Инструкция как рассчитать и выбрать резистор для светодиода
Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.
Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)
«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА
Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.
Сперва делаем расчёты. Вычитаем из имеющегося исходного напряжения 14,5 Вольта напряжение питания светодиода (3,2 Вольта). 14,5В — 3,2В =11,3В Получаем 11,3 Вольта. Вот на эти оставшиеся 11,3 Вольта нужно задать ток 20мА — что бы светодиод не сгорел. Далее нам в помощь Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора. R=U/I . Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужно погасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора, нужно разделить напряжение, которое нужно погасить, на ток, который нужно получить. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем. R = 11,3 / 0,02. Получаем 565 Ом. Итак, нам нужен резистор номиналом 565 Ом. Самый ближайший по номиналу, который вы сможете найти в радиомагазине будет 560 Ом. Мощность резистора желательно взять 0,25Вт. Этот резистор мы подключаем последовательно к светодиоду причём не важно к АНОДУ(плюсовому) или КАТОДУ(минусовому) выводу — главное что бы на АНОД вы подали плюс, а на КАТОД минус. Так сказать — соблюдали полярность. И наш резистор благополучно рассеет лишний ток в тепло. Резистор рекомендуется припаивать непосредственно к светодиоду.
Впервые светодиоды начались использоваться в начале 60-х годов. С того времени произошло видоизменений. Светодиоды имеют массу преимуществ, таких как:
- Низкое потребление;
- Длительный срок службы;
- Прочность;
- Широкий выбор спектра света;
- Могут работать от низкого напряжения;
- Являются пожаробезопасными.
Потому как светодиодам для работы нужен только источник постоянного тока, следует производить монтаж с правильной полярностью. Когда диоды подключены неверно, функционировать они не будут. Чтобы их работа происходила правильно важно знать, как подключить светодиод.
Теория
Математический расчет
Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация
В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).
Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.
На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.
Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.
Графический расчет
Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.
Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.
Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:
Подключаем светодиоды
1. В продаже продаются светодиодные панельки, так называемые кластеры, они рассчитаны на питание 12в. Их можно просто подключить к бортовой сети и радоваться красивым огонькам. Но есть неприятная особенность – при изменении оборотов двигателя будет меняться яркость свечения светодиодов в кластерах. Незначительно, но заметно глазу. К тому же, по факту, нормально они светят при напряжении около 12,5в, поэтому если у вас низкое напряжение в бортовой сети, светить кластеры будут тускло. Конструктивно кластер состоит из цепочки светодиодов и резистора. На каждые три светодиода — резистор, который гасит лишнее напряжение. Светодиодная лента устроена точно также, поэтому если вам надо отрезать кусок — посмотрите на ленту, на ней есть места, где ее можно резать. Обычно это те же три светодиода и резистор. Где попало резать нельзя
Мощность и номинал резистора вместо ламп поворотов
Ребят, какой мощности (чтобы не чрезмерно грелся) и какого номинала нужно использовать резистор вместо лампы указателя поворотов, дабы не учащать клацанье поворотников (как при сгоревшей лампе)?
Помню экспериментировал и подключал резистор номиналом таким же, как и сама лампа в выключенном состоянии — эффекта не было — поворотники все-равно начинали клацать часто.
Опережая вопрос отвечу — все поворотники остаются на своих местах.
Оракул
- 24.11.2007
- #2
Ребят, какой мощности (чтобы не чрезмерно грелся) и какого номинала нужно использовать резистор вместо лампы указателя поворотов, дабы не учащать клацанье поворотников (как при сгоревшей лампе)?
Помню экспериментировал и подключал резистор номиналом таким же, как и сама лампа в выключенном состоянии — эффекта не было — поворотники все-равно начинали клацать часто.
Опережая вопрос отвечу — все поворотники остаются на своих местах.
