаться, если его замерять с обоих сторон нашей цепи. Связано это с тем, что у резистора и светодиода разный сброс параметров, хотя разница эта малозначима. Нормой будет считаться показатель от 15 до 23мА.

Вполне логично, что чем выше уровень тока в цепи, тем ярче будет светить наш светодиод. Однако, этим самым будет сокращаться срок его службы. Это объясняет причину, по которой мы в начале статьи рекомендовали не пускать на светодиод ток свыше 20мА.

3. Пробуем подключить несколько светодиодов с использованием резистора

Если у Вас все же получилось самостоятельно справиться с подключением одного светодиода, то теперь можно переходить к более сложной задаче – подключению двух светодиодов. Основная сложность – это, опять же, проведение расчетов и правильный выбор транзистора.

Итак, расчеты. Имеется исходное напряжение, равное 14,5 В. От этого числа нам нужно вычесть напряжение питания уже двух светодиодов, то есть 6,4 В. В результате получаем показатель 8,1 В. Опять используем закон Ома, в который подставляем ток 20мА.

R=8,1/0,02=405Ом

Вот и все. Теперь осталось отправиться в радиомагазин и приобрести транзистор, номинал которого будет равен 405Ом. Самый близкий номинал, который Вам смогут предложить – это транзистор с 430Ом. В этом случае его мощность не должна быть ниже, чем 0,25Вт.

Последующие этапы подключения такого транзистора и двух светодиодов ничем не отличаются от тех, которые мы уже описали выше для одного светодиода. Проверка тока в сети покажет тот же результат, что и при подключении одного светодиода. Связано это с тем, что оба светодиода являются идентичными друг другу.

4. Особенности подключения параллельных цепочек со светодиодами

Вышеописанные указания помогут Вам подключить в один ряд даже три светодиода, а вот вставлять в него четвертый-пятый-шестой – это не всегда логично. Иногда намного проще пустить несколько параллельных цепочек, что создаст более яркое освещение. Как это сделать, мы и собираемся Вам поведать.

Все, что нужно для достижения нашей цели, – это всего лишь соединить между собой плюсы и минусы каждой цепочки. То есть, если количество цепочек равно трем, то мы должны соединить с одной стороны три плюса, а с второй – три минуса. Значительно облегчает задачу и то, что в цепочках не обязательно должно быть одинаковое количество светодиодов: к цепочке с одним светодиодом можно смело подключать цепочку с двумя светодиодами, а к ним еще три соединенных между собой светодиода. Также практически нет ограничений и на количество подключаемых параллельно цепей. Зависит это число лишь от того, какое сечение провода, при помощи которого Вы соединяете цепи: чем оно больше, тем больше цепочек можно подсоединить. Свое влияние на этот фактор оказывает и то, какую мощность способна давать бортовая сеть для питания светодиодов. К счастью, потребление электроэнергии светодиодами совсем небольшое, поэтому проблем обычно не возникает даже тогда, когда водитель хочет сделать из машины сверкающую гирлянду. Если Вы подключили к сети одну цепочку, расход энергии будет равен 20мА, если три – то соответственно 60мА. Принцип тот же, что и при подключении бытовой техники в квартире: чем больше штекеров вставлено в розетку, тем больше расход.

Если Вам интересно, то такой же простой формулой можно определить и мощность всех подключенных светодиодов. Для этого используется простая формула, которую все мы проходили в классе 6-7-ом:

Не будем отходить от уже определенных чисел и используем то же самое значение напряжения в 14,5 Вольта. Что же касается тока, то допустим, что мы подключили к одной сети 10 цепочек, потребление каждой из которых составляет 20мА, или же 0,02 А (не забываем, что в формулу нужно подставлять только Амперы). Таким образом, в совокупности все цепочки потребляют 10х0,02=0,2Ампера. Подставляем полученные числа в формулу:

