Светодиоды на 12 вольт для освещения

Содержание

Особенности освещения светодиодными лампа на 12 вольт

Светодиодные лампы 12 вольт в большинстве своем оснащаются штырьковым цоколем (G4, GU10 и др.). При необходимости можно напрямую подключить источник света к низковольтной сети или задействовать драйвер (стабилизирующее ток устройство), как это происходит в лампах с держателем Е27.

Если подбирать лампочки, опираясь в первую очередь на их габариты и цоколь, можно выполнить замену галогенных источников света в люстре у себя дома на светодиодные аналоги.

Обзор положительных качеств электроприборов 12В

Прежде всего, отмечается значительно более высокая пожаро- и электробезопасность. Это позволяет без существенных опасений задействовать приборы, в том числе и светильники 12В, 24В или 36В в помещениях и объектах с повышенным уровнем влажности. Например, в ванной, подвале, на кухне или придомовой территории.

Также и электропроводка 12В для подключения низковольтных приборов не требует обязательного использования защитных элементов: кожуха, гофро-трубы или специального кабель-канала.

Минусы диодных ламп 12В

Лампочки 12В для установки дома (в подвесном потолке, люстре и пр.) требуют подключения понижающего трансформатора. Это прибор, который в схеме располагается перед источником света. В результате на лампу подается пониженное напряжение 12В, 24В или 36В, в зависимости от характеристик.

Минусы низковольтного освещения сводятся к сложностям установкиа из-за потерь в проводах и необходимости введения в цепь трансформатора.

Понижающий трансформатор может иметь довольно внушительные габариты, что определяется его видом. Поэтому при установке низковольтных ламп в люстре или подвесном потолке нужно предусмотреть участок и под дополнительную аппаратуру, а это не всегда реализуемо.

Еще одна особенность источников света 12В или 36В – повышенные значения тока, что обусловлено низким напряжением. В данном случае рекомендуется обратить внимание на проводники, а именно, их длину. Чем больше протяженность проводов, тем интенсивнее сопротивление, что оказывает влияние на качество освещения – оно ухудшается.

Положительные качества низковольтных светодиодов

Прежде всего, необходимо выделить экономичность лампочек 12В, 24В и 36В, так как при обустройстве электропроводки не придется тратиться на вспомогательные защитные материалы (кабель-каналы и пр.). Низкое напряжение любых значений (12В, 24В, 36В) в меньшей мере опасно, чем сетевое 220В. По этой причине такие лампы рекомендуют к установке в помещениях разного целевого назначения, где повышен уровень влажности: подвалы, кухня, ванная, бассейн.

Использования ламп на 12 Вольт является экономия в установке – низкое напряжение не требует дополнительных мер для защиты проводки, как гофротруба или кабель – канал.

Низковольтные источники света 12-36В являются предпочтительным вариантом при обустройстве системы освещения объектов, которые по нормам ПУЭ характеризуются высокой степенью опасности. Яркий пример – котельная. Кроме того, лампы 12-36В широко распространены благодаря разнотипным конструкциям.

Так, если в источнике света предусмотрен цоколь G4, GU10, GU5.3 и даже Е27, его можно использовать вместо галогенных аналогов или лампочек накаливания с таким же держателем. Но в этом случае замена выполняется с учетом и других параметров: световой поток, габариты.

Где используются?

Источники света разных типов: напряжение 1-36В, цоколь G4, E27, GU10, GU5.3 и пр. могут применяться как дома, так и при обустройстве системы освещения автомобилей, торговых помещений, витрин, офисов. Практически везде вместо галогенных лампочек или аналогов накаливания может быть выполнена замена светодиодными.

Ванная комната, кухня, двор на улице, подвалы, помещения с повышенной влажностью – вот места, в которых низковольтное освещение всегда было предпочтительнее.

Один из популярных точечных осветительных элементов – лампа G4. Ее задействуют при обустройстве системы освещения в подвесных потолках, так как светодиоды греются меньше галогенных аналогов.

Замена ламп в люстре: «галогенки» на диодные источники света

Особенность галогенных лампочек – повышенный нагрев, что часто приводит к неприятным последствиям. По этой причине многие стремятся заменить их более эффективными светодиодными лампами. Например, в люстрах нередко встречается держатель G4. Как правило, для галогенных источников света подводится напряжение 12В.

