M je LED napájena?

Poprvé jsem se s touto otázkou setkal asi před tuctem let. Pracoval v obchodní společnosti, která prodává rádiové komponenty. Poměrně často přicházeli automobiloví nadšenci a zajímali se o to, jak nahradit osvětlení lampy LED. Jak se ukázalo, tato problematika je aktuální i dnes.

Nebudu chodit do divočiny rádiové elektroniky, myslím, že to nikoho nezajímá. Pojďme jen přijít na to, jak připojit LED, co je to předřadný odpor, a pojďme si projít Ohmův zákon)))

Začněme od úplného začátku (nedotkneme se atomů a molekul). A tak: LED je polovodičové zařízení, tzn. vede proud pouze jedním směrem. Pokud přepólujeme, nebude hořet, ale ani nebude svítit.

Anoda je kladná elektroda, katoda je záporná elektroda. Zjednodušeně řečeno, připojíme katodu k zemi a přivedeme plus energii k anodě. Ale! Pokud jednoduše připojíte napájení, LED se nemusí rozsvítit nebo slabě svítit nebo dokonce shořet. Jaké je tajemství? Ano, zde není žádné tajemství. Je to jednoduché.

Tak. LED je aktuální zařízení.
Zajímají nás 2 parametry: 1. Provozní proud (I) a 2. Úbytek napětí (Upr – propustné napětí). Může být také potřeba napájení (P) a vnitřní odpor (Rds), ale o tom později. Vzhledem k tomu, že LED je napájena proudem, budeme ji napájet právě jím; Pomocný parametr – Upr (úbytek napětí při přímém připojení). Toto je napětí, které klesá na LED. opakuji. Nejedná se o napájecí napětí LED, ale o napětí, které se může v malých mezích měnit v závislosti na nastaveném napájecím proudu.

Pokud se podíváme do dokumentace k LED (datasheet), vidíme, že u jasných LED (nízký výkon) je úbytkové napětí (v průměru) 2,5-3,1 V (voltů) a provozní proud je 10-15 mA ( miliampéry). Při výpočtu většinou beru Upr = 3V, I = 0.01A (10 miliampérů).

Ale máme v autě 14V, jak ho zapojit, aby neshořel? K tomu je rezistor (odpor). Své jméno získal podle své vlastnosti odolávat průchodu proudu. Hlavní parametry rezistoru jsou samotný odpor – R a výkon – P. Pro naše účely jej potřebujeme zapojit do série s LED tak, aby na něm pokleslo zbývající napětí. Jednoduše řečeno v mezeře mezi napájecím vodičem a LED (slouží takříkajíc jako předřadník). Navíc je absolutně fialová mezi plus a LED, nebo mezi mínus a LED. Kupodivu tento bod také některé mate. )))

A tak jsme se dostali k praktické části výpočtů)))

Co máme. Pokles napětí na LED je ~3V. To znamená, že zbývajících 11V by mělo klesnout na rezistoru (napětí na desce, mínus pokles napětí na LED, tj. 14V-3V=11V) Při proudu ~0.010A (10 miliampérů). Dále se zaměříme na Ohmův zákon.

Použití vzorce je velmi jednoduché. Zakryjte požadovaný parametr v trojúhelníku prstem. Zůstává náš vzorec. Tito. hledáme hodnotu odporu rezistoru – R. Sepneme prstem, dostaneme – R=U/I. Dosadíme hodnoty: R=11/0.010=1100. Napětí zadáme ve Voltech, proud v Ampérech, výsledek získáme v Ohmech. Hledáme nejbližší hodnotu odporu v řadě E24. Pokud neexistuje žádná 1 ku 1, pak je nejbližší větší. Pokud je odpor menší, proud bude větší, ale to nepotřebujeme. Bereme tedy nejbližší hodnotu, buď 1 ku 1, nebo s odchylkou nahoru (ať je aktuální rezerva lepší). Díváme se na znamení –

A tak nejbližší hodnota podle tabulky je 1.1k (1.1kOhm = 1100 Ohm).

