Светодиод «Панасоник»
Светодиоды (3мм) 12 вольт «Панасоник» часто устанавливаются на машины. Для подключения модели применяются волновые трансиверы
Они являются очень компактными, также важно отметить, что устройства не требуют установки дополнительного усилителя. Если рассматривать схему на два модулятора, то параметр номинального сопротивления должен составлять около 40 Ом
Также важно обращать внимание на показатель проводимости тока. С этой целью нужно воспользоваться тестером. Расширители часто используются с одним переходником
В этом случае светодиод на 12 В устанавливается за резистором. В среднем показатель номинального сопротивления должен составлять около 45 Ом
Расширители часто используются с одним переходником. В этом случае светодиод на 12 В устанавливается за резистором. В среднем показатель номинального сопротивления должен составлять около 45 Ом.
Сколько светодиодов можно подключить к 12 Вольт
Условно, подключение происходит по 2 способам:
- К стационарной сети промышленной частоты (50Гц) напряжением 220В;
- К сети с безопасным напряжением величиной 12В.
Рассмотрим каждый из вышеприведенных примеров по отдельности.
в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.
Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.
После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).
На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.
12 вольт – это безопасное напряжение, которое применяется в особо опасных помещениях. Именно к таким и относятся ванные комнаты, бани, смотровые ямы, подземные сооружения и другие помещения.
Еще одним достоинством напряжения 12В, является то, что в большинстве случаев оно уже выпрямленное (постоянное), что значительно упрощает схему подключения. Рекомендуется дополнительно монтировать стабилизатор напряжения типа КРЭН или аналога.
Как мы уже знаем, светоизлучающий диод можно подключить как к цепям 12В, так и к цепям 220В, однако существует и несколько вариаций их соединения между собой:
- Последовательное.
- Параллельное.
Подключение светодиода через стабилизатор напряжения
Красные и желтые LED можно подсоединять сразу по пять штук, поскольку падение из напряжения ниже 2,2 Вольт.
Перед тем как рассчитать резистор, нужно выяснить рабочее напряжение каждой лампочки. Его измеряют самостоятельно или выясняют информацию из технической документации.
Светодиоды на 12 В подключают только через стабилизатор
Если речь идет о подсоединении ленты ламп в ИП, важно знать, что у них есть ограничительный резистор, рассчитанный на каждую групп из нескольких LED
Продавцы уверяют, что продают светодиоды, которые возможно подключить к источнику питания на 12 В. На самом деле это утверждение некорректно. У лед-лампочки нет строго определенного рабочего вольтажа, поэтому можно говорить только об источнике света, изготовленном из диодов.
Следует определить, что происходит в лед-лампочке во время свечения. В данном процессе самые важные 2 параметра: максимальный и рабочий (необходимый для свечения) ток. Они учитываются в производстве лед-матриц, но не при выборе источника тока.
Напряжение на лампочке чаще всего от 1,5 до 3,5 вольт, цифра зависит от цвета лампочки. Меньшее значение – красные диоды, самое большое – сверхяркие. Светящийся диод на 12 вольт – это матрица (сборка), в состав которой может входить любое количество кристаллов, соединенных последовательно. Подобных цепочек может быть несколько, они соединяются друг с другом параллельно.
Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 вольт
Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.
В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 вольт в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:
- Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
- Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
- I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.
В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 вольтам. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.
В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 вольт. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.
Расчет подключения светодиода к сети 220В осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора – 30 кОм.
Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.
Для определения мощности резистора используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.
Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.
Способы подключения
Установка дополнительного резистора гасит излишки мощности электричества
Простейший подход к решению проблемы недопустимого для диода обратного напряжения – установка последовательно с ним дополнительного резистора, который способен ограничить 220 Вольт. Этот элемент получил название гасящего, так как он «рассеивает» на себе излишки мощности, оставляя светодиоду необходимые для его работы 12-24 Вольта.
Последовательная установка ограничивающего резистора также решает проблему обратного напряжения на переходе диода, которое снижается до тех же величин. В качестве модификации последовательного включения с ограничением напряжения рассматривается смешанная или комбинированная схема подключения светодиодов в 220 В. В ней на один резистор последовательный резистор приходится несколько параллельно соединенных диодов.
Подключение светодиода можно организовать по схеме, в которой вместо резистора используется обычный диод, имеющий высокое напряжение обратного пробоя (желательно – до 400 Вольт и более). Для этих целей удобнее всего взять типовое изделие марки 1N4007 с заявленным в характеристиках показателем до 1000 Вольт. При его установке в последовательную цепочку (при изготовлении гирлянды, например), обратная часть волны выпрямляется полупроводниковым диодом. Он в этом случае выполняет функцию шунта, защищающего чип светового элемента от пробоя.
Шунтирование светодиода обычным диодом (встречно-параллельное подключение)
Встречно-параллельное подключение
Другой распространенный вариант «нейтрализации» обратной полуволны состоит в использовании совместно с гасящим резистором еще одного светодиода, включаемого параллельно и навстречу первому элементу. В этой схеме обратное напряжение «замыкается» через параллельно подключенный диод и ограничивается дополнительным сопротивлением, включенным последовательно.
Такое соединение двух светодиодов напоминает предыдущий вариант, но с одним отличием. Каждый из них работает со «своей» частью синусоиды, обеспечивая другому элементу защиту от пробоя.
Подтверждением этому является следующий пример. Пусть используется гасящий резистор номиналом 24 кОм и светодиод с рабочим током 9 мА. Рассеиваемая на сопротивлении мощность будет равна 9х9х24=1944 мВт (после округления – порядка 2-х Ватт). Чтобы резистор работал в оптимальном режиме, он выбирается со значением P не менее 3 Вт. На самом светодиоде расходуется совсем ничтожная часть энергии.
С другой стороны, при использовании нескольких последовательно подключенных LED элементов ставить гасящий резистор из соображений оптимального режима их свечения нецелесообразно. Если выбрать очень маленькое по номиналу сопротивление, оно быстро сгорит из-за большого тока и значительной рассеиваемой мощности. Поэтому функцию токоограничивающего элемента в цепи переменного тока естественнее выполнять конденсатору, на котором энергия не теряется.
Ограничение с помощью конденсатора
Использование накопительного конденсатора
Простейшая схема подключения светодиодов через ограничительный конденсатор C характеризуется следующими особенностями:
- предусматриваются цепочки заряда и разряда, обеспечивающие режимы работы реактивного элемента;
- потребуется еще один светодиод, необходимый для защиты основного от обратного напряжения;
- для расчета емкости конденсатора используется полученная опытным путем формула, в которую подставляются конкретные цифры.
Для вычисления значения номинала C нужно умножить силу тока в цепи на выведенный эмпирически путем коэффициент 4,45. После этого следует разделить полученное произведение на разницу между предельным напряжением (310 Вольт) и его падением на светодиоде.
В качестве примера рассмотрим подключение конденсатора к RGB или обычному LED-диоду с падением напряжения на его переходе, равным 3 Вольта и током через него в 9 мА. Согласно рассмотренной формуле его емкость составит 0,13 мкФ. Для введения поправки на ее точное значение следует учитывать, что на величину этого параметра в большей мере влияет токовая составляющая.
Как подключить светодиод
Основные технические характеристики светодиода описываются тремя параметрами:
- прямое напряжение;
- номинальный рабочий ток;
- номинальная мощность.
Наиболее распространены LED чипы с прямым напряжением в районе 3, 6, и 12 вольт. Модели на 6В и 12В используются преимущественно в автомобильных лампах, в бытовые изделия не устанавливаются.
Существует 2 способа подключения:
- к источнику напряжения, требуется расчёт резистора для светодиодов;
- к источнику тока, называется драйвер.
В первом варианте стабилизировано напряжение, оно должно превышать напряжение падения на диоде.
Пример.Если падение составляет 3V на 1 led, а блок питания для светодиодов на 12 вольт., то для включения 1 диода с номинальным рабочим 0,1 Ампер получим следующий расчёт:
- 12В – 3B = 9В
- 9В / 0,1А = 90 Ом
Параллельное подключение к драйверу для уменьшения тока Во втором варианте стабилизирована сила тока и схема подключения будет такая я же, как в первом варианте, только надо исключить резистор. Подбираются лед чипы с таким же номинальным током при последовательном подключении. Если ток драйвера слишком велик, а включить очень надо, то можно использовать параллельную схему. При такой схеме в каждой цепочке будет кратно снижаться.
Проверка — исправность — лампа
Проверка исправности лампы 5Ц4С ( демпфер) в телевизорах Т-1 Ленинград и Т-2 Ленинград, Т-1 Москвич и лампы 6Н7С в КВН-49 осуществляется заменой на новую также в случае наличия вертикальной линии или полосы в центре экрана.
Для проверки исправности ламп кратковременно нажимают кнопку SB1 ( точки 22 23), включая ею все лампы.
Для проверки исправности ламп ( когда К1 и К2 разомкнуты) достаточно нажать кнопочный выключатель SB. В нормальном режиме цепи ламп развязаны благодаря тому, что диоды V4 и V5 соединены встречно, а это значит, что при любой полярности один из них заперт.
Для проверки исправности ламп на шинку 1ШС подается напряжение ключом ПО.
Схема предназначена для проверки исправности сигнальнных ламп.
Блоки контрольных ламп ПД511 снабжены кнопками проверки исправности ламп, с помощью которых водитель имеет возможность осуществлять проверку всех контрольных ламп перед каждым выездом автомобиля из парка или при пуске двигателя.