P=14,5 x 0,2 = 2,9 Вт

5. Как подключить светодиодную ленту

Многие автолюбители используют светодиодные ленты для того, чтобы изменить внешний вид своего автомобиля. Но такой тюнинг в любом случае несет и практическое значение, поскольку света в автомобиле много не бывает. Правда, если ленту неправильно подключить, срок ее службы будет очень коротким. Чтобы не допустить подобного, стоит воспользоваться простыми советами:

1. Наиболее удобное напряжение бортовой сети – это 14,5 В. Если подключить к такой сети двенадцативольтовую светодиодную ленту, то срок ее службы будет совсем не долгим. Как не допустить этого? Установить ее через микросхему стабилизатора 7812. Благодаря ней можно будет не только ограничить, но и стабилизировать напряжение до 12 В. Также, она спокойно выдерживает нагрузки до 1,5А. Но возможно это все только в том случае, если микросхема будет охлаждаться. При этом очень важно, чтобы температура радиатора в радиусе 1см не превышала показателя в 40°С.

К такой микросхеме можно без страха подключать около 3-х метров светодиодной ленты, потребляемая мощность которой на один метр составляет всего 4,8 Вт. Эту цифру должен назвать Вам продавец ленты. Если же ее потребление составляет 9,6 Вт на 1 м, то больше чем 1,5 метра такой ленты микросхема 7812 не выдержит.

Что делать, если Вы хотите подключить больше ленты? Просто установить еще одну или несколько микросхем, к каждой из которых необходимо будет подключить отдельный кусок ленты. Но сразу же монтировать светодиодную ленту не стоит. Сначала попробуйте ее подключить к микросхеме стабилизатора, чтобы проверить ее работоспособность. Если все хорошо, и вы решите перейти к процессам монтажа и пайки, - не забудьте отключить питание бортовой сети.

2. Касательно самой светодиодной ленты, необходимо учитывать наличие трех ее видов, которые выделяются на основании ее влагозащищенности. Первый из них является полностью открытым, то есть такая лента совсем не способна противостоять влаге. Второй отличается наличием силиконового покрытия, что незначительно, но все же увеличивает защиту от попадания воды. Ну а третий вид – это полностью герметичная лента. Чаще всего для автомобилей используют именно вторые, так как они отличаются более низкой стоимостью.

Непосредственное крепление светодиодной ленты должно базироваться на следующих аспектах:

- желательно не допускать перегибания, поскольку это может стать причиной выхода из строя ее отдельных сегментов;

Поверхность, к которой Вы собираетесь прикрепить ленту, очень важно предварительно очистить от загрязнений (иначе лента может отвалиться уже на второй день

Крепить светодиодную ленту лучше всего при помощи фирменного двустороннего скотча;

После наклеивания на скотч, края ленты необходимо заделать бесцветной силиконовой герметикой.

Каким бы хорошим автоэлектриком Вы ни были, работоспособность светодиодов и срок их эксплуатации в первую очередь зависит от их самих, а вернее, от их качества. Ни для кого не секрет, что сегодня на авторынке полно китайского контрафакта, даже внешний вид которого иногда отпугивает покупателей. Но все же, привлекает нас к нему цена, которая совсем не обещает качество. Таким образом, чтобы правильно установить светодиоды, их необходимо правильно выбрать. Для этого мы собираемся познакомить Вас с наиболее распространенными их типами. Самыми популярными являются три следующих типа светодиодов:

1. High Power. Это самый дорогой тип светодиодов, которые обладают повышенной мощностью – от 1 до 5W. Их выбирают из-за высокой светоотдачи (200lumen) и наличия от 1 до 6 кристаллов.

2. Super bright SMD. Являются наиболее популярными среди автолюбителей, поскольку, несмотря на ценовую доступность, качество этого изделия остается высоким. Зачастую их выпускают на чипе 5050.

3. Super Flux. Относительно недорогие светодиоды, оптические характеристики которых значительно уступают двум предыдущим типам. Их используют в автомобильных лампах.

Надеемся, что наши советы были для Вас ценными и помогли разобраться со светодиодами для автомобиля. Но все же, мы продолжаем настаивать на том, чтобы Вы самостоятельно не пытались их подключать. Знания Вам обязательно пригодятся, но в этом деле рациональнее обратиться к специалисту.

Подписывайтесь на наши ленты в

Светодиоды широко используются для устройства освещения и индикации из-за своей надежности и экономичности. Имеют достаточно высокий коэффициент полезного действия, безопасны и долговечны по сравнению с обычными лампами накаливания.

Чтобы светодиод светился

Через него необходимо пропустить электрический ток в направлении одной стороны - от анода к катоду. При этом его невозможно подключить напрямую к источнику питания, поскольку он немедленно сгорит. Чтобы обеспечить нормальную работу, необходим ограничитель, которым служит резистор, устанавливаемый в цепь последовательно со светодиодом.

По цветам светодиоды разделяются на красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Цвет можно определить, лишь включив его, поскольку почти все они изготовлены из прозрачного бесцветного пластика.

Кроме того их также различают по номинальному току потребления. В основном, широкое распространение получили изделия с потребляемым током 10 и 20 миллиампер.

Идеальный источник питания для светодиодов - блок питания компьютера. При использовании в качестве обычного освещения применяются разъемы, на выходе у которых 5 или 12 вольт. Когда они используются в качестве светомузыки, то они подключаются через LPT-порт компьютера.

Рассмотрим различные варианты схем подключения светодиодов

При питании номинальным током 5 вольт в цепь включается резистор с сопротивлением 100-200 Ом.

Светодиоды на 12 вольт при подключении питания в цепь, последовательно с ними включается ограничительный резистор с сопротивлением 400-900 Ом.

При подключении на 5 вольт для двух светодиодов, в цепь последовательно включают ограничительный резистор сопротивлением до 100 Ом. В отдельных случаях наблюдается тусклое их свечение даже без использования резистора.

При подключении питания током на 12 вольт для двух светодиодов подключенных в цепь последовательно включается резистор сопротивлением 250-600 Ом.

При использовании источника питания номинальным током 12 вольт для трех светодиодов в цепи применяется резистор 100-250 Ом.

При такой схеме подключения отдельные модели будут тускло светиться даже без использования резистора.

Кроме подключения в отдельных случаях применяется параллельное их подключение. В этом случае аноды и катоды у них сходятся в две отдельные точки или в два пучка. Такие схемы отличаются низкой экономичностью и небезопасны в эксплуатации.

Параллельное подключение должно осуществляться с применением светодиодов с одинаковыми параметрами, при этом разброс характеристик должен быть минимальным. Расчет сопротивления ограничительного резистора должен быть произведен с достаточно высокой точностью. При перегорании даже одного светодиода - другие сгорают поочередно в течение нескольких минут.

Чаще всего для параллельного подключения используется следующая схема:

При такой схеме используются выпрямительные диоды различных марок, что исключает возможность их выгорания. На диодах происходит падение напряжения и до светодиодов доходит напряжение менее 5 вольт. Такая схема обычно используется для круглосуточного освещения помещения.

При подключении к LPT-порту в цепь последовательно включается резистор сопротивлением до 100 Ом. При приведении порта LPT в режим ЕРР резистор может и не устанавливаться.

Хотя светодиоды (светики) используются в мире ещё с 60-х годов, вопрос о том как их правильно подключать, актуален и сегодня.

Начнем с того, что все светодиоды работают исключительно от постоянного тока. Для них важна полярность подключения, или расположения плюса и минуса. При неправильном подключении. светодиод работать не будет.

Как определить полярность светодиода

Полярность светодиода можно определить тремя способами:

N.B. Хотя на практике последний способ иногда не подтверждается.

Как бы там ни было, следует заметить, что если кратковременно (1-2 секунды) не правильно подключить светодиод, то ничего не перегорит и плохого не произойдет. Так как диод сам по себе в одну сторону работает, а в обратную нет. Перегореть он может только из-за повышенного напряжения.

Номинальное напряжение для большинства светодиодов 2,2 — 3 вольта. Светодиодные ленты и модули, которые работают от 12 и более вольт, уже содержат в схеме резисторы.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Подключать светодиод напрямую к 12 вольт — запрещено, он сгорит в долю секунды. Необходимо использовать ограничительный резистор (сопротивление). Размерность резистора высчитывается по формуле:

R= (Uпит-Uпад)/0,75I,

где R –величина сопротивления резистора;

Uпит и Uпад – напряжение питания и падающее;

I – проходящий ток.

0.75 — коэффициент надёжности для светодиода (величина постоянная)

Для большей ясности, рассмотрим на примере подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору 12 вольт.

В данном случае:

• Uпит — 12 вольт (напряжение в авто аккумуляторе)
• Uпад — 2,2 вольта (напряжение питания светодиода)
• I — 10 мА или 0,01 А (ток одного светодиода)

По вышеуказанной формуле, получим R=(12-2.2)/0.75*0.01 = 1306 Ом или 1,306 кОм

Ближайшее стандартное значение резистора — 1,3 килоОм

Это еще не всё. Требуется вычислить требуемую минимальную мощность резистора.

Но для начала определим фактический ток I (он может отличаться от указанного выше)

Формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет)

• Rсвет — Сопротивление светодиода:

Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

из этого следует, что ток в цепи

I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А

Фактическое падение напряжения светодиода будет равно:

И наконец, мощность равна:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт).

Следует взять чуть больше мощности стандартной величины. В данном случае лучше подойдет 0,125 Вт.

Итак, чтобы правильно подключить один светодиод к 12 вольтам, (авто аккумулятор) потребуется в цепь вставить резистор, сопротивлением 1,3 кОм и мощностью 0,125 Вт.

Резистор можно присоединять к любой ноге светодиода.

У кого в школе, по математике была твердая двойка — есть вариант попроще. При покупке светодиодов в радиомагазине, спросите у продавца какой резистор Вам нужно будет вставить в цепь. Не забудьте указать напряжение в цепи.

Как подключить светодиод к 220в

Размерность сопротивления в данном случае расчитывается подобным образом.

Исходные данные те же. Светодиод потреблением 10 мА и напряжением 2.2 вольт.

Только напряжение питания в сети 220 вольт переменного тока.

R = (Uпит.-Uпад.) / (I * 0,75)

R = (220 — 2.2) / (0,01 * 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм

Ближайший по номиналу резистор стандартного значения 30 кОм.

Мощность считается по то й же формуле.

Для начала определяем фактический ток потребления:

I = U / (Rрез.+ Rсвет)

Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

а из этого следует, что ток в цепи будет:

I = 220 / (30000 + 220) = 0,007 А

Таким образом реальное падение напряжения светодиода будет:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

И наконец мощность резистора:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59 Вт)

Мощность сопротивления должна быть не менее 1,59 Вт, лучше немного больше. Ближайшее большее стандартное значение 2 Вт.

Итак для подключения одного светодиода к напряжению 220 вольт, нам потребуется в электрическую цепь примостить резистор номиналом 30 кОм и мощностью 2 Вт .

НО! Так как в данном случае ток переменный, то светодиод буде гореть только в одну полуфазу то есть будет очень быстро мигать, приблизительно со скоростью 25 вспышек в секунду. Человеческий глаз это не воспринимает и будет казаться, что светик обычно горит. Но на самом деле он все равно будет пропускать обратные пробои, хоть и работает только в одном направлении. Для этого требуется поставить в цепь обратно направленный диод, дабы сбалансировать сеть и уберечь светодиод от преждевременного выхода из строя.

Или светоизлучающий диод (англ . LED Light-emitting diode) - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Иными словами, светится, когда через него течет ток. Похоже на простую лампу накаливания, но устроен светодиод сложнее. В статье рассказывается об особенностях светодиода, о том как правильно подключать светодиод и о способе расчёта резистора для светодиода.

