Как подключить светодиоды к 220 в используя простые схемы

Каковы основные характеристики светодиодов?

При выборе таких элементов для той или иной цели, каждый обращает внимание на их технические данные. Основное, на что следует обратить внимание, приобретая приборы на их основе:

ток потребления;
номинальное напряжение;
потребляемая мощность;
температура цвета;
сила светового потока.

Это то, что мы можем увидеть на маркировке светодиодных ламп. На самом же деле, характеристик намного больше. О них сейчас и поговорим.

Ток потребления светодиода – что это такое

Ток потребления светодиода равен 0.02 А. Но это относится лишь к элементам с одним кристаллом. Существуют и более мощные световые диоды, в составе которых может быть 2, 3 и даже 4 кристалла. В этом случае ток потребления будет увеличиваться, кратно числу чипов. Именно этот параметр и диктует необходимость подбора резистора, который впаивается на вводе. В этом случае сопротивление светодиода не дает высокому току мгновенно сжечь LED элемент. Это может произойти по причине высокого тока сети.

RGB прожекторы с контроллером и пультом ДУ действительно хороши

Номинальное напряжение

Напряжение светодиода имеет прямую зависимость от его цвета. Это происходит по причине разности материалов для их изготовления. Рассмотрим эту зависимость.

Цвет светодиода	Материал	Прямое напряжение при 20 мА
		Типовое значение (В)	Диапазон (В)
ИК	GaAs, GaAlAs	1,2	1,1-1,6
Красный	GaAsP, GaP, AlInGaP	2,0	1,5-2,6
Оранжевый	GaAsP, GaP, AlGaInP	2,0	1,7-2,8
Желтый	GaAsP, AlInGaP, GaP	2,0	1,7-2,5
Зеленый	GaP, InGaN	2,2	1,7-4,0
Голубой	ZnSe, InGaN	3,6	3,2-4,5
Белый	Синий/УФ диод с люминофором	3,6	2,7-4,3

Сопротивление световых диодов

Сам по себе один и тот же светодиод может иметь различное сопротивление. Меняется оно в зависимости от включения в цепь. В одну сторону – около 1 кОм, в другую – несколько МОм. Но здесь есть свой нюанс. Сопротивление светодиода нелинейно. Это значит, что оно может изменяться в зависимости от подаваемого на него напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже будет сопротивление.

Точечный потолочный светильник на диодах очень экономичен

Светоотдача и угол свечения

Угол светового потока светодиодов может различаться, в зависимости от их формы и материала изготовления. Он не может превышать 120. По этой причине, если требуется большее рассеивание, применяют специальные отражатели и линзы. Это качество «направленного света» и способствует наибольшей силе светового потока, которая может достигать 300-350 Лм у одного светодиода на 3 Вт.

Мощность светодиодных ламп

Мощность светодиода – величина сугубо индивидуальная. Она может варьироваться в диапазоне от 0.5 до 3 Вт. Определить ее можно по закону Ома P = I×U, где I – сила тока, а U – напряжение светодиода.

Мощность – довольно важный показатель. Особенно когда необходимо рассчитать какой блок питания необходим для того или иного количества элементов.

Цветовая температура

Этот параметр схож с другими лампами. Наиболее приближены то температурному спектру к светодиодным люминесцентные лампы. Измеряется цветовая температура в К (Кельвин). Свечение может быть теплым (2700-3000К), нейтральным (3500-4000К) или холодным (5700-7000К). На самом деле оттенков много больше, здесь указаны основные.

На такой платформе могут быть сотни кристаллов

Размер чипа LED элемента

Этот параметр самостоятельно измерить при покупке не удастся и сейчас уважаемому читателю станет понятно почему. Самые распространенные размеры – это 45х45 mil и 30х30 mil (соответствуют 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) и 24х24 mil (0.5 Вт). Если перевести в более привычную систему измерений, то 30х30 mil будут равны 0.762х0.762мм.

Чипов (кристаллов) в одном светодиоде может быть много. Если элемент не имеет слоя люминофора (RGB – цветной), то количество кристаллов можно подсчитать.

Важно! Не стоит приобретать очень дешевые светодиоды китайского производства. Они могут оказаться не только низкого качества, но и характеристики их чаще всего завышены.
Подделку довольно тяжело отличить от оригинала при покупке

Схема и особенности подключения светодиодной подсветки к компьютеру

LED подсветка компьютера или рабочего пространства около него вошла в моду сравнительно недавно, но успела завоевать популярность у большинства пользователей. Чаще всего используется светодиодная лента, с помощью которой можно оформить различные поверхности или участки. Ее можно подключить непосредственно к компьютеру, обойдясь без громоздкого блока питания.