Schéma je „zarostlé“ parametry)))

Mimochodem. Moderní rezistory jsou barevně označeny, tzn. Neexistují žádná čísla, pouze barevné kroužky. Abychom našli odpor, který potřebujeme, použijeme následující tabulku –

Přijdeme do obchodu koupit rezistor a prodavač se hned ptá přímo na sílu rezistoru. Jejda! Popandos. Nepočítali jsme ho. Pamatujete si na magický trojúhelník na začátku? Tohle je takříkajíc odlehčená verze. Dále se obracíme na rozšířenou verzi cheat sheet)))

Zajímá nás moc. Uzavřeme ho prstem, podíváme se na dostupné vzorce pro jeho výpočet, ke kterému máme všechna data.
Víme, že pokles napětí na rezistoru je 11V a proud je 0,01A. Nejjednodušší vzorec pro naše účely je P=U*I=11*0.01=0.11W (Watt). Jako vždy hledáme nejbližší hodnotu výkonů rezistoru (s předpětím směrem k větší straně, takříkajíc s rezervou). Získáme 0.125W. Nyní můžete opravdu sbírat)))

Standardní hodnoty výkonu: 0.05W, 0.125W, 0.25W, 0.5W, 1W, 2W atd. Pro naše účely již nebude potřeba. )))

Dobře, ale pokud máme 2, 3 nebo 10 LED, co bychom měli dělat? I zde je vše jednoduché. Buď to hloupě zapojíme do série, nebo do shluků (sériově-paralelní zapojení. Později přijdeme na to, co to je a k čemu se to používá).

Začněme sériovým připojením.

Nepředstírám, že jsem originální, ale počítám maximální počet LED zapojených do série pomocí vzorce Upit (napájecí napětí) – Upr (úbytek napětí na jedné LED). proč tomu tak je?
Řekněme to takhle. Řekněme, že naše palubní napětí je 12V. Pokud je úbytek napětí na jedné LED 3V, můžeme dodat 4 LED. Všechno se zdá být OK. Ale pak nastartujeme auto a dostaneme 14V. Hmm. Nyní je napětí na každé LED 14/4 = 3.5V, s pasovými údaji Upr = 3V. co máme? Správně – mrtvola. Jedna z LED se spálí. Pichal. IMHO to nepotřebujeme („Ne! Takový hokej nepotřebujeme“ – (c) Ozerov).

Tak. Jako základ bereme jedoucí auto/nabitou baterii, tzn. 14V. Odečteme Upr o jednu LED, dostaneme 14-3 = 11V. Když známe Upr jedné LED, spočítáme, kolik LED můžeme zapojit do série. 11/Upr=11/3=3,66. ​​Zlomkovou část vyhodíme. Celkem jsme dostali 3 LED diody. Dále zjistíme celkový úbytek napětí na 3 LED: Up*3=3*3=9V. Pak je vše jako u jedné, jen s vypočteným Upr pro 3 LED. Upit-Up(3 LED)=14-9=5V. Úbytek napětí na rezistoru je 5V. Při proudu 0.01A (viz výše) dostaneme R=5/0.01=500Ohm. Hledáme nejbližší vyšší hodnotu v tabulce hodnot rezistorů E24, najdeme – 510 Ohmů. Při výkonu P=U*I-5*0.01=0.05W. Vypočtenou hodnotu 1 ku 1 nebereme, pamatujte. Nepotřebujeme ohřívač v tlačítku, ale vezmeme následující hodnotu 0.125W.

Jen? co jsem řekl? Je to jednoduché.

Takové spojení má ale i nevýhody. Zejména při změně napětí palubní sítě (nastartování/vypnutí vozu) se změní úroveň jasu LED diod. Rozsah změn je samozřejmě malý, ale někdy je to nepříjemné. Dále zjistíme, jak se tohoto efektu zbavit.

Dobře, ale co 12V auto LED? Mnoho prodejců těchto LED o proudu nikdy ani neslyšelo. Jako, zapíchněte to, všechno bude fungovat. Ve skutečnosti se jedná o obyčejnou LED diodu s nainstalovaným omezovacím (předřadným) rezistorem, který je navržen pro provoz od 12V (12V, ne 14, Karle!). To je důvod, proč při instalaci v autě často hoří. Aby k tomu nedošlo, potřebují další stabilizátor napětí. Pozor, ne PROUD, ale NAPĚTÍ! Vzhledem k tomu, že uvnitř je již omezovací rezistor, určený pro požadovaný proud při provozu na 12V. Právě toto napětí mu musíme zajistit. Pokud je napětí stabilní, nebudete mít žádné proudové rázy.

