Avto505.ru

Авто 505
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно соединить светодиоды

Что такое светодиоды и где они могу применяться?

Светодиоды – один из самых используемых электронщиками метод индикации какого-либо события, обрабатываемого микроконтроллером. Проблема в том, что мало кто из начинающих ардуинщиков знает, как правильно подключать светодиоды, в чём их отличие, как ими управлять, что вообще они представляют собой и так далее. Результат – сожжённые светодиоды, обида на мир и непонимание, почему же не всё работает так, как хочется. Новички читают советы таких же как они, после чего путаются ещё больше, зачастую добавляя вопросов, а не разрешая их. В нашей статье мы попробуем прояснить основные моменты работы со светодиодами, чтобы вы могли избежать дальнейших ошибок.

Светодиоды сейчас используются повсеместно благодаря простоте и относительно низкой стоимости. Взять те же популярные дисплеи 128×64, подключающиеся по IIC – они выполнены по технологии OLED, а значит – каждый пиксель там является светодиодом. Но мало кто представляет, что же такое светодиод и какие параметры у него бывают?

Описание двухцветных светодиодов

Двухцветный светодиод – это два отдельных светоизлучателя, объединенных на одном кристалле и изготовленные из разных полупроводниковых сплавов. Такой LED выдает минимум два цвета. Поскольку его корпус выполнен из специального светорассеивающего пластика, одновременно работающие два светоизлучателя создают третий цвет.

Учитывая особенности восприятия человеком цветовых смесей, в светодиоде на 2 цвета чаще всего используются следующие сочетания:

  • красный – желто-зеленый;
  • красный – синий или зеленый
  • красный – желтый;
  • желтый – зеленый;
  • желтый – желто-зеленый.

Также светодиод на 2 цвета можно разделить на несколько типов:

  • двухцветный светодиод с двумя выводами, имеющий встречно-параллельное соединение;
  • двухцветный светодиод с тремя выводами, которые представляют из себя два отдельных излучателя с общим катодом либо двухцветный светодиод с общим анодом.

В одном корпусе LED могут быть разные лампы:красно-желтые, красно-зеленые, сине-желтые и другие. Трехцветный светодиод объединяет в одном корпусе красные, зеленые и синие лампы.

Самый распространенный трехвыводной LED — с двумя светодиодами зеленой и красной лампы в одном корпусе. Такие LED более востребованы, поскольку их применение дает больше цветовых гамм, что позволяет выпускать недорогие светильники, лампы которых способны менять свет в широком спектре. С помощью импульсного модулятора, меняя интенсивность свечения каждого полупроводника, удается изменять и тон освещения у каждого диода. Для предотвращения возможной перегрузки, для каждого светодиода предусмотрен отдельный резистор.

Недостатки LED

А перед этим пройдемся вкратце по недостаткам светодиодов в случае использования их в автомобиле вместо традиционных лампочек накаливания:

  1. Высокая цена. Любые «новые» технологии стоят дороже устаревших по умолчанию. Несмотря на то, что первые светодиоды появились намного раньше, чем многие из нас, они до сих пор гораздо дороже, чем традиционные лампочки накаливания. При этом, в технологии их изготовления нет ничего такого, что заставляло бы производителей так задирать ценник. Повышенная цена в данном случае – это плата за преимущества, которые рассмотрены выше.
  2. Сложности с подключением. Если обычную лампочку накаливания достаточно просто вставить в цоколь, то с подключением светодиодов придется повозиться. Они не «переваривают» отклонений по току и напряжению, что в автомобильной бортовой сети – явление вполне естественное.
  3. Направленное свечение. В силу своего устройства любой светодиод большую часть света отдает в том направлении, в котором направлен его кристалл. Исправить этот недостаток можно только за счет применения рассеивающих линз или путем установки нескольких разнонаправленных светодиодов.
  4. Не всегда качественное исполнение. Это один из самых больших недостатков современной LED продукции. Найти сегодня действительно качественные светодиоды практически невозможно. В большинстве случаев, даже при правильном подключении, светят они далеко не 10 000 часов. По этой причине покупать откровенно дешевые светодиоды – бессмысленно. Никакой экономии от такой покупки вы не получите.
  5. Перегрев. То, что выше позиционировалось, как преимущество, в случае с так называемыми светодиодами для поверхностного монтажа – не работает. Такие элементы греются, и требуют эффективного охлаждения. А все потому, что производитель пытается выжать как можно больше света из светодиодов все меньших и меньших размеров.
Читать еще:  Почему выбрасывает тосол из радиатора

В итоге получается, что для того, чтобы избежать недостатков, и получить все преимущества светодиодной продукции, необходимо, во-первых, покупать качественные дорогие светодиоды, а во-вторых – правильно их подключать.

