บทนำ

การใช้ไฟ LED สำหรับการให้แสงสว่างและการบ่งชี้เป็นวิธีแก้ปัญหาที่น่าเชื่อถือและประหยัด ไฟ LEDมีมาก ประสิทธิภาพสูง, เชื่อถือได้, ประหยัด, ปลอดภัย, ทนทานเมื่อเทียบกับหลอดไส้และ หลอดฟลูออเรสเซนต์... บทความนี้กล่าวถึงวิธีการเปิดไฟ LED อธิบายวิธีการจ่ายไฟ LED จากคอมพิวเตอร์

LED คืออะไรและทำงานอย่างไร

ประการแรก LED คือไดโอด และเช่นเดียวกับไดโอดทั่วไป LED มีสองลีด (หน้าสัมผัสกำลัง): แอโนด (บวก) และแคโทด (ลบ) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่า LED เป็นเซมิคอนดักเตอร์นั่นคือมันนำกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น (จากแอโนดไปยังแคโทด) และไม่ดำเนินการในทิศทางตรงกันข้าม (จากแคโทดไปยังแอโนด)

ดังนั้น เพื่อให้ LED สว่างขึ้น จำเป็นต้องส่งกระแสไฟฟ้าผ่านไปยังทิศทางจากแอโนดไปยังแคโทด ในการทำเช่นนี้ควรใช้แรงดันบวกกับขั้วบวกและแรงดันลบกับขั้วลบ

นี่คือจุดเริ่มต้นของส่วนที่ไม่พึงประสงค์ที่สุด ปรากฎว่า LED ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟได้ เนื่องจากจะทำให้ LED ไหม้ทันที สาเหตุของพฤติกรรมนี้มีดังนี้ ในภาษาง่ายๆ ในชีวิตประจำวัน LED เป็นคนที่โลภและไร้เหตุผลมาก: เมื่อได้รับพลังงานไม่จำกัด มันก็เริ่มใช้พลังงานจนร่างกายไม่สามารถต้านทานได้

ตามที่เราทุกคนเดาได้ LED จำเป็นต้องมีตัวจำกัดที่เข้มงวดเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการติดตั้งตัวต้านทานแบบอนุกรมพร้อม LED ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวจำกัดกระแสและกำลังที่เชื่อถือได้ ตัวต้านทานนี้เรียกว่าตัวต้านทานจำกัด

ไฟ LED คืออะไร

ขั้นแรกให้แยกไฟ LED ได้ ตามสี: แดง เหลือง เขียว น้ำเงิน ม่วง ขาว ไฟ LED ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ทำจากพลาสติกใสไม่มีสี ดังนั้นจึงไม่สามารถบอกสีของ LED ได้โดยไม่ต้องเปิดเครื่อง

ประการที่สอง ไฟ LED สามารถแบ่งออกได้ โดยจัดอันดับการบริโภคในปัจจุบัน... รุ่นที่ใช้กระแสไฟ 10 มิลลิแอมป์ (mA) และ 20 มิลลิแอมป์ นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ควรจำไว้ว่า LED ไม่สามารถควบคุมกระแสไฟที่บริโภคได้ นั่นคือเหตุผลที่เราถูกบังคับให้ใช้ตัวต้านทานจำกัด

ประการที่สาม LED สามารถแบ่งได้ตามพารามิเตอร์เช่น แรงดันตกคร่อม เปิดสถานะ ที่จัดอันดับในปัจจุบัน แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าพารามิเตอร์นี้มักจะถูกลืมไป แต่อิทธิพลของมันก็มีความสำคัญมาก ด้วยพารามิเตอร์นี้ บางครั้งคุณสามารถกำจัดตัวต้านทานจำกัดได้

เราเชื่อมต่อ LED กับคอมพิวเตอร์

LED (s) สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้หลายวิธี

ในการเชื่อมต่อ LED เป็นไฟส่องสว่างแบบธรรมดา จะสะดวกที่จะใช้ขั้วต่อแหล่งจ่ายไฟซึ่งให้ไฟ 5 และ 12 โวลต์ สะดวกในการใช้พอร์ต LPT ของคอมพิวเตอร์เพื่อเชื่อมต่อ LED เป็นแสงและดนตรี

การเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ

แหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เป็นแหล่งพลังงานที่ดีเยี่ยมสำหรับแถบ LED หรือ LED เนื่องจากให้แรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมได้ +5 โวลต์ (V) และ +12 V

ดังนั้นตัวเชื่อมต่อจึงมีหน้าสัมผัสสี่ตัวซึ่งสายไฟสี่เส้นนั้นพอดี: สองสายเป็นสีดำ - นี่คือ "ศูนย์" หนึ่งสีแดงให้แรงดันไฟฟ้า +5 โวลต์และสีเหลืองหนึ่งอันให้ +12 โวลต์

พิจารณาแผนภาพการเชื่อมต่อ หนึ่งนำ.

พิจารณาแผนภาพการเชื่อมต่อ สองไฟ LED

พิจารณาแผนภาพการเชื่อมต่อ สามและ สี่ไฟ LED

วิธีการคำนวณแหล่งจ่ายไฟ LED”

ด้านบนเป็นไดอะแกรม สม่ำเสมอเปิดไฟ LED ยังมีวิธี ขนานเปิดไฟ LED โปรดทราบว่าการเชื่อมต่อแบบขนานหมายถึงวงจรที่เมื่อแอโนดและแคโทดของ LED ทั้งหมดมาบรรจบกันโดยตรงที่จุดสองจุด (สองคาน)

วงจรดังกล่าวโดยทั่วไปจะไม่ประหยัดและไม่ปลอดภัยสำหรับทั้งแหล่งจ่ายไฟและไฟ LED นอกจากนี้ แผนงาน ขนานการรวมมีความซับซ้อนมากขึ้นในการคำนวณซึ่งต้องการแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นเราจะใช้เฉพาะในกรณีพิเศษเท่านั้น เรามาดูกันว่าวงจรดังกล่าวเป็นอย่างไร

เนื่องจากแรงดันตกคร่อมไดโอดเหล่านี้ แรงดันไฟฟ้าถึง LED ไม่ใช่ 5 โวลต์ แต่น้อยกว่ามาก ไดโอด จำกัด ถูกเลือกเพื่อให้แรงดันถึง LEDs เท่ากับแรงดันตกในสถานะเปิด

การเชื่อมต่อ LED เข้ากับพอร์ต LPT

หลักการสากลของการคำนวณตัวต้านทาน จำกัด ได้อธิบายไว้ในบทความ "

ฟิสิกส์สักหน่อย แรงดันไฟฟ้า "U" วัดเป็นโวลต์ (V) กระแส "I" - เป็นแอมแปร์ (A) ความต้านทาน "R" เป็นโอห์ม (โอห์ม) กฎของโอห์ม: U = R * I.

ดังนั้นเราจึงตัดสินใจเปิดไฟ LED พิจารณาแรงดันไฟฟ้าที่นิยมมากที่สุด- 9, 12 V. พิจารณาตัวเลือกเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าคงที่ในการกำจัดของเราโดยไม่มีการรบกวน (เช่นแบตเตอรี่ที่นำออกจากรีโมทคอนโทรลจากทีวีอย่างช้าๆ) แล้วพิจารณาปัญหาการเชื่อมต่อกับแหล่งที่ไม่ค่อยเหมาะ (สัญญาณรบกวน แรงดันไฟฟ้าที่ไม่เสถียร ฯลฯ)

ไฟ LED ทั้งหมดมีหนึ่งดวง หลัก พารามิเตอร์ทางไฟฟ้า ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานปกติ นี่คือกระแส (I) ที่ไหลผ่าน LED ไฟ LED ไม่สามารถเรียกว่าสองหรือสามโวลต์ บรรดาผู้ที่ยังคงเรียนวิชาฟิสิกส์ที่โรงเรียนจะมีคำถามเชิงตรรกะทันที: หากไฟ LED สองดวงเหมือนกันทุกประการและมีกระแสเดียวกันไหลผ่านทั้งคู่ แรงดันไฟฟ้าจะต้องถูกนำไปใช้กับทั้งคู่ แต่ไม่มี! เทคโนโลยีการผลิตคริสตัลไม่อนุญาตให้ทำไฟ LED สองดวงที่เหมือนกัน เรียกมันว่า " ความต้านทานภายใน"และตามกฎของโอห์มคุณสามารถสรุปผลที่เหมาะสมได้ กระแสไฟจะต้องผ่าน LED (ตามพารามิเตอร์ของโรงงาน) และต้องวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัน แรงดันไฟฟ้านี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระแสไฟที่ต้องการไหลผ่าน คริสตัล LED!

