Как и было обещано, в этой статье мы кратко расскажем о правилах интеграции светодиодов в электрическую цепь, о том, как рассчитать работу светодиодов, как выбрать токоограничивающий резистор и как расшифровать цветовой код выводного резистора.
В интернете есть много информации о том, как питать светодиоды, но, к сожалению, многие авторы фирменных разработок часто допускают ошибки. Давайте сначала рассмотрим, как подключить светодиод к 12 В, но сначала определим некоторые термины.
Как я заметил, люди часто путают последовательное и параллельное соединение некоторых элементов электрической цепи. См.
1. последовательное соединение
Последовательный означает цепь, в которой один провод предыдущего компонента соединен только с одним проводом следующего компонента, один за другим. Хорошим примером является круговая тренировка:)
Основными характеристиками этого типа соединения являются: 1.
— В случае лампочек или светодиодов они должны быть идентичными и рассчитанными на одинаковое напряжение и ток. Или, с другой стороны, каждая лампочка имеет напряжение, равное напряжению батареи, деленному на количество лампочек. Или с третьей стороны: сумма напряжений всех элементов последовательной цепи равна напряжению питания — через любую часть цепи протекает одинаковый ток — потому что если перегорит любая лампа, они все одновременно погаснут, разорвав цепь.
2. параллельное соединение — все элементы в цепи соединены таким образом, что некоторые из них подключены к одному проводнику, а другие — к другому. Типичные примеры: девушка и молодой человек держатся за руки лицом друг к другу:)))) well, или дети играют с «паровозиком».
Основные характеристики: — лампы могут иметь разную мощность, разный ток, но одинаковое напряжение, равное (в идеале) или почти равное (на практике) напряжению батареи — — каждый элемент имеет одинаковое напряжение — — ток, потребляемый батареей, является суммой токов всех лампочек Когда одна лампочка перегорает, другие лампочки продолжают гореть.
Существует также третий тип соединения. При смешанном соединении несколько последовательных цепей соединяются параллельно и наоборот.
Рисунок 3 — Смешанное соединение: три последовательно соединенных контура соединены параллельно с левой стороны и перевернуты с правой стороны
В этом контексте каждый тип схемы имеет те же основные характеристики, что и отдельные схемы. Кстати, если присмотреться, схема на рисунке 1 также является примером смешанного соединения. Последовательная цепь лампы подключена параллельно батарее:)))
Давайте перейдем к основной теме — светодиодам. Лампы подсветки. В случае с панелями VDO 2110 они подключаются параллельно, каждая лампа рассчитана на напряжение 12 В (для ламп рабочее напряжение является решающим параметром, их мощность и количество зависит только от источника питания) и может быть подключена непосредственно к источнику питания. Для светодиодов ситуация иная. Когда светодиоды работают в стандартном номинальном режиме, их напряжение обычно составляет от 3 до 3,3 В, но решающим параметром является не напряжение, а ток. Свойства полупроводников таковы, что при плавном увеличении напряжения, например, при регулировке подсветки с помощью реостата, оно увеличивается от нуля до определенного значения (в случае светодиодов это 3… .3.3V ), после чего напряжение остается почти постоянным, а дальше увеличивается только ток. При превышении определенного значения светодиод выключается. Если напряжение подается на светодиод непосредственно с аккумулятора, напряжение остается на уровне 12 вольт, но срок службы диода определяется секундами, если не долями секунды.
Чтобы светодиоды работали при напряжении 12 вольт, ток должен быть ограничен так, чтобы он не превышал максимально допустимого значения для светодиодов. Для этого существует несколько способов, включая токоограничивающие резисторы, регуляторы тока и широтно-импульсную модуляцию. Все это написано для начинающих, поэтому мы пропустим последние два метода (тем, кто «в танке», они уже не понадобятся) и рассмотрим, как рассчитать токоограничивающие резисторы.
Чтобы уменьшить и ограничить ток в цепи светодиода, необходимо увеличить сопротивление в этой цепи. Вспомните закон Ома.
где I — ток, U — напряжение и R — сопротивление.
