LED je spolehlivý prvek, který bude efektivně fungovat pouze při správné instalaci. Zapínání 12V LED by mělo být prováděno zvláště opatrně. Takže musí být přítomen odpor omezující proud, nesmíme zapomenout na polaritu a také použití stejných diod v jednom řetězci.

co to je

LED diody jsou již dlouho oblíbenými svítidly. Je to dáno jejich vynikající energetickou účinností a dlouhou životností (ve srovnání s klasickými žárovkami). Navíc ceny stále klesají, protože produkce těchto položek roste.

Hlavní výhody:

trvanlivost - až 10 let nepřetržité záře;
síla - nebojí se nárazů a vibrací;
rozmanitost - mnoho velikostí a barev záře;
nízká spotřeba energie - asi 10krát úspornější než konvenční žárovka s podobnými vlastnostmi;
požární bezpečnost - díky nízké spotřebě energie se nepřehřívají, proto nejsou schopny způsobit požár.

LED (light emitting diode) je zkratka pro light emitting diode. Ze školního kurzu fyziky je známo, že je polární. Při nedodržení polarity tedy LED nebude fungovat a navíc existuje možnost jejího spálení (dojde k poruše). Zpětné průrazné napětí polovodičové struktury je 4-5 voltů. Při správném zapojení přitom stále může fungovat, nicméně v něm začnou destruktivní procesy, které výrazně sníží životnost.

Detail LED prvku

Jednoduše řečeno, světelná dioda (LED) je polovodičové zařízení, které svítí, když jí prochází elektrický proud. Protože světlo je generováno v pevném polovodičovém materiálu, jsou LED diody popisovány jako polovodičová zařízení. Pojem "pevné osvětlení" odlišuje tuto technologii od jiných zdrojů, které využívají vyhřívaná vlákna (žárovka a wolfram-halogen) a také plynový výboj (zářivky).

Jak vybrat LED pro připojení k 12 voltům

Požadovaný typ diod se volí na základě konkrétních úloh. Na trhu je mnoho možností, od indikátoru až po těžký provoz. Pro osvětlení tlačítek a kontrolek na přístrojové desce v autě můžete použít nízkopříkonové diody. K osvětlení interiéru bytu nebo auta se používají jednoduché supersvětlé.Pro instalaci do optiky hlavy, denních světlometů automobilů nebo svítilen jsou instalovány výkonné LED diody.

Z technického hlediska neexistují žádná omezení výkonu a odběru proudu. Hlavní věc je, že napětí diody nepřesahuje napětí napájecího zdroje.

Důležitým faktorem je velikost a tvar pouzdra. V závislosti na účelu lze použít kulaté balené diody nebo povrchově montované díly (SMD). Vše závisí na potřebách a úkolech.

Jaké diody lze připojit na 12 voltů

Pro LED neexistuje prakticky žádné omezení napětí. Proto téměř každý z nich může být připojen na 12 voltů. Hlavní je dodržovat pravidla. LED žárovky obvykle vyžadují 1,5 až 3,5 voltů v závislosti na barvě a jasu. Pokud na prodejním pultu uvidíte 12voltovou světelnou diodu, pak se vám ve skutečnosti nabízí sestava několika krystalů zapojených do série.

Možnosti připojení

Je čas seznámit se se základními možnostmi připojení.

na jeden odpor

Typické schéma zapojení.

Jak jsme již zjistili výše, LED má polaritu. Proto je připojen ke zdroji stejnosměrného proudu. Nejběžnější typy mají spotřebu asi 10-20 mA. Ve skutečnosti je to hlavní charakteristika dílu. Druhý parametr udává pokles napětí. U běžných LED je to v rozmezí 2-4V.

Jediné správné schéma zapojení je s odporem omezujícím proud. Vybírá se podle Ohmova zákona. Odpor se vypočítá jako rozdíl mezi napětím zdroje a úbytkem napětí dělený součinem maximálního proudu diody a bezpečnostního faktoru (obvykle 0,75).

Ohmův zákon: "Množství proudu v části obvodu je přímo úměrné napětí aplikovanému na tuto část a nepřímo úměrné jejímu odporu."

Je také nutné vypočítat výkon rezistoru. Vypočítá se pomocí jednoduchého vzorce: rozdíl mezi napětím zdroje a druhou mocninou poklesu napětí dělený odporem v ohmech.

Sériové zapojení několika LED

Schematické schéma sériového zapojení.

Sériové připojení je instalace dvou nebo více LED v jedné řadě. Tento obvod také používá jeden proud omezující odpor. Výpočtový vzorec je podobný pro jednu diodu, ale úbytek napětí se sčítá.

Vezměme si například naši teoretickou bílou LED při 3 voltech a 20 mA. Zapojíme tři jednotky do série. Takže součet našeho poklesu napětí bude 9 voltů. Zbytek tří voltů je vydělen proudem 0,02 ampéru s faktorem spolehlivosti 0,75. V důsledku toho zjistíme, že potřebujeme jeden 200 ohmový odpor.