Подсоединение выполняется разными способами, которые выбираются в зависимости от типа компьютера — системный блок, ноутбук или другие варианты конструкции. Процедура простая, но без точного знания, как подключить светодиодную ленту к компьютеру, браться за нее не следует. Тем более, что разновидностей подобных светильников много, и все они обладают собственной спецификой и требованиями.

Для чего нужна подсветка околокомпьютерного пространства

Подсветка рабочей зоны компьютера способна выполнить несколько задач:

украшение пространства;
оформление участка помещения, определение границусловного «кабинета»;
освещение внутреннего пространства системногоблока;
подсветка монитора, снижающая резкость переходаот освещенной поверхности к темному фону.

Основные функции светодиодного освещения для компьютера заключаютсяв декоративном и фоновом оформлении границ монитора, снижении контраста междуярким экраном и черным окружающим пространством. Достоинства светодиодногооформления:

снижение нагрузки на органы зрения;
упрощается ориентация в темном помещении;
создается позитивный рабочий настрой.

Психологическое воздействие подсветки компьютерного стола играет важную роль для пользователя. Повышается производительность, снижается утомляемость органов зрения. Режимом работы можно управлять, создавать многоцветные композиции с помощью RGB ленты, которой управляет специальный контроллер.

Особенности строения и принцип работы такой подсветки

Светодиодная лента представляет собой линейный источник света, основанием которого служит гибкая лента. Это позволяет оформлять криволинейные поверхности, устанавливать подсветку на любые несущие элементы. Основные особенности светодиодных лент:

яркое, выразительное свечение;
долговечность;
малое потребление электроэнергии;
гибкое основание;
простота монтажа;
возможность регулировать длину.

Светодиодные ленты питаются отисточника постоянного тока 12 В (реже 24 В). Для этого требуется собственный БП, который занимает место инуждается в подключении к сети 220 В.

Удачным решением становится использоватьв качестве источника блокпитания компьютера, который среди прочих значений выдает 12 В. Остаетсятолько правильно подключить светильник.

Для этого необходимо подобрать нужныйвид ленты, руководствуясь следующими критериями:

плотность установки элементов;
одно- или многоцветный режим свечения;
длина;
уровень защиты.

Интересно! В продаже имеются ленты длиной 5 м. На одном метре могут находиться 30, 60 или 120 светодиодов. Поскольку работа предстоит в помещении, уровень защиты существенной роли не играет, допускается использование лент класса 20IP.

Необходимые материалы и инструменты

Для того, чтобы подключить светодиодную ленту к блоку питания от компьютера, потребуются:

моно- или полихроматическая лента;
паяльник;
припой и флюс;
ножницы;
соединительные провода;
бокорезы или кусачки;
острый нож для снятия изоляции.

Иногда для подключения диодных лент используютспециальные коннекторы. Они удобны, позволяют обойтись без пайки. Однако, еслипредполагается присоединение светильника к компьютеру, паяльник понадобится влюбом случае, поэтому приобретать коннекторы необязательно.

Если планируется использовать многоцветную ленту, то в комплект к ней потребуется контроллер. Без него подключить светильник к компьютеру не удастся — будет гореть либо только один цвет, либо сразу все. После того, как все компоненты будут собраны, останется только подключить ленту одним из подходящих способов.

Схема подключения обычной ленты

Обычная, или монохромная лента может быть подключена к ПК несколькими способами:

к блоку питания посредством одного из molex разъемов;
через USB
кматеринской плате компьютера.

Способы подключения светодиодов к ИП на 12 вольт

Чтобы подключить к 12 вольтам стабилизированного источника питания один светодиод на 3 В, придётся компенсировать излишек (примерно 9 В) на резисторе или стабилитроне. Это крайне неэффективно, так как основная часть энергии будет рассеиваться на вспомогательных элементах цепи.

Для повышения КПД схемы светодиоды соединяют последовательно по три штуки. Если учесть, что падение напряжения на наиболее распространенных белых светодиодах примерно 3,3 В, то для погашения оставшихся 2 В (12-3,3*3=2) достаточно одного маломощного резистора. Светодиоды желтого и красного цвета свечения можно объединять последовательно по 5 штук, так как их падение напряжения не превышает 2,2 В.