Это напряжение всегда одно и то же — 12 В. Можно утверждать, что это 14,4 вольта вместо 12 вольт. Предположим, что напряжение всегда такое же, как напряжение в автомобиле. Однако, чтобы защитить светодиоды от выхода из строя, все расчеты производятся для максимального напряжения — 14,4 В. Поэтому на нем всегда будет одно и то же напряжение — 14,4 В. Номинальный ток современных светодиодов обычно составляет 10…. . 20 мА. Если тип светодиода известен, то это (и среднее падение рабочего напряжения большинства бело-сине-красно-зеленых RGB SMD светодиодов 3…. .3.3V) лучше всего указать в спецификации. Если формула неизвестна, рекомендуется использовать 10 мА.
Чтобы увеличить сопротивление цепи светодиода, добавьте последовательно со светодиодом токоограничивающий резистор.
Чтобы определить его номинал, выясните, сколько вольт должно падать на резистор. Вспомните правило для последовательных цепей. Сумма напряжений всех элементов равна напряжению питания. Наше напряжение питания составляет 14,4 В. Номинальное напряжение светодиодов составляет 3,3 В.
14.4V — 3.3V = 11.1V
Это напряжение через резистор — 11,1 В. Ток через цепь (включая светодиод) составляет от 10 до 20 мА. Например, номинальный ток светодиода SMD LED 3528 обычно составляет 20 мА, но в целях безопасности может быть немного снижен до 15 мА. Выведите сопротивление из уравнения закона Ома.
Расчетное напряжение на резисторе составляет 11,1 В, а ток через светодиодную лампу и, следовательно, через выбранный резистор составляет 15 мА. Сопротивление резистора r = 11,1 В / 15 мА = 0,74 гребенки. В общем, если все сделано по правилам, ток указан в амперах, а значение сопротивления оказывается ОН: 11,1 В / 0,015 А = 740 Ом. Это по сути одно и то же:) стандартное значение, наиболее близкое к расчетному, составляет 750 Ом. Расчет завершен.
Может оказаться полезным рассчитать мощность резистора, чтобы убедиться, что он может себе это позволить. Для этого нужно умножить резистор на поток утечки (на этот раз удобнее в амперах). Для питания светодиодов вам понадобится резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением 750 Ом (стандартные значения сразу больше).
Для удобства сложите их все в одну кучу. Сделайте лист обмана.
Вместо резисторов в схему можно включить регулятор мощности, а простых схем сейчас в интернете предостаточно. Возможно, однажды я смогу объяснить их.
Наиболее часто используемые светодиодные лампы объединены в группы (обычно три, реже две), в которых повторяются различные панели (приборная панель, радиатор и т. д.). Наиболее важные правила следующие Светодиоды в группе должны быть подключены последовательно.
Почему; ну, это просто. В гирляндной цепи все элементы протекают от одного и того же тока, который можно определить и отрегулировать с помощью резисторов. В параллельной цепи можно определить только общий ток всей цепи, который равен общему току, протекающему через светодиоды. Нет ничего идеального — светодиодные лампы имеют небольшие различия в параметрах. Некоторые токи малы, другие велики, 45 мА (15 мА каждый — справедливо, верно?). Это может привести к появлению трех неправильных светодиодных ламп с Два будут иметь ток 10 мА, а третий получит оставшиеся 25 мА и будет атакован. Затем в общей сложности те же 45 мА. Правила для железа следующие. Несколько светодиодов последовательно с одним резистором; кроме того, эти группы рассчитаны на 14,4 В и поэтому подключаются одновременно.
Расчет для группы из двух или трех диодов ничем не отличается от описанного выше, но рассчитывается напряжение от напряжения питания до резистора и сумма напряжений всех светодиодов в группе (6,6 В — 2, исключая общее 9,9 В — 3). Сопротивление и мощность рассчитываются одинаково.
Вот и все 
И, наконец, вы можете ознакомиться с перспективной таблицей цветового кодирования и онлайн-сервисом декодирования.
Спасибо за внимание! Удачи вам всем и хорошего настроения!) Мы говорим это в воздухе!