Особенности светодиода

Что-бы понимать, как правильно подключать светодиоды нужно разбираться в некоторых особенностях:

• светодиод питается током . Напряжение, подаваемое на светодиод не имеет значения. Это может быть и 3В, и 1000В. Главное - выдержать необходимый ток. При нехватке тока, светодиод светится тусклее, чем может. При превышении тока светодиод светит ярче, но сильно греется. Светодиод, через который пропускают ток больше, чем он ожидает, перегреется и проработает совсем недолго. В данном случае всегда лучше «недолить».
• падение напряжения . Важная характеристика светодиода - падение напряжения. Это значение показывает, на сколько вольт уменьшится напряжение при прохождении через светодиод при последовательном соединении. Например, если падение напряжения на светодиоде 3,4 вольта, то при напряжении питания 12 вольт, после первого светодиода остается 12-3,4= 8,6 вольт. На втором потеряется еще 3,4 вольта. Останется 8,6-3,4=5,2В. А после третьего останется 5,2-3,4=1,8 вольта. Это меньше, чем падение напряжения светодиода. Значит, больше светодиодов запитать мы не сможем.
• температурный режим. Светодиод нагревается во время свечения. Чем мощнее светодиод, тем сильнее он нагревается. В случае с маломощными светодиодами в пластиковом корпусе, их нагревом можно пренебречь. Если вы имеете дело со сверхмощными яркими светодиодами, нужно думать об охлаждении.
• полярность . При подключении светодиода нужно соблюдать полярность. Если перепутать плюс и минус, то ничего особенно страшного не случится, но светодиод не будет светить, и ток через него не пройдёт. У светодиода 2 вывода: анод и катод. Анод — положительный вывод. Он подключается к положительному полюсу источника питания. Катод - отрицательный. Его подключают к минусу (земле). Держа светодиод в руке выводы можно отличить по длине: анод делают длиннее катода. Внутри колбы светодиода выводы можно тоже отличить по размеру. Катод более массивен и по форме напоминает чашу.

Светодиод. Видна разница в длине катода и анода.

Светодиод. На крупном плане различим катод, напоминающий по форме чашу.

Необходимый ток и падение напряжения можно узнать из спецификации светодиода. В нашем магазине такая информация обязательно указывается на странице товара. Если у вас уже есть светодиод, но вы не знаете его характеристик, можно считать, что нужен ток 25мА, а падение напряжения считать равным 3В. Казалось бы, эти параметры идеально подходят для того, что-бы светодиод подключить напрямую к выводу Arduino. Но всё не так просто. Как отмечалось выше, светодиод токовый прибор. Если обычная лампочка сама себе выберет ток, то светодиод выбирает себе напряжение. То есть, если светодиод требует для себя 3В, а мы подадим на него 5В, то ток вырастет настолько, что светодиод сгорит. Это происходит потому, что он пытается удержать своё напряжение в 3V, а источник пытается выдать свои 5В. Начинается смертельная схватка. Если источник питания слабый, и светодиод сумеет просадить на нём напряжение до нужного — он уцелеет, а нет — источник питания выиграет битву, и светодиод сгорит. Для того, чтобы избежать проблем, нужно стабилизировать ток для светодиода. Простейший стабилизатор тока - резистор. Включаем последовательно со светодиодом резистор, резистор ослабляет источник питания, стабилизируя ток. При подключении больших и мощных светодиодов используют уже специальные тока, вместо резисторов. Резистор нужно уметь расчитывать.

Расчёт резистора для светодиода

Ничего сложного в расчёте резистора нет. Из формул нам понадобится разве что закон Ома : сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Для расчёта сопротивления резистора для светодиода (R ) нужно знать: напряжение питания (Uпит ), падение напряжения на светодиоде (Uсв ) и необходимый светодиоду ток(I ).

Формула очень простая: R = (Uпит — Uсв) / I

Для простоты расчёта принимается ряд «стандартных» параметров:

Uпит=5 В, Uсв=3 В, I=25 мА=0,025 А

R = 5 — 3 / 0.025 = 80 Ом

Ближайшее стандартное сопротивление резистора - 100 Ом.