Поэтому в любом случае нужен понижающий трансформатор, однако, для светодиодных лампочек рекомендуется приобрести подходящие по параметрами блоки питания. Дело в том, что «родные» трансформаторы «галогенок» ориентированы на иные характеристики: более высокую мощность ламп.

А, как известно, светодиодные источники света и, в частности, G4 отличаются низким энергопотреблением. Это значит, что при включении лампочки могут попросту не сработать.

Важные особенности: замена предполагает необходимость выбора хотя бы приблизительно сходных по габаритам изделий. Это же касается и блока питания, так как конструкцией люстры предусматривается ограниченное свободное пространство.

Замена источников света Е27 выполняется проще, так как в данном исполнении драйвер встроен в конструкцию лампочки. Также необходимо всегда обращать внимание на параметр входного напряжения: 12 или 36В. Это касается ламп любых видов: Е27, G4 и пр.

Если планируется замена «галогенок» на более безопасные и эффективные диодные аналоги, рекомендуется учесть ряд параметров: цоколь (Е27, G4, G10 и пр.), напряжение, мощность и габариты. Уровень нагрузки лампочек является решающим критерием при выборе подходящего трансформатора. Также следует соотнести размеры блока питания и осветительного прибора, иначе даже при отличных характеристиках установить такой трансформатор будет невозможно.

Освещение на 12 вольт в доме – в чем достоинства и недостатки?

Человеку непосвященному такой вопрос может вообще показаться странным. Как вообще могла родиться идея использования 12-вольтных светильников и ламп в жилых помещениях, когда стандарт бытового напряжения в нашей стране составляет 220 вольт? Попробуем в этом разобраться.

Достоинства и причины популярности напряжения 12 вольт

Прежде всего, 12 вольт – это сверхнизкое напряжение, считающееся условно безопасным для жизни и здоровья человека. По этой причине в помещениях с высокой или повышенной степенью опасности применение 12-вольтовых светильников приветствуется нормами ПУЭ.

Ванная комната, кухня, двор на улице – вот места, в которых низковольтное освещение всегда было предпочтительнее. А в тесных и сырых подвалах и вовсе нельзя эксплуатировать сеть 220 вольт, и обязательна установка понижающего трансформатора даже для питания переносных электроприемников.

Электропроводка 12 вольт не требует к себе трепетного отношения, позволяет сэкономить на защитных материалах, таких как гофротруба или кабель-канал. Да и вообще, на душе гораздо спокойнее, когда знаешь, что максимум, что может произойти в твоей цепи освещения – это смешное короткое замыкание с выходом из строя дешевого трансформатора или срабатыванием защиты.

Пожары, серьезные поражения людей электрическим током в цепи освещения 12 вольт практически исключены.

Но есть и еще одна причина, по которой в жилых домах и квартирах приобрели популярность цепи освещения на 12 вольт. Речь идет о появлении и распространении точечных светильников.

Эти светильники в корне изменили взгляды на освещение как таковое. Они потому и приобрели название «точечных», что их свет буквально должен исходить из одной точки. А традиционную лампу накаливания, которая была популярна в то время, лишь с большой натяжкой можно назвать точкой. Что ни говори, это все-таки внушительных размеров колба, если только, конечно, мощность ее составляет хотя бы 60 ватт.

Поэтому и возникла идея использовать в точечных светильниках компактные галогеновые лампы. Колбы галогеновых ламп содержат не только инертный газ, но и пары какого-либо галогена, например, йода. Во время испарения вольфрама с нити накаливания лампы галоген вступает во взаимодействие с атомами металла, образуя галогенид вольфрама. Этот самый галогенид вновь оседает на нити накаливания, распадается на ней от воздействия высокой температуры и возвращает нити чистый вольфрам.

Таким образом, износ нити накала у галогеновых ламп очень мал по сравнению с износом нити обычных ламп. Это дает возможность нагреть нить лампы до более высокой температуры, при которой лампа меньшего размера стала светить ярче. Стало возможным создать яркую и долговечную компактную галогеновую лампу.