Устранение неисправности по данному признаку нужно начинать с проверки исправности ламп зеленых фонарей, которые соединены последовательно. Для этого нужно отключить напряжение силовой сети на кране и с помощью измерительного прибора на наборных зажимах, к которым присоединены провода данных фонарей, проверить исправность ламп. В случае их повреждения следует определить, какая именно ( на какой стороне крана) лампа неисправна. Если лампы исправны, тогда следует проверить контактное соединение цепи этих фонарей пускателей КАВ1 и КАВ2 в зависимости от того, каким из указанных пускателей включаются зеленые фонари. При проверке контактного соединения цепи фонарей может быть обнаружено подгорание или поломка контактов пускателя.
Контроль исправности УПИ осуществляется по сигналам схем контроля исправности цепей и блоков питания устройства, а также и проверкой исправности ламп световых индикаторов мнемосхемы, группового и индивидуального табло сигнализации и вызова, табло этапов логического управления и табло контроля исправности установки.
| Схема предупреждающей сигнализации с мигающим световым сигналом.| Схема работы табло со встроенными реле сигнализации с мигающим световым сигналом.| Схема сигнализации срабатывания указательных реле защиты и автоматики. |
При нажатии кнопки КСМ срабатывает реле 2РП и переводит лампы на ровное свечение. Переключателем ПО производится проверка исправности ламп табло.
| Сигнализатор наполнения песколовок. |
Многоточечное регулирующее устройство СУ-101 ( разработка НПО Аналитприбор) предназначено для сигнализации, дистанционного контроля и автоматического регулирования уровня активного ила и осадка в отстойниках очистных сооружений путем периодического опроса датчиков уровня по заданной временной программе. Оно имеет 6 или 12 ( по числу отстойников) датчиков и трансформаторов аналогичных СУФ-42 и один общий измерительный блок, где размещены блок сигнализатора, схема периодического опроса датчиков, схема проверки исправности ламп подсветки датчиков и регулирующая схема.
Многоточечное регулирующее устройство СУ-101 предназначено для сигнализации, дистанционного контроля и автоматического регулирования уровня активного ила в отстойниках очистных сооружений путем периодического опроса датчиков уровня по заданной временнбй программе. Оно имеет 6 или 12 ( по числу отстойников) датчиков и трансформаторов, аналогичных СУФ-210, и один общий измерительный блок, где размещены блок сигнализатора, схема периодического опроса датчиков, схема проверки исправности ламп подсветки датчиков и регулирующая схема. Система регулирования уровня осевшего ила в отстойниках с помощью приборов СУФ-210 и СУ-101 значительно надежнее работает во вторичных отстойниках, чем в первичных.
| Принципиальная схема автоматизированной системы противопожарного водоснабжения нефтеперерабатывающего комплекса. |
На мнемощит выведены световые указатели: насосы включены, выключены; насосы — основной, резервный; неисправность насосов, предупредительный сигнал недопустимого снижения уровня в емкостях с раствором пенообразователя, снижение давления в сети растворопровода, положение электропривода каждой из задвижек. На мнемосхеме установлено световое табло, характеризующее состояние насосных агрегатов включен, отключен, положение задвижек — открыто, закрыто, заклинило, а также аварийная сигнализация о нарушении нормальной работы насосов, о пожаре, о падении уровня в емкостях с раствором и проверка исправности ламп и звукового сигнала.
Использование демпфирующих конденсаторов
На 12 вольт светодиод через демпфирующий конденсатор разрешается подключать без усилителя. Триггер в данном случае используется с одним переходником. Многие эксперты расширитель устанавливают без изолятора. Если рассматривать схему с одним конденсатором, то модулятор используется открытого типа. Устанавливать его следует через переходник. Если рассматривать схему на два конденсатора, то в этом случае модулятор используется закрытого типа
Также важно отметить, что резистор разрешается устанавливать только с регулятором. Для подсоединения контроллера придется воспользоваться паяльником
Перед включением светодиода на 12 В проверяется общий уровень номинального сопротивления в цепи. Указанный параметр не должен превышать 35 Ом. Если он больше, значит, резистор подбирается более высокой мощности.
Радиоконструктор № 055, “Регулятор яркости светодиодов с плавным розжигом»
Радиоконструктор для управление яркостью светодиодов № 055, для корректной регулировки яркости светодиодов, особенно сверхярких, в полном диапазоне от нуля до максимума наибольшее применение находит ШИМ регулирование. При этом виде регулировки питание светодиодов осуществляется не постоянным током, а импульсами с регулируемой длительностью (шириной). Чем длительней импульсы, тем ярче горит светодиод. Многие автолюбители заменяют лампы накаливания в своём автомобиле на светодиодные лампы, часто они светят ярче и становится вопрос регулирования яркости их свечения, особенно в приборном щитке. Ниже приводится схема:
Устройства, позволяющего регулировать яркость светодиодных устройств (лампы, ленты, светодиоды), рассчитанных на питание от напряжения 12 – 14 вольт с плавным розжигом и плавным угасанием яркости. Один белый или синий светодиод любой яркости питается от напряжения 3,2-3,4 вольта. Для корректной работы одиночные светодиоды (одного вида) должны быть соединены последовательно в цепь от одного до трёх светодиодов с ограничителем тока до допустимого при питании от источника с напряжением 12 – 14 вольт. Максимальный ток управления 20 ампер (с радиаторами для двух полевых транзисторов). При работе с меньшим током необходимо проверить степень нагрева корпуса транзисторов на максимальной яркости. Если транзисторы будут сильно нагреваться (свыше 50 градусов), необходимо установить радиатор (корпуса транзисторов имеют общий потенциал). Радиатор не должен касаться корпуса и элементов (или установить через изолирующие прокладки). Устройство функционально состоит из двух схем – ШИМ регулятора яркости на микросхеме КР1006ВИ1, управляющей ключевым полевым N-канальным транзистором VT1 и устройства, обеспечивающего плавное включение и выключение светодиодов, на биполярном n-p-n транзисторе VT3 и полевом Р-канальном транзисторе VT2. При необходимости исключить плавное включение и отключение, все элементы правее (по схеме) транзистора VT2 исключаются из схемы, а между выводами S и D VТ2 устанавливается перемычка. При подаче напряжения на схему ничего видимого не происходит. Запускается схема таймера DA1, светодиоды не светятся, т.к. транзистор VT2 находится в закрытом состоянии. Ток потребления минимальный – около 6 мА. При подаче на клемму Х5 управляющего напряжения +12 вольт (при включении зажигания, габаритных огней или от плюса питания схемы через выключатель) открывается транзистор VT3 и начинается зарядка конденсатора С4 через резистор R6. По мере зарядки конденсатора начинает плавно открываться транзистор VT2, плавно загораются светодиоды. После полного открытия транзистора VT2 управление яркостью светодиодов осуществляется резистором R1. Содержание набора 055 1. Микросхема КР1006ВИ1, 2. Транзистор IRF540, 3. Транзистор IRF9540, 4. Транзистор ВС547, 5. Печатная плата, 6. Диоды 1N4148 (3 шт.), 7. Конденсаторы: С1 – 0,22мкФ (224), С2 – 0,1мкФ (104), С3 – 470мкФ, С4 – 100мкФ, 8. Резисторы: R1 – 50k (переменный), R2, R3 – 1k (Кч/Ч/Кр) (2 шт.), R4, R8 – 4k7 (Ж/Ф/Кр) (2 шт.), R5 – 10k (Кч/Ч/Ор), R6 – 68k (Гол/Сер/Ор), R7 – 100k (Кч/Ч/Ж), 9. Ручка для переменного резистора, 10. Клеммный разъем х2, 11. Клеммный разъем х3, 12. Схема и описание.
Как выбрать нужный драйвер?
Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:
- выходной ток;
- максимальное выходное напряжение;
- минимальное выходное напряжение.
Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.
Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:
Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.
Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. 4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.
Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).
Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.
Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:
Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.
Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:
| Светодиоды | Какой нужен драйвер |
| 60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835) | см. схему на TL431 |
| 150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) | драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов) |
| 300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) | драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода) |
| 700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) | драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов) |
| 3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) | драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему |
Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.
Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.
Подключение светодиода к источнику питания 12 В может быть осуществлено несколькими способами. Первым вариантом решения задачи является увеличение последовательно соединенных светодиодов в цепи. Второй способ связан с применением токоограничивающего резистора.
Как определить полярность светодиода — 2 простых способа
Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.
Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).
Обозначение светодиода в схеме
В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.
Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.
Визуальный метод определения полярности
Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.
Длина выводов светодиода
Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.
Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).
Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.
Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора
Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.
При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.
Определение полярности светодиода при помощи мультиметра
В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.
Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.
Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.
Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.
Проверка полярности при помощи источника питания
И еще несколько советов:
- если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
- некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
- при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.
Расчет гасящего резистора для светодиода
Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания. Ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.
Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники. Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.
Будет интересно Что такое делитель напряжения и как он используется на резисторах?
Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):
- красный – 1,8…2В;
- зеленый и желтый – 2…2,4В;
- белые и синие – 3…3,5В.
Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем – 3В. Производим расчет напряжения на гасящем резисторе – Uгрез = Uпит – Uсвет = 5В – 3В = 2В. Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.
Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:
R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.
В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:
P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.
Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт). Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).
- Uгрез = Uпит – Uсвет = 5В – 2В = 3В.
- R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.
- P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.
При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр. Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.
Расчет гасящего резистора для светодиода.