Однако, поскольку часто приходится иметь дело со светодиодами, точные параметры которых неизвестны, лично моя рекомендация: исключить падение напряжения из формулы. Так мы получим универсальную формулу для расчёта резистора для любого светодиода, при этом ограничим ток с запасом и не сильно потеряем в яркости. Однако, если вы собираете осветительный прибор и вам важно добиться максимальной светимости светодиода, используйте полную формулу, описанную выше. Итак, по моей упрощённой формуле расчёт будет таким:

R = 5 / 0.025 = 200 Ом

Ближайшее стандартное сопротивление резистора - 220 Ом. С помощью него и будем подключать. Резистор следует включать в цепь между положительным полюсом источника и анодом светодиода.

Теперь вы знаете, как правильно подключить один светодиод. Но что делать. когда вам нужно подключить несколько светодиодов к одному источнику питания?

Подключение нескольких светодиодов

При подключении одного светодиода ничего сложного нет. Мы только что обсудили это чуть выше. Но как правильно поступить, если одного светодиода недостаточно? Например, мы хотим подключить 15 светодиодов от источника питания 12В. Параметры светодиода для расчётов возьмём стандартные. Для дальнейших рассуждений придётся опять потормошить старика Ома и вспомнить, что при последовательном соединении напряжение складывается (в данном случае речь о падении напряжения на каждом светодиоде), а сила тока остаётся неизменной. При параллельном - наоборот. Теперь рассмотрим различные варианты подключения светодиодов.

Последовательное соединение

Наиболее простой способ. Все светодиоды подключаем гирляндой друг за другом. Катод первого к аноду второго и т.д. Необходимый светодиодам при параллельном соединении ток не зависит от количества светодиодов и составляет 25мА. Ещё потребуется учесть падение напряжения на каждом светодиоде. Пытливый читатель, дружащий с математикой, сейчас должен был запнуться. Падение напряжения рассчитывается как сумма падения напряжения для всех светодиодов. Да ещё и нужно оставить запас. Запас стоит оставлять из-за того, что светодиоды не идеальны. Падение напряжения сильно колеблется даже у светодиодов одного производителя и в одной партии. Падение зависит от температуры, да ещё и растёт по мере старения светодиода. У нас падение составит 15*3 = 45В. А источник всего на 12 вольт. Этот вариант отпадает. Последовательно мы можем позволить себе подключить только 12/4 = 4 светодиода. С запасом всего 3 светодиода в параллели. Теперь можно подключить перед цепочкой из трёх светодиодов токоограничительный резистор на 480 Ом (R = 12/0.025 = 480) и радоваться. Все три светодиода теперь получают ток в 25мА. Но неидеальность светодиодов означает, что нам может попасться экземпляр, который рассчитан на ток всего лишь в 20мА. Или чуть меньше. Или чуть больше. Неважно. Важно то, что наши рассчитанные 25mA окажутся избыточными. Такой светодиод начнёт греться и перегорит раньше других. Он перестанет пропускать через себя ток. Тогда все остальные светодиоды тоже погаснут. Последовательное подключение - недостаточно надёжная схема. Один перегоревший светодиод нарушает работу всей цепочки.

Достоинства : простая и дешёвая схема, низкое потребление тока.
Недостатки : необходимость в источнике питания с большим вольтажом, крайне низкая надёжность схемы.

Итак, последовательно нам удалось соединить только 3 светодиода. Но что если требуется подключить все 15?

Параллельное подключение светодиодов

Здесь у нас всё наоборот. Силу тока нужно умножить на количество светодиодов, а падение напряжения посчитать только 1 раз.
Сила тока: I = 0,025 * 15 =0,375 А
Нам потребуется источник питания, способный выдать максимальный ток в 0,375 А. Округлим до 0,35 (помните, что лучше «недолить»?). По напряжению тоже укладываемся: 12 — 2 = 10. Остаётся с большим запасом.

Пытливый читатель, запнувшийся парой абзацев ранее, может воскликнуть: «Погодите! Так зачем нам 12 вольт, если мы можем обойтись и пятью?». «Можем!» - ответим ему мы. Но не торопитесь с выводами, это ещё не конец .