В идеале, перед расчетом резистора нужно точно знать рабочее напряжение каждого светодиода. Его можно взять из паспорта либо измерить самостоятельно. Замер производят на включенном светодиоде, через который протекает номинальный ток. Затем по закону Ома определяют номинал и мощность токоограничивающего резистора: R=U_пит-(U_LED1+ U_LED2+…+ U_LEDn)/I_LED. P=(U_пит-(U_LED1+ U_LED2+…+ U_LEDn))*I_LED.

Более подробно о расчёте и выборе резистора написано в данной статье.

Сегодня некоторые производители выпускают светодиоды с высоким падением напряжения. К ним можно отнести и светодиоды 12 вольт, подключение которых необходимо выполнять строго через источник стабилизированного тока.

Также отдельным случаем является подключение светодиодной ленты к источнику питания 12 В. Здесь схема подключения гораздо проще, так как не нужно стабилизировать ток, а ограничительный резистор есть в каждой группе из нескольких светодиодов. Самым простым и недорогим вариантом включения светодиодной ленты является использование блока питания от компьютера. Для этого достаточно соединить плюс ленты с жёлтым (+12 В), а минус ленты – с чёрным (общим) проводом.

Свои нюансы имеют и COB-матрицы. Наравне с другими светодиодами они должны работать от драйвера и, в зависимости от условий, их яркость можно регулировать путём изменения тока. В паспорте к COB-матрице обязательно указывается рабочий ток и примерное падение напряжения при этом токе.

Конструировать светодиодный светильник на базе COB-матрицы с питанием от блока 12 В не корректно по нескольким причинам. Даже если падение напряжения на матрице близко к 12 В, то её можно подключить к такому же стабилизированному блоку питания только через ограничительный резистор. В результате ток будет ниже номинала, при этом снижается яркость и эффективность всего устройства.

Разрешить ситуацию можно путём добавления в цепь питания преобразователя напряжения в ток. Для этого к выходу ИП на 12 В подключают плату низковольтного драйвера, выходной ток которого равен току потребления COB-матрицы. Такие преобразователи выпускаются серийно и имеют низкую цену, широкий диапазон рабочих токов и напряжений, компактные размеры. Для высоковольтных светодиодов и сборок (с прямым напряжением более 12 В) подбирать следует драйвер повышающего типа. При желании преобразователь с нужными параметрами можно собрать своими руками.

Характеристики светодиода (LED)

Перед подключением светодиода нужно знать несколько характеристик светодиода (на самом деле, они очень важны). Если вы обращаетесь к какой-либо спецификации, предоставленной производителем, вы можете найти множество технических характеристик, соответствующих электрическим характеристикам, номинальным характеристикам, физическим размерам и так далее.

Я не буду утомлять вас всеми характеристиками, а только важными. Это полярность, прямое напряжение и прямой ток.

Советуем вам видео ниже «Как узнать параметры любого светодиода»

https://youtube.com/watch?v=GNeLRk7vW9I

Полярность LED

Полярность является показателем симметричности электронного компонента. Светоизлучающий диод, подобный диоду PN-перехода, не является симметричным, то есть он позволяет току течь только в одном направлении.

В светодиоде положительный вывод называется анодом, а отрицательный вывод — катодом. Для правильной работы светодиода анод светодиода должен иметь более высокий потенциал, чем катод, так как ток в светодиоде течет от анода к катоду.

Что произойдет, если мы подключим светодиод в обратном направлении? Ну, ничего не происходит, так как светодиод не будет проводить ток. Вы можете легко идентифицировать анодную клемму светодиода, поскольку они обычно имеют более длинные выводы.

Прямой ток светодиодов

Светодиоды являются очень чувствительными устройствами, и величина тока, протекающего через светодиод, очень важна. Кроме того, яркость светодиода зависит от величины тока, потребляемого светодиодом.

Каждый светодиод имеет максимальный прямой ток, который может безопасно проходить через него, не перегорая. Да, допустимый ток, превышающий номинальный ток, фактически подожжет светодиод.

Например, наиболее часто используемые 5-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток от 20 мА до 30 мА, а 8-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток 150 мА (точные значения приведены в техническом описании).

Как нам регулировать ток, протекающий через светодиод? Для контроля тока, протекающего через светодиод, мы используем резисторы с ограничением тока.

Прямое напряжение LED

Светоизлучающие диоды также рассчитаны на максимальное напряжение, то есть количество напряжения, которое необходимо для светодиода. Например, все 5-миллиметровые светодиоды имеют номинальный ток 20 мА, но прямое напряжение меняется от одного светодиода к другому.

Максимальное напряжение на красных светодиодах составляет 2,2 В, максимальное напряжение на синих светодиодах — 3,4 В, а на максимальном напряжении белых светодиодов — 3,6 В.