Светодиод от 12 вольт — Подключение через резистор
Всем привет! Сегодня я расскажу, как подключить самый распространенный светодиод к питанию 12 вольт в автомобиле, используя всего один элемент – это резистор.
На заметку: Если подключить светодиод напрямую к борт.сети авто, он просто сразу сгорит! Сначала он резко вспыхнет, и тут же кристалл диода потемнеет!
Довольно часто мы не знаем характеристики подключаемого светодиода, поэтому принимаем их такими.Падение напряжение 3,2 В – для белого, рабочий ток 20 мА или 0,02 А.(справедливо для обычных 5 мм светодиодов. Для индикаторных – ток будет меньше ≈1-5 мА; для мощных от 20 мА и выше).
Теперь расчитаем номинал резистора по формуле:
Такого номинала резисторов нет! Поэтому обращайте внимание на ряд е24 для резисторов и подбирайте нужный.
В моем случае я использовал два резистора на 510 Ом и 51 Ом. В итоге получил 560 Ом!
►Обратите внимание я взял напряжение борт.сети с запасом! Для чего? В данном случае светодиод будет работать в щадящем режиме. Другими словами, при напряжении 13,7 В (стандартное напряжение авто), через светодиод будет протекать меньший ток, чем мы приняли – тем самым Мы ПРОДЛИМ срок службы светодиода.
Но у этой схемы подключения есть минусы:
1) ✔️ Светодиод работает не на максимальной яркости;
2) ✔️ Нет стабилизации напряжения и тока.
Теперь осталось узнать мощность этого резистора:
Ближайшая мощность это 0,25 Вт, но, если возьмете с запасом 0,5 Вт хуже точно не будет) – разница в цене копейки, зато точно – НЕ ПЕРЕГРЕЕТСЯ.
С таким же успехом можно последовательно подключить 2 и 3 светодиода…и всё.
Больше не получится – не хватит напряжения питания для работы на ЗАГЛУШЕННОМ ДВИГАТЕЛЕ.
В первом случае для подключения 2-х светодиодов нам нужен резистор номиналом R=430 Ом, и мощность 0,25 Вт.
А для подключения 3-х светодиодов: Номинал резистора R=270 Ом и мощность 0,25 Вт.
Подключение светодиодов! Расчет резисторов!
Сам недавно столкнулся со всем этим. И поверьте! Нигде толком ничего не объясняется про LED 5050.
Первое что вы конечно же забиваете в Google или Yandex: «как правильно рассчитать», «как правильно подключить» и т.д. и т.п.
Самое первое: Это первое с чего я учился. И первый блин комом!
Но пока что пропустим тему с подключением, и начнем с нюансов.
Начнем с того, что везде написано: Рабочее напряжение 2.8-3.2V. ЛОЖЬ
LED 5050 Состоит из 3 внутри кристалликов и каждый из кристалликов берет на себя ~ 3V = 1 светодиод ~ 9V.
Смотрим самое главное! И везде такая ошибка! Входящее напряжение на треугольнике! Сюда подходит плюс!
Если вы посмотрите, то и на одном и на втором изображении на 3 кристаллика 1 резистор.
Резисторы можем располагать хоть вначале/в середине/ в конце цепи! Не имеет значения!
Рассчитываем сопротивление:
Вспоминаем закон Ома
Стандартное наименование светодиода. I = 20мA, U=3.2V (не забываем что это на 1 кристаллик)
Напряжение берем стандартное 12V авто.
И что на первом и на втором изображении у нас 3 кристаллика! Резистор будет и там и там с одинаковым номиналам.
3.2V * 3(количество кристалликов) = 9.6V (Потребляет 1 светодиод/3 кристаллика)
Напряжение в сети авто у нас 12V, светодиод потребляет 9.6.
Мы же не хотим чтоб они сгорели?
Подключаем резистор. 12V-9.6V = 2.4V. Следовательно нам нужно погасить 2.4V.
По закону Ома сопротивление должно быть равно U / I 2,4V / 0.02 = 120 A
Вот так. Наша цепь готова!
PS: перед монтажом проверьте где у светодиода +/- . Заметил что где то входящий ток на треугольнике светодиода, где то наоборот…
Подключение светодиода к 12 В
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.
Рассмотрим оба способа.
Расчет резистора на примере одного светодиода
Большинство светодиодов имеют прямое падение напряжения при допустимом токе 1,8 – 3,6 В. Следовательно, для подключения к источнику 12 В нам необходимо понизить напряжение на светодиоде, в противном случае он сгорит. Это выполняется при помощи токоограничивающего резистора. При правильно подобранном сопротивлении которого светодиод будет работать исправно. Чтобы узнать где катод, а где анод светодиода прочтите эту статью.
Допустим, что у нас имеется белый светодиод, параметры которого следующие:
Расчет резистора проводится согласно следующей формуле:
где Uп – это напряжение питания, Uсв – прямое падение напряжения на светодиоде, а I – ток светодиода, 0,75 – коэффициент надежности светодиода.
Если неизвестен ток светодиода, но известна его мощность, формула приобретает вид:
В нашем случае, ток светодиода известен.
Исходя из наших расчетов, нам необходим ближайший по номиналу резистор на 620 Ом. В случае если рассчитанное сопротивление выйдет таким, что резистор подобрать будет сложно, то есть смысл использовать несколько параллельно соединенных резисторов.
Чтобы резистор не сгорел, необходимо правильно подобрать его по мощности. Для этого сделаем расчет мощности выделяемой на резисторе.
Рассчитываем сопротивление светодиода:
Затем рассчитываем общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:
Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:
Делаем вывод, что нам нужен резистор, рассчитанный как минимум на 0,25 Вт мощности. Если у вас не имеется такого резистора под рукой, можно выйти из ситуации при помощи двух подключенных параллельно резистора по 0,125 Вт каждый или просто поставив увеличить номинал резистора на 15-20%(в данном случае это возможно, но при этом яркость светодиода снизится).
Подключение 3-х светодиодов к 12 В
Подключение трех светодиодов к источнику питания 12 В, позволяет использовать резистор с меньшей мощностью, так как суммарное падение напряжения на трех светодиодах будет больше в 3 раза.
Допустим, что у нас имеется желтый светодиод со следующими параметрами:
Рассчитаем сопротивление балластного резистора по уже известной формуле:
Ближайший резистор, подходящий по номиналу 510 Ом, определим требуемую мощность
Рассчитываем сопротивление светодиода:
Общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:
Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:
По сравнению с предыдущим примером, в данном случае нам требуется менее мощный резистор, а значит, выбираем на 0,125 Вт.
Данная схема подключения используется в светодиодных лентах на 12 В, с той лишь разницей, что там таких цепочек несколько и между собой они соединены параллельно.
Этот способ имеет существенный недостаток – при сгорании одного из светодиодов, остальные перестают работать.
Установка резисторов-обманок для светодиодных ламп
При установке светодиодных ламп в автомобиль некоторые владельцы сталкиваются с проблемами.
Первая: при установке светодиодных ламп в поворотники, реле поворотов срабатывает чаще, как будто перегорела какая нибудь лампа. Происходит это по тому, что реле поворотов расчитанны на стандартные галогеновые лампы, мощность которых может быть в диапазоне от 1W до 21W. Светодиодные лампы потребляют от 0.1 W до 6W.
Выходом из этой ситуации является установка дополнительных резисторов (обманок) или специальных реле поворотов, рассчитанных на использование светодиодных ламп.
Поскольку специальные реле довольно дороги и их можно использовать только со светодиодными лампами (например, нельзя поставить 2 светодиодные лампы и 2 галогеновые), то рассмотрим вариант подключения резисторов (обманок).
Для примера расчёта возьмём стандартный автомобиль, у которого установлены 2 лампы поворотников в передних фарах, 2 повторителя поворотов на крыльях и 2 лампы поворотников в задних фонарях. Далее нам необходимо определить тип лампы: обычно в фарах и фонарях используются лампы мощностью 21W, а в повторителях на крыльях или зеркалах — мощностью 5W.
И так, у нас 4*21W+2*5W. Расчётная мощность реле 94W. При такой мощности реле включает поворотники 1 раз каждые 0.5 секунды. При замене только передних ламп и ламп в повторителях на светодиодные, суммарная мощность ламп равна 2*3W+2*1W+2*21W = 50W . При такой мощности реле будет срабатывать каждые 0.27 секунды, или, почти в 2 раза чаще. На данный момент существуют резисторы мощностью 25W и 50W. Необходимо дополнить цепь приблизительно до 94W. При этом не стоит забывать, что резисторы необходимо устанавливать как на левую, так и на правую стороны. Выбраны резисторы по 25W 2штуки. После включения резисторов в цепь, считаем суммарную мощность: 4*3W+2*1W+2*21W +2*25W = 100W. При такой мощности реле будет срабатывать 1 раз в 0.52 секунды, что практически совпадает с первоначальным временем. На глаз определить разницу очень сложно.
Вторая проблема — это проблема с бортовым компьютером. Во многих современных автомобилях стоит система определения неисправности ламп, которая сигнализирует о том, что какая-либо лампа вышла из строя. В других, более продвинутых системах, происходит отключение электропитания поврежденной сети и (или) переключение её функциональности на други лампы (например, перегоревшие стоп-сигналы будут зажигаться в лампах противотуманных фар заднего фонаря).
При замене ламп на светодиодные, данные системы сигнализируют о том, что лампа перегорела. Происхдит это по тому, что светодиодные лампы потребляют намного меньше энергии чем галогеновые (на которые данная система и расчитана). К примеру, вместо 55W противотуманной фары всего 7.5W.
Выходом из ситуации являются всё те же резисторы (обманки). Установка резистора, мощностью 55W, к имеющимся в светодиодной лампе 7.5W даст в сумме 62.5W, что не выходит за рамки погрешностей таких систем контроля (их погрешность ~20-30% от номинала).
Установка резисторов (обманок) в цепь осуществляется с помощью коннекторов, которые входят в комплект поставки. Они не повреждают провода (при установке происходит неболшой разрез изоляции провода, что обеспечивает электрический контакт с проводником). При демонтаже незаметны следы их установки.
Принципиальная схема установки Резисторов обманок:
От источника питания через выключатель (или реле), по средством 2х проводов «+» и «–» к лампе подаётся ток. Подключение резистора в цепь производится параллельно. То есть, один из проводов резистора, по средствам коннектора, присоеденяется к плюсовому проводу, второй провод резистора присоединяется к минусовому. Вследствие чего получается стабильная система, отвечающая заводским характеристикам.
Далее подробно рассмотрим резистор, его крепление и подключение. На следующем рисунке изображены 2 резистора мощностью 25 и 50 ватт. Габаритные размеры резисторов обманок 30*27*15мм и 30*50*15мм соответственно:
В комплект включен резистор, 2 винта и 2 гайки для крепления к корпусу автомобиля, а так же 2 зажим-коннектора для проводов:
Подключение резистора выполняется следующим образом: в коннектор вставляется провод от лампы поворотника и один из проводов от резистора. После чего, защелкивается фиксатор. Так же зажимается второй провод от поворотника со вторым проводом резистора. При этом металлический коннектор замыкает провода. После закрытия фиксатора, металлический коннектор становится скрыт, а корпус «захлопнут» тем же фиксатором:
Не забываем сказать автору спасибо и подписаться на авто 😉