Вот тут-то и оказалось, что действительно долговечными и надежными получаются именно низковольтные компактные галогеновые лампы, нить которых толще и рассчитана на больший ток. Поэтому была реализована идея установки в цепь бытового освещения светильников с галогеновыми лампами на 12 вольт, получающими питание от компактных маломощных трансформаторов, как правило, электронных. Подобная схема была уже очень популярной, когда стали серийно выпускаться современные и надежные компактные галогеновые лампы на 220 вольт.

Читайте также:  Как рассчитать диаметр провода по мощности?

Итак, в чем же плюсы сетей бытового освещения на 12 вольт? Они состоят в:

– безопасности и, как следствие, возможности эксплуатации в опасных помещениях;

– менее строгих требованиях к устройству электропроводки;

– отсутствии необходимости квалифицированного обслуживания (светильник на 12 вольт может быть установлен даже человеком, далеким от электротехники – риска для здоровья ведь никакого);

– возможности реализации дополнительной защиты ламп от перегрузки по току и напряжению благодаря трансформатору.

Недостатки освещения на 12 вольт

Но у 12-вольтного освещения есть и недостатки. Тот же трансформатор – это дополнительный элемент цепи, который, во-первых, имеет свой КПД, а во-вторых, усложняет цепь, снижая ее надежность. К тому же трансформатор необходимо где-то прятать, обеспечивая ему охлаждение. Его нужно подобрать по совокупной мощности светильников с необходимым резервом, иначе он может не запуститься или быстро выйти из строя. Одним словом, трансформатор – это уже целая масса минусов.

Но на трансформаторе недостатки не заканчиваются. Еще один минус в том, что сеть низкого напряжения при равной мощности потребляет больший ток. А больший ток – это большее падение напряжения на проводах. Поэтому при монтаже 12-вольтных линий освещения приходится думать о том, чтобы длина проводников от трансформатора до каждого светильника была примерно одинаковой. Иначе светильники, расположенные дальше, будут светить менее ярко.

Таким образом, недостатки освещения на 12 вольт сводятся к сложностям монтажа из-за потерь в проводах и необходимости введения в цепь трансформатора.

Где и как используется подключение светодиодных ламп на 12 вольт?

Чаще всего схемы, требующие подключить светодиоды 12 вольт, можно отнести к 2-м областям светотехники: автомобильной (замена ламп накаливания) или осветительной (альтернатива использованию галогеновых ламп). Каждый из случаев требует отдельного рассмотрения, а для домашнего потребления нужно также подбирать трансформатор под светодиод.

Светодиоды для автомобилей

Выбор напряжения для светодиодов (12В) в этом случае продиктован возможностями аккумулятора. Причем замена действующего освещения может касаться практически чего угодно: фар, поворотников, контрольных ламп, стоп-сигналов, подсветки внутри салона. Практически все действующие системы могут быть заменены схемами на светодиодах.

При этом важно помнить, что питание, которым характеризуется светодиод, разнится в зависимости от его основного цвета. В среднем номиналы приблизительно таковы:

  • 3-3,8 Вольт – ультрафиолетовый, белый, синий и зеленый светодиод;
  • 2-2,5 Вольт – красный светодиод;
  • 1,2-1,9 Вольт – инфракрасный светодиод.

Следует помнить также о разбросе значений напряжения, свойственном всем полупроводникам. Это значит, что при расчете схемы нужно не только выбирать максимальное значение, но можно взять и небольшой запас, который в конечном итоге будет гарантировать работоспособность устройства.

Важно также не заступать за верхнюю границу напряжения. Если 4 светодиода на 2,8-3 вольт ещё будут стабильно работать, то при выборе номинала в 3,5 напряжения питания автомобиля банально не хватит.

Включение светодиодов обычно предполагает наличие в схеме резисторов, ограничивающих ток.

  • Uп – напряжение питания;
  • Uled – падение напряжения светодиодов;
  • I – общий ток.

Номинал резистора выбирается с небольшим запасом, а его мощность рассчитывается так:

Схема подключения светодиодов к источнику питания на 12В может реализоваться разными способами. Последовательно соединенные светодиодные лампы могут быть подключены к одному или нескольким ограничительным резисторам.

Пример: Допустим, что напряжение автомобиля составляет 12В при выключенном двигателе и 14 вольт при включенном. Выберем белые светодиоды с напряжением 3, 2 вольт и номиналом тока 0,02 А.

