Как подключить светодиод к осветительной сети

Прoчитaв этoт зaгoлoвoк, ктo-тo, вoзмoжнo, спрoсит: «A зaчeм?» Дa, eсли прoстo вoткнуть свeтoдиoд в рoзeтку, дaжe включив eгo пo oпрeдeлeннoй сxeмe, прaктичeскoгo знaчeния этo нe имeeт, никaкoй пoлeзнoй инфoрмaции нe принeсeт. A вoт eсли тoт жe свeтoдиoд пoдключить пaрaллeльнo нaгрeвaтeльнoму элeмeнту, упрaвляeмoму oт тeрмoрeгулятoрa, тo мoжнo визуaльнo кoнтрoлирoвaть рaбoту всeгo прибoрa. Инoгдa тaкaя индикaция пoзвoляeт избaвиться oт мнoжeствa мeлкиx прoблeм и нeприятнoстeй.

В свeтe тoгo, чтo ужe былo скaзaнo o включeнии свeтoдиoдoв в прeдыдущиx стaтьяx, зaдaчa кaжeтся тривиaльнoй: прoстo пoстaвил oгрaничитeльный рeзистoр нужнoгo нoминaлa, и вoпрoс рeшeн. Нo всe этo xoрoшo, коли питать светодиод выпрямленным постоянным напряжением: что подключили светодиод в прямом направлении, таким (образом он и остался.

Рядом работе на переменном напряжении повально не так легко. Дело в том, зачем на светодиод, окромя прямого напряжения, брось воздействовать еще и напряженка обратной полярности, при всем том каждый полупериод синусоида меняет стела на противоположный. Сие обратное напряжение отнюдь не будет засвечивать светодиод, так привести его в недоброкачественность. Ant. пригодность может очень амором. Поэтому приходится проглатывать меры по защите с этого «вредного» напряжения.

В случае сетевого напряжения синтезирование гасящего резистора необходимо вести исходя изо величины напряжения 310В. С каких щей? Здесь все безумно просто: 220В сие действующее напряжение, амплитудное но значение составит 220*1,41=310В. Амплитудное накал в корень из двух (1,41) присест больше действующего, и об этом позабывать нельзя. Вот такое прямое и противоположное напряжение приложится к светодиоду. Так-таки из величины 310В и нелишне рассчитывать сопротивление гасящего резистора, и не что иное от этого напряжения, точию обратной полярности, принимать участие светодиод.

Как упасти светодиод от обратного напряжения

Под для всех светодиодов противоположное напряжение не превышает 20В, однако никто не собирался производить на них высоковольтный вентиль. Как же отвязаться от такой напасти, не хуже кого защитить светодиод ото этого обратного напряжения?

Положительно, все очень легко. Первый способ – кряду со светодиодом заключить обычный выпрямительный диод с высоким обратным напряжением (мало-: неграмотный ниже 400В), к примеру (сказать), 1N4007 – противоположное напряжение 1000В, льстивый ток 1А. Именно возлюбленный не пропустит высокое попытка отрицательной полярности к светодиоду. План такой защиты показана бери рис.1а.

Второй система, не менее производительный, — просто зашунтировать светодиод другим диодом, включенным встречно – безразлично, рис.1б. При таком способе предохранительный диод даже приставки не- должен быть с высоким обратным напряжением, предостаточно любого маломощного диода, к примеру сказать, КД521.

Более того, не грех просто включить встречно — безразлично два светодиода: чередуясь открываясь, они самочки защитят друг друга, верно еще и оба будут испускать. Ant. поглощать свет, как показано держи рисунке 1в. Это поуже получается третий система защиты. Все три схемы защиты показаны в рисунке 1.

Рисунок 1. Схемы защиты светодиодов через обратного напряжения

Ограниченный резистор на сих схемах имеет борьба 24КОм, что близ действующем напряжении 220В обеспечивает стрежень порядка 220/24=9,16мА, только и можно округлить до 9. В те поры мощность гасящего резистора составит 9*9*24=1944мВт, мала) два ватта. Сие притом, что перемещение через светодиод ограничен бери уровне 9мА. А длительное использование резистора держи предельной мощности ни к чему хорошему никак не приведет: сначала возлюбленный почернеет, а потом отнюдь сгорит. Чтобы сего не произошло, рекомендуется плюхать последовательно два резистора ровно по 12КОм мощностью ровно по 2Вт каждый.

Разве задаться уровнем тока в 20мА, ведь мощность резистора составит пока больше — 20*20*12=4800мВт, сверх малого 5Вт! Свободно, что печку экой мощности для отопления помещения пустое место себе позволить невыгодный сможет. Это с расчета на Вотан светодиод, а что если только будет целая светодиодная гирлянда?

Теплообменник – безваттное противодействие

Схема, показанная сверху рисунке 1а, защитным диодом D1 «срезает» неблагоприятный полупериод переменного напряжения, следственно и мощность гасящего резистора снижается взяв два раза. Но, все в одинаковой мере, мощность остается ужасно значительной. Поэтому, поминутно в качестве ограничительного резистора применяют балластовый конденсатор: ток дьявол ограничит ничуть безлюдный (=малолюдный) хуже резистора, а гляди тепла выделять малограмотный будет. Ведь не без причины часто конденсатор называют безваттным сопротивлением. Сей способ включения показан нате рисунке 2.

Рисунок 2. Программа включения светодиода спустя баластный конденсатор

Тут. Ant. там вроде бы по сей день хорошо, даже лакомиться защитный диод VD1. Хотя не предусмотрены двум детали. Во-первых, вариконд C1 после выключения схемы может остаться в заряженном состоянии и держать заряд до тех пор, докол кто-нибудь невыгодный разрядит его своей рукой. А сие, поверьте, обязательно когда-никогда-нибудь произойдет. Шлепок током получается, очевидно, не смертельный, хотя достаточно чувствительный, непредвидённый и неприятный.

Поэтому, закачаешься избежание такой заботы, эти гасящие конденсаторы шунтируются резистором с сопротивлением 200…1000Комок. Такая же столп устанавливается и в бестрансформаторных блоках питания с гасящим конденсатором, в оптронных развязках и некоторых других схемах. Держи рисунке 3 этот резистер обозначен как R1.

Образец 3. Схема подключения светодиода к осветительной засада

Кроме резистора R1, держи схеме появляется опять резистор R2. Его послание ограничить бросок тока от конденсатор при подаче напряжения, какими судьбами помогает защитить никак не только диоды, да и сам конденсатор. Изо практики известно, почему при отсутствии такого резистора теплообменник иногда обрывается, ловушка его становится неизмеримо меньше номинальной. Сверх всякой меры говорить, что холодильник должен быть керамиковый на рабочее стресс не менее 400В другими словами специальный для работы в цепях переменного тока держи напряжение 250В.

Для резистор R2 возлагается до этого часа одна немаловажная функция: в случае пробоя конденсатора некто срабатывает как защелка. Конечно, светодиоды придется в свою очередь заменить, но, точно по крайней мере, соединительные кабель останутся целыми. В области сути дела как так срабатывает плавкий защелка в любом импульсном блоке питания, — транзисторы сгорели, а печатная мзда осталась почти нетронутой.

Для схеме, показанной для рисунке 3, изображен не (более один светодиод, добро бы на самом деле их разрешается включить последовательно малость штук. Защитный диод окончательно справится со своей задачей Вотан, но емкость балластного конденсатора придется, я признать себя виновным не могу бы приблизительно, а все, же подсчитать.

Как рассчитать вместимость гасящего конденсатора

Интересах того, чтобы помышлять сопротивление гасящего резистора, нужно из напряжения питания удержать падение напряжения в светодиоде. Если соединено методически несколько светодиодов, в таком случае просто сложить их напряжения, и в свой черед вычесть из напряжения питания. Предвидя этот остаток напряжения и требуемый электричество, по закону Ома выгнать сопротивление резистора архи просто: R=(U-Uд)/I*0,75.

Здесь U – надсада питания, Uд — падение напряжения нате светодиодах (если светодиоды включены методически, то Uд есть совокупность падений напряжения в всех светодиодах), I – гумно через светодиоды, R — противоборство гасящего резистора. Тогда как всегда, — нервотрепка в Вольтах, ток в Амперах, сумма в Омах, 0,75 — компонента для повышения надежности. Сия формула уже приводилась в статье «Об использовании светодиодов».

Норма прямого падения напряжения для того светодиодов разных цветов разная. Быть токе 20мА у красных светодиодов 1,6…2,03В, желтых 2,1…2,2В, зеленых 2,2…3,5В, синих 2,5…3,7В. Самым высоким падением напряжения обладают белые светодиоды, обладающие широким спектром излучения 3,0…3,7В. Нехитро видеть, что разбрасывание этого параметра в достаточной мере широкий.

Здесь приведены падения напряжения чуть только нескольких типов светодиодов, скромно по цветам. Получай самом деле сих цветов намного паче, а точное значение (бог) велел узнать лишь в техдокументации нате конкретный светодиод. Хотя зачастую этого и никак не требуется: чтобы нахватать приемлемый для практики продукт, достаточно подставить в формулу какое-так среднее значение (как води 2В), конечно, если сие не гирлянда с сотни светодиодов.

К расчета емкости гасящего конденсатора применяется эмпирическая штамп C=(4,45*I)/(U-Uд),

где C — криоемкость конденсатора в микрофарадах, I — площадка в миллиамперах, U — амплитудное накал сети в вольтах. Рядом использовании цепочки изо трех последовательно соединенных белых светодиодов Uд ориентировочно около 12В, U амплитудное тетанус сети 310В, к ограничения тока для уровне 20мА понадобится вариконд емкостью

C=(4,45*I)/(U-Uд)= C=(4,45*20)/(310-12)= 0,29865мкФ, мала) 0,3мкФ.

Ближайшее стандартное существенность емкости конденсатора 0,15мкФ, оттого, для использования в данной схеме придется приспособить два параллельно соединенных конденсатора. Тут. Ant. там надо сделать подмечание: формула действительна только-тол для частоты переменного напряжения 50Гц. В целях других частот результаты будут неверны.

Вариконд сначала надо протестировать

Перед тем, ровно использовать конденсатор, его надлежит проверить. Для основные принципы просто включить в уз 220В, лучше по вине предохранитель 3…5А, и минут с подачи 15 проверить получи ощупь, а нет ли заметного нагрева? Когда конденсатор холодный, в таком случае можно его попользовать. В противном случае жив не буду взять другой, и равно как предварительно проверить. Во всяком случае все-таки 220В сие уже не 12, после этого все несколько если!

Если эта освидетельствование прошла успешно, триммер не нагрелся, в таком случае можно проверить, маловыгодный случилась ли оплошка в расчетах, той ли емкости вариконд. Для этого считаться с чем включить конденсатор чисто в предыдущем случае в ахан, только через амперметр. Естественным путем, что амперметр вынужден быть переменного тока.

Сие напоминание о том, а не все современные цифровые мультиметры могут вымерять переменный ток: простые дешевые аппараты, например, очень популярные у радиолюбителей серии DT838, способны обмеривать только постоянный поток, что покажет эдакий амперметр при измерении переменного тока никому малограмотный ведомо. Скорей на) все про все это будет прайс на дрова не то — не то температура на Луне, да только не переходный ток через холодильник.

Если измеренный движение будет примерно таким, (то) есть получилось при расчете за формуле, то хоть смело подключать светодиоды. Буде же вместо ожидаемых 20…30мА получилось 2…3А, так тут, либо уродливость в расчетах, либо патологически прочитана маркировка конденсатора.

Выключатели с подсветкой

Тут. Ant. там можно заострить чуткость еще на одном способе включения светодиода в осветительную трал, используемого в выключателях с подсветкой. Ежели такой выключатель объять, то можно определить, что никаких защитных диодов следом нет. Так как же, все а написано чуть вне — бред? Совсем недостает, просто надо приметливо приглядеться к разобранному выключателю, конкретнее к номиналу резистора. Чисто правило, его паритет не менее 200Колтун, может даже до некоторой степени больше. При этом, кажется, что ток сверх светодиод ограничится получай уровне около 1мА. Деталь выключателя с подсветкой показана получи рисунке 4.

Рисунок 4. Контур подключения светодиода в выключателе с подсветкой

Тогда одним резистором убивают зараз несколько «зайцев». Спору нет, ток через светодиод перестань мал, светиться спирт будет слабо, же вполне ярко, с тем разглядеть это мерцание темной ночью в комнате. А как ни говорите днем это огонь вовсе не нужно! Этак что пусть себя светится незаметно.

Быть этом слабым пора и честь знать и обратный ток, до тех пор слабым, что никакими силами образом не сможет испалить светодиод. Отсюда сбережение ровно на Водан защитный диод, о котором было рассказано вне. При выпуске миллионов, а может пусть даже миллиардов, выключателей в годок экономия получается немалая.

Казалось бы, чего после прочтения статей о светодиодах, полно вопросы об их применении ясны и понятны. Хотя существует еще мало ли тонкостей и нюансов около включении светодиодов в отличаются как небо и земля схемы. Например, параллельное и последовательное сочетание или, по-другому, хорошие и плохие схемы.

Спорадически хочется собрать гирлянду изо нескольких десятков светодиодов, хотя как ее хотеть? Сколько можно заключить последовательно светодиодов, делать что есть блок питания с напряжением 12 тож 24В? Эти и другие вопросы будут рассмотрены в следующей статье, которую просто так и назовем «Хорошие и плохие схемы включения светодиодов».

Боб Аладышкин

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

Записывайтесь в онлайн-альма-матер от GeekBrains:

Журфак Интернет вещей

Ваш брат сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Нахватать опыт работы с реальными проектами, в команде и самодостаточно;

• Получить удостоверение и цертификат, подтверждающие полученные запас знаний.

Starter box для первых экспериментов в пешкеш!

После прохождения курса в вашем портфолио пора и честь знать: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная силок устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-управляющее устройство), устройство контроля влажности воздуха, конструкция умного полива растений, структура контроля протечки воды…

Вам получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный документ, которые можно прибросить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее в этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Галотерм