Hysteresis
разбираю дорогие игрушки
- 24.11.2007
- #3
Мощность лампы 21Вт. Номинальное напряжение =12В. Следовательно сопротивление лампы в рабочем состоянии эквивалентно резистору 6,8 Ом. То есть, если тупо менять лампу на резистор, то ставим резистор 20Вт на 6,8 Ом. Только это будет Оооочень большой (1х1,5х3,5 см) керамический резистор. Правильнее, по-моему, скорректировать блок управления поворотниками так, чтобы он не реагировал на пропажу лампочки.
ЗЫ: А на _уя такой геммор нужен?
Ла-ла-ла-ла-ла-лалала
- 24.11.2007
- #4
Перепроектировать заводскую цепь поворотников у меня желания нету точно
Цель проста до безумия — я просто плачу от светодиодных поворотников
2 Hysteresis: Прости конечно, а можно пояснить от куда получилась цифра 6.8Ом?
спи спокойно мой верный пёс .
- 24.11.2007
- #5
Ла-ла-ла-ла-ла-лалала
- 24.11.2007
- #6
Hysteresis
разбираю дорогие игрушки
- 25.11.2007
- #7
Да, моргать, как сердечко воробья, безусловно перестанут. Только речь идёт про ПОВОРОТНИКИ, а не ПОВТОРИТЕЛИ поворота. В повторителях другие лампы стоят и 6,8 Ом туда категорически нежелательно совать!
Offtopic:
Если ты действительно про поворотники — раскажи чё за производитель. А то я намылился (уже один DEPO новый поворотник испортил при экспериментах) себе поворотники САМ светодиодными делать. Серийные изделия, безусловно предпочтительнее.
Ла-ла-ла-ла-ла-лалала
- 25.11.2007
- #8
Да, естественно речь идет про сами поворотники — передние и задние.
Отсутствие же ламп в боковых повторителях никак не сказывается на частоту моргания (по крайней мере у меня так) — там лампа либо будет просто заменена на светодиод, либо будут куплены светодиодные повторители.
Off. Дык я тоже оптику светодиодной делать буду сам. Что делать с передними и боковыми повторителями мне ясно.
Задние фонари тоже реализуемо, но в деталях буду решать на месте (как куплю хрустальные).
Серийных передних светодиодных я не видел.
Задние фонари светодиодные проскакивают, но они, во-первых, стоят безумных денег. Во-вторых их дизайн мне совсем не нравится. Ну и в-третьих, поворотники у них таки остаются ламповыми.
Оракул
- 26.11.2007
- #9
Ла-ла-ла-ла-ла-лалала
- 26.11.2007
- #10
А подетальнее можно?
Что именно нужно сделать в реле?
Только в чем разница — подибрать резисторы в реле или повесить по резистору к каждому поворотнику?
Оракул
- 27.11.2007
- #11
Ла-ла-ла-ла-ла-лалала
- 27.11.2007
- #12
Вот что предложили на VWClub.org.ua (цитирую, © Georg):
"Все оказалось просто как я и думал, сравнил схемы мигателя от девятки и Фольксваген Гольф 2 — принцип один и тот же.
Вскрываем релюшку, там видим кондер — круглый боченок диаметром 0.3 см и высотой 1см (примерно).
Его и надо будет перепаять.
Стандартный у меня стоял 4.7 мкф, 1 подключенная лампочака на 5вт мигала где то 4 раза в секунду, подключив паралельно еще 10 мкф удалось снизить до раза в секунду, подключив 47 — до раза в 4 сек. Т.е. самый простой способ, подключаете ваши светодиоды(ясное дело с резисторами), включаете, и потом подсоединяя разные номиналы кондеров к старому кондеру с другой стороны платы подбираете нужный, помня что при паралельном соединении емкость суммируется . Кондеры дешевые по 5-10 коп де то.
Распайка реле — 31 — минус, 49 плюс,49а плюс на лампочку."
Alex78
Оракул
- 27.11.2007
- #13
Hysteresis
разбираю дорогие игрушки
- 28.11.2007
- #14
Как электронщик авторитетно заявляю =) :
Заставлять схему ПОСТОЯННО работать в режиме индикации сгоревшей лампы — это не дело. Ещё большая глупость — подбирать ёмкость частотозадающего электролитического конденсатора. Ну идиотизм это менять столько ненадёжную деталь как электролит. конденсатор. Это уже сродни "серьёзному вмешательству в схему".
Подправьте шунт. Всего то делов — там (если немцы не придурки) от сопротивления шунта рабочая частота моргания вообще не должна зависеть, поэтому нам надо "поправить" сопротивление шунта так, чтбы он вообще всегда обеспечивал достаточное падение напряжения на себе самом, чтобы схема "думала", что нагружена на мощные лампы. Поставьте туда (вместо штатных шунтов) методом подбора 1 или 3 или 10 Ом и всё будет как надо.
Hysteresis
разбираю дорогие игрушки
- 28.11.2007
- #15
У меня машины под рукой нет, — как отремонтируют, обязательно разберу блок управления поворотниками и расскажу что и как.
Вы мне подскажите лучше как "меньшей кровью" его из машины извлечь (чтобы лишних винтов не откручивать, панелей не снимать).
Замена лампочек в поворотниках на светодиоды
Сопротивление порядка 10 Ом. Мощность 21 Вт. Резистор в параллель не хочу. Кто подскажет, где это релле? Может кто схемой поворотников поделится?
Кстати. Если аварийкой мигать — то все ок. Но я же не могу поворачивать в обе стороны
Если нет желания морочиться с резисторами, то воткни параллельно лампу накаливания, заизолируй ее всю и кинь куда-нибудь.
Только я думаю овчинка выделки не стоит, но это уже дело личное
цитата: |
ILIS Это по-нашему — если нет проблемы, то надо ее создать, а потом героически преодолеть. Вопрос: а зачем она нужна эта так называемая "диодная лампа"? |
Целесообразность диодовой лампы (по крайней мере тех, что пестрят на прилавках всех магазинов запчастей) тайваньского пр-ва (скорее всего) неясна, так как там мало диодов и яркость их неахти.
Совершенно другое дело это полноценный кластер с диодами, где каждый диодик утоплен в свой персональный светоотражатель и прикрыт (часто) маленькой линзочкой. Это можно увидеть на примере некоторых задних фонарей иномарок типа А8, мерена и бумера 7. Но это уже совсем другая песня
Вот у меня на машине сейчас задние фонари полностью на диодах, включая поворотники, П/Т и задний ход. Правда без всех этих изысков, что на вышеперечисленных авто, но зато диоды яркостью по 7 канделей, а это достаточно за глаза. Так что диоды — рулез
smira
Да, совет действително чудный.
сопростивление там не 7-10 ом. а в районе 3 ом это в холодном состоянии. Истинное сопротивление в рабочем состоянии больше.
Например для 12 вольтовой и 5W лампочки (Другой под рукой не оказалось) сопротивление составило порядка 27 Ом, ток был 0,44А напряжение 11,9В
Для лампы, которая стоит в поворотнике нужно измерить сопротивление.
Измерить можно законом Ома: Подключить 13,5 вольт и померить ток и по закону ома подсчитать сопротивление лампы R=U/I; соответственно мощьность, о которой вы так печетесь, будет нормальной.
При правильных измерениях мощьность добавочного сопротивления будет равняться мощьности заменяемой лампы!! P=I*U или P=U^2/R
Если вам нужно, то я предоставлю вам полный расчет данного добавочного сопротивления со всеми мощностями. Специально пойду в гараж и выкручу лампу поворотника и все померею.
P.S. не Вам меня учить, уже научили в Рязанской Радиотехнической Академии
avtogen
_ViC_
Диоды четче моргают
В магазинах китай — норм лампы. Только длинные, в неправильном цоколе и диоды там работают не на номинале а гораздо тусклее
LSE
Итак, гений Лампа по мощности 21Вт, напряжение — 14В. (врядле кто на не заведенной машине ездит где 12 В) Сколько Ом?