Для отдельного резистора

R=(15-3,2)/0,02= 590 Ом – можно принять за 600 Ом

Imax=(15-3,2)/600 = 20 мА;

Imax=(12-3,2)/600 = 14,6 мА;

Для разных резисторов

R=(15-3х3,2)/0,02= 270 Ом;

Imax=(15-3х3,2)/600 = 9 мА;

Imax=(12-3х3,2)/600 = 5,6 мА;

Важно обратить внимание, что изменение тока (яркость светодиода) существенно отличается в зависимости от режима работы (вкл/выкл). Можно также допустить несущественное отступление от рассчитанных номиналов, если был взят страховочный промежуток.

Светодиоды для домашнего освещения

Схемы на включение светодиодов под 12В часто реализуются именно при выборе нового или при переделке существующего домашнего освещения. Существует множество статей, доказывающих окупаемость замены светильников. И правда, мощность светодиодов, подключаемых к источнику на 12В обычно в десятки раз меньше, чем у обычных лампочек. Задача существенно усложняется тем, что необходимо подобрать нормальный трансформатор под светодиод, который будет менять обычное напряжение в сети на требуемые 12В.

На что следует обращать внимание, выбирая трансформатор? В первую очередь – на выходные характеристики. На каждом из устройств обычно есть обозначения, соответствующие типу рабочего напряжения. Светодиодные лампы на 4-5Вт имеют маркировку AC/DC. Якобы, их может питать трансформатор переменного и постоянного тока на 12В. Но на практике это не всегда так.

Кроме того, если выбирать трансформатор на 12В для домашнего пользования, можно уверенно советовать только те, которые обеспечивают именно постоянное напряжение.

Разницу между их работой не всегда можно увидеть, ведь в обоих случаях лампочки могут нормально гореть. Диоды (что верно и для светодиодов) пропускают полуволны напряжения и из-за этого могут пульсировать (коэффициент меняется в зависимости от количества полупериодов). Ученые считают, что такая пульсация может негативно повлиять на психику.

Выбирая трансформатор, можно рассмотреть следующие варианты:

  • катушечный электромагнитный;
  • электронные (ограничены минимальной нагрузкой);
  • специальные под светодиод (могут быть водонепроницаемыми);
  • составные (могут быть собраны из блоков питания от компьютерной техники, можно также попытаться найти готовый трансформатор).

Использование светодиодов на 12В для домашнего освещения не всегда представляется возможным. Например, при сборке гипсокартонных или натяжных потолков место под трансформатор обычно не отводится.

Замена галогенных и обычных ламп на светодиод может потянуть за собой множество осложнений, которые ставят под вопрос актуальность данной темы на сегодняшний день. Даже если откинуть ценовой аспект и потребность устанавливать трансформатор под светодиод, нельзя забывать также о потребности отведения тепла из зоны p-n перехода. При этом реальные показатели светоотдачи светодиодов обычно не превышают 40-50 люмен/Ватт (при сборке в стандартном корпусе).

Питание для светодиодов может быть обеспечено и при подключении к различным разъёмам, присутствующих на компьютерах и других устройствах.

За последние несколько лет светодиоды довольно сильно упали в цене, что существенно расширило их область применения. Они могут использоваться не только как составляющая систем освещения, но также входить в основу любительских схем и поделок. При этом радиаторы для светодиодов составляются грамотно вовсе не часто, хотя это один из основных способов охлаждения устройств. Своими руками собрать схему из светодиодов 1-10w не так уж сложно, а вот как сделать это грамотно – другой вопрос.

Что нужно знать при работе со светодиодами?

  • Различия ламп накаливания и светодиодов довольно существенны. Они имеют две ножки (“+” и “-”), что делает их чувствительными к полярности, а также работают от постоянного напряжения.
  • Расчет схемы со светодиодами должен включать в себя не только измерение напряжения, но также вычисление силы тока. Теоретически, напряжение может быть каким угодно, если при этом будет стабилизирована необходимая сила тока.
  • Любые потребители электроэнергии имеют тенденцию нагреваться, но в случае светодиодов необходимо обеспечить систему охлаждения.