Každá dioda na samostatný rezistor

Schematické schéma paralelního zapojení.

V tomto obvodu je každá LED připojena k plusu a mínusu napájecího zdroje. Navzdory tomu, že na webu lze nalézt obvody s jedním společným rezistorem, v praxi je takové řešení nepraktické. I ve stejné šarži se diody liší spotřebou proudu a úbytkem napětí. Tím získáme jinou intenzitu svitu diod. Odpor se počítá pro každou diodu zvlášť.

Jak zjistit polaritu LED

Při pohledu na obyčejnou kulatou světelnou diodu je vidět, že její dva výstupy mají různé délky. Tak jsou označeny katoda a anoda.Anoda je delší a je připojena ke kladnému výstupu baterie nebo napájecího zdroje a katoda k zápornému.

Také katoda na některých typech pouzder může být označena malým řezem pilou. Existují výjimky, proto se vždy vyplatí prostudovat návod ke konkrétní diodě.

Jak se připojit k 12 voltům

Vizuální schéma zapojení.

Schéma připojení LED ke zdroji 12 V se neliší od standardního, ale je nutné vypočítat odpor a výkon rezistoru. Pro kontrolu nebo předběžnou zkoušku sestavy stačí jeden odpor 1 kΩ.

Pro příklad si vezměme nejběžnější typ LED – bílou s maximálním proudem 20 mA. Ve skutečnosti napětí nehraje zvláštní roli. Hlavní věc je, že proud nepřekračuje maximální povolené parametry. Pokles napětí v závislosti na modelu je od 1,8 do 3,6 V. Pro usnadnění výpočtů bereme 3 volty.

Odpor pro LED

Vzorec pro výpočet odporu.

Vypočítáme parametry:

Rozdíl mezi napájecím napětím a úbytkem napětí je 12-3=9.
Součin maximálního proudu (ampéry) a faktoru spolehlivosti je 0,02*0,75=0,015.
Vypočítáme odpor (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).

Vzorec pro výpočet výkonu.

Výpočet výkonu rezistoru:

Rozdíl mezi napájecím napětím a úbytkem napětí je 12-3=9.
Podle vzorce jsme čtverec - 9 * 9 \u003d 81.
Dělíme odporem odporu v ohmech - 81/600 \u003d 0,135 W.

Ideální je tedy pro nás odpor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1 %). Od poloviny roku 2020 je jeho cena asi 8 rublů. Obvykle není potřeba počítat výkon rezistoru. Je však důležité to udělat pro testování budoucího sestavení.

Připojení výkonných LED diod na 12V

Při spojování moderních výkonných krystalů nebo jejich sestav se princip nemění. V obvodu musí být rovněž přítomen zhášecí odpor. Můžete si například vzít LED, která je populární na čínských obchodních podlahách. Jedná se o sestavu několika krystalů zapojených paralelně. Proudový odběr je 350 mA a napětí stále 3,4 voltu.

Nahrazením parametrů v našich vzorcích snadno zjistíme, že potřebujeme nainstalovat rezistor s odporem 32 ohmů a výkonem 2,2 wattu.

Efektivní připojení k jedné IP

Výše jsme již zjistili, že neomezený počet LED může být napájen jedním zdrojem energie. Hlavní je mít dostatek síly. Pouhé zapojení žárovek paralelně s rezistorem pro každou z nich je však neefektivní. Z předchozího bodu jsme viděli, že více než 2/3 výkonu je rozptýleno v rezistoru omezujícím proud. Proto často vyvstává otázka, kolik LED může být připojeno k 12 V.

Nejúčinnější připojení k 12 voltům je řetězec tří LED v sérii s jedním rezistorem. Všechny LED pásky napájené 12V zdrojem jsou vyráběny podle stejného schématu.

Problémy s připojením

Schematické schéma zapojení LED.

Schéma zapojení LED:

Nepoužívejte odpor omezující proud. Protože LED bude procházet příliš mnoho proudu, brzy selže.
Sériové zapojení bez rezistoru. I když si myslíte, že napájet čtyři 3V rezistory do 12V sítě je dobrý nápad, mýlíte se. Kvůli slabé kontrole síly proudu jsou prvky rychle zničeny.
Použití jednoho rezistoru při paralelním zapojení diod. Díky rozdílům v charakteristikách budou diody svítit s různou intenzitou. Zvyšuje rychlost ničení.

Doporučujeme vám zhlédnout video na téma: Správné připojení LED.

Závěr

Spolehlivost LED je mnohem vyšší než u žárovek a modelů s plynovou výbojkou, ale pouze při správném připojení. Nesmíme proto zapomínat na nutnost proudově omezujícího rezistoru, který se volí jednoduchou formou. Polarita je také povinná, zejména při montáži diody do 12voltové sítě.