Pokud nepůjdete do plevele, můžete sestavit jednoduchý stabilizátor na třínohou mikruhu 78L12 (do 0,1A), nebo 7812 (do 1,2A). Pokud je proud vyšší, můžete pro zesílení použít tranzistor.

Mimochodem, pokud přepočítáte předchozí příklady místo 14V na 12V a budete to napájet ne přímo, ale přes 12V stabilizátor, tak závislost změny jasu LED na změně napětí palubního síť zmizí.

No, přišli jsme na to, jak připojit 1 až 3 LED přes jeden odpor. Co dělat, když potřebujete 10 ks?
Kombinujeme LED do shluků. Co je to?

Jak vidíte, vše je jednoduché. Potřebujeme 4 LED, sestavíme 2 clustery. Jedna pro 3 LED, druhá pro 1 LED. Potřebujeme 10, sbíráme již ze 4 shluků. 3 x 3 LED a 1 x jedna.

No, zdá se, že jsme to vyřešili. Nyní pojďme zjistit, jak připojit LED diody přes stabilizátor proudu (pamatujeme si, že LED je aktuální zařízení, takže je napájeno proudem).

Článek je ve fázi psaní. Bude přidáno. Pokud máte dotazy, potřebujete něco doplnit nebo najít chyby, napište do komentářů. Doplním a změním. Hlavní věc je, že vše je přístupné a srozumitelné všem.

Palubní síť osobního automobilu je 12-14,5 V. Podle toho, zda je motor vypnutý nebo zapnutý.

Typické vlastnosti LED: (úbytkové napětí 3,2 V a proud 20 mA = 0,02 A)

„Pokles napětí“ a „provozní proud“ jsou hlavní charakteristiky LED. LED je napájena proudem – to je DŮLEŽITÉ! Bude to trvat tolik napětí, kolik potřebuje, ale proud musí být omezen. Pokles napětí typické bílé LED je 3,2 V. Ale pro LED různých barev je to jiné pro žluté a červené LED – 2 – 2,5 V; pro modrou, zelenou, bílou – 3-3,8 V. Při výběru barvy LED tedy zvažte její úbytek napětí. Proud nízkopříkonových LED obvykle není větší než 20 mA

Co je pokles napětí? Připojíme-li naši bílou LED s úbytkem napětí 3,2 V a provozním proudem 20 mA = 0,02 A ke zdroji 12 V, bude tato LED spotřebovávat 3,2 V. Napětí za touto LED se sníží (klesne) o 3,2 V. 12-3,2 = 8,8. Ale nezapomeňte, že LED je napájena proudem a ne napětím, tzn. kolik proudu dáte – tolik to projde samo a proud se musí nastavit. Jak rozumět dotazování?! Stanovit znamená omezit. Proud můžete omezit odporem nebo napájet LED pomocí ovladače. Podívejme se na příklady, jak vypočítat a připojit LED ke zdroji imaginární palubní sítě vozidla, jejíž napětí se pohybuje od 12 do 14,5 Voltů. Aby naše LED při dlouhodobém zapnutí nevyhořela, budeme počítat na základě skutečnosti, že v našem autě je 14,5 V a ne 12,5 V. V tomto případě bude LED svítit méně jasně, ale vydrží déle. V jednom z bodů tohoto článku se podíváme na to, jak připojit LED nebo řetězy LED přes čip stabilizátoru napětí. Tento způsob připojení zachová jas LED diod při změně otáček motoru.