Производя расчет будущего устройства, нужно учитывать, что только 1/3 указанной мощности светодиода будет преобразована в световой поток (3-3,5 из 10w). Оставшаяся часть, к сожалению, перейдет в разряд тепловых потерь. Это число можно несколько понизить, используя радиатор.

Не стоит забывать также о том, что многократное перегревание светодиода в несколько раз уменьшает его время эксплуатации, которое может насчитывать десятки, а то и сотни тысяч часов для различных моделей и конструкций. Чтобы ресурсы не расходовались зря, схемы с использованием светодиодов должны включать в свою конфигурацию систему охлаждения основных элементов.

На сегодняшний день можно выделить 3 основных способа отведения тепла:

  • через корпус устройства (не всегда реализуемо);
  • через саму печатную плату (через её вспомогательные компоненты или дорожки, по которым проходит ток);
  • через радиатор (можно припаять или приклеить на светодиоды или на плату, важно правильно подобрать его площадь).

Именно последний способ считается наиболее эффективным. При этом на работу самого радиатора влияет в основном количество и форма ребер.

Расчеты и величины

Расчет схемы начинается с подбора элементной базы. Номинал должен не только соответствовать возможностям проектируемого устройства, но, по возможности, не создавать дополнительных потерь, уменьшающих эффективность системы.

Популярность светодиодов на 1w предельно легко объяснить – они довольно неприхотливы, что практически до бесконечности расширяет область их применения. Казалось бы, увеличение мощности должно сказываться на яркости, но это не совсем так. Установка светодиода на 3w по характеристикам светового потока равняется монтажу 2-х светодиодов по 1w, но при этом увеличивает расход энергии (учитывать, правда, стоит и режимы работы устройства).

Использование сверхъярких светодиодов на 10w и выше или матриц от 10w окупает себя в основном при необходимости полноценно освещать сравнительно большую площадь. Объяснить это можно тем, что для небольшого пространства поток света большой концентрации может оказаться избыточным.

Читайте также:  Анализатор свиста на cortex-m4 или включение нагрузки по свистку

В случае пассивного охлаждения светодиодов, они могут закрепляться непосредственно на теплоотводах. Как радиатор можно использовать строительные медные или алюминиевые профили различного сечения (несложно собрать даже своими руками). При этом без обдува использование радиатора с большим количеством ребер вряд ли окажется эффективным.

Что принимать во внимание, монтируя радиатор:

  • Учитывать стоит лишь площадь внешних элементов, внутренние ребра, вне зависимости от количества и величины, обычно обеспечивают не более 10-15% охлаждения;
  • При вычислениях отталкиваться можно от соотношения 1w на 20 см² (при этом минимальная толщина стенки для не менее 1-2 мм для 1 w, 2-3мм для 3 w, 4-6 мм для 10w сверхъярких диодов и 10w матриц);
  • Температура основания светодиода не должна подниматься выше 50ºС (при достижении отметки в 80ºС люминофор начинает деградировать, тем приводя к поломке светодиода);
  • Собирая схему своими руками, можно попытаться найти радиатор от старых советских элементов (транзисторов, материнских плат), что существенно облегчит поставленную задачу;
  • Если чертеж устройства позволяет, можно использовать светодиоды, изначально прикрепленные к основанию произвольной формы. Находящиеся на них контактные площадки (2-4 и больше) не только упрощают спайку, но также значительно уменьшают нагрев светодиодов;
  • При монтаже светодиода на радиатор проще всего использовать термоклей (клей, устойчивый к воздействию температур, а не состав для термопистолета). Подойдет также быстросохнущая полиэфирная оксидная смола (можно найти в авто-магазинах).

Правильно собрать схему для освещения своими руками – довольно просто. Нужно учитывать некоторые особенности светодиодов, подобрать соответствующий радиатор, предварительно сделав расчет и вычислив его площадь. Радиаторы можно приобрести также в специализированных отечественных или зарубежных магазинах. Готовые охладители хороши тем, что они практически идеально подходят для монтажа. С другой стороны, стоимость покупного радиатора делает собственноручную сборку устройств довольно затратной.

Как подключить светодиод к 12 вольтам

Светодиоды уже давно используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, они приобрели широкую популярность. На основе этих источников света создаются оригинальные светотехнические конструкции. Поэтому у многих потребителей довольно часто возникает вопрос, как подключить светодиод к 12 вольтам. Данная тема очень актуальна, поскольку такое подключение имеет принципиальные отличия от других типов ламп. Следует учитывать, что для работы светодиодов используется только постоянный ток. Большое значение имеет соблюдение полярности при подключении, в противном случае, светодиоды просто не будут работать.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение яркости свечения, когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 вольт является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 вольт схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 вольтам последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Определение полярности светодиода

Чтобы решить вопрос, как подключить светодиоды в цепь 12 вольт, необходимо определить полярность каждого из них. Для определения полярности светодиодов существует несколько способов. Стандартная лампочка имеет одну длинную ножку, которая считается анодом, то есть, плюсом. Короткая ножка является катодом – отрицательным контактом со знаком минус. Пластиковое основание или головка имеет срез, указывающий на место расположения катода – минуса.

В другом способе необходимо внимательно посмотреть внутрь стеклянной колбочки светодиода. Можно легко разглядеть тонкий контакт, который является плюсом, и контакт в форме флажка, который, соответственно, будет минусом. При наличии мультиметра можно легко определить полярность. Нужно выполнить установку центрального переключателя в режим прозвонки, а щупами прикоснуться к контактам. Если красный щуп соприкоснулся с плюсом, светодиод должен загореться. Значит черный щуп будет прижат к минусу.

Тем не менее, при кратковременном неправильном подключении лампочек с нарушением полярности, с ними не произойдет ничего плохого. Каждый светодиод способен работать только в одну сторону и выход из строя может случиться только в случае повышения напряжения. Значение номинального напряжения для отдельно взятого светодиода составляет от 2,2 до 3 вольт, в зависимости от цвета. При подключении светодиодных лент и модулей, работающих от 12 вольт и выше, в схему обязательно добавляются резисторы.

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.

Читайте также:  Как сделать мигающий светодиод 12 вольт?

Ошибки при подключении

Как подключить светодиод к 220 вольт

Как рассчитать резистор для светодиода

Для чего необходим расчет сопротивления для светодиода

Калькулятор расчета резистора для светодиода

Светодиодные ленты для освещения и их комплектация

Вступление

Популярность светодиодного освещения уже ни у кого не вызывает сомнения. Светодиоды в LED системах освещают помещения и улицы, квартиры и магазины, промышленные цеха и территории. Особой популярностью среди светодиодных систем освещения пользуются светодиодные ленты.

Ассортимент светодиодных лент настолько широк, что самое время поговорить про светодиодные ленты для освещения и их комплектацию. В статье использованы примеры светодиодных приборов интернет-магазина светодиодного освещения svetodiod77.ru. В магазине вы найдёте всё необходимое оборудования для светодиодного освещения.

О светодиодных лентах и проблемах их подключения

Напомню, что светодиодная лента это гибкая медная полоса (плата) окрашенная, чаще, в белый цвет с размещёнными и соединёнными на ней светодиодами.

Количество светодиодов на ленте зависит от производителя и типа ленты. Для лент постоянного напряжения это 30-60-72-120 светодиодов на метр. Для лент на 220 Вольт это 54 светодиода на метр.

Принципиально важное значение для комплектации светодиодных лент для освещения имеет напряжение их питания. По этому параметру различают LED-ленты:

  • На 12 Вольт. Наиболее дешёвый, бытовой вариант LEDосвещения;
  • 24 вольтовые ленты. Используются в профессиональном монтаже.
  • Ленты светодиодного освещения на 220 Вольт.

Важно отметить, что не в комплектах, продаются светодиодные ленты для освещения отрезками по 5 метров. Именно для таких отрезков наиболее просто подобрать блок питания ленты. При необходимости лента режется по разметке указанной на самой ленте и соединяется с блоком питания и другими приборами через специальные соединители (Fix-Fast).

Светодиодные ленты для освещения и их комплектация

Светодиодная лента, как лампочка, сама по себе светить не будет. Для подключения и монтажа ленты она должна быть укомплектована дополнительным оборудованием и аксессуарами.

Комплектация светодиодных лент на 12 и 24 Вольта

Для подключения низковольтных лент освещения понадобится:

  • Блок питания;
  • Монтажный комплект или профиль.

Блок питания

Для подключения низковольтных лент необходим блок питания на 12 и 24 Вольта соответственно. Мощность блока питания выбирается по мощности 5 метров ленты.

Например, светодиодная лента LEDLINE 3528, на напряжение 12 Вольт, имеет мощность 5 метрового отрезка 24 Вт (4,8 Вт на метр). Значит для подключения ленты понадобится блок питания на 220/12 Вольт, мощность от 24 Вт. Например, блок питания ARV-HT12024-SLIM (12V, 2A, 24W).

Мощности блоков питания для светодиодных лент от 5 до 350+ Вт. Чем больше мощность БП, тем больше его размеры и вес.

Монтажный комплект

Интересен способ монтажа светодиодных лент для освещения. Гибкие ленты без защиты обычно имеют на тыльной стороне ленты липкий клеящий слой. Монтаж такой ленты заключается в её приклеивании к ровной поверхности и в принципе может клеится непосредственно на стену, мебель, нишу.

Для более качественного монтажа ленты лучше приобрести специальные профили для светодиодной ленты. Они бывают самых разных сечений и назначений (смотрим фото).

Кроме гибких, незащищённых лент с IP 20 и IP 33, выпускаются с ленты с силиконовой заливкой поверх платы (IP 65) или силиконовой герметичной трубке (IP корпуса 66).

Для их монтажа не требуются профили, они монтируются на специальные клипсы, непосредственно на поверхность монтажа. Например, светодиодная лента ARL-50000PC-220V на фото с монтажным комплектом.

Другие устройства комплектации для светодиодных лент

Для светодиодных RGB лент (лент цветного свечения), кроме блока питания понадобятся:

  • RGB контроллер;
  • Для лент мощнее 120 Вт, усилитель;
  • Пульт управления или RGB миксер.

При соединении двух и более лент длинами 5 метров, может понадобиться репитер (повторитель сигнала). Он обеспечит одинаковое свечение всех подключаемых лент.

Вывод

В статье мы разобрали, чем комплектовать светодиодные ленты для освещения. Низковольтные ленты монохромного сечения комплектуются блоком питания, профилем, возможно димером яркости. Для лент RGB понадобится блок питания, контроллер и RGB пульт. Для соединения нескольких лент понадобится контроллер и лучше приобрести репитер. Кстати, последовательно светодиодные ленты подключать нельзя.

Подключаем светодиодную ленту на 12 В от батареек или небольшого аккумулятора

Многие из нас придерживаются стандартного мышления, при котором светодиодная лента должна работать через адаптер от сети 220 В. Но можно поступить иначе, применив в качестве источника постоянного напряжения аккумулятор или батарейку. В результате получится светильник полностью независимый от электросети, перед которым открываются совершенно новые возможности.

Варианты сборки светильников рассмотрим на примере светодиодной ленты с питанием от 12 В.

Зачем это нужно?

На первый взгляд может показаться, что в подсветке светодиодной лентой с питанием от батареек нет необходимости. Но если задуматься, то только в квартире можно найти с десяток мест, подсветка которых повысит уровень комфорта и придаст оригинальности. Например,

  • внутри шкафа-купе и навесных кухонных шкафчиков;
  • по контуру полочек и этажерок;
  • вокруг картин и зеркал;
  • для украшения детских игрушек и велосипеда;
  • в кладовой и т.п.

Кроме того, автономное освещение из светодиодной ленты пригодится в гараже, подвале, дачном домике, в общем там, где отсутствует стационарный подвод электросети 220 В. А в регионах, где нередки случаи отключения электроэнергии, использовать подсветку на светодиодах можно в качестве аварийного освещения.

Подключение к аккумулятору на 12 В

По сравнению с батарейками, данный способ автономного питания для работы светодиодной ленты является наилучшим по нескольким причинам. Аккумулятор на 12 вольт длительно поддерживает в нагрузке номинальное напряжение, позволяет получить достаточно высокий уровень освещённости и выдерживает несколько сотен циклов перезарядки. Самые распространенные аккумуляторы на 12 В – свинцово-кислотные. Чаще всего они применяются в ИБП, в охранной и пожарной сигнализации. Среди них наименьшими габаритами и массой обладают АКБ ёмкостью 4,5 А*ч (до 0,8 кг). Процесс подключения и эксплуатации выглядит так:

  • 2 провода необходимой длины припаивают к контактным площадкам заранее подготовленного отрезка ленты со светодиодами (красный провод к «+», а чёрный к «–»);
  • аналогично с обратной стороны к проводам припаивают клеммы для подключения к аккумулятору;
  • для удобства в разрыв одного из проводов запаивают небольшой тумблер. Если его нет, то для отключения подсветки достаточно отсоединить одну клемму.

    Ток потребления светодиодной ленты зависит от её длины.

    Кроме свинцово-кислотных АКБ высокими эксплуатационными данными обладают Li-ion аккумуляторы на 12 В. При равных емкостях Li-ion аккумуляторы имеют в 4 раза меньшую массу и размер. А для их зарядки используется компактное зарядное устройство.

    Важно! Аккумуляторная батарея отработает свой ресурс (до 500 циклов полной перезарядки) только в случае, если ток разряда не будет превышать 1/10 ёмкости. На практике это означает, что к АКБ 12V-7A*h можно длительно подключать нагрузку с током потребления до 0,7 А или 2 метра светодиодной ленты типа SMD 3528-60 шт./м, которая непрерывно будет светить 10 часов.

    Для облегчения расчётов ниже приведен ток потребления 1 метра светодиодной ленты, который зависит от типа установленных светодиодов:

    • SMD 3528-60 шт./м – 0,4 А;
    • SMD 2835-60 шт./м – 1.6 А;
    • SMD 5050-60 шт./м – 1,2 А;
    • SMD 5730-60 шт./м – 3,0 А;
    • SMD 3014-60 шт./м – 0,6 А.

    Питание от батарейки

    Если покупка аккумулятора – дорогое удовольствие, а заряжать его негде, то заставить светодиодную ленту светиться можно с помощью батареек. Рассмотрим 3 наиболее распространённых варианта подключения.

    Вариант №1 предусматривает использование 6 пальчиковых батареек на 1,5 В, соединённых последовательно. Почему именно 6 штук? Потому что светодиодная лента даже при питании от 9В будет работать примерно в половину своей мощности. Во-первых, такого уровня света от ленты вполне хватит для подсветки чего-либо. Во-вторых, через светодиоды будет протекать вдвое меньший ток (нелинейность ВАХ), что позволит значительно продлить срок службы батареек. Но при желании можно увеличить количество элементов питания до 8. Собрать схему светодиодной подсветки на батарейках можно двумя способами:

    • с помощью коротких проводков все батарейки запаивают между собой последовательно, скрепляют их изолентой и к крайнему «+» и «–» припаивают два провода для подключения светодиодной ленты;
    • в кассету (контейнер) вставляют 6 батареек, соблюдая указанную полярность. Провода, выходящие из кассеты, вместе со светодиодной лентой зажимают в коннекторе.

    Ёмкость батарейки типа АА примерно в 2 раза больше, чем у батарейки ААА того же производителя.

    Вариант №2 предполагает использование в схеме питание от одной 9 В батарейки «Крона». Ёмкость щелочной кроны примерно равна 0,5-0,6 А*ч. Это значит, что, например, лента на SMD 3528 длиной 30 см будет непрерывно светить в течение 5 часов. Крону часто используют для светодиодного тюнинга велосипеда. Вариант №3 подразумевает совместное использование аккумулятора от телефона (смартфона) и повышающего преобразователя до 12 вольт. В такой комплектации светодиодная подсветка имеет несколько весомых плюсов:

    • надёжность и долговечность;
    • компактность (размер конвертера соизмерим с flash-накопителем);
    • приемлемая стоимость (конвертер 3,7 В-12 В – 2$, батарея – 10$);
    • аккумулятор легко зарядить от смартфона или зарядного устройства, а его ёмкость достигает 2000 мА*ч;
    • светоизлучающие диоды светят на полную яркость.

    К конвертеру можно подключать батарейки и аккумуляторы любого типа. Главное, чтобы их напряжение совпадало с входным напряжением конвертера.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Загрузка ...
    Adblock
    detector