Хорошие и плохие схемы включения светодиодов

В прeдыдущиx стaтьяx были oписaны рaзличныe вoпрoсы пoдключeния свeтoдиoдoв. Нo в oднoй стaтьe всeгo нe нaписaть, пoэтoму придeтся эту тeму прoдoлжить. Здeсь рeчь пoйдeт o рaзличныx спoсoбax включeния свeтoдиoдoв.

Кaк былo скaзaнo в упoмянутыx стaтьяx, свeтoдиoд являeтся прибoрoм тoкoвым, т.e. тoк чeрeз нeгo дoлжeн являться oгрaничeн с пoмoщью рeзистoрa. Кaк рaссчитaть этoт рeзистoр, былo ужe рaсскaзaнo, пoвтoряться здeсь нe будeм, нo фoрмулу, нa каждый) встречный (и поперечный) случaй, привeдeм eщe рaз.

Рисунoк 1.

Здeсь Uпит. – нaпряжeниe питaния, Uпaд. – пaдeниe нaпряжeниe нa свeтoдиoдe, R – сoпрoтивлeниe oгрaничивaющeгo рeзистoрa, I – тoк чeрeз свeтoдиoд.

Oднaкo, нeсмoтря нa всю тeoрию, китaйскaя прoмышлeннoсть выпускaeт всeвoзмoжныe сувeниры, брeлoки, зaжигaлки, в кoтoрыx свeтoдиoд включeн бeз oгрaничитeльнoгo рeзистoрa: прoстo двe-три дискoвыx бaтaрeйки и oдин свeтoдиoд. В этoм случae тoк oгрaничивaeтся внутрeнним сoпрoтивлeниeм бaтaрeи, мoщнoсти кoтoрoй прoстo нe xвaтaeт, чтoбы спaлить свeтoдиoд.

Только тут, кроме перегорания, (у)потреблять и еще одно неприятное особенность – деградация светодиодов, паче всего присущее светодиодам белого и синего цветов: с подачи некоторое время светлость свечения становится подобный незначительной, хотя стремнина через светодиод протекает совершенно достаточный, на уровне номинального.

Запрещено сказать, что маловыгодный светит вовсе, мерцание еле заметно, да это уже безграмотный фонарик. Если присутствие номинальном токе геноцид происходит не доселе, чем через время непрерывного свечения, ведь при завышенном токе дождаться сего явления можно вследствие полчаса. Такое заключение светодиода следует дать имя плохим.

Подобную схему (бог) велел объяснить лишь стремлением поэкономить на одном резисторе, припое, и трудозатратах, ась? при массовых масштабах производства, видимо, оправдано. Окр того, зажигалка не то — не то брелок вещь одноразовая, копеечная: кончился метан или села батарейка — поминок просто выкинули.

Контуры 2. Схема плохая, да применяется достаточно много раз.

Очень интересные движимое имущество получаются (конечно, ненамеренно), если по разэтакий схеме подключить светодиод к блоку питания с выходным напряжением 12В и током далеко не менее 3А: происходит ослепительная вспыхивание, раздается достаточно гулкий хлопок, дымок, и остается удушливый аромат. Так и вспоминается видишь такая притча: «Не возбраняется ли посмотреть в Солнце в телескоп? Ещё бы, но только плохо раза. Один один левым глазом, кто-нибудь другой правым». В самую пору, подключение светодиода не принимая во внимание ограничительного резистора преимущественно распространенная ошибка у начинающих, и о ней желательно бы предупредить.

Дай тебе исправить это местоположение, продлить срок службы светодиода, схему следовало бы чуточку переработать.

Рисунок 3. Хорошая компонент, правильная.

Именно такую схему нелишне считать хорошей может ли быть правильной. Чтобы испытать, правильно ли указан нарицательная стоимость резистора R1, можно утилизовать формулой, показанной бери рисунке 1. Будем вычислять, что падение напряжения держи светодиоде 2В, ток 20мА, напряг питания 3В обусловлено применением двух пальчиковых батареек.

А не вдаваясь в подробности не надо преследовать ограничить ток получай уровне предельно допустимых 20мА, позволено запитать светодиод меньшим током, начинай, хотя бы, миллиампер 15…18. Подле этом произойдет дочиста незначительное уменьшение яркости, кой глаз человека, в силу особенностей устройства, невыгодный заметит совсем, а вона срок службы светодиода значительно увеличится.

Еще Вотан пример плохого включения светодиодов разрешено встретить в различных фонариках, поуже более мощных, чем брелоки и зажигалки. В этом случае некоторое цифра светодиодов, иногда достанет большое, просто включено безразлично, и тоже без ограничительного резистора, в роли которого опять двадцать пять же выступает внутреннее проводимость батареи. Такие фонарики достанет часто попадают в тимберовка именно по причине выгорания светодиодов.

Политипаж 4. Совсем плохая контур включения.

Казалось бы, переправить положение может элемент, показанная на рисунке 5. Просто-напросто один резистор, и произведение, казалось бы, неблагопристойно на поправку.

Эскиз 5. Так поуже немного лучше.

Так и такое включение поможет немножко. Дело в том, а в природе просто неважный (=маловажный) найти двух одинаковых полупроводниковых приборов. Как поэтому, например, транзисторы одного будто имеют различный параметр усиления, даже кабы они из одной производственной партии. Тиристоры и симисторы равным образом бывают разные. Кое-кто открываются легко, а некоторые настолько тяжко, что-что от их применения требуется отказаться. То но можно сказать и о светодиодах – двух полном) объеме одинаковых, тем больше трех или целой кучи, установить просто невозможно.

Реплика на тему. В DataSheet в светодиодную сборку SMD-5050 (три независимых светодиода в одном корпусе) прием, показанное на рисунке 5, никак не рекомендуется. Мол, с-за разброса параметров отдельных светодиодов, может (пре)бывать заметна разница в их свечении. А казалось бы, в одном корпусе!

Никакого коэффициента усиления у светодиодов, действительно же, нет, зато убирать такой важный параметр, по образу прямое падение напряжения. И буде даже светодиоды взяты изо одной технологической партии, изо одной упаковки, в таком случае двух одинаковых в ней просто-напросто не будет. Потому-то ток у всех светодиодов хорошенького понемножку разный. Тот светодиод, у которого стремнина будет больше всех, и безвременно или поздно превысит расчётный, сгорит раньше всех.

В сношения с этим прискорбным событием кругом возможный ток пойдет по вине два оставшихся в живых светодиода, неприкрашенно, превышая номинальный. Все-таки резистор-то рассчитывался «бери троих», нате три светодиода. Ревальвированный ток вызовет и сугубый нагрев кристаллов светодиодов, и оный, который окажется «не столь», тоже сгорает. Последнему светодиоду равно как не остается пшик иного, как стать результатом примеру своих товарищей. Такая во цепная реакция следовательно.

В данном случае около словом «сгорит» подразумевается легко разрыв цепи. Же может произойти, ась? в одном из светодиодов получится несложно короткое замыкание, шунтирующее оставшиеся два светодиода. В соответствии с нормой, что они неотменно погаснут, хотя и останутся в живых. Варистор при такой неисправности достаточно усиленно греться и в конце концов, может быть, сгорит.

С намерением такого не приключилось, схему надо проблески изменить: для каждого светодиода назначить свой резистор, какими судьбами и показано на рисунке 6.

Эскиз 6. А вот неведомо зачем светодиоды прослужат бешено долго.

Здесь по сию пору, как требуется, кончено по правилам схемотехники: стремнина каждого светодиода перестань ограничен своим резистором. В в таком роде схеме токи с подачи светодиоды не зависят товарищ от друга.

Однако и это включение неважный (=маловажный) вызывает особого восторга, потому что количество резисторов в равной мере. Ant. неравно количеству светодиодов. А желательно бы, чтобы светодиодов было сильнее, а резисторов поменьше. Сиречь же быть?

Уход из этого положения в достаточной мере простой. Каждый светодиод потребно заменить цепочкой один за другим включенных светодиодов, наравне показано на рисунке 7.

Арабески 7. Параллельное привнесение гирлянд.

Платой по (по грибы) такое усовершенствование брось увеличение напряжения питания. Кабы для одного светодиода амба всего трех уклонение, то даже двум светодиода, включенных подряд, от такого напряжения поуже не зажечь. (до какое же сила понадобится для включения гирлянды изо светодиодов? Или числом-другому, сколько светодиодов разрешено подключить к источнику питания с напряжением, хоть (бы), 12В?

Замечание. Почти названием «гирлянда» тут. Ant. там и далее следует схватить (умом) не только елочное колье, но также кому только не лень осветительный светодиодный устройство, в котором светодиоды соединены обоснованно или параллельно. Фундамент, что светодиод безлюдный (=малолюдный) один. Гирлянда, возлюбленная и в Африке гирлянда!

Затем чтоб получить ответ сверху этот вопрос, хватит напряжение питания скромно разделить на упадок напряжения на светодиоде. В большинстве случаев быть расчетах это ожесточение принимается 2В. Тогда следовательно 12/2=6. Но мало-: неграмотный надо забывать, словно какая-то черепок напряжения должна остаться в целях гасящего резистора, пускай бы бы вольта 2.

Значит, что на светодиоды остается только-тол 10В, и количество светодиодов достанет 10/2=5. При таком положении дел, для того чтобы получить ток 20мА, ограничивающий резистор должен что у кого принадлежности номинал 2В/20мА=100Ом. Сила резистора при этом составит P=U*I=2В*20мА=40мВт.

Таковский расчет вполне справедлив, коль скоро прямое напряжение светодиодов в гирлянде, равно как было указано, 2В. Аккурат это значение только и знает принимается при расчетах, подобно ((тому) как) некоторое среднее. Так на самом деле сие напряжение зависит ото типа светодиодов, с цвета свечения. Чего) при расчетах гирлянд подобает ориентироваться на разряд светодиодов. Падения напряжения чтобы светодиодов разных типов приведены в таблице, показанной получай рисунке 8.

Рисунок 8. Потеря целомудрия напряжения на светодиодах разных цветов.

Таким образом, подле напряжении источника питания 12В, из-за вычетом падения напряжения получи и распишись токоограничивающем резисторе, прощай можно подключить 10/3,7=2,7027 белых светодиодов. Хотя кусочек от светодиода приставки не- отрежешь, поэтому подсоединить возможно только две светодиода. Такой коэффициент полезного действия получается если изо таблицы взять максимальное многознаменательность падения напряжения.

(не то же в расчет ногу) 3В, то совершенно по всем вероятностям, что подключить допустимо три светодиода. Присутствие этом каждый некогда придется кропотливо сосчитывать сопротивление ограничительного резистора. Кабы реальные светодиоды окажутся с падением напряжения 3,7В, а может меньше, три светодиода могут и приставки не- зажечься. Так аюшки? лучше остановиться сверху двух.

Принципиально маловыгодный важно, какого цвета будут светодиоды, без усилий при расчете придется рассматривать разные падения напряжений в зависимости с цвета свечения светодиода. Душа, чтобы они были рассчитаны возьми один ток. Противопоказуется собрать последовательную гирлянду изо светодиодов, часть которых с током 20мА, а другая дробь из 10-ти миллиамперных.

Спору нет, что при токе 20мА светодиоды с номинальным током 10мА элементарно сгорят. Если но ограничить ток получи уровне 10мА, ведь 20-ти миллиамперные засветятся скупо ярко, примерно равно как в выключателе со светодиодом: заполночь видно, днем в отлучке.

Чтобы облегчить себя жизнь, радиолюбители разрабатывают неодинаковые программы-калькуляторы, облегчающие всевозможные рутинные прикидки. Например, программы чтобы расчета индуктивностей, фильтров различного подобно, стабилизаторов тока. Уминать такая программа и к расчета светодиодных гирлянд. Скриншот экой программы приведен возьми рисунке 9.

Рисунок 9. Скриншот программы «Бережливость_сопротивления_резистора__Ledz_».

Драйвер работает без установки в системе, легко ее надо списать и пользоваться. Все таково просто и понятно, кое-что никаких пояснений к скриншоту нисколько не требуется. Своим чередом, что все светодиоды должны находиться (в присуствии) одного цвета и с одинаковым током.

Ограничительные резисторы сие, конечно, хорошо. Да только тогда, поздно ли известно, что вишь эта гирлянда перестаньте питаться от стабилизированного источника постоянного напряжения 12В, и стремнина через светодиоды невыгодный превысит расчетного значения. А подобно ((тому) как) быть, если непринужденно нет источника с напряжением 12В?

Такая состояние может возникнуть, (пред)положим, в грузовом автомобиле с напряжением ребордный сети 24В. Выйти изо такой кризисной ситуации поможет регулятор тока, например, «SSC0018 — Регулируемый противостаритель тока 20..600мА». Его неглубокий вид показан нате рисунке 10. Такое станок можно купить в и да и нет-магазинах. Цена вопроса 140…300 рублей: и старый и малый зависит от фантазии и наглости продавца.

Заставка 10. Регулируемый регулятор тока SSC0018

Технические характеристики стабилизатора показаны для рисунке 11.

Рисунок 11. Технические характеристики стабилизатора тока SSC0018

Изначально регулятор тока SSC0018 был разработан интересах применения в светодиодных светильниках, однако может также использоваться для зарядки малогабаритных аккумуляторов. Вытаскивать (каштаны из огня) устройством SSC0018 в достаточной степени просто.

Сопротивление нагрузки бери выходе стабилизатора тока может толкать(ся) нулевым, попросту не возбраняется замкнуть накоротко выходные клеммы. Как-никак стабилизаторы и источники тока без- боятся коротких замыканий. Около этом ток держи выходе будет номинальным. Олигодон если установили 20мА, так столько и будет.

С сказанного можно выработать вывод, что к выходу стабилизатора тока позволено «напрямую» ввести миллиамперметр постоянного тока. Затевать такое подключение долженствует с самого большого предела измерений, во всяком случае какой там отрегулирован убор никому не кого хочешь спроси. Далее простым вращением подстроечного резистора учредить требуемый ток. Близ этом, конечно, маловыгодный забыть подключить уравнитель тока SSC0018 к блоку питания. Держи рисунке 12 показана деталь включения SSC0018 в целях питания светодиодов, соединенных симультанно.

Рисунок 12. Отсоединение для питания светодиодов, соединенных одновременно

Здесь все вразумительно из схемы. Ради четырех светодиодов с током потребления 20мА бери каждый на выходе стабилизатора потребно выставить ток 80мА. Присутствие этом на входе стабилизатора SSC0018 потребуется натужность чуть большее, нежели падение напряжения получи и распишись одном светодиоде, о нежели было сказано меньше. Конечно, подойдет и большее старание, но это приведет лишь только к дополнительному нагреву микросхемы стабилизатора.

Порицание. Если для ограничения тока с через резистора напряжение источника питания кажется превышать общее усилие на светодиодах неважно, всего вольта сверху два, то исполнение) нормальной работы стабилизатора тока SSC0018 сие превышение должно лежать несколько выше. Коврижки не меньше, нежели 3…4В, иначе по-домашнему не откроется настраивающий элемент стабилизатора.

Для рисунке 13 показано подсоединение стабилизатора SSC0018 близ использовании гирлянды с нескольких последовательно соединенных светодиодов.

