Светодиодный свет на сегодняшний день является популярным способом освещения не только в квартирах, но и современных автомобилях. Диоды могут использоваться как для установки в ДХО и противотуманные фары, так и для ближнего света, а также обустройства освещения в салоне машины. Подробнее о том, что представляет светодиод, как подключить его своими руками и какие бывают виды таких лампочек, вы сможете узнать из этого материала.
Характеристики светодиодов
Светодиоды представляют собой диоды, который могут светиться в случае протекания через них тока. Свет светодиодной ленты или лампочки зависит от того, какие добавки были использованы при создании проводника. К примеру, желтое и красное освещение, а также оттенки этих цветов, возможны в результате добавления в проводник фосфора, алюминия, индия и гелия. Если в проводник добавляется люминофор голубого свечения, то цвет диода будет белым. На сегодняшний день в продаже можно найти лампы десятков различных цветов и оттенков, но их цвет зависит не от цвета корпуса самого диода, а непосредственно от химических добавок.
Конструкция источника освещения с выводом плюс и минус
Также следует отметить, что диодные элементы в прозрачном корпусе могут светиться при подключении в автомобиле абсолютно любым цветом.
Такое освещение имеет множество достоинств, среди которых:
- если сравнивать с обычными лампочками накаливания, то в данном случае уровень энергопотребления будет в десять раз меньше;
- довольно высокий ресурс эксплуатации, который может составить до десяти лет беспрерывной работы;
- также такие лампы очень прочны и практически не восприимчивы к вибрациям и ударам;
- огромное разнообразие цветов и оттенков;
- возможность функционирования при низком напряжении;
- диодные устройства в целом экологически чисты и безопасны с пожарной точки зрения — такие конструкции не содержат ядовитых элементов, соответственно, они не греются, а значит, возгорания исключаются.
Маркировка
Что касается основных характеристик и маркировки, то об этом расскажем далее. Кристалл диодного компонента монтируется в рефлектор, который изначально задает необходимый угол рассеивания. Этот световой поток проходит через специальный корпус, выполненный из эпоксидной смолы, а когда он доходит до линзы, он сразу же рассеивается. Причем рассеивается он на угол, который зависит от конструкции линзы, он может составлять от 5 до 160 градусов.
Таблица маркировки осветительных источников
Что касается маркировки, то такие диодные элементы можно условно разделить на два типа:
- Видимого излучения. Обычно используются в качестве индикаторов, а также источников подсветки в различных устройствах и девайсах.
- Инфракрасного диапазона. Такие устройства применяются в ПДУ, датчиках, контроллерах, а также всевозможных приемо-передаточных устройствах, работающих в инфракрасном диапазоне.
В любом случае, такие источники освещения маркируются при помощи цветового кода. Для начала следует выявить тип диода в соответствии с его конструкцией, а потом уточнить его по маркировке, приведенной в таблице.
Руководство по подключению
Теперь предлагаем узнать, как осуществляется включение светодиода после подключения плюса и минуса, какую схему для этого использовать можно, а какую — нельзя.
В случае с автомобилем, двенадцативольтовая бортовая сеть позволяет реализовать большие возможности в плане подключения плюса и минуса. Если производится реализация схемы в авто, то она может быть последовательной по три элемента. Большее количество деталей, как правило, в сеть уже не включаются, поскольку необходимо помнить о снижении уровня напряжения под нагрузкой. К примеру, если оно даже снизится незначительно, на один вольт, до 11 В, то это может стать причиной большой потери потока света. При обустройстве схемы и подключении плюса можно использовать резистор, но если его нет под рукой, то специалисты рекомендуют применять в таких случаях низковольтный драйвер.
Его использование обусловлено тем, что он также функционирует от двенадцативольтовой сети и также он оснащается специальным регулятором напряжения на выходе. Кроме того, драйвер должен иметь и настройку ампер, что позволит оптимально распределить ток и обеспечить качественное освещение. Кроме того, его конструкция значительно проще, чем если сравнивать с подключением к бытовой сети, такая цепь исключает необходимость использования дополнительного трансформатора, только дроссель.
Как известно, несмотря на то, что автомобильная электроцепь имеет 12 вольт, при запущенном моторе параметр напряжения может варьироваться в районе 13.5-15 вольт. Однако, если в системе происходят скачки, то этот параметр может увеличиться до 30 вольт. При отключенном силовом агрегате уровень напряжения должен составлять в районе 12-13 вольт, в данном случае все зависит от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея.