P=U*I
I=U/R
откуда
P=U*U/R=14*14/21=9,3Ом. или 12*12/21=6,8Ом
Итак 7-9Ом. Но достаточно и 10Ом, чтоб моргало нормально.
ILIS
Все правильно, только маленькая поправка.
вместо P=U*U/R=14*14/21=9,3Ом
нужно было ниписать
P=U*U/R, отсюда R=U*U/P=14*14/21=9,3Ом примерно 10 ом, но для такой мощьности нужен как минимум проволочный резистор, который будет сильно, если не сказать дико греться.
В принципе можно опытным путем подобрать резистор начать с 1kОм и в сторону уменьшения пока схема реле нормально не заработает.
Если хотите решить проблему правильно то давайте, гений
Резистор вы такой туда не поставите, как было сказано будет греться, поплавит соседние провода, замыкание, ЭБУ спалит и пипец!
Тогда нужно заниматься реле.
Рассказать как. Интересно. Оставайтесь с нами будет еще интересней.
Как сделал дядюшка форд не знаю, но принцип один.
1) После всех лампочек, как правило стоит катушка, через которую идет ток с лампочек и в которой возникает электромагнитное поле определенной мощьности. Если одна из лампочек перегорает, то ток становится меньше и сответственно в катушке электромагнитное поле будет меньше. (вспомните физику из школы опять же).
2) В центре этой катушки стоит геркон (электрорадио элемент, который находится в состоянии "нормально разомкнут" и замыкается при наличии вокруг него электромагнитного поля). Так вот, если одна из ламп перегорает, то ток меньше => поле слабее => геркон не замыкается.
3) Дальше понадобиться небольшие навыки "юного радиотехника". Если кто то ими владеет, то поймет, если нет, то советую ознакомиться с радиотехнической литературой в которой хорошо описан процесс работы МУЛЬТИВИБРАТОРА.
Мультивибратор — релаксационный автогенератор, который представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель с обратной колекторно-эмиторной связью.
В качестве нелинейных элементов используются транзисторы, обратная связь осуществляется через емкости (временная RC — цепочка), так же присутствуют резисторы, для смещения рабочей точки и т.д. не буду вдаваться в подробности. Принцип работы в кратце: один каскад разряжается, второй заряжается формируя прямоугольные видоимпульсы в противофазе на коллекторе каждого транзистора в каждом каскаде.
Я не буду расписывать протекающие в мультивибраторе физические процессы, как там запираются транзисторы, другие входят в насыщение, разряжаются, заряжуются конденсаторы (хотя это поднадобятся для понимания работы реле) это займет страницу. а у нас не радиотехнический форум.
Длительность замкнутого и разомкнутого состояния (как раз моргине) управляется напряжением с колектора транзистора одного из каскадов данного мультивибратора.
4) Так вот, теперь развязка:
Когда замыкается геркон, то к этому мультивибратору (в RC — цепи) добовляется добавочные емкости которые настраивают схему на нормальный режим работы, на нормальные временные интервалы морганий.
Если одна из ламп сгорает, то геркон не замыкается (см п.2), то добавочной емкости нет, и схема будет работать с другими временными интервалами. Т.е. чем больше емкость — тем больше времени нужно ее зарядить и разрядить, следовательно больше интервалы моргания. Меньше емкость — интервалы меньше, заряд-разряд быстрее (моргание чаще).
Подведем итог:
Чтобы обойти это устройство, нужно всего навсего замкнуть этот геркон или просто привесить добавочную емкость (их 2). и больше не будет у вас контроля неработащих ламп и ставьте вы туда что хотите.
Можно доматать катушку что бы геркон замыкался при малых токах.
100% что этот мультивибратор сделан на микросборке (микросхеме), который обвязан как раз дополнительными сопротивлениями и емкастями, которые и настраивают данные интервалы, питают микросхему.
Вы с паяльником не разберетесь сами и ничего не сделаете (если вы конечно не радиотехник, а вы не радиотехник 100%)