Мы определились, что светодиоды будут подключены параллельно. Необходимо ограничить ток в цепи. Допустим, специального драйвера у нас нет. Возьмём резистор. Рассчитаем необходимое сопротивление по давно известной формуле: 12 В * 0,35 А = 4,2 Ом. Подключим его между источником питания и анодами светодиодов:

Вот, казалось бы, и всё. Но есть проблема:

ТАК ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!

Как отмечалось выше, светодиоды не обязательно имеют те характеристики, которые заявлены производителем. Всегда есть разброс. И вот мы задали ток в 0,35 ампер и смотрим на светящуюся линейку светодиодов. Но всем им нужен разный ток. Одному, как мы и рассчитывали 25мА, другому - 20мА, третьему 21мА, а вот нашёлся совсем кривой светодиод, ему нужно всего 15мА. А мы пропускаем через него 25 - почти в 2 раза больше. Светодиод греется и быстро перегорает. В линейке стало на 1 светодиод меньше. Теперь для питания оставшихся светодиодов нам требуется 35мА. Пока всё не выглядит особенно плохо. Мы ограничили ток с запасом. Мы молодцы. Но не выдержал ещё один светодиод. Осталось 13. Теперь весь наш ток делится не на 15, а на 13 светодиодов. На каждый из них приходится по 26мА. Теперь абсолютно все светодиоды работают на повышенном токе. Очень скоро перегреется следующий. Самые стойкие получат уже по 29мА - 116% от номинала. Всего 2 перегоревших светодиода запустили цепную реакцию. Скоро вся линейка перегорит, а вы так и не поймёте почему (ну или поймёте, мы же только что всё разобрали). Собственно, избавиться от такого печального сценария просто. Нужно к каждому светодиоду поставить по собственному токоограничительному резистору. Для тока в 25мА и напряжения 12В нужен резистор на 480 Ом. Это не спасёт от проблемы «кривых» светодиодов, но их перегорание никак не повлияет на остальные.

Достоинства : высочайшая надёжность.
Недостатки : высокое потребление тока, высокая стоимость схемы.

Параллельное подключение светодиодов - идеальный вариант. Всегда стремитесь к тому, чтобы подключать светодиоды параллельно и ограничивать ток каждого светодиода по отдельности своим резистором. Если вы используете светодиодные драйверы (), то каждому светодиоду нужно подключать свой драйвер. Именно поэтому параллельные схемы с большим количеством светодиодов становятся слишком дорогими. В реальности приходится идти на компромисс и объединять светодиоды в цепочки.

Комбинированный способ подключения светодиодов

Итак. Подключим наши 15 светодиодов комбинированным способом. Вспомним расчёт для последовательного подключения. Там мы выяснили, что от 12 вольт можем безболезненно запитать 3 светодиода. На каждый из 3-х светодиодов потребуется резистор в 480 Ом. Это и будет наша цепочка - 3 светодиода и резистор. Теперь мы параллельно подключим 5 таких цепочек. При параллельном соединении напряжение питания остаётся неизменным, а сила тока для каждой цепочки умножается на количество цепочек. Получается, нужен источник на 12В и 5*0,025=0,125А. Как видим, такой способ подключения сильно экономит ток.

Достоинства : низкое потребление тока при большой плотности светодиодов, каждая цепочка не зависит от соседних, благодаря наличию собственного токоограничительного резистора.
Недостатки : внутри цепочки мы получаем те же проблемы, что и при обычном параллельном соединении. При наличии «кривых» светодиодов в цепочке, она выйдет из строя раньше других.

Комбинированное подключение светодиодов. 3 цепочки по 3 светодиода.

Выводы

При подключении светодиодов к источнику питания предпочтительно использовать параллельное соединение, снабжая каждый светодиод отдельным стабилизатором. При подключении большого количества светодиодов, для удешевления конструкции возможно комбинирование последовательного и параллельного способов соединения светодиодов для достижения оптимального результата.