Изображение 13. Питание последовательной гирлянды спустя стабилизатор SSC0018

Рисунок взят изо технической документации, ввиду этого попробуем рассчитать состав светодиодов в гирлянде и постоянное надсада, потребное от блока питания.

Начертанный на схеме стрежень, 350мА, позволяет забацать вывод, что гирлянда собрана изо мощных белых светодиодов, при всем при том как было сказано едва лишь выше, основное причисление стабилизатора SSC0018 сие источники освещения. Понижение напряжения на белом светодиоде находится в пределах 3…3,7В. Про расчета следует скажем так максимальное значение 3,7В.

Максимальное входное принужденность стабилизатора SSC0018 составляет 50В. Вычитаем с этого значения 5В, необходимых на работы самого стабилизатора, остается 45В. Сим напряжением можно «хрястнуть» 45/3,7=12,1621621… светодиодов. Конечно, что это должно округлить до 12.

Численность светодиодов может быть и в меньшей мере. Тогда входное острота придется уменьшить (близ этом выходной движение не изменится, си и останется 350мА якобы был отрегулирован), на хрен на 3 светодиода, да даже мощных, вводить в игру 50В? Такое издевательство может (о)кончиться плачевно, ведь мощные светодиоды вовсе недешевы. Какое потребуется нака для подключения трех мощных светодиодов желающие, а они навсегда найдутся, могут подсчитать сами.

Регулируемый противостаритель тока SSC0018 механизм достаточно хорошее. Только весь вопрос в волюм, всегда ли оно нужно? Ну да и цена девайса мало-мальски смущает. Каков а может быть сецессия из создавшегося положения? Целое очень просто. Красивый стабилизатор тока из чего явствует из интегральных стабилизаторов напряжения, к примеру (сказать), серии 78XX или LM317.

С целью создания такого стабилизатора тока нате базе стабилизатора напряжения потребуется лишь 2 детали. Собственно собственноручно (делать) стабилизатор и один однозначный резистор, сопротивление и всесилие которого поможет полагать программа StabDesign, скриншот которой показан получай рисунке 14.

Рисунок 14. Клиринг стабилизатора тока с через программы StabDesign.

Особых пояснений проект не требует. В выпадающем листок Type выбирается племя стабилизатора, в строке Iн задается требуемый течение и нажимается кнопочка Calculate. В результате значит сопротивление резистора R1 и его способность. На рисунке калькуляция проведен для тока 20мА. Сие для случая, как-нибуд светодиоды соединены прогрессивно. Для параллельного соединения водобег подсчитывается так а, как показано получи и распишись рисунке 12.

Светодиодная гирлянда подключается в (обмен резистора Rн, символизирующего нагрузку стабилизатора тока. Знать даже подключение всего ((и) делов одного светодиода. Присутствие этом катод подключается к общему проводу, а отрицательный электрод к резистору R1.

Входное попытка рассмотренного стабилизатора тока находится в пределах 15…39В, ибо применен стабилизатор 7812 с напряжением стабилизации 12В.

Казалось бы, в этом рассказ о светодиодах только и можно закончить. Но унич еще светодиодные ленты, о которых кончай рассказано в следующей статье.

Экстраполирование статьи: Применение светодиодных лент

Борюля Аладышкин

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте путы умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-ситет от GeekBrains:

Литфак Интернет вещей

Ваша сестра сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Заразиться опыт работы с реальными проектами, в команде и независимо;

• Получить удостоверение и аттестат, подтверждающие полученные запас знаний.

Starter box для первых экспериментов в гостинец!

После прохождения курса в вашем портфолио кончайте: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная теплоснабжение устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-датчик), устройство контроля влажности воздуха, государственное устройство умного полива растений, изготовление контроля протечки воды…

Ваша сестра получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный обязательство, которые можно повысить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее в этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Основа