Так что при обустройстве схемы в любом случае нужно использовать стабилизатор либо стабилизированный блок питания. Тем более, что продукты китайского производства с трудом переносят скачки напряжения, поскольку в целом качество проводника на кристалле оставляет желать лучшего. Если же вы используете более качественные, фирменные варианты источников освещения, то они могут функционировать и без стабилизаторов, для них это безопасно (автор видео — канал KAR AutoCity).
Процедура установки диодных элементов в автомобиль может отличаться, в зависимости от того, какую схему вы хотите обустроить и как вы ее будете подключать.
Ниже представлен универсальный вариант этапов сборки, который позволит вам правильно все сделать:
- Перед тем, как производить сборку, ознакомьтесь с технической документацией. Вы должны точно знать характеристики источников освещения, в частности, сколько вольт в вашей цепи будет подавать каждый LED.
- Следующим этапом будет составление схемы подключения. Вариантов таких схем в Сети достаточно много, вы без проблем сможете найти что-то для себя. При составлении схемы учтите напряжение питания в электросети.
- Далее, вам необходимо будет вычислить уровень потребляемой мощности цепи в целом.
- Когда вы сделаете это, необходимо будет подобрать либо стабилизатор, либо соответствующий блок, либо драйвер, который подойдет для вашей электросхемы по мощности. Также не лишним будет правильно рассчитать резистор на тот случай, если вы планируете использовать питание со стабилизированным напряжением.
- Затем вам нужно найти правильную полярность на элементах источников освещения. Вы должны точно знать, где плюс, а где — минус. Используя паяльник и расходный материал (олово, канифоль), припаяйте провода к плюсу и минусу, после чего можно подключить источник питания (то есть кабель от бортовой сети). Подключение в данном случае будет зависеть от ваших целей — если вы хотите, чтобы освещение работало при включенном зажигании, то нужно протянуть кабель именно от зажигания.
- После того, как провода будут припаяны, необходим надежно и плотно вмонтировать диодные элементы на радиатор и зафиксировать их. Далее, собранная конструкция подключается к бортовой сети авто. Если при подключении ничего не перегорело, то проверьте на всякий случай параметр потребления энергии, нагрев диодных элементов, а также ток, который они потребляют. Если ток оказался более высоким или более низким, чем вы планировали, то этот показатель следует подкорректировать.
Учтите, хоть диоды и нормально переносят вибрации и удары, все компоненты схемы должны быть надежно зафиксированы. Это позволит предотвратить неисправности в работе источников освещения, а также появление посторонних звуков, обусловленных тряской незакрепленных элементов.
Видео «Как сделать стабилизатор напряжения для светодиодов своими руками»
Чтобы предотвратить перегорание диодных источников света, можно попытаться своими руками сделать соответствующий стабилизатор, подробная инструкция приведена на видео (автор ролика — канал Создано в Гараже).
Светодиоды для автомобиля 12 вольт представляют собой относительно новый источник освещения, который стал использоваться повсеместно не так давно. Наши соотечественники выбирают диоды из-за их эстетической красоты, а также более высокого ресурса эксплуатации. Подробнее о том, как производится подключение диодных элементов и что нужно при этом учитывать — читайте ниже.
Что необходимо учесть автолюбителю перед заменой?
Инструкция по подключению светодиодов
Параллельный способ подключения
Фотогалерея «Схемы подключения диодов»
Видео «Особенности подключения диодных ламп в авто»
Комментарии и Отзывы
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:
- 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.
- 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.
- В отличие от стандартных лампочек накаливания, светодиодные сборки позволяют более качественно осветить поверхность вокруг, что особенно хорошо для их установки в приборные панели.
- Перед покупкой следует проверить тип линзы, установленной в лампочке. Бывают узконаправленные устройства, оснащенные небольшими по размерам линзами.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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
Инструкция по подключению светодиодов
Как подключить светодиод в свой автомобиль? Какое сопротивление для светодиода нужно подобрать? Нужно ли использовать резисторы?
Ниже расскажем, как должен подключаться диодный модуль:
- Процедура подключения светодиодов к 12 вольтной сети начинается с расчета питания. Основным недостатком кластеров является то, что их яркость будет зависеть от изменения количества оборотов двигателя. Если обороты падают, мощность тоже будет снижаться. Учитывайте тот факт, что наиболее оптимальным показателем для хорошего свечения кластеров является параметр 12.5 вольт напряжения — если оно будет ниже, то свечение будет слабым.
- Конструкция кластера включает в себя диодный элементы и резистор, который, кстати, является важной составляющей любого кластера. Резисторное устройство, использующееся для погашения лишнего напряжения, ставится из расчета одна штука на три диодных элемента. Так что если вы купили целую ленту для установки в оптику, то скорее всего, вам нужно будет ее обрезать. Причем обрезание должно осуществляться только на определенных отрезках.
- Процедура подключения производится последовательным образом. То есть вам нужно будет сначала сделать кластер, подключив по очередь несколько диодов друг к другу, а конца кластера соединяются с бортовой сетью. В качестве примера рассмотрим белые диодные компоненты с мощностью 3.5 вольт. Для обычной бортовой сети на 12 В вам потребуется три диодной лампочки, которые в общей сложности будут потреблять 10.5 вольт. Последовательное подключение означает, что положительный вывод одного компонента следует подключить к отрицательному выводу другого.
- Напрямую подключать кластер пока не нужно, последовательным образом соединяется сопротивление, то есть резистор. Нужно учитывать, что сопротивление должно составлять около 100-150 Ом, а параметр мощности резистора должен быть 0.5 Вт (автор видео — канал Авторемонт и тюнинг).
Параллельный способ подключения
Чтобы подключить светодиод к 12 вольтам параллельным способом, выполните следующие действия (рассмотрен пример с диодным элементом на 3.5 вольта и током 20 мА):
- Измерьте напряжение на том участке, где будет подключен источник освещения, чтобы удостовериться в том, что соединение будет эффективным. Например, это 13 вольт.
- После этого от 13 вольт отнимается 3.5 вольта диода, получается 9.5 вольт. Все замеры делаются по формуле Ома — в нашем случае 20 мА делится на 100, получается 0.02 А.
- По этой же формуле производится вычисление сопротивления, для этого 9.5 вольт нужно поделить на 0.02. В результате узнаем, что нам нужен резистор на 475 Ом.
- На следующем этапе производится вычисление мощности — это нужно знать для того, чтобы предотвратить перегрев резисторного элемента. По нашим параметрам 9.5 умножается на 0.02 — получаем 0.19 Вт. Для предотвращения возможных сбоев мощность можно взять с запасом.
- Далее, при помощи мультиметра осуществляется замер тока на участке между диодным источником освещения и резисторным элементом. После этого на тестере ставится значение 10 ампер, а положительный вывод прибора надо подключить к плюсу аккумулятора, отрицательный вывод — к плюсу лампы.
- В конечном итоге на дисплее мультиметра должен появиться показатель в районе 20 мА. В зависимости от источника освещения, а также используемого сопротивления, параметры могут отличаться.
Фотогалерея «Схемы подключения диодов»
Заключение
Что нужно учесть, чтобы система работала правильно:
- Чтобы яркость источников освещения не изменялась, можно дополнительно добавить в цепь стабилизатор.
- При подключении нужно использовать качественное сопротивление, поскольку эффективность работы подсветки зависит именно от резистора. Кроме того, если в не хотите регулярно менять диоды, то они тоже должны быть качественными.
- Если вы не уверены в том, что сможете подключить подсветку правильно, то лучше обратиться за помощью к электрику.
- Перед подключением обязательно проверьте напряжение в бортовой сети — если оно пониженное, то нужно проверять работоспособность аккумулятора и генератора.
Цена вопроса
Стоимость диодов отличается в зависимости от их типа и предназначения. К примеру, за одну лампу головного освещения автовладельцу придется выложить от 300 до 5 тысяч рублей. Обычные диоды для установки в приборную панель стоят около 75 копеек за штуку. Отрезок диодной ленты длиной 30 см будет стоить около 600 рублей.
Видео «Особенности подключения диодных ламп в авто»
Что нужно учесть и каких ошибок нельзя допустить — рекомендации от специалиста по подключению диодных источников освещения приведены на видео ниже (автор — канал Радиолюбитель).
Очень часто мы видим на дорогах автомобили с полусгоревшими ангельскими глазками или ДХО, часть диодов на которых не светится, а другая часть неприятно моргает. Наверняка эти водители очень расстроены «качеством» диодов и лично для себя поставили точку в их использовании. Но если бы они знали – как мало нужно было сделать чтобы светодиоды не перегорали и не моргали. А именно, нужно было провести элементарный расчёт тока в сети и подключить всё правильным образом.
Расчет и подключение светодиодов.
Светодиод – это полупроводниковый прибор. Поэтому, при его включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод ("минус"), а другой – анод ("плюс"). Светодиод будет "гореть" только при прямом включении. При обратном включении светодиод "гореть" не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.
Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Нетрудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость). Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется "рабочей" зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.
Рассмотрим схему подключения одного светодиода и формулу расчета резистора (резистор может быть припаян к любому из контактов):
где Uпит – напряжение источника питания, Uпр – прямое максимальное напряжение светодиода, Iпр – прямой максимальный ток.
Для примера, рассмотрим каталог светодиодов:
Возьмем произвольный светодиод. Напряжение питания 13,6 В (Так как при работе автомобиля за счёт генератора напряжение немного выше стандартных 12 В ). Рассмотрим параметры обычного среднего светодиода. Прямой ток 5мА (0,005А). Максимальное прямое напряжение – 2,8 В. Подставим данные в формулу:
Однако нельзя забывать, что производители резисторов изготавливают их с определёнными номиналами, так что ровно на 2160 Ом возможно не удастся найти, но ближайший к этому значению будет 2200 Ом. Кроме расчета сопротивления нужно вычислить рассеиваемую на нем мощность по формуле:
Исходя из этого, при подключении светодиода АЛ102АМ к источнику питания с напряжением 13,6 В. нам потребуется резистор с сопротивлением 2,2 кОм на 0,125 Вт.
Теперь рассмотрим последовательное соединение нескольких светодиодов по формуле, которая имеет следующий вид:
где N –число подключенных светодиодов. Чтобы схема работала, необходимо соблюдение условия Uист > N•Uпр . Вследствие этого неравенства можно определить максимальное количество светодиодов при последовательном подключении:
Пример 1
Вновь используем светодиод c Uпр = 2,8 В. Вычислим максимальное количество светодиодов, которое можно последовательно подключить в цепь с источником питания 13,6 В. Воспользуемся формулой Nmax = INT(Uист/Uпр) = INT(13,6 / 2,8) = INT(4,85) = 4. В итоге получаем целое число 4 и остаток 0,85, который отбрасываем. Теперь рассчитаем резистор при максимальном количестве светодиодов. Используем формулу: 
Процесс расчета резистора при параллельном подключении светодиодов ничем не отличается от первой схемы! Та же самая школьная физика
Но справедливости ради стоит отметить, что правильное сопротивление это ещё пол беды. Есть вторая проблема – микроперепады напряжения в сети. Если машина уже имеет небольшой износ, то есть вероятность, что штатный стабилизатор напряжения допускает небольшие перепады, которые могут с лёгкостью «погубить» вашу подсветку. В этом случае рекомендуем воспользоваться стабилизатором напряжения. Более подробную информацию о нём можно почитать здесь.
Полный каталог светодиодов с техническими характеристиками(сила тока, напряжение и т.д.) можно посмотреть здесь
Пример 2
Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.
Рассчитаем сопротивление токоограничивающего резистора
R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода
Uпитания = 5 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм
То есть, надо взять резистор сопротивлением 100 Ом
Пример 3
Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.
Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт , то есть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов.
Расчет аналогичен предыдущему примеру
R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм
Пример 4
Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт
Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм
Так как светодиоды в ветвях имеют одинаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.
Пример 5
Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом, чтобы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление
Например имеются 5 разных светодиодов:
1-ый красный напряжение 3 Вольта 20 мА
2-ой зеленый напряжение 2.5 Вольта 20 мА
3-ий синий напряжение 3 Вольта 50 мА
4-ый белый напряжение 2.7 Вольта 50 мА
5-ый желтый напряжение 3.5 Вольта 30 мА
Разделяем светодиоды по группам по току
1) 1-ый и 2-ой
2) 3-ий и 4-ый
3) 5-ый
рассчитываем для каждой ветви резисторы:
Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)
Uпитания = 7 В
Uсветодиода1 = 3 В
Uсветодиода2 = 2.5 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм
Аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом
Аналогично можно расположить любое количество светодиодов
Важно! Если в расчёте получилось сопротивление с дробным значением, для котрого нет подходящего резистора – возьмите резистор с запасом (сопротивлением чуть больше)!