Nejprve provedeme výpočty. Odečteme napájecí napětí LED (14,5 V) od stávajícího počátečního napětí 3,2 V. 14,5V – 3,2V = 11,3V Dostaneme 11,3V. Pro těchto zbývajících 11,3 voltů je třeba nastavit proud 20 mA, aby LED nevyhořela. Dále nám pomůže Ohmův zákon pro část elektrického obvodu, tedy pro vaši LED a rezistor. R=U/I. Kde R je odpor rezistoru, U je napětí, které je třeba zhasnout, I je proud v obvodu. To znamená, že abyste získali odpor zhášecího odporu, musíte rozdělit napětí, které je třeba zhášet, proudem, který je třeba přijmout. Proud se do vzorce vkládá v ampérech, jeden ampér je 1000 miliampérů, to znamená v našem případě 20 mA je 0,02 A. Pomocí vzorce vypočítáme. R = 11,3/0,02. Dostáváme 565 ohmů. Potřebujeme tedy rezistor s nominální hodnotou 565 ohmů. Nejbližší hodnocení, které můžete najít v obchodě s rádiem, bude 560 ohmů. Je vhodné odebírat výkon rezistoru 0,25W. Tento odpor připojujeme sériově k LED a nezáleží na svorce ANODA (kladná) nebo CATODA (záporná) – hlavní věc je, že kladete plus na ANODU a mínus na KATODU. Abych tak řekl, zachovali polaritu. A náš rezistor bezpečně rozptýlí přebytečný proud na teplo. Doporučuje se připájet rezistor přímo k LED.

Obě možnosti jsou přijatelné

Pokud nyní zapojíme ampérmetr do série s naším obvodem LED a rezistoru, měl by ukazovat 20 miliampérů nebo tak. Rezistory a LED mají řadu parametrů, takže proud se může v obou směrech lišit, ale jen nepatrně. Pokud zařízení ukazuje hodnotu od 15 do 23 mA, je to normální. Čím vyšší proud, tím jasněji LED svítí, ale tím kratší je její životnost. Proto se u konvenčních LED nedoporučuje nastavovat proud nad 20 mA.

LED s odporem a s vodiči je nejlepší propojit pájením na spoje následně působí vibrace vozidla a změny teploty a pájení je jedním z nejodolnějších typů spojů.

Aby se zabránilo zkratům, musí být otevřené kontakty izolovány smršťovací bužírkou nebo elektrickou páskou.

Instalace a pájení by měly být prováděny s vypnutým napájecím napětím. Napájení lze dodávat až poté, co si budete jisti, že je vše provedeno správně a všechny obnažené vodiče jsou izolovány.

Doba pájení kontaktů není delší než 3 sekundy, jinak může dojít k přehřátí LED krystalu. Bude lepší, když se pájený kontakt chytí pinzetou. Za prvé je pohodlnější LED držet a za druhé pinzeta odvede přebytečné teplo a zabrání přehřátí krystalu.

Druhá možnost. Zapojení dvou LED (v sérii) přes odpor.

Zvládli jsme zapojení jedné 14,5V LED. Hurá! Nyní uděláme krok vpřed a zjistíme, jak zapojit dvě LED do série. Celkově vzato, se dvěma LED zapojenými do série bude použita stejná metoda připojení, ale pro případ, že ji analyzujeme ne méně podrobně než první.

Nejprve provedeme výpočty. Od stávajícího počátečního napětí 14,5 V (2×3,2 V = 6,4 V) odečteme napájecí napětí dvou LED diod. 14,5V – 6,4V = 8,1V. Dostaneme 8,1 V. Pro těchto zbývajících 8,1 V je potřeba nastavit proud 20 mA, aby LED nevyhořela. Dále nám pomůže Ohmův zákon pro část elektrického obvodu, tedy pro vaši LED a rezistor. R=U/I. Kde R je odpor rezistoru, U je napětí, které je třeba zhasnout, I je proud v obvodu. To znamená, že abyste získali odpor zhášecího odporu, musíte rozdělit napětí, které je třeba zhášet, proudem, který je třeba přijmout. A potřebujeme 20 mA. Proud se do vzorce vkládá v ampérech, jeden ampér je 1000 miliampérů, tedy v našem případě 20 mA = 0,02 A. Pomocí vzorce vypočítáme. R = 8,1/0,02. Dostáváme 405 ohmů. Potřebujeme tedy odpor 405 ohmů. Nejbližší hodnocení, které můžete najít v obchodě s rádiem, bude 430 ohmů. Je vhodné odebírat výkon rezistoru 0,25W. Tento odpor připojujeme sériově k LED a nezáleží na svorce ANODA (kladná) nebo CATODA (záporná) – hlavní věc je, že kladete plus na ANODU a mínus na KATODU. Abych tak řekl, zachovali polaritu. A náš rezistor bezpečně rozptýlí přebytečný proud na teplo. Doporučuje se připájet rezistor přímo k LED.

