Conectando um LED a 12 volts
O LED é um elemento confiável que funcionará efetivamente somente se for instalado corretamente. Ligar o LED de 12 volts deve ser feito com cuidado especial. Portanto, um resistor limitador de corrente deve estar presente, não devemos esquecer a polaridade, bem como o uso dos mesmos diodos em uma cadeia.
O que é isso
Os LEDs são dispositivos de iluminação populares há muito tempo. Isso se deve à sua excelente eficiência energética e longa vida útil (em comparação com as lâmpadas convencionais). Além disso, os preços continuam caindo à medida que a produção desses itens aumenta.
Vantagens principais:
- durabilidade - até 10 anos de brilho contínuo;
- força - não tem medo de choque e vibração;
- variedade - muitos tamanhos e cores de brilho;
- baixo consumo de energia - cerca de 10 vezes mais econômico que uma lâmpada convencional com características semelhantes;
- segurança contra incêndio - devido ao baixo consumo de energia, eles não superaquecem, portanto, não são capazes de causar incêndio.
LED (diodo emissor de luz) é uma abreviação de diodo emissor de luz. Sabe-se do curso de física da escola que é polar. Portanto, o LED não funcionará se a polaridade não for observada, e também existe a possibilidade de sua queima (ocorrerá quebra). A tensão de ruptura reversa da estrutura do semicondutor é de 4-5 volts. Ao mesmo tempo, ele ainda pode funcionar com a conexão correta, no entanto, processos destrutivos começarão nele, o que reduzirá significativamente a vida útil.
Simplificando, um diodo emissor de luz (LED) é um dispositivo semicondutor que brilha quando uma corrente elétrica passa por ele. Como a luz é gerada em um material semicondutor sólido, os LEDs são descritos como dispositivos de estado sólido. O termo "iluminação de estado sólido" distingue esta tecnologia de outras fontes que utilizam filamentos aquecidos (incandescentes e tungstênio-halogênio), bem como descarga de gás (lâmpadas fluorescentes).
Como escolher um LED para conectar a 12 volts
O tipo necessário de diodos é selecionado com base em tarefas específicas. Existem muitas opções no mercado, desde o indicador até o serviço pesado. Para iluminar os botões e indicadores no painel de instrumentos de um carro, você pode usar diodos de baixa potência. Para iluminar o interior de um apartamento ou carro, são usados super brilhantes simples.Para instalação em óticas de cabeça, faróis diurnos de carros ou lanternas, são instalados LEDs potentes.
Do ponto de vista técnico, não há restrições quanto ao consumo de energia e corrente. O principal é que a tensão do diodo não exceda a tensão da fonte de alimentação.
Um fator importante é o tamanho e a forma do caso. Dependendo da finalidade, podem ser usados diodos redondos ou peças montadas em superfície (SMD). Tudo depende das necessidades e tarefas.
Quais diodos podem ser conectados a 12 volts
Praticamente não há limite de tensão para LEDs. Portanto, quase qualquer um deles pode ser conectado a 12 volts. O principal é seguir as regras. As lâmpadas LED normalmente requerem 1,5 a 3,5 volts, dependendo da cor e do brilho. Se você vir um diodo emissor de luz de 12 volts no balcão da loja, na verdade você receberá uma montagem de vários cristais conectados em série.
Opções de conexão
É hora de se familiarizar com as opções básicas de conexão.
para um resistor
Como já descobrimos acima, o LED tem polaridade. Portanto, ele está conectado a uma fonte de alimentação CC. Os tipos mais comuns consomem cerca de 10-20 mA. Na verdade, essa é a principal característica da peça. O segundo parâmetro indica a queda de tensão. Para LEDs comuns, está na faixa de 2-4 V.
O único esquema de conexão correto é com um resistor limitador de corrente. É selecionado de acordo com a lei de Ohm. A resistência é calculada como a diferença entre a tensão da fonte e a queda de tensão dividida pelo produto da corrente máxima do diodo e o fator de segurança (tipicamente 0,75).
Lei de Ohm: "A quantidade de corrente em uma seção do circuito é diretamente proporcional à tensão aplicada a esta seção e inversamente proporcional à sua resistência".
Também é necessário calcular a potência do resistor. É calculado usando uma fórmula simples: a diferença entre a tensão da fonte e a queda de tensão ao quadrado, dividida pela resistência em ohms.
Conexão em série de vários LEDs
A conexão serial é a instalação de dois ou mais LEDs em uma linha. Este circuito também usa um único resistor limitador de corrente. A fórmula de cálculo é semelhante para um único diodo, mas a queda de tensão é resumida.
Por exemplo, vamos pegar nosso LED branco teórico em 3 volts e 20 mA. Conectamos três unidades em série. Assim, a soma da nossa queda de tensão será de 9 volts. O restante de três volts é dividido pela força atual de 0,02 amperes com um fator de confiabilidade de 0,75. Como resultado, descobrimos que precisamos de um resistor de 200 ohms.
Cada diodo para um resistor separado
Neste circuito, cada LED é conectado ao mais e ao menos da fonte de alimentação. Apesar do fato de que circuitos com um resistor comum podem ser encontrados na Web, na prática essa solução é impraticável. Mesmo no mesmo lote, os diodos diferem em termos de consumo de corrente e queda de tensão. Como resultado, obtemos uma intensidade diferente do brilho dos diodos. A resistência é calculada para cada diodo separadamente.
Como descobrir a polaridade de um LED
Olhando para um diodo emissor de luz redondo comum, você pode ver que suas duas saídas têm comprimentos diferentes. Assim, o cátodo e o ânodo são designados.O ânodo é mais comprido e está ligado à saída positiva da bateria ou fonte de alimentação e o cátodo ao negativo.
Além disso, o cátodo em alguns tipos de caixas pode ser marcado com um pequeno corte de serra. Existem exceções, portanto, sempre vale a pena estudar as instruções de um determinado diodo.
Como conectar em 12 volts
O esquema para conectar um LED a uma fonte de alimentação de 12 V não difere do padrão, mas é necessário calcule a resistencia e a potencia do resistor. Para verificar ou pré-testar o conjunto, um resistor de 1 kΩ é suficiente.
Por exemplo, vamos pegar o tipo mais comum de LED - branco com corrente máxima de 20 mA. Na verdade, a tensão não desempenha um papel especial. O principal é que a corrente não exceda os parâmetros máximos permitidos. A queda de tensão, dependendo do modelo, é de 1,8 a 3,6 V. Por conveniência dos cálculos, tomamos 3 volts.
Resistência para LEDs
Calculamos os parâmetros:
- A diferença entre a tensão da fonte de alimentação e a queda de tensão é 12-3=9.
- O produto da corrente máxima (ampères) e o fator de confiabilidade é 0,02*0,75=0,015.
- Calculamos a resistência (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).
Cálculo de potência do resistor:
- A diferença entre a tensão da fonte de alimentação e a queda de tensão é 12-3=9.
- De acordo com a fórmula, elevamos ao quadrado - 9 * 9 \u003d 81.
- Dividimos pela resistência do resistor em ohms - 81/600 \u003d 0,135 W.
Assim, o resistor MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1%) é ideal para nós. Em meados de 2020, seu custo é de cerca de 8 rublos. Normalmente não há necessidade de calcular a potência do resistor. No entanto, é importante fazer isso para testar uma compilação futura.
Conectando diodos LED poderosos a 12V
Ao conectar cristais poderosos modernos ou suas montagens, o princípio não muda. Um resistor de têmpera também deve estar presente no circuito. Por exemplo, você pode pegar o LED, que é popular nos pregões chineses. Esta é uma montagem de vários cristais conectados em paralelo. O consumo de corrente é de 350 mA e a tensão ainda é de 3,4 volts.
Substituindo os parâmetros em nossas fórmulas, podemos descobrir facilmente que precisamos instalar um resistor com resistência de 32 ohms e potência de 2,2 watts.
Conexão eficiente a um IP
Acima, já descobrimos que um número ilimitado de LEDs pode ser alimentado por uma fonte de energia. O principal é ter energia suficiente. No entanto, simplesmente conectar lâmpadas em paralelo com um resistor para cada uma delas é ineficiente. Vimos do ponto anterior que mais de 2/3 da potência é dissipada no resistor limitador de corrente. Portanto, muitas vezes surge a questão de quantos LEDs podem ser conectados a 12 V.
A conexão mais eficiente para 12 volts é uma sequência de três LEDs em série com um resistor. Todas as fitas de LED alimentadas por uma fonte de alimentação de 12 V são produzidas de acordo com o mesmo esquema.
Problemas de conexão
Diagrama esquemático da conexão do LED:
- Não use um resistor limitador de corrente. Como muita corrente passará pelo LED, ele logo falhará.
- Conexão serial sem resistor. Mesmo se você acha que alimentar quatro resistores de 3V em uma rede de 12V é uma boa ideia, você está errado. Devido ao fraco controle da força atual, os elementos são rapidamente destruídos.
- Usando um resistor ao conectar diodos em paralelo. Devido às diferenças nas características, os diodos brilharão com diferentes intensidades. Aumenta a taxa de destruição.
Aconselhamos a assistir a um vídeo sobre o tema: Conexão correta dos LEDs.
Conclusão
A confiabilidade dos LEDs é muito maior do que as lâmpadas incandescentes e os modelos de descarga de gás, mas apenas quando conectados corretamente. Portanto, não devemos esquecer a necessidade de um resistor limitador de corrente, selecionado de forma simples. A polaridade também é obrigatória, especialmente ao montar o diodo em uma rede de 12 volts.
