يعتبر LED عنصرًا موثوقًا به لن يعمل بشكل فعال إلا إذا تم تثبيته بشكل صحيح. يجب أن يتم تشغيل مصباح 12 فولت بعناية خاصة. لذلك ، يجب أن يكون المقاوم الذي يحد من التيار موجودًا ، ويجب ألا ننسى القطبية ، وكذلك استخدام نفس الثنائيات في سلسلة واحدة.

ما هذا

لطالما كانت مصابيح LED من تركيبات الإضاءة الشائعة. ويرجع ذلك إلى كفاءتها الممتازة في استخدام الطاقة وعمرها التشغيلي الطويل (مقارنة بمصابيح الإضاءة التقليدية). بالإضافة إلى ذلك ، تستمر الأسعار في الانخفاض مع زيادة إنتاج هذه العناصر.

المزايا الرئيسية:

المتانة - حتى 10 سنوات من التوهج المستمر ؛
القوة - لا تخاف من الصدمات والاهتزازات ؛
تنوع - العديد من الأحجام والألوان للتوهج ؛
انخفاض استهلاك الطاقة - حوالي 10 مرات أكثر اقتصادا من لمبة الإضاءة التقليدية ذات الخصائص المماثلة ؛
السلامة من الحرائق - بسبب انخفاض استهلاك الطاقة ، لا ترتفع درجة حرارتها ، وبالتالي فهي غير قادرة على التسبب في نشوب حريق.

LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) هو اختصار للديود الباعث للضوء. ومن المعروف من مقرر الفيزياء المدرسية أنها قطبية. لذلك ، لن يعمل مؤشر LED إذا لم يتم ملاحظة القطبية ، وهناك أيضًا احتمال لحرقه (سيحدث الانهيار). جهد الانهيار العكسي لهيكل أشباه الموصلات هو 4-5 فولت. في الوقت نفسه ، لا يزال بإمكانه العمل مع الاتصال الصحيح ، ومع ذلك ، ستبدأ العمليات المدمرة فيه ، مما يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة.

عنصر LED عن قرب

ببساطة ، الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز شبه موصل يتوهج عند مرور تيار كهربائي عبره. نظرًا لأن الضوء يتم إنشاؤه في مادة شبه موصلة صلبة ، يتم وصف مصابيح LED كأجهزة الحالة الصلبة. يميز مصطلح "إضاءة الحالة الصلبة" هذه التقنية عن المصادر الأخرى التي تستخدم خيوطًا ساخنة (متوهجة وهالوجين التنجستن) بالإضافة إلى تفريغ الغاز (مصابيح الفلورسنت).

كيفية اختيار الصمام لتوصيله بجهد 12 فولت

يتم تحديد النوع المطلوب من الثنائيات بناءً على مهام محددة. هناك العديد من الخيارات في السوق ، من المؤشر إلى الخدمة الشاقة. لإضاءة الأزرار والمؤشرات الموجودة على لوحة العدادات في السيارة ، يمكنك استخدام صمامات ثنائية منخفضة الطاقة. لإلقاء الضوء على الجزء الداخلي للشقة أو السيارة ، يتم استخدام أشياء بسيطة فائقة السطوع.للتركيب في البصريات الأمامية ، المصابيح الأمامية للسيارات أو المصابيح الكهربائية ، يتم تثبيت مصابيح LED قوية.

من الناحية الفنية ، لا توجد قيود على الطاقة والاستهلاك الحالي. الشيء الرئيسي هو أن جهد الصمام الثنائي لا يتجاوز جهد مصدر الطاقة.

عامل مهم هو حجم وشكل القضية. اعتمادًا على الغرض ، يمكن استخدام الثنائيات المستديرة المعبأة أو الأجزاء المثبتة على السطح (SMD). كل هذا يتوقف على الاحتياجات والمهام.

ما هي الثنائيات التي يمكن توصيلها بـ 12 فولت

لا يوجد عمليا أي حد للجهد لمصابيح LED. لذلك ، يمكن توصيل أي منهم تقريبًا بـ 12 فولت. الشيء الرئيسي هو اتباع القواعد. تتطلب مصابيح LED عادةً 1.5 إلى 3.5 فولت حسب اللون والسطوع. إذا رأيت الصمام الثنائي الباعث للضوء بجهد 12 فولت على منضدة المتجر ، فعندئذٍ يُعرض عليك في الواقع مجموعة من عدة بلورات متصلة في سلسلة.

خيارات الاتصال

حان الوقت للتعرف على خيارات الاتصال الأساسية.

لمقاوم واحد

مخطط الأسلاك النموذجي.

كما اكتشفنا أعلاه ، فإن LED لها قطبية. لذلك ، يتم توصيله بمصدر طاقة تيار مستمر. الأنواع الأكثر شيوعًا تستهلك حوالي 10-20 مللي أمبير. في الواقع ، هذه هي السمة الرئيسية للجزء. تشير المعلمة الثانية إلى انخفاض الجهد. بالنسبة لمصابيح LED العادية ، فهي في حدود 2-4 فولت.

مخطط التوصيل الصحيح الوحيد هو المقاوم المحدد الحالي. يتم اختياره وفقًا لقانون أوم. تُحسب المقاومة على أنها الفرق بين جهد المصدر وهبوط الجهد مقسومًا على ناتج أقصى تيار ديود وعامل الأمان (عادةً 0.75).

قانون أوم: "كمية التيار في قسم الدائرة تتناسب طرديًا مع الجهد المطبق على هذا القسم ، وتتناسب عكسًا مع مقاومتها."

من الضروري أيضًا حساب قوة المقاوم. يتم حسابه باستخدام صيغة بسيطة: الفرق بين جهد المنبع ومربع هبوط الجهد مقسومًا على المقاومة بالأوم.

توصيل سلسلة من عدة مصابيح LED

رسم تخطيطي للتوصيل التسلسلي.

الاتصال التسلسلي هو تركيب اثنين أو أكثر من مصابيح LED في صف واحد. تستخدم هذه الدائرة أيضًا مقاومًا واحدًا محددًا للتيار. تتشابه معادلة الحساب مع الصمام الثنائي الفردي ، لكن يتم تلخيص انخفاض الجهد.

على سبيل المثال ، لنأخذ LED الأبيض النظري عند 3 فولت و 20 مللي أمبير. نقوم بتوصيل ثلاث وحدات في سلسلة. وبالتالي ، سيكون مجموع انخفاض الجهد لدينا 9 فولت. يتم تقسيم باقي الثلاثة فولت على القوة الحالية البالغة 0.02 أمبير مع عامل موثوقية يبلغ 0.75. نتيجة لذلك ، اكتشفنا أننا بحاجة إلى مقاوم واحد بقدرة 200 أوم.

كل صمام ثنائي لمقاوم منفصل

رسم تخطيطي للاتصال المتوازي.

في هذه الدائرة ، يتم توصيل كل LED بمصدر الطاقة الموجب والناقص. على الرغم من حقيقة أنه يمكن العثور على الدوائر ذات المقاوم المشترك على الويب ، فإن مثل هذا الحل عمليًا غير عملي. حتى في نفس الدفعة ، تختلف الثنائيات من حيث الاستهلاك الحالي وانخفاض الجهد. نتيجة لذلك ، نحصل على شدة مختلفة لتوهج الثنائيات. يتم حساب المقاومة لكل صمام ثنائي على حدة.

كيف تعرف قطبية LED

بالنظر إلى الصمام الثنائي العادي الباعث للضوء المستدير ، يمكنك أن ترى أن مخرجاته لها أطوال مختلفة. وبالتالي يتم تعيين الكاثود والأنود.الأنود أطول ومتصل بالإخراج الإيجابي للبطارية أو مزود الطاقة ، والكاثود بالسالب.

أيضًا ، يمكن تمييز الكاثود في بعض أنواع الحالات بقطع منشار صغير. هناك استثناءات ، لذلك يجدر دائمًا دراسة التعليمات الخاصة بصمام ثنائي معين.

كيفية التوصيل بجهد 12 فولت

مخطط الاتصال المرئي.

لا يختلف مخطط توصيل LED بمصدر طاقة 12 فولت عن المخطط القياسي ، ولكنه ضروري احسب المقاومة وقوة المقاوم. لفحص التجميع أو اختباره مسبقًا ، يكفي وجود مقاوم واحد 1 كيلو أوم.

على سبيل المثال ، لنأخذ أكثر أنواع LED شيوعًا - أبيض بحد أقصى للتيار 20 مللي أمبير. في الواقع ، لا يلعب الجهد دورًا خاصًا. الشيء الرئيسي هو أن التيار لا يتجاوز الحد الأقصى المسموح به للمعلمات. يتراوح انخفاض الجهد ، اعتمادًا على النموذج ، من 1.8 إلى 3.6 فولت. لسهولة الحساب ، نأخذ 3 فولت.

مقاومة المصابيح

صيغة حساب المقاومة.

نحسب المعلمات:

الفرق بين جهد إمداد الطاقة وانخفاض الجهد هو 12-3 = 9.
ناتج أقصى تيار (أمبير) وعامل الموثوقية 0.02 * 0.75 = 0.015.
نحسب المقاومة (kΩ) - 9 / 0.015 = 600 (kΩ).

صيغة لحساب القوة.

حساب قوة المقاوم:

الفرق بين جهد إمداد الطاقة وانخفاض الجهد هو 12-3 = 9.
وفقًا للصيغة ، نربّع - 9 * 9 = 81.
نقسم على مقاومة المقاوم بالأوم - 81/600 = 0.135 وات.

وبالتالي ، فإن المقاوم MRS25 (0.6 واط ، 600 أوم ، ± 1٪) مثالي بالنسبة لنا. اعتبارًا من منتصف عام 2020 ، كانت تكلفتها حوالي 8 روبل. عادة ليست هناك حاجة لحساب قوة المقاوم. ومع ذلك ، من المهم القيام بذلك لاختبار بناء مستقبلي.

توصيل الثنائيات LED القوية بـ 12 فولت

عند توصيل البلورات القوية الحديثة أو تجميعاتها ، لا يتغير المبدأ. يجب أن يكون مقاوم التبريد موجودًا أيضًا في الدائرة. على سبيل المثال ، يمكنك أن تأخذ LED ، المشهور في طوابق التداول الصينية. هذا تجميع لعدة بلورات متصلة بالتوازي. سحب التيار 350 مللي أمبير والجهد لا يزال 3.4 فولت.

باستبدال المعلمات في صيغنا ، يمكننا بسهولة معرفة أننا بحاجة إلى تثبيت مقاوم بمقاومة 32 أوم وقوة 2.2 واط.

اتصال فعال ببروتوكول IP واحد

أعلاه ، اكتشفنا بالفعل أنه يمكن تشغيل عدد غير محدود من مصابيح LED بواسطة مصدر طاقة واحد. الشيء الرئيسي هو أن يكون لديك ما يكفي من القوة. ومع ذلك ، فإن مجرد توصيل المصابيح بالتوازي مع المقاوم لكل منها غير فعال. لقد رأينا من النقطة السابقة أن أكثر من ثلثي الطاقة تبدد في المقاوم المحدد الحالي. لذلك ، غالبًا ما يطرح السؤال حول عدد مصابيح LED التي يمكن توصيلها بـ 12 فولت.

الاتصال الأكثر كفاءة بـ 12 فولت هو سلسلة من ثلاثة مصابيح LED في سلسلة بمقاوم واحد. يتم إنتاج جميع شرائط LED التي يتم تشغيلها بواسطة مصدر طاقة 12 فولت وفقًا لنفس المخطط.

مشاكل الاتصال

رسم تخطيطي لتوصيل المصابيح.

رسم تخطيطي لاتصال LED:

لا تستخدم المقاوم المحدد الحالي. نظرًا لأن الكثير من التيار سوف يمر عبر LED ، فسوف يفشل قريبًا.
اتصال تسلسلي بدون مقاومة. حتى لو كنت تعتقد أن تغذية أربعة مقاومات 3 فولت في شبكة بجهد 12 فولت فكرة جيدة ، فأنت مخطئ. بسبب ضعف التحكم في القوة الحالية ، يتم تدمير العناصر بسرعة.
استخدام مقاوم واحد عند توصيل الثنائيات بالتوازي. بسبب الاختلافات في الخصائص ، سوف تتألق الثنائيات بكثافة مختلفة. يزيد من معدل التدمير.

ننصحك بمشاهدة مقطع فيديو حول الموضوع: التوصيل الصحيح لمصابيح LED.

استنتاج

موثوقية مصابيح LED أعلى بكثير من المصابيح المتوهجة ونماذج تفريغ الغاز ، ولكن فقط عند توصيلها بشكل صحيح. لذلك ، يجب ألا ننسى الحاجة إلى المقاوم المحدد الحالي ، والذي يتم اختياره في شكل بسيط. تعد القطبية إلزامية أيضًا ، خاصة عند تركيب الصمام الثنائي على شبكة بجهد 12 فولت.