Светодиоды на 10 Вт

Как подключить мощный светодиод на 10 Вт? Сделать это можно даже через полупроводниковые триггеры. В этом случае входное напряжение равняется 200 В. Основной проблемой является резкое снижение рабочей частоты. В данном случае нужно учитывать параметр рассеивания светодиода. Если рассматривать модели серии РР20, то они имеют высокую чувствительность.

Для их подключения применяются фазовые преобразователи. Устанавливаются указанные элементы перед блоком питания. Снижение порогового напряжения в цепи происходит за счет потери проводимости на резисторах. Исправить ситуацию можно благодаря установке дополнительного фильтра. Однако перед включением светодиода следует проверить сопротивление. В среднем указанный параметр колеблется в районе 13 Ом.

Что необходимо учесть автолюбителю перед заменой?

Чтобы своими руками правильно, используя схему подключения, подсоединить светодиодные лампочки, в первую очередь нужно разобраться с основной информацией. Для начала нужно понимать, что 12-вольтовый моргающий автомобильный диод — это не лампа.

Подключение светодиодов к бортовой сети на 12 вольт должно производиться с учетом некоторых моментов:

  1. В первую очередь, чтобы обезопасить подключение, нужно учесть напряжение, которое присутствует в автомобильной электросети. Как правило, этот параметр составляет около 12-13 вольт при отключенном двигателе и около 13-14.5 вольт при заведенном.
  2. В среднем один яркий и мощный диод нуждается в 3.5 вольтах питания, однако данный показатель также может варьироваться в зависимости от цвета. Например, желтый либо красный мигающий светодиод для авто будет потреблять около 2.3 вольт, а белые либо синие элементы — по 3.5 вольт в среднем.
  3. В отличие от стандартных лампочек накаливания, светодиодные сборки позволяют более качественно осветить поверхность вокруг, что особенно хорошо для их установки в приборные панели.
  4. Перед покупкой следует проверить тип линзы, установленной в лампочке. Бывают узконаправленные устройства, оснащенные небольшими по размерам линзами.
  5. Вне зависимости от типа, диодные элементы на двенадцать вольт имеют как положительный вывод, так и отрицательный. Положительный контакт в данном случае, это анод, а отрицательный — катод.

Светодиоды с разными цоколями

Чтобы правильно подобрать диодные элементы на 12в, нужно ориентироваться в их разновидностях, а делятся они между собой по мощности:

  1. Маломощные устройства не имеют системы охлаждения, поэтому их ресурс эксплуатации обычно низкий. В автомобилях таких устройства есть смысл использовать только в качестве индикаторов, к примеру, включения дневных ходовых огней или при установке контроллера разряда АКБ.
  2. Мощные диоды 12в имеют более высокий ресурс эксплуатации, при правильном использовании они могут проработать до 10 лет. Нужно учитывать, что такие диодные элементы не подвергаются большим нагрузкам.
  3. Модули. Такие устройства представляют собой стальную пластину, на которую вмонтирован целый ряд диодных элементов. Цена модуля зависит от его надежности и качества производства — чем лучше качество, тем выше цена. Модули не нужно путать с китайскими лентами, поскольку их эксплуатация возможна, разве что, для подсветки контрольного щитка или бардачка.

Схема подключения диода в авто

Как соединить светодиодные ленты между собой

Очень часто необходимо из отдельных кусочков светодиодной ленты собрать более длинную ленту, иногда не хватает буквально одной секции светодиодов, чтобы получить нужную длину ленты. Ленты можно как разрезать, так и соединять. С разрезанием все понятно, можно воспользоваться обычными ножницами, а вот как соединить светодиодную ленту, сразу и не понятно.

Тут есть несколько вариантов, можно соединить светодиодные ленты между собой пайкой и без пайки, с помощью специального пластикового коннектора. Коннектор позволяет сделать соединение максимально быстро, а с помощью пайки такое соединение будет максимально надежным.

Читать еще:  Как подобрать топливный фильтр

При соединении светодиодных лент между собой пайкой, можно соединить с помощью проводов даже ленты разной ширины с разными светодиодами, но на одно напряжение. В основном соединяют пайков куски одинаковой светодиодной ленты, тогда из можно соединять встык в месте разреза, спаивая между собой контактные площадки.

Для надежного соединения пайков двух кусков лент без проводов, нужно зачистить контактные площадки, если лента покрыта защитным слоем силикона, и отодрать с нижней части одной из лент в месте спайки клеящую основу. Затем нужно сложить эти ленты внахлест и аккуратно спаять паяльником небольшой мощности. После чего место спайки нужно будет заизолировать, например, термоусадочной трубкой.

Другой вариант пайки

Кроме обычных светодиодов, существуют чипы, которые монтируются в светодиодные ленты. Наиболее часто встречаемыми на сегодняшний день являются светодиоды типа SMD.

Этот элемент электросхемы представляет собой безвыводной компонент. SMD не имеет традиционных проволочных выводов из меди. Поэтому такие элементы соединяются с помощью дорожек печатной платы. Для соединения SMD диода с платой также используется пайка. К ним необходимо припаять дорожки путей и контактные площадки.
Запаять такой компонент схемы несложно, поскольку для этого можно использовать маломощный тип паяльника на 10-12 Вт. Поэтому можно вполне удобно и быстро спаять каждый последовательно расположенные контакт в отдельности.

Бывают ситуации, когда необходимо выпаять SMD-компоненты для их замены или проверки. В такой ситуации, чтобы не допустить перегрева элемента, нужно прогревать все его выводы одновременно. Если такая потребность с SMD-компонентами случается часто, тогда имеет смысл приобрести специальный набор жал для паяльника.
Эти жала должны иметь два или три маленьких разветвленных окончания. С ними очень легко работать с SMD, так как риск их повреждения минимизируется даже в тогда, когда они приклеены к печатной плате.
Иногда невозможно использовать маломощный паяльник. Тогда, чтобы не повредить элемент во время пайки, к жалу мощного паяльника следует навить медный провод с диаметром в один миллиметр.

Навитый на жало провод

С такой самодельной насадкой будет достаточно легко обходиться и мощным паяльником при работе с SMD светодиодами.

Подключение цветной RGB ленты

Принцип подключения остается тем же. В схему добавляется контроллер (еще его называют диммер), при помощи которого изменяется цвет свечения светодиодов. Еще одно отличие в количестве проводов. После контроллера их не два, а четыре. В остальном отличий нет.

Как подать 220 В на светодиодную ленту RGB

Как видите, и на контроллере, и на ленте, есть обозначения 12B / V+ — это фазный провод, R — для подключения красных светодиодов, G — зеленых, B — голубых. Чтобы не путаться, лучше использовать провода тех же цветов. Все будет проследить проще, меньше будет шансов запутаться.

Подключение двух RGB лент к одному блоку питания и контроллеру

Если подключать надо несколько цветных лент, их тоже подключают параллельно. Параллели начинаются от выходов контроллера (к выходным клеммам подключают по два провода). При таком подсоединении обе ленты будут менять свечение одновременно.

Мощности контроллера (диммера) не всегда хватает для управления всеми лентами. В этом случае используют усилитель. Схема становится более сложной, но на ней указываются разъемы, к которым надо подключать провода, что существенно упрощает ее сборку. Обратите внимание, на рисунке подключение лент указано четырьмя линиями, а питание на входы усилителей двумя, и берется это питание с выходов адаптеров.

Схема подключения лент RGB с усилителем и отдельным блоком питания

К диммеру (контроллеру) подключается столько лент, сколько он может запитать. На рисунке это только одна лента длиной 5 метров, потому для каждой последующей используется свой усилитель. В действительности на один контроллер «вешают» и по две ленты. Главное, чтобы он мог ими управлять (в характеристиках контроллера указывается ленты какой длины к нему можно подключить).

Читать еще:  Почему не крутится стартер

Также обратите внимание, что контроллер и один усилитель питаются от одного адаптера, два других усилителя от другого. Это тоже не обязательно. Если мощности блока питания достаточно для питания всех устройств (лент, диммера, усилителей), то питание будет подаваться только от одного преобразователя. Другое дело, что стоит такой источник питания очень много, да и греется и шумит сильно. Потому, действительно, лучше реализовать раздельное питание двумя менее мощными блоками.

  • Версия для печати

Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение AlAn » 30 июн 2017, 21:29

Добрый день.
У меня есть проблема, возможно, у кого-то знает способы ее решения.

Имеется цифровой таймер с семисегментными индикаторами (4+1). Всего 5 разрядов.
Задача: подключить к этому таймеру индикатор из 5-мм светодиодов (по 6 – 10шт. в каждом сегменте, соединенные последовательно), как на рисунке.
Проблема в том, что я не знаю как это сделать, точнее, как обеспечить достаточный для свечения светодиодов ток.
Чувствую, что решение где-то рядом.
Я подпаивал к выводам индикатора другой такой- же, все ОК, но требуется большо-о-о-оой индикатор, чтобы его было видно издалека.
Если кто знает – откликнитесь.
Марка индикатора на имеющемся у меня таймере: SR410561N (Общий анод).
Напряжение питания таймера: 12В

Для экспериментов изготовлен прототип будущего индикатора (1 разряд).
Дело за малым.
Надеюсь, картинки прицепятся.


Re: Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение Эдуард » 30 июн 2017, 22:37

Здравствуйте!
Первый вопрос — какое напряжение поступает на индикатор? В любом случае используется ограничение тока с помощью резисторов по схеме примерно такой.

Напряжение 12 В или 5 В. От этого зависит, как разбить светодиоды сегментов на группы. Все светодиоды сегмента обычно разбиваются на группы с последовательным включением светодиодов. Количество светодиодов в группе зависит от напряжения питания. Вот пример 12 светодиодов в сегменте, 3 группы по 4 светодиода.

Это фрагмент схемы с 2 сегментами A разных разрядов. В эту схему трансформируется предыдущая.
Если недостаточно напряжения питания индикаторов или тока, то необходимо использовать дополнительные ключи.

Самый простой вариант — последовательно соединить все светодиоды одного сегмента. В этом случае схема будет похожа на первую, только вместо одного светодиода сегмента — несколько. Но может потребоваться высокое напряжение питания. Например при 10 светодиодах в сегменте и падении напряжения на светодиоде 1,5 В потребуется примерно 20 В.

Определитесь с напряжением, током светодиодов, нужны ли дополнительные ключи.

Re: Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение evovka » 30 июн 2017, 22:43

Re: Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение evovka » 30 июн 2017, 22:44

Re: Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение AlAn » 01 июл 2017, 10:31

С индикатором (большим, самодельным) проблем нет.
В каждом сегменте 6 светодиодов (20mA, 1,9–-2,2В), соединенных последовательно.
Питание индикатора, как и самой платы таймера, 12В.

Проблема не в том, как изготовить большой индикатор, а в том, как подключить его к уже имеющемуся и установленному индикатору на плате таймера.
Непосредственно к индикатору на плате нельзя подключить даже одиночный светодиод.
Поэтому и необходим «черный ящик».

Re: Как подключить светодиоды к семисегментным индикаторам

  • Цитата

Сообщение Эдуард » 01 июл 2017, 11:44

Здравствуйте!
Для питания 6 последовательно включенных светодиодов 12 В может не хватить.
А подключил бы я так. Для анодных ключей использовал бы эту схему.

Для катодных ключей если напряжение и ток допустимы (т.е. если ключи индикаторов питаются от 12 В) можно катоды подключить непосредственно к маленькому индикатору. Если нет, то надо использовать не инвертирующие ключи.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector