Collegamento di un LED a 12 volt
Il LED è un elemento affidabile che funzionerà efficacemente solo se installato correttamente. L'accensione del LED a 12 volt deve essere eseguita con particolare attenzione. Quindi, deve essere presente un resistore limitatore di corrente, non dobbiamo dimenticare la polarità e l'uso degli stessi diodi in una catena.
Cos'è
I LED sono stati a lungo apparecchi di illuminazione popolari. Ciò è dovuto alla loro eccellente efficienza energetica e alla lunga durata (rispetto alle lampadine tradizionali). Inoltre, i prezzi continuano a diminuire con l'aumento della produzione di questi articoli.
Principali vantaggi:
- durata: fino a 10 anni di luce continua;
- forza: non ha paura di urti e vibrazioni;
- varietà: molte dimensioni e colori di bagliore;
- basso consumo energetico - circa 10 volte più economico di una lampadina convenzionale con caratteristiche simili;
- sicurezza antincendio - a causa del basso consumo energetico, non si surriscaldano, quindi non sono in grado di provocare un incendio.
LED (diodo a emissione di luce) è l'abbreviazione di diodo a emissione di luce. È noto dal corso di fisica della scuola che è polare. Pertanto, il LED non funzionerà se la polarità non viene rispettata e c'è anche la possibilità che si bruci (si verificherà un guasto). La tensione di rottura inversa della struttura a semiconduttore è di 4-5 volt. Allo stesso tempo, può ancora funzionare con la connessione corretta, tuttavia, inizieranno processi distruttivi, che ridurranno significativamente la durata.
In poche parole, un diodo a emissione di luce (LED) è un dispositivo a semiconduttore che si illumina quando viene attraversata da una corrente elettrica. Poiché la luce viene generata in un materiale semiconduttore solido, i LED sono descritti come dispositivi a stato solido. Il termine "illuminazione allo stato solido" distingue questa tecnologia da altre fonti che utilizzano filamenti riscaldati (incandescenza e tungsteno-alogeno) e scarica di gas (lampade fluorescenti).
Come scegliere un LED da collegare a 12 volt
Il tipo richiesto di diodi viene selezionato in base a compiti specifici. Ci sono molte opzioni sul mercato, dall'indicatore al servizio pesante. Per illuminare i pulsanti e gli indicatori sul quadro strumenti di un'auto, puoi utilizzare diodi a bassa potenza. Per illuminare l'interno di un appartamento o di un'auto si usano semplici superluminosi.Per l'installazione nell'ottica della testa, nelle luci diurne delle automobili o nelle torce elettriche, sono installati potenti LED.
Da un punto di vista tecnico, non ci sono restrizioni su potenza e consumo di corrente. La cosa principale è che la tensione del diodo non superi la tensione dell'alimentatore.
Un fattore importante è la dimensione e la forma della custodia. A seconda dello scopo, possono essere utilizzati diodi rotondi o parti a montaggio superficiale (SMD). Tutto dipende dalle esigenze e dai compiti.
Quali diodi possono essere collegati a 12 volt
Non esiste praticamente alcun limite di tensione per i LED. Pertanto, quasi tutti possono essere collegati a 12 volt. L'importante è seguire le regole. Le lampadine a LED richiedono in genere da 1,5 a 3,5 volt a seconda del colore e della luminosità. Se vedi un diodo emettitore di luce da 12 volt sul bancone del negozio, in realtà ti viene offerto un assemblaggio di diversi cristalli collegati in serie.
Opzioni di connessione
È ora di familiarizzare con le opzioni di connessione di base.
ad un resistore
Come abbiamo già scoperto sopra, il LED ha polarità. Pertanto, è collegato a un'alimentazione CC. I tipi più comuni consumano circa 10-20 mA. In effetti, questa è la caratteristica principale del pezzo. Il secondo parametro indica la caduta di tensione. Per i normali LED, è nell'intervallo di 2-4 V.
L'unico schema di collegamento corretto è con un resistore limitatore di corrente. È selezionato secondo la legge di Ohm. La resistenza viene calcolata come la differenza tra la tensione della sorgente e la caduta di tensione divisa per il prodotto della corrente massima del diodo e del fattore di sicurezza (tipicamente 0,75).
Legge di Ohm: "La quantità di corrente in una sezione di circuito è direttamente proporzionale alla tensione applicata a questa sezione e inversamente proporzionale alla sua resistenza".
È anche necessario calcolare la potenza del resistore. Si calcola con una semplice formula: la differenza tra la tensione della sorgente e la caduta di tensione al quadrato, divisa per la resistenza in ohm.
Collegamento in serie di più LED
La connessione seriale è l'installazione di due o più LED in una riga. Questo circuito utilizza anche un singolo resistore limitatore di corrente. La formula di calcolo è simile per un singolo diodo, ma la caduta di tensione è sommata.
Prendiamo ad esempio il nostro LED bianco teorico a 3 volt e 20 mA. Colleghiamo tre unità in serie. Pertanto, la somma della nostra caduta di tensione sarà di 9 volt. Il resto di tre volt è diviso per l'intensità di corrente di 0,02 ampere con un fattore di affidabilità di 0,75. Di conseguenza, scopriamo che abbiamo bisogno di una resistenza da 200 ohm.
Ogni diodo a un resistore separato
In questo circuito, ogni LED è collegato al più e al meno dell'alimentazione. Nonostante sul Web si possano trovare circuiti con un resistore comune, in pratica una soluzione del genere non è pratica. Anche nello stesso lotto, i diodi differiscono in termini di consumo di corrente e caduta di tensione. Di conseguenza, otteniamo una diversa intensità del bagliore dei diodi. La resistenza viene calcolata separatamente per ciascun diodo.
Come scoprire la polarità di un LED
Osservando un normale diodo tondo emettitore di luce, puoi vedere che le sue due uscite hanno lunghezze diverse. Così il catodo e l'anodo sono designati.L'anodo è più lungo ed è collegato all'uscita positiva della batteria o dell'alimentatore e il catodo al negativo.
Inoltre, il catodo su alcuni tipi di custodie può essere contrassegnato con un piccolo taglio a sega. Ci sono delle eccezioni, quindi vale sempre la pena studiare le istruzioni per un particolare diodo.
Come collegare a 12 volt
Lo schema per collegare un LED a una fonte di alimentazione a 12 V non differisce da quello standard, ma è necessario calcolare la resistenza e la potenza del resistore. Per controllare o pre-testare l'assieme è sufficiente una resistenza da 1 kΩ.
Prendiamo ad esempio il tipo più comune di LED: bianco con una corrente massima di 20 mA. In effetti, la tensione non gioca un ruolo speciale. La cosa principale è che la corrente non superi i parametri massimi consentiti. La caduta di tensione, a seconda del modello, va da 1,8 a 3,6 V. Per comodità di calcolo, prendiamo 3 volt.
Resistenza per LED
Calcoliamo i parametri:
- La differenza tra la tensione di alimentazione e la caduta di tensione è 12-3=9.
- Il prodotto della corrente massima (ampere) e del fattore di affidabilità è 0,02*0,75=0,015.
- Calcoliamo la resistenza (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).
Calcolo della potenza del resistore:
- La differenza tra la tensione di alimentazione e la caduta di tensione è 12-3=9.
- Secondo la formula, quadramo - 9 * 9 \u003d 81.
- Dividiamo per la resistenza del resistore in ohm - 81/600 \u003d 0,135 W.
Pertanto, il resistore MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1%) è l'ideale per noi. A metà del 2020, il suo costo è di circa 8 rubli. Di solito non è necessario calcolare la potenza del resistore. Tuttavia, è importante farlo per testare una build futura.
Collegamento di potenti diodi LED a 12V
Quando si collegano moderni cristalli potenti o loro assemblaggi, il principio non cambia. Nel circuito deve essere presente anche una resistenza di spegnimento. Ad esempio, puoi prendere il LED, che è popolare nelle sale commerciali cinesi. Questo è un insieme di diversi cristalli collegati in parallelo. L'assorbimento di corrente è di 350 mA e la tensione è ancora di 3,4 volt.
Sostituendo i parametri nelle nostre formule, possiamo facilmente scoprire che dobbiamo installare un resistore con una resistenza di 32 ohm e una potenza di 2,2 watt.
Connessione efficiente a un IP
Sopra, abbiamo già scoperto che un numero illimitato di LED può essere alimentato da un'unica fonte di alimentazione. L'importante è avere abbastanza potenza. Tuttavia, il semplice collegamento delle lampadine in parallelo con un resistore per ciascuna di esse è inefficiente. Abbiamo visto dal punto precedente che più di 2/3 della potenza viene dissipata nel resistore di limitazione di corrente. Pertanto, sorge spesso la domanda su quanti LED possono essere collegati a 12 V.
La connessione più efficiente a 12 volt è una stringa di tre LED in serie con un resistore. Tutte le strisce LED alimentate da alimentazione a 12 V sono prodotte secondo lo stesso schema.
Problemi di connessione
Schema di collegamento del LED:
- Non utilizzare un resistore limitatore di corrente. Poiché troppa corrente passerà attraverso il LED, presto si guasterà.
- Collegamento seriale senza resistenza. Anche se pensi che inserire quattro resistori da 3V in una rete da 12V sia una buona idea, ti sbagli. A causa del debole controllo della forza attuale, gli elementi vengono rapidamente distrutti.
- Utilizzo di un resistore quando si collegano diodi in parallelo. A causa delle differenze nelle caratteristiche, i diodi brilleranno con intensità diverse. Aumenta il tasso di distruzione.
Ti consigliamo di guardare un video sull'argomento: Corretto collegamento dei LED.
Conclusione
L'affidabilità dei LED è molto superiore rispetto alle lampade a incandescenza e ai modelli a scarica di gas, ma solo se collegati correttamente. Pertanto, non dobbiamo dimenticare la necessità di un resistore limitatore di corrente, che viene selezionato in una forma semplice. Anche la polarità è obbligatoria, soprattutto quando si monta il diodo su una rete a 12 volt.