Pokud nyní zapojíme ampérmetr do série do našeho obvodu dvou LED a rezistoru, měl by opět ukazovat 20 miliampérů. Protože bez ohledu na to, kolik identických LED zahrnete do sériového řetězce, proud v tomto řetězci zůstane nezměněn. Zde vidíme 20 mA nebo tak na zařízení. Rezistory a LED mají řadu parametrů, takže proud se může lišit v obou směrech, ale jen nepatrně. Pokud je hodnota od 15 do 23 mA, je to normální. Čím vyšší proud, tím jasněji LED svítí, ale tím kratší je její životnost. Proto se u konvenčních LED nedoporučuje nastavovat proud nad 20 mA.

Třetí možnost. Zapojení tří LED (v sérii) přes odpor.

Zapojení tří LED do série přes odpor se neliší od zapojení dvou LED výše. Stejná metoda, stejné vzorce. Pokud se nezmění hodnota odporu. Uvidíme, jaké to bude.

Nejprve provedeme výpočty. Od stávajícího počátečního napětí 14,5 V (3×3,2 V = 9,6 V) odečteme napájecí napětí tří LED diod. 14,5V – 9,6V = 4,9V. Dostaneme 4,9 V. Pro těchto zbývajících 4,9 V je potřeba nastavit proud 20 mA, aby LED nevyhořela. Dále nám pomůže Ohmův zákon pro část elektrického obvodu, tedy pro vaši LED a rezistor. R=U/I. Kde R je odpor rezistoru, U je napětí, které je třeba zhasnout, I je proud v obvodu. To znamená, že abyste získali odpor zhášecího odporu, musíte rozdělit napětí, které je třeba zhášet, proudem, který je třeba přijmout. Proud se do vzorce vkládá v ampérech, jeden ampér je 1000 miliampérů, to znamená v našem případě 20 mA je 0,02 A. Pomocí vzorce vypočítáme. R = 4,9/0,02. Dostáváme 245 ohmů. Potřebujeme tedy odpor 245 ohmů. Nejbližší hodnocení, které můžete najít v obchodě s rádiem, bude 240 ohmů. Je vhodné odebírat výkon rezistoru 0,25W. Tento odpor připojíme sériově k LED a nezáleží na svorce ANODA (kladná) nebo KATODA (záporná) – hlavní věcí je, že kladete plus na ANODU a mínus na KATODU. Abych tak řekl, zachovali polaritu. A náš rezistor bezpečně rozptýlí přebytečný proud na teplo. Doporučuje se připájet rezistor přímo k LED.

Pokud nyní zapojíme ampérmetr do série s naším obvodem LED a rezistoru, měl by ukazovat 20 miliampérů nebo tak. Rezistory a LED mají řadu parametrů, takže proud se může v obou směrech lišit, ale jen nepatrně. Pokud je hodnota od 15 do 23 mA, je to normální. Čím vyšší proud, tím jasněji LED svítí, ale tím kratší je její životnost. Proto se u konvenčních LED nedoporučuje nastavovat proud nad 20 mA.

Rozšířený a „námi všemi milovaný“ 12voltový LED pásek je navržen stejným způsobem, skládá se z podobných řetězců tří sériově zapojených LED a řetězy jsou zase vzájemně propojeny paralelně.

Zkrátka při napětí 14,5V zapojíte řetězec, ve kterém jsou až čtyři LED s úbytkem napětí 3,2V a ještě zbude 1,7V, které bude potřeba zhasnout rezistorem. 14,5-3,2-3,2-3,2-3,2=1,7 Ale shodli jsme se, že počítáme s pomyslnou palubní sítí auta, ve které je napětí od 12 do 14,5 Voltů. Pamatujete si? Když tedy napětí v palubní síti klesne na 12 voltů, LED v řetězci přestanou svítit, protože celkový úbytek napětí čtyř LED je vyšší než 12 voltů, a přesněji řečeno, bude 3,2 x 4 = 12,8 voltů. Proto se omezíme na tři LED v řetězu.

Autore, omlouvám se za to, že jsem zkopíroval váš článek, je velmi užitečný a zajímavý!))