พิจารณาไฟ LED ที่พบบ่อยที่สุดออกแบบมาสำหรับกระแส 20mA (เช่น 0.02A)

ตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการเชื่อมต่อ LED คือการใช้ตัวปรับกระแสไฟ... น่าเสียดาย, ตัวปรับความคงตัวสำเร็จรูปเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าตัว LED เองเราจะพิจารณาทำแบบโฮมเมดที่ค่อนข้างถูกด้านล่าง

โดยปกติแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย (ที่ I = 0.02 A) ของ LED สีแดงและสีเหลืองคือ 2.0 V (โดยปกติคือ 1.8 - 2.4 V) และของสีขาว สีน้ำเงิน และสีเขียว - 3.0 V (3.0 - 3.5 V)

ดังนั้น ผู้ขายจึงประกาศอย่างจริงจังกับคุณว่าคุณซื้อ ตัวอย่างเช่น "ไฟ LED สีแดง 2.0 V ของความสว่างดังกล่าว" - เราจะใช้คำพูดของผู้ขายในตอนนี้ ตรวจสอบ และหากไม่ใช่กรณีนี้ เราจะกลับมาและสุภาพมาก

ลองพิจารณาตัวเลือกง่ายๆ คุณพบที่บ้านเช่นแบตเตอรี่ 1.5 V จำนวน 8 ก้อนรวม 8.0 * 1.5 = 12.0 V (เราใช้ไฟฟ้าแรงสูงเพื่อให้ชัดเจน) และเราเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงที่เราซื้อ คุณได้เชื่อมต่อ? ทิ้ง LED ของคุณทิ้งเพราะมันหมด ผู้ขายบอกคุณ - 2.0 V และคุณติดมันใน 12.0 V! เราซื้ออันใหม่หรือดีกว่าแค่พวงเล็ก ๆ (รูปถ่าย) เรามอง (ไม่เพียงแต่ดูเท่านั้น แต่เรายังใช้เครื่องมือวัดอย่างกระฉับกระเฉงด้วย): มี 12.0 V เราต้องการ 2.0 V เราจำเป็นต้องใส่ 10 V พิเศษไว้ที่ไหนสักแห่ง (12.0 - 2.0 = 10.0) วิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้ตัวต้านทาน(เขาคือ - ต้านทาน). ค้นหาว่าคุณต้องการการต่อต้านแบบใด กฎของโอห์มกล่าวว่า:

U = R * ฉัน
R = U / ฉัน

กระแสที่ไหลในวงจร I = 0.02 A. แนวต้านต้องตรงกันเพื่อให้สูญเสีย 10 V และ 2.0 V ที่ต้องการไปถึง LED จากที่นี่เราพบ R ที่จำเป็น:

R = 10.0 / 0.02 = 500 โอห์ม

แรงดันต้านทานเปลี่ยนเป็นความร้อน... เพื่อให้ความต้านทานทนต่อโหลดและความร้อนที่สร้างขึ้นไม่ได้นำไปสู่ความล้มเหลว จำเป็นต้องคำนวณกำลังงานที่กระจายของความต้านทาน อย่างที่คุณทราบ (กลับมาที่บทเรียนฟิสิกส์อีกครั้ง) พลังคือ:

สำหรับความต้านทานเรามี 10.0 V ที่กระแส 0.02A เรามองว่า:

P = 10.0 * 0.02 A = 0.2 W.

เมื่อซื้อแนวต้านเราขอผู้ขาย 500 Ohm ด้วยพลังอย่างน้อย 0.2 W (ดีกว่าด้วยระยะขอบเพื่อให้วิญญาณสงบลงเช่น 0.5 W แต่ควรคำนึงถึง - ยิ่งมีพลังมากเท่าไร ขนาดเพิ่มเติม). เราเชื่อมต่อ LED (ไม่ลืมเกี่ยวกับขั้ว) ผ่านความต้านทานและสัมผัสคลื่นแห่งความสุข - มันส่องแสง!

ตอนนี้เราตัดวงจรระหว่างความต้านทานกับ LED แล้วเปิด เครื่องมือวัดและวัดกระแสที่ไหลในวงจร หากกระแสไฟน้อยกว่า 20 mA จำเป็นต้องลดความต้านทานลงเล็กน้อย หากมากกว่า 20 mA ให้เพิ่ม นั่นคือทั้งหมด! หลังจากได้รับกระแส 20 mA เราจึงบรรลุการทำงานที่ดีที่สุดของ LED และในโหมดนี้ผู้ผลิตรับประกันการทำงานต่อเนื่อง 10 ปี เรานั่งลงและรอ 10 ปี ถ้ามีอะไรผิดพลาด เราเขียนคำร้องไปที่โรงงาน เมื่อแบตเตอรี่หมด ความสว่างของ LED จะลดลง หลังจากที่แบตเตอรี่หมด "หมด" แล้ว พวกเขาจะต้องใส่กลับเข้าไปในรีโมท แสร้งทำเป็นว่าเป็นเช่นนั้น หรือตัวอย่างเช่น ประกาศให้ทุกคนทราบว่าพายุแม่เหล็กหรือกิจกรรมที่มากเกินไปของดวงอาทิตย์ที่มีอิทธิพลต่อการตายของแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว

เราทำถูกต้องแล้ว แต่โดยปกติผู้ผลิตจะระบุแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยสำหรับชุด LED ที่กระแสไฟที่เหมาะสมที่สุด และไม่มีใครมารบกวนการเลือกปัจจุบันที่แน่นอน ดังนั้น ตัวอย่างที่เหลือจะได้รับการพิจารณาจากข้อมูลแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย ไม่ใช่ปัจจุบัน (และเราจะไม่บอกใครว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องทั้งหมด!)

ตอนนี้เรามาตัดสินใจเกี่ยวกับการเชื่อมต่อของไฟ LED หลายดวง เราเชื่อมต่อ 2 สีแดงในซีรีส์ 2 ชิ้น * 2.0 = 4.0 V. แรงดันไฟฟ้าคือ 12 V ดังนั้นส่วนพิเศษคือ 8.0 V. R = 8.0 / 0.02 = 400 โอห์ม P = 8.0 * 0.2 = 0.16 วัตต์

ถ้า 6 ชิ้น - 6 ชิ้น * 2.0V = 12V ไม่ต้องใช้แรงต้าน

เช่นเดียวกันกับสีน้ำเงิน (3.0V): 3 ชิ้น x 3.0V = 9.0V 12.0V - 9.0V = 3.0V R = 3.0 / 0.02 = 150 โอห์ม P = 3.0 * 0.02 = 0.06 W.

หากเรามีแบตเตอรี่ 3 ก้อนขนาด 1.5 โวลต์และตัวอย่างเช่น LED สีน้ำเงินหนึ่งดวงที่เราจำเป็นต้องจ่าย 3.5 V เพื่อให้ได้กระแสไฟที่ต้องการ 20 mA (0.02A): 3 ชิ้น * 1.5 V = 4.5 V ( แหล่งจ่าย แรงดันไฟฟ้า). ฟุ่มเฟือย: 4.5 V - 3.5 V = 1.0 V. R = U / I = 1.0 V / 0.02 A = 50 โอห์ม P = U * I = 1.0 V * 0.02 A = 0.02 W

ตอนนี้พิจารณามากขึ้น ตัวเลือกที่ยาก... จำเป็นต้องเชื่อมต่อ 2.0V สีแดง 30 ชิ้นถึง 12V สีแดง ที่ 12V เราสามารถเชื่อมต่อได้เพียง 6 ชิ้นโดยไม่มีความต้านทาน เชื่อมต่อ 6 ชิ้นเป็นอนุกรมแล้วเชื่อมต่อ - เปิดอยู่ เราเชื่อมต่ออีก 6 ชิ้นและเชื่อมต่อแบบขนานกับชิ้นแรก ในกรณีนี้ ทุกๆ 6 ชิ้น กระแส 0.02A จะไหล เราจะได้ 5 โซ่ที่มีกระแสรวม 5 * 0.02A = 0.1A (แบตเตอรี่จะอยู่ได้ไม่นาน)

จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับ 3.5V สีเขียว 30 ชิ้น 12V 30 ชิ้น สำหรับ 12V เราสามารถเชื่อมต่อได้: 12V / 3.5V = 3.43 ชิ้น เราจะไม่ตัด 0.43 ส่วนจาก LED ที่สี่ แต่เชื่อมต่อ 3 ชิ้น + ความต้านทาน: 3 ชิ้น * 3.5V = 10.5 V. แรงดันส่วนเกิน: 12.0 V - 10.5 V = 1.5 V. ความต้านทาน R = 1.5V / 0.02A = 75 โอห์มที่กำลัง P = 1.5 * 0.02 = 0.03 W. หากจู่ๆ ไฟ LED หนึ่งดวงขาดโดยไม่ได้ตั้งใจในระหว่างกระบวนการติดตั้งและเหลือเพียง 29 ดวง จากนั้นเราเชื่อมต่อโซ่ 9 อันละ 3 ชิ้นและโซ่หนึ่ง 2 ชิ้น + ความต้านทาน R = 250 โอห์ม, P = 0.1W

มหัศจรรย์. ดังนั้นเราจึงจำพื้นฐานของฟิสิกส์ได้เล็กน้อย ทีนี้มาดูวงจรสวิตชิ่ง LED ที่เสถียรกว่ากัน มาใส่ปัญหาทางเทคนิคของการเชื่อมต่อในจิตใจของโลกที่กำลังพัฒนา วงจรรวม... มาสัมผัสการผลิตโคลงปัจจุบันกันเถอะ มันค่อนข้างง่าย สิ่งสำคัญคือการหาการเงินพิเศษในกระเป๋าของคุณ มีไมโครเซอร์กิต KR142EN12 ( คู่ต่างชาติ LM317) ซึ่งช่วยให้คุณสร้างตัวควบคุมกระแสไฟที่ง่ายมาก ในการเชื่อมต่อ LED (ดูรูป) คำนวณค่าความต้านทาน R = 1.2 / I (1.2 คือแรงดันตกที่ไม่ได้อยู่ในโคลง) นั่นคือที่กระแส 20 mA R = 1.2 / 0.02 = 60 โอห์ม สเตบิไลเซอร์ได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 35 โวลต์ ไม่ควรใส่แบบนี้และใช้ไฟสูงสุด 20 โวลต์ ด้วยการรวมนี้ ตัวอย่างเช่น ไฟ LED สีขาวที่ 3.3 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าสามารถจ่ายให้กับตัวกันโคลงได้ตั้งแต่ 4.5 ถึง 20 โวลต์ ในขณะที่กระแสไฟบน LED จะสอดคล้องกับค่าคงที่ 20 mA! ที่ 20 โวลต์ เราพบว่าไฟ LED สีขาว 5 ดวงสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโคลงดังกล่าว โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับแรงดันไฟในแต่ละตัว กระแสในวงจรจะไหล 20mA (แรงดันไฟส่วนเกินจะดับบนตัวกันโคลง)

สำคัญ!!! อุปกรณ์ที่มี LED จำนวนมากมีกระแสไฟสูง ห้ามมิให้เชื่อมต่ออุปกรณ์ดังกล่าวกับแหล่งพลังงานที่เปิดอยู่โดยเด็ดขาด ในกรณีนี้จุดเชื่อมต่อจะเกิดประกายไฟซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของพัลส์กระแสขนาดใหญ่ในวงจร ชีพจรนี้ทำลาย LED (โดยเฉพาะสีน้ำเงินและสีขาว) หากไฟ LED ทำงานในโหมดไดนามิก (เปิด ปิด และกะพริบตลอดเวลา) และโหมดนี้ใช้รีเลย์ คุณควรยกเว้นการเกิดประกายไฟบนหน้าสัมผัสรีเลย์

แต่ละสตริงควรประกอบขึ้นจากไฟ LED ของพารามิเตอร์เดียวกันและผู้ผลิตรายเดียวกัน

ที่สำคัญ!!! การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมส่งผลต่อกระแสที่ไหลผ่านผลึก ดังนั้นจึงควรผลิตอุปกรณ์เพื่อให้กระแสไฟที่ไหลผ่าน LED ไม่ใช่ 20mA แต่เป็น 17-18mA การสูญเสียความสว่างจะไม่มีนัยสำคัญ แต่ ระยะยาวมีบริการ

เพียงแค่เชื่อมต่อ LED และเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่จากรีโมทคอนโทรลก็ไม่น่าสนใจ พวกเขาจะต้องบัดกรีเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บางอย่าง (เช่น เครื่องดูดฝุ่นเพื่อให้คุณสามารถเห็นการดูดฝุ่นแต่ละจุด ที่นี่คุณต้องคำนึงทันทีว่ามี 220 โวลต์ที่เป็นอันตรายในเครื่องดูดฝุ่นและแม้กระทั่ง แรงดันไฟฟ้าเป็นตัวแปรซึ่งไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อ LEDs สำหรับสิ่งนี้คุณต้องทำ หน่วยพิเศษแหล่งจ่ายไฟ แต่เราจะไม่พูดถึงหัวข้อนี้ในตอนนี้)

จำเป็นต้องหาอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่และตกแต่งด้วยไฟ LED อย่างมากมาย นี่คือจุดที่เจ้าของม้าจักรกลส่วนตัว (auto-moto-bike-scooter) ที่มีความสุขออกมาข้างหน้า ท้ายที่สุด คุณสามารถแขวนยานพาหนะที่คุณชื่นชอบด้วยไฟ LED เพื่อให้ผู้สัญจรไปมาไม่ต้องสงสัยเลยว่าคุณผ่านไปแล้ว ต้นคริสต์มาสแต่ไม่ใช่เป็นพาหนะในการเดินทาง เราต้องเตือนทันทีว่าเจ้าหน้าที่ตำรวจจราจรบางคนปราบปรามการใช้ปริมาณความสว่างและสีในทางที่ผิด นอกจากนี้ คุณไม่ควรทำไฟเบรกที่มีความสว่างเกินความสว่างของไฟหน้าด้วย ไฟสูง- อันนี้ออกจะกวนประสาทหน่อยๆ สำหรับคนที่ขับรถตามหลัง ซึ่งสุดท้ายก็ส่งผลเสียต่อร่างกายได้ (โดยเฉพาะที่หน้า) แต่อย่าอารมณ์เสียเพราะข้างในยังมีที่ว่าง !!! คุณสามารถใช้จินตนาการทั้งหมดของคุณที่นั่น (เช่น เน้นใบหน้าคนขับเป็นสีน้ำเงินจากด้านล่าง ซึ่งจะทำให้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบไม่ตรวจสอบเอกสาร)

ควรระลึกไว้เสมอว่าแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายของรถที่ใช้งานได้ไม่ใช่ 12V แต่เป็น 14.5 V ขอแนะนำให้ตรวจสอบสิ่งนี้กับอุปกรณ์เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน (ถ้ามีเครื่องยนต์อยู่แน่นอน) ). นอกจากนี้ในเครือข่ายออนบอร์ดของม้าเหล็กมีสัญญาณรบกวนมากมายที่ไม่ต้องการและบางครั้งแรงดันไฟฟ้าก็ไม่คงที่มาก เพื่อระงับสัญญาณรบกวนที่อินพุตของอุปกรณ์ส่องสว่างของคุณ คุณสามารถประกอบวงจรอย่างง่ายจากสองส่วน - ไดโอดและตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (รูปภาพ) ตัวเก็บประจุและไดโอด เช่น LED มีขั้ว แรงดันใช้งาน และค่ากระแส (ไดโอด) หลังจากติดตั้งไดโอดและตัวเก็บประจุ จำเป็นต้องวัดแรงดันไฟฟ้า Uout (จะไม่ตรงกับ Uin) แล้วคำนวณรูปแบบการเชื่อมต่อ LED

หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับแรงดันไฟคงที่ของเครือข่ายออนบอร์ด คุณสามารถใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าในตัวแบบพิเศษได้ พวกเขาให้แรงดันคงที่ที่เอาท์พุทที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่แตกต่างกัน (พอสมควร) หรือเด้ง (เช่นม้า)

ตัวแทนที่ง่ายที่สุดคือ K142EN8A หรือ KREN8A (9 โวลต์) และ K142EN8B หรือ KREN8B (12 โวลต์) ราคาโดยประมาณของชิ้นส่วนดังกล่าวคือ 5-15 รูเบิล (ขึ้นอยู่กับความโลภของผู้ขาย) เหล่านั้น. ควรถามผู้ขายอย่างภาคภูมิใจ "KRENKA เช่นสำหรับ 9V" เขาจะเข้าใจทุกอย่างทันทีและเมื่อเห็นผู้เชี่ยวชาญรายใหญ่ในตัวคุณเขาจะไม่กล้าโกง (ขายแอนะล็อกต่างประเทศด้วย) ไมโครเซอร์กิตมีเพียงสามขา และหากคุณไม่เคยหลงทางในต้นสนสามต้นในชีวิต มันก็จะเข้าใจได้ไม่ยาก เราใช้ไม้กันโคลงด้วยมือซ้ายโดยเอาเท้าลงและจารึกตัวเองด้วยนิ้วชี้ มือขวาจากซ้ายไปขวาจิ้มที่ขา อันแรกคือทางเข้า (+) อันตรงกลางคือตึก (-) ทางออกขวา (+) (รูปถ่าย). คุณต้องเชื่อมต่อตามภาพ ที่เอาต์พุตเราได้รับแรงดันคงที่ 9 หรือ 12 โวลต์ จากสิ่งนี้ เราคำนวณเช่นเดียวกับในตอนต้นของบทความ วงจรสวิตชิ่ง LED ทำไมต้อง 9V หรือ 12V? ที่ 9V ไฟ LED สีฟ้าสีเขียวหรือสีขาว 3 ชิ้นเชื่อมต่อกันอย่างดี (ในอัตรา 3.0V / ชิ้น) สำหรับ 12V - สีแดงหรือสีเหลือง 6 ชิ้น (2.0V / ชิ้น) หรือสีน้ำเงินสีเขียวหรือสีขาว 4 ชิ้น เช่น อี ไม่จำเป็นต้องมีแนวต้านเพิ่มเติม ต้องติดตั้งไมโครเซอร์กิต (ที่มีไฟ LED จำนวนมาก) บนหม้อน้ำ KREN8B ออกแบบมาสำหรับ โหลดสูงสุดที่ 1.5A (ปัจจุบันจะร้อนมาก) ห้ามใช้แรงดันไฟฟ้าเกิน 35 โวลต์กับอินพุต แรงดันไฟขาเข้าต้องสูงกว่าแรงดันไฟขาออกอย่างน้อย 3V มิฉะนั้น ตัวกันโคลงจะไม่ทำงาน

โดยสรุป คุณควรให้ความสนใจกับปัญหาต่างๆ เช่น การบัดกรีและการติดตั้ง LED นี่ก็มากเช่นกัน คำถามสำคัญที่ส่งผลต่อการดำรงอยู่ของพวกเขา

คุณไม่ควรบัดกรี LED กับหัวแร้งเก่าของคุณปู่ของคุณ ซึ่งถูกให้ความร้อนในเตาและใช้สำหรับอุดรูในหม้อ คุณควรใช้หัวแร้งกำลังต่ำที่มีอุณหภูมิปลายไม่เกิน 260 องศาและบัดกรีไม่เกิน 3-5 วินาที (คำแนะนำของผู้ผลิต) ไม่ต้องใช้แหนบทางการแพทย์เมื่อทำการบัดกรี LED ถูกยึดด้วยแหนบที่สูงกว่าเคส ซึ่งช่วยระบายความร้อนเพิ่มเติมจากคริสตัลในระหว่างการบัดกรี

ขาของ LED ควรโค้งงอด้วยรัศมีขนาดเล็ก (เพื่อไม่ให้หัก เราไม่ง้อคนพิการ!) อันเป็นผลมาจากการโค้งงอที่ซับซ้อน ขาที่ฐานของเคสควรอยู่ในตำแหน่งโรงงานและควรขนานกันและไม่เกร็ง (ไม่เช่นนั้นคริสตัลจะอ่อนล้าและตกลงมาจากขา)

การรวบรวมไฟ LED ให้เป็นปาฏิหาริย์ขนาดใหญ่หนึ่งดวงนั้นดีที่สุดบนแฟลตบางอัน วัสดุแผ่น(พลาสติก ลูกแก้ว ฯลฯ) หลังจากเจาะรูแล้ว ขนาดที่เหมาะสมโดยเส้นผ่านศูนย์กลางของเคส (คุณจะต้องเชี่ยวชาญมากกว่านี้ เครื่องมือวัดและสว่าน)

โปรดจำไว้ว่า LED เป็นอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนและต้องได้รับการจัดการตามนั้น (เมื่อบัดกรีคุณสามารถร้องเพลงเพื่อให้ใช้งานได้นาน)

เพื่อป้องกันอุปกรณ์ของคุณจากรถยนต์และรถยนต์จากอุปกรณ์ (เพราะตอนนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าอันไหนน่าเชื่อถือกว่า) ควรติดตั้งฟิวส์

ในบทความนี้ ฉันจะพยายามอธิบายหลักการพื้นฐานของการจ่ายไฟ LED ให้ง่ายที่สุด ฉันจะยกตัวอย่างโครงร่างสำหรับการเปิดไฟ LED และพยายามพิจารณาข้อผิดพลาดทั่วไปที่ผู้เริ่มต้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำเมื่อเลือกรูปแบบการเชื่อมต่อ LED หากผู้อ่านรู้กฎของโอห์ม รู้วิธีประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ บทความนี้จะพบน้อย ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เพื่อตัวคุณเอง.

ความเกี่ยวข้องของหัวข้อดังกล่าวเติบโตขึ้นตั้งแต่มีไฟ LED ที่ทรงพลังปรากฏขึ้น ซึ่งเริ่มมีการใช้งานเกือบทุกที่ (การให้แสงสว่างแก่บ้าน สถานที่ทำงาน สถานที่ทำงาน ต่างๆ ไฟ LED,อุปกรณ์ไฟส่องสว่างอัตโนมัติและไม่เพียงเท่านั้น). มีความเป็นไปได้สูงที่คนที่ไม่เคยชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องเผชิญหน้าที่เช่นการเชื่อมต่อ LED

LED ซึ่งแตกต่างจากหลอดไส้ทั่วไปมี ลักษณะทางเทคนิคล้นหลาม พารามิเตอร์ต่างๆ... เราไม่ต้องการสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด เพื่อเลือกโหมดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ LED เมื่อเปิดเครื่องและไม่ทำให้ไฟดับเมื่อคุณเปิดเครื่องเป็นครั้งแรก ก็เพียงพอที่จะใส่ใจกับลักษณะเช่น:

1. กระแสไปข้างหน้าคงที่
2. แรงดันไปข้างหน้าคงที่
3. ความเข้มของการส่องสว่าง
4. สีเรืองแสง

กระแสตรงโดยตรง (ในเอกสารอ้างอิงถูกกำหนดให้เป็น Ipr หรือการกำหนด Io ต่างประเทศ) กำหนดว่ากระแสใดในโหมดต่อเนื่องที่สามารถส่งผ่าน LED ในทิศทางไปข้างหน้า ทิศทางไปข้างหน้าของกระแสคือเมื่อศักย์ที่ขั้วบวกสูงกว่าที่ขั้วลบของ LED

ในกรณีนี้ เราสนใจทิศทางไปข้างหน้า เนื่องจากไฟ LED ไม่สว่างขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม

แรงดันไปข้างหน้าคงที่ (ในวรรณคดีเรียกว่า Upr หรือการกำหนด VFM ต่างประเทศ) กำหนดว่าแรงดันใดที่จะตกบน LED เมื่อกระแสไหลผ่านในทิศทางไปข้างหน้า

ความเข้มแสงกำหนดความเข้ม ฟลักซ์ส่องสว่างที่ปล่อยออกมาจาก LED ทุกอย่างง่ายที่นี่ ยิ่ง LED สว่างขึ้นมากเท่านั้น

สีเรืองแสง (แดง เขียว น้ำเงิน ฯลฯ) จะแสดงเป็นตัวเลขเป็นความยาวคลื่น

ตามหลักการแล้ว แหล่งจ่ายกระแสไฟที่เสถียรจะใช้จ่ายไฟให้กับ LED นั่นคือ ไม่จำเป็นต้องทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ เนื่องจากแรงดันไฟ LED จะลดลงมากตามที่ระบุไว้ในพารามิเตอร์ Upr ดังนั้นคลาสสิกและมากที่สุด วงจรง่ายๆเปิดไฟ LED

จากข้อดีมีเพียงความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือเท่านั้นที่นึกถึงตามกฎแล้วรูปแบบดังกล่าวใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟเล็กน้อย ไฟ LED กำลังสูงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวชี้วัดใน อุปกรณ์ต่างๆ... โครงการนี้สามารถพบได้ในมากที่สุด ไฟฉายธรรมดา... ข้อเสียของวงจรนี้คือประสิทธิภาพต่ำ ยิ่ง LED มีกำลังมาก ความต้านทานก็จะสูญเสียมากขึ้น ด้วยเหตุนี้วงจรดังกล่าวจึงไม่ใช้ในอุปกรณ์ประหยัด ความต้านทานของตัวต้านทานคำนวณโดยสูตร:

R = (Ust-Upr) / I

R - ความต้านทานตัวต้านทานของหน่วยวัดโอห์ม (โอห์ม)


I - กระแสที่คุณต้องการผ่านหน่วยวัด LED A (แอมแปร์)

หลังจากคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานแล้ว คุณต้องคำนวณกำลังของมัน

P = (Ust-Upr) * ฉัน

P - กำลังกระจายบนหน่วยความต้านทาน W (วัตต์)
Uist - แรงดันของแหล่งกำเนิดหน่วยวัด V (โวลต์)
Upr - แรงดันไปข้างหน้าคงที่ของหน่วยวัด LED V (โวลต์)
ผม - กระแสผ่านตัวต้านทานในกรณีนี้ตรงกับกระแสผ่าน LED ของหน่วยวัด A (แอมแปร์)

ตัวอย่างการคำนวณ:

นั่นคือเมื่อเปิดไฟ LED 10 วัตต์ด้วยวิธีนี้บนตัวต้านทาน การสูญเสียความร้อนจะเป็น 4.86 วัตต์ นอกจากนี้ วงจรสวิตชิ่ง LED นี้ไม่ทำให้กระแสผ่าน LED เสถียร กล่าวคือ หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายเปลี่ยนไป กระแสผ่าน LED ก็จะเปลี่ยนไปด้วย ไดอะแกรมต่อไปนี้ปราศจากข้อเสียเปรียบนี้

นี่คือบทบาทของตัวกันโคลงในปัจจุบันที่แพร่หลาย โคลงหนึ่งตัว LM317. น่าเสียดายที่ประสิทธิภาพของวงจรนี้ก็ต่ำมากเช่นกัน วงจรที่ใช้ตัวปรับความเสถียร PWM นั้นปราศจากข้อเสียทั้งหมดข้างต้น

วงจรดังกล่าวมักเรียกว่าไดรเวอร์ LED สามารถซื้ออุปกรณ์สำเร็จรูปได้ที่ร้านวิทยุซึ่งมีลักษณะดังนี้

มันขึ้นอยู่กับโคลง PWM ประสิทธิภาพของความคงตัวดังกล่าวอยู่ภายใน 90% นั่นคือเมื่อเปิด LED 10 วัตต์ผ่านมัน 1W จะถูกปล่อยออกมา (ไดรเวอร์)

และในตอนท้าย เล็กน้อยเกี่ยวกับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของ LED

รูปด้านซ้ายแสดงไดอะแกรม การรวมตามลำดับไฟ LED สามดวง, ขวา การเชื่อมต่อแบบขนานไฟ LED สามดวง บนอินเทอร์เน็ต คุณสามารถหาวงจรสำหรับการเชื่อมต่อแบบขนานของ LED ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสแต่ละตัว

ฉันไม่แนะนำให้ใช้การรวมดังกล่าว แรงดันตกโดยตรง (แม้ใน LED ของแบทช์เดียวกัน) นั้นแตกต่างกัน เป็นผลให้กระแสที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจะไหลผ่าน LED ซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลวของ LED ตะกละมากที่สุด แล้วก็คนอื่นๆ ทั้งหมด นั่นคือทั้งหมดที่

แม้ว่าไฟ LED (ไฟ) จะถูกนำมาใช้ในโลกตั้งแต่ยุค 60 แต่คำถามเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่ออย่างถูกต้องยังคงมีความเกี่ยวข้องอยู่ในปัจจุบัน

ในการเริ่มต้น LED ทั้งหมดใช้พลังงานจาก กระแสตรง... สำหรับพวกเขา ขั้วของการเชื่อมต่อหรือตำแหน่งของบวกและลบเป็นสิ่งสำคัญ หากเชื่อมต่อไม่ถูกต้อง ไฟ LED จะไม่ทำงาน

วิธีการกำหนดขั้วของ LED

ขั้วของ LED สามารถกำหนดได้สามวิธี:

เอ็นบี แม้ว่าในทางปฏิบัติ บางครั้งวิธีหลังก็ไม่ได้รับการยืนยัน

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าหาก LED ไม่ได้เชื่อมต่ออย่างถูกต้องในช่วงเวลาสั้น ๆ (1-2 วินาที) จะไม่มีสิ่งใดที่ไหม้เกรียมและไม่เลวร้ายเกิดขึ้น เนื่องจากไดโอดทำงานในทิศทางเดียว แต่ไม่ใช่ในทิศทางตรงกันข้าม มันสามารถเผาไหม้ได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น

แรงดันไฟฟ้าที่ระบุสำหรับ LED ส่วนใหญ่คือ 2.2 - 3 โวลต์ แถบ LEDและโมดูลที่ทำงานตั้งแต่ 12 โวลต์ขึ้นไปมีตัวต้านทานอยู่ในวงจรอยู่แล้ว

วิธีต่อ LED เข้ากับไฟ 12 โวลต์

ห้ามมิให้เชื่อมต่อ LED โดยตรงกับ 12 โวลต์ ไฟจะดับในเสี้ยววินาที ต้องใช้ตัวต้านทานจำกัด (ความต้านทาน) ขนาดตัวต้านทานคำนวณโดยสูตร:

R = (อัพ-อัพ) / 0.75I,

โดยที่ R คือค่าความต้านทานของตัวต้านทาน

Usup และ Upp - แรงดันไฟและตก;

ฉัน - ผ่านกระแส

0.75 - ค่าสัมประสิทธิ์ความน่าเชื่อถือสำหรับ LED (ค่าคงที่)

เพื่อความชัดเจน ลองพิจารณาใช้ตัวอย่างการเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงกับแบตเตอรี่รถยนต์ 12 โวลต์

ในกรณีนี้:

• Usup - 12 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าในแบตเตอรี่รถยนต์)
• Ufall - 2.2 โวลต์ (แรงดันไฟ LED)
• I - 10 mA หรือ 0.01 A (กระแสไฟ LED หนึ่งดวง)

จากสูตรข้างต้น จะได้ R = (12-2.2) /0.75*0.01 = 1306 Ohm หรือ 1.306 kOhm

ที่ใกล้ที่สุด ค่ามาตรฐานตัวต้านทาน - 1.3 กิโลโอห์ม

นั่นไม่ใช่ทั้งหมด. จำเป็นต้องคำนวณกำลังขั้นต่ำที่ต้องการของตัวต้านทาน

แต่ก่อนอื่น มากำหนดกระแสที่แท้จริงกันก่อน (อาจแตกต่างไปจากที่กล่าวไว้ข้างต้น)

สูตร: I = U / (Rres. + Rlight)

• Rlight - ความต้านทาน LED:

Upad.nom. / อินอม. = 2.2 / 0.01 = 220 โอห์ม,

จากนี้ไปจะเป็นไปตามกระแสในวงจร

ผม = 12 / (1300 + 220) = 0.007 A

แรงดันตกจริงของ LED จะเป็น:

ในที่สุดพลังคือ:

P = (Usup. - Ufall.) ² / R = (12 -1.54) ² / 1300 = 0.0841 W)

คุณควรใช้พลังของค่ามาตรฐานเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในกรณีนี้ 0.125 W เหมาะสมกว่า

ดังนั้นในการเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงกับ 12 โวลต์อย่างถูกต้อง (แบตเตอรี่อัตโนมัติ) คุณจะต้องใส่ตัวต้านทานลงในวงจรที่มีความต้านทาน 1.3 kΩและอำนาจ 0.125 วัตต์

ตัวต้านทานสามารถต่อเข้ากับขาทั้งสองข้างของ LED ได้

ใครก็ตามในโรงเรียนในวิชาคณิตศาสตร์ล้วนแต่เป็นคนสองคน มีตัวเลือกที่ง่ายกว่านี้ เมื่อซื้อ LED จากร้านวิทยุ ให้ถามผู้ขายว่าต้องใส่ตัวต้านทานใดในวงจร อย่าลืมระบุแรงดันไฟฟ้าในวงจร

วิธีเชื่อมต่อ LED กับ 220v

มิติของความต้านทานในกรณีนี้คำนวณในลักษณะเดียวกัน

ข้อมูลเบื้องต้นเหมือนกัน LED ที่มีการบริโภค 10 mA และแรงดันไฟฟ้า 2.2 โวลต์

เฉพาะแรงดันไฟ 220 โวลต์เท่านั้น

R = (อัพ.-อัพ.) / (ผม * 0.75)

R = (220 - 2.2) / (0.01 * 0.75) = 29040 โอห์มหรือ 29.040 kOhm

ตัวต้านทานมาตรฐาน 30 kΩ ที่ระบุใกล้เคียงที่สุด

กำลังคำนวณโดยใช้สูตรเดียวกัน

ในการเริ่มต้น เรากำหนดกระแสไฟที่ใช้จริง:

I = U / (Rres. + Rlight)

Rlight = Upad.nom. / อินอม. = 2.2 / 0.01 = 220 โอห์ม,

และจากนี้ไปกระแสในวงจรจะเป็นดังนี้

ผม = 220 / (30,000 + 220) = 0.007 A

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตกจริงของ LED จะเป็นดังนี้:

Ufall.light = Rlight * I = 220 * 0.007 = 1.54 V

และในที่สุดพลังของตัวต้านทาน:

P = (Usup. - Ufall.) ² / R = (220 -1.54) ² / 30000 = 1.59 W)

พลังต้านทานควรมีอย่างน้อย 1.59 W ควรจะมากกว่านั้นเล็กน้อย ค่ามาตรฐานที่สูงกว่าที่ใกล้ที่สุดคือ 2 W

ดังนั้น ในการเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงกับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ เราต้องการ วงจรไฟฟ้าวางตัวต้านทานที่มีค่าเล็กน้อย 30 kΩและอำนาจ 2 วัตต์.

แต่!เนื่องจากในกรณีนี้กระแสไฟจะสลับกัน ไฟ LED จะเผาไหม้ในครึ่งเฟสเดียวเท่านั้น กล่าวคือ มันจะกะพริบเร็วมาก ที่ประมาณ 25 กะพริบต่อวินาที ตามนุษย์ไม่รับรู้สิ่งนี้และดูเหมือนว่าแสงมักจะเปิดอยู่ แต่ในความเป็นจริง มันจะยังคงข้ามการฝ่าวงล้อมย้อนกลับ แม้ว่าจะทำงานในทิศทางเดียวเท่านั้น ในการทำเช่นนี้ คุณต้องใส่ไดโอดแบบย้อนกลับในวงจรเพื่อให้เครือข่ายสมดุลและป้องกัน LED จากความล้มเหลวก่อนวัยอันควร

หรือไดโอดเปล่งแสง ( ภาษาอังกฤษ... LED Light-emitting diode) - อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีจุดต่ออิเล็กตรอน-รูที่สร้างการแผ่รังสีแสงเมื่อผ่านเข้าไป กระแสไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้า กล่าวอีกนัยหนึ่งจะเรืองแสงเมื่อกระแสไหลผ่าน ดูเหมือนหลอดไส้ธรรมดา แต่โครงสร้าง LED นั้นซับซ้อนกว่า บทความกล่าวถึงคุณสมบัติของ LED วิธีการเชื่อมต่อ LED อย่างถูกต้อง และวิธีการคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED

คุณสมบัติ LED

เพื่อให้เข้าใจวิธีเชื่อมต่อ LED อย่างถูกต้อง คุณต้องเข้าใจคุณสมบัติบางอย่าง:

• LED ถูกขับเคลื่อนโดยกระแส... แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับ LED ไม่เกี่ยวข้อง สามารถเป็น 3V หรือ 1000V สิ่งสำคัญคือการทนต่อกระแสไฟที่ต้องการ เมื่อไม่มีกระแสไฟ LED จะสว่างกว่าที่ทำได้ เมื่อกระแสไฟเกิน ไฟ LED จะสว่างขึ้นแต่จะร้อนจัด LED ที่ส่งผ่านกระแสมากกว่าที่คาดไว้จะร้อนเกินไปและจะไม่ทำงานนาน ในกรณีนี้ จะดีกว่าเสมอที่จะ "เติมน้อยไป"
• แรงดันตก. ลักษณะสำคัญ LED - แรงดันตก ค่านี้แสดงว่า โวลต์แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเมื่อผ่าน LED เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม ตัวอย่างเช่น if แรงดันไฟ LED ตก 3.4 โวลต์จากนั้นด้วยแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์หลังจาก LED แรก 12-3.4 = 8.6 โวลต์ยังคงอยู่ ในวินาทีที่สอง อีก 3.4 โวลต์จะหายไป คงเหลือ 8.6-3.4 = 5.2V และหลังจากครั้งที่สาม 5.2-3.4 = 1.8 โวลต์จะยังคงอยู่ ซึ่งน้อยกว่าแรงดันตกคร่อมของ LED ซึ่งหมายความว่าเราจะไม่สามารถจ่ายไฟให้ LED ได้มากขึ้น
• ระบอบอุณหภูมิไฟ LED จะร้อนขึ้นในขณะที่เรืองแสง ยิ่ง LED มีพลังมากเท่าไหร่ก็ยิ่งร้อนขึ้นเท่านั้น ในกรณีของไฟ LED พลังงานต่ำในกล่องพลาสติก ความร้อนอาจถูกละเลย หากคุณกำลังเผชิญกับไฟ LED ที่ให้พลังงานสูงและสว่างมาก คุณต้องคิดถึงการระบายความร้อน
• ขั้ว... เมื่อเชื่อมต่อ LED คุณต้องสังเกตขั้ว หากคุณสับสนระหว่างบวกและลบจะไม่มีอะไรเลวร้ายเป็นพิเศษ แต่ LED จะไม่ส่องแสงและกระแสจะไม่ผ่าน LED มี 2 เอาต์พุต: แอโนดและแคโทด ขั้วบวกเป็นข้อสรุปในเชิงบวก เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ แคโทดเป็นลบ มันเชื่อมต่อกับลบ (กราวด์) ถือ LED ไว้ในมือ ลีดสามารถแยกความแตกต่างได้ตามความยาวของมัน: ขั้วบวกถูกสร้างขึ้นให้ยาวกว่าแคโทด ภายในหลอด LED หมุดสามารถแยกความแตกต่างได้ตามขนาด แคโทดมีขนาดใหญ่กว่าและมีรูปร่างเหมือนชาม

ไดโอดเปล่งแสง ความแตกต่างในความยาวของแคโทดและแอโนดสามารถมองเห็นได้

ไดโอดเปล่งแสง บน ใกล้ชิดเราแยกแยะแคโทดซึ่งคล้ายกับชาม

สามารถดูค่ากระแสและแรงดันตกที่ต้องการได้ในข้อกำหนด LED ในร้านของเรา ข้อมูลดังกล่าวจะต้องระบุไว้ในหน้าผลิตภัณฑ์ หากคุณมี LED อยู่แล้ว แต่คุณไม่ทราบคุณลักษณะของมัน คุณสามารถสรุปได้ว่าคุณต้องการกระแสไฟ 25mA และแรงดันตกคร่อมจะเท่ากับ 3V ดูเหมือนว่าพารามิเตอร์เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อ LED กับพิน Arduino โดยตรง แต่มันไม่ง่ายอย่างนั้น ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น LED เป็นอุปกรณ์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน หากหลอดไฟธรรมดาเลือกกระแสไฟให้ตัวเอง ไฟ LED จะเลือกแรงดันไฟฟ้าเอง นั่นคือถ้า LED ต้องการ 3V สำหรับตัวเองและเราจ่าย 5V ให้กับมัน กระแสก็จะสูงขึ้นมากจน LED จะไหม้ นั่นเป็นเพราะมันพยายามรักษาแรงดันไฟไว้ที่ 3V และแหล่งจ่ายกำลังพยายามส่ง 5V การต่อสู้ถึงตายเริ่มต้นขึ้น หากแหล่งจ่ายไฟอ่อน และ LED สามารถลดแรงดันไฟฟ้าลงบนแหล่งจ่ายไฟที่ต้องการได้ อุปกรณ์ก็จะอยู่รอด แต่ไม่ใช่ - แหล่งจ่ายไฟจะชนะการต่อสู้และไฟ LED จะดับ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา จำเป็นต้องทำให้กระแสไฟ LED เสถียร โคลงที่ง่ายที่สุดปัจจุบัน - ตัวต้านทาน เรารวมตัวต้านทานแบบอนุกรมกับ LED ตัวต้านทานจะทำให้แหล่งจ่ายไฟอ่อนลง ทำให้กระแสไฟมีเสถียรภาพ เมื่อเชื่อมต่อ LED ขนาดใหญ่และทรงพลัง กระแสพิเศษจะถูกใช้แทนตัวต้านทาน ตัวต้านทานจะต้องสามารถคำนวณได้

การคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED

ไม่มีอะไรซับซ้อนในการคำนวณตัวต้านทาน จากสูตรเราต้องการกฎของโอห์มเท่านั้น: กระแสในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันและเป็นสัดส่วนผกผัน ความต้านทานไฟฟ้าส่วนนี้ของห่วงโซ่

เพื่อคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานสำหรับ LED ( NS) คุณจำเป็นต้องรู้: แรงดันไฟฟ้า ( Upit) แรงดันตกคร่อม LED ( Usv) และกระแสไฟที่ LED ต้องการ ( ผม).

สูตรนั้นง่ายมาก: R = (Usup - Uw) / I

เพื่อความง่ายในการคำนวณ เรายอมรับพารามิเตอร์ "มาตรฐาน" จำนวนหนึ่ง:

Usup = 5 V, Usv = 3 V, ผม = 25 mA = 0.025 A

R = 5 - 3 / 0.025 = 80 โอห์ม

ค่าตัวต้านทานมาตรฐานที่ใกล้ที่สุดคือ 100 โอห์ม

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคุณมักจะต้องจัดการกับ LED ซึ่งไม่ทราบพารามิเตอร์ที่แน่นอน คำแนะนำส่วนตัวของฉันคือการยกเว้นแรงดันไฟฟ้าตกจากสูตร นี่คือวิธีที่เราได้รับ สูตรสากลเพื่อคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED ใดๆ ในขณะที่จำกัดกระแสด้วยระยะขอบและไม่สูญเสียความสว่างมากนัก แต่ถ้าสะสม โคมไฟและเป็นสิ่งสำคัญสำหรับคุณในการบรรลุความสว่างสูงสุดของ LED ให้ใช้สูตรทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น ตามสูตรของผม การคำนวณจะเป็นดังนี้:

R = 5 / 0.025 = 200 โอห์ม

ค่าตัวต้านทานมาตรฐานที่ใกล้ที่สุดคือ 220 โอห์ม เราจะใช้มันเพื่อเชื่อมต่อ ควรเชื่อมต่อตัวต้านทานระหว่างขั้วบวกของแหล่งกำเนิดและขั้วบวกของ LED

ตอนนี้คุณรู้วิธีเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงอย่างถูกต้องแล้ว แต่จะทำอย่างไร คุณต้องเชื่อมต่อ LED หลายตัวกับแหล่งจ่ายไฟหนึ่งตัวเมื่อใด

การเชื่อมต่อ LED หลายดวง

เมื่อเชื่อมต่อ LED หนึ่งดวงไม่มีอะไรซับซ้อน เราเพิ่งพูดถึงเรื่องนี้ด้านบน แต่จะทำอย่างไรถ้า LED หนึ่งดวงไม่เพียงพอ? ตัวอย่างเช่น เราต้องการเชื่อมต่อ LED 15 ดวงจากแหล่งจ่ายไฟ 12V ลองใช้พารามิเตอร์ LED มาตรฐานสำหรับการคำนวณ ด้วยเหตุผลเพิ่มเติม คุณจะต้องปลุกโอห์มเก่าอีกครั้ง และจำไว้ว่าด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าจะถูกเพิ่ม (ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงแรงดันตกคร่อมไฟ LED แต่ละดวง) และความแรงของกระแสไฟยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แบบขนาน-ตรงกันข้าม ตอนนี้พิจารณา ตัวเลือกต่างๆเชื่อมต่อ LED

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม

วิธีที่ง่ายที่สุด เราเชื่อมต่อ LED ทั้งหมดกับพวงมาลัยทีละดวง แคโทดของตัวแรกถึงขั้วบวกของตัวที่สอง ฯลฯ กระแสไฟที่ LED ต้องการเมื่อเชื่อมต่อแบบขนานไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนของ LED และเป็น 25mA คุณต้องคำนึงถึงแรงดันตกคร่อม LED แต่ละดวงด้วย ผู้อ่านที่อยากรู้อยากเห็นซึ่งเป็นมิตรกับคณิตศาสตร์ควรลังเลใจ แรงดันตกคร่อมคำนวณเป็นผลรวมของแรงดันตกคร่อมไฟ LED ทั้งหมด นอกจากนี้คุณต้องออกจากสต็อก ระยะขอบนั้นคุ้มค่าที่จะทิ้งไว้เนื่องจากไฟ LED ไม่สมบูรณ์แบบ แรงดันไฟฟ้าตกจะผันผวนอย่างมากแม้สำหรับ LED จากผู้ผลิตรายเดียวกันและในชุดเดียวกัน การลดลงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และยิ่งเพิ่มขึ้นตามอายุของ LED การดรอปของเราจะเท่ากับ 15 * 3 = 45V และแหล่งกำเนิดไฟเพียง 12 โวลต์ ตัวเลือกนี้จะถูกกำจัด ในซีรีย์เราสามารถเชื่อมต่อไฟ LED 12/4 = 4 ดวงเท่านั้น ด้วยสต็อก LED เพียง 3 ดวงแบบขนาน ตอนนี้คุณสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานจำกัดกระแสที่ด้านหน้าของสายโซ่ของ LED สามดวง 480 โอห์ม (R = 12 / 0.025 = 480)และชื่นชมยินดี ไฟ LED ทั้งสามดวงได้รับ 25mA แล้ว แต่ความไม่สมบูรณ์ของไฟ LED หมายความว่าเราอาจพบสำเนาที่ออกแบบมาสำหรับกระแสไฟเพียง 20mA หรือน้อยกว่านั้นนิดหน่อย หรืออีกหน่อย ไม่เป็นไร สิ่งสำคัญคือ 25mA ที่คำนวณได้ของเราจะซ้ำซ้อน ไฟ LED ดังกล่าวจะเริ่มอุ่นเครื่องและหมดเร็วกว่าชนิดอื่น เขาจะหยุดไหลผ่านตัวเขาเอง จากนั้นไฟ LED อื่น ๆ ทั้งหมดก็จะดับลงเช่นกัน โซ่เดซี่ไม่พอ วงจรที่เชื่อถือได้... ไฟ LED ที่ดับหนึ่งดวงขัดขวางการทำงานของห่วงโซ่ทั้งหมด

ข้อดี: เรียบง่ายและ วงจรราคาถูก, การบริโภคกระแสไฟต่ำ
ข้อเสีย: ความต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูง ความน่าเชื่อถือของวงจรต่ำมาก

ดังนั้นเราจึงสามารถเชื่อมต่อไฟ LED เพียง 3 ดวงในซีรีย์ แต่ถ้าคุณต้องการเชื่อมต่อทั้ง 15 อย่างล่ะ?

การเชื่อมต่อแบบขนานของ LEDs

ที่นี่เรามีสิ่งที่ตรงกันข้าม ความแรงของกระแสต้องคูณด้วยจำนวน LED และต้องคำนวณแรงดันตก 1 ครั้งเท่านั้น
ความแรงในปัจจุบัน: ผม = 0.025 * 15 = 0.375 A
เราต้องการแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจ่ายกระแสไฟได้สูงสุด 0.375 A. ปัดเศษขึ้นเป็น 0.35 (จำไว้ จะดีกว่าถ้า "เติมน้อยไป"?) ในแง่ของแรงดันไฟฟ้า เรายังพอดี: 12 - 2 = 10 ยังคงมีระยะขอบขนาดใหญ่

ผู้อ่านที่อยากรู้อยากเห็นซึ่งสะดุดสองสามย่อหน้าก่อนหน้านี้อาจอุทานว่า: “เดี๋ยวก่อน! เหตุใดเราจึงต้องใช้ 12 โวลต์ถ้าเราสามารถผ่านห้าได้ " "สามารถ!" - เราจะตอบเขา แต่อย่าเพิ่งด่วนสรุปยังไม่จบ.

เราตัดสินใจว่าไฟ LED จะเชื่อมต่อแบบขนาน จำเป็นต้องจำกัดกระแสในวงจร สมมติว่าเราไม่มีไดรเวอร์พิเศษ ลองหาตัวต้านทาน ลองคำนวณความต้านทานที่ต้องการตามสูตรที่รู้จักกันดี: 12V * 0.35A = 4.2 โอห์มมาเชื่อมต่อระหว่างแหล่งจ่ายไฟกับขั้วบวก LED:

ที่ดูเหมือนว่าจะเป็นทั้งหมด แต่มีปัญหาคือ

อย่าทำอย่างนี้ !!!

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น LED ไม่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดเฉพาะที่ผู้ผลิตอ้างสิทธิ์ มีความกระจัดกระจายอยู่เสมอ ดังนั้นเราจึงตั้งค่ากระแสเป็น 0.35 แอมแปร์ และดูเส้น LED ที่ส่องสว่าง แต่พวกเขาทั้งหมดต้องการกระแสที่แตกต่างกัน หนึ่งอย่างที่เราคำนวณคือ 25mA อีกอันคือ 20mA ตัวที่สามคือ 21mA แต่มี LED ที่โค้งอย่างสมบูรณ์ต้องการเพียง 15mA และเราผ่าน 25 ผ่าน - เกือบ 2 เท่า ไฟ LED จะร้อนขึ้นและดับลงอย่างรวดเร็ว เส้นได้กลายเป็น 1 LED น้อยลง ตอนนี้เราต้องการ 35mA เพื่อจ่ายไฟให้กับ LED ที่เหลืออยู่ จนดูแย่เป็นพิเศษ เราได้จำกัดกระแสด้วยระยะขอบ พวกเราเยี่ยมมาก แต่ไฟ LED อีกหนึ่งดวงทนไม่ได้ มี 13 ตัว ตอนนี้กระแสทั้งหมดของเราไม่ได้หารด้วย 15 แต่หารด้วย LED 13 ดวง แต่ละอันมี 26mA ตอนนี้ LED ทั้งหมดทำงานด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน อันถัดไปจะร้อนมากเกินไปในไม่ช้า ถาวรที่สุดจะได้รับแล้ว 29mA - 116% ของค่าเล็กน้อย ไฟ LED ที่เผาไหม้เพียง 2 ดวงเท่านั้นที่เริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ อีกไม่นานสายทั้งหมดก็จะหมดลง และคุณยังไม่เข้าใจว่าทำไม (หรือคุณจะเข้าใจ เราเพิ่งจะแยกย้ายกันไป) อันที่จริงมันเป็นเรื่องง่ายที่จะกำจัดสถานการณ์ที่น่าเศร้าเช่นนี้ จำเป็นต้องใส่ตัวต้านทานจำกัดกระแสไฟให้กับ LED แต่ละดวง สำหรับกระแส 25mA และแรงดันไฟฟ้า 12V จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน 480 โอห์ม สิ่งนี้จะไม่ช่วยคุณจากปัญหาของไฟ LED ที่ "คดเคี้ยว" แต่ความเหนื่อยหน่ายของพวกเขาจะไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนที่เหลือ แต่อย่างใด

ข้อดี: ความน่าเชื่อถือสูงสุด
ข้อเสีย: กินกระแสไฟสูง ต้นทุนวงจรสูง

การเชื่อมต่อแบบขนานของ LED - ตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ... พยายามเชื่อมต่อ LED แบบขนานเสมอและจำกัดกระแสไฟ LED แต่ละดวงแยกกันด้วยตัวต้านทานของตัวเอง หากคุณกำลังใช้ นำไดรเวอร์(), แล้ว ถึงแต่ละคน LED จำเป็นต้องเชื่อมต่อไดรเวอร์ นั่นเป็นเหตุผลที่ วงจรขนานด้วย LED จำนวนมากมีราคาแพงเกินไป ในความเป็นจริง คุณต้องประนีประนอมและรวม LED เป็นโซ่

วิธีเชื่อมต่อ LEDs แบบผสมผสาน

ดังนั้น. มาเชื่อมต่อ 15 LEDs ของเราเข้าด้วยกัน มาจำการคำนวณสำหรับ การเชื่อมต่อแบบอนุกรม... ที่นั่นเราพบว่าเราสามารถจ่ายไฟ LED 3 ดวงจาก 12 โวลต์ได้โดยไม่ลำบาก LED 3 ดวงแต่ละตัวต้องการตัวต้านทาน 480 โอห์ม นี่จะเป็นสายโซ่ของเรา - ไฟ LED 3 ดวงและตัวต้านทาน ตอนนี้เราจะเชื่อมต่อ 5 โซ่ดังกล่าวขนานกัน ด้วยการเชื่อมต่อแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และจำนวนแอมแปร์สำหรับแต่ละสตริงจะถูกคูณด้วยจำนวนสตริง ปรากฎว่าคุณต้องการแหล่งจ่าย 12V และ 5 * 0.025 = 0.125A อย่างที่คุณเห็น วิธีการเชื่อมต่อนี้ช่วยประหยัดกระแสได้มาก

ข้อดี: การสิ้นเปลืองกระแสไฟต่ำด้วย LED ที่มีความหนาแน่นสูง แต่ละสายจะไม่ขึ้นกับสายข้างเคียง เนื่องจากมีตัวต้านทานจำกัดกระแสในตัวของมันเอง
ข้อเสีย: ภายในห่วงโซ่เราได้รับปัญหาเช่นเดียวกับการเชื่อมต่อแบบขนานปกติ หากมีไฟ LED "โค้ง" ในห่วงโซ่ ไฟจะดับเร็วกว่ารุ่นอื่นๆ

การเชื่อมต่อ LED แบบรวม 3 สาย 3 LEDs.

ข้อสรุป

เมื่อเชื่อมต่อ LED กับแหล่งพลังงาน ควรใช้การเชื่อมต่อแบบขนาน โดยจ่ายไฟ LED แต่ละตัวพร้อมตัวควบคุมแยกต่างหาก เมื่อเชื่อมต่อ LED จำนวนมาก เพื่อลดต้นทุนการก่อสร้าง เป็นไปได้ที่จะรวมวิธีการเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมและแบบขนานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด