Разнообразные схемы подключения подсветки в устройствах
Как уже указывалось, в выключателях могут применяться светодиодные или неоновые лампы. Схемы их подключения также отличаются. Эти моменты необходимо учитывать при покупке готовых приборов в магазинах и при изготовлении их своими руками. Никаких особых сложностей эти схемы не содержат. Для человека, даже отдаленно знакомого с электротехникой, они будут простыми и понятными.
Тем не менее, некоторые нюансы необходимо знать и учитывать, потому что от них может зависеть работоспособность устройства. Особенно это касается мощности и номинала применяемых резисторов. Номинальное сопротивление рассчитывается по формуле:
R= (Uc—Un)I{\displaystyle \Delta ABC}
- где (Uc-Un) – разница между напряжением сети и значением падения напряжения при загорании лампочки,
- I – сила тока в лампочке.
Если данные о светодиоде или неонке отсутствуют, то в расчет можно взять средние показатели: падение напряжения на светодиоде — 2 В, минимальный ток свечения – 2 мА, у неоновой лампочки соответственно – 70В и 0,1 мА.
Однако пользоваться этими формулами и значениями станет только опытный электронщик, которому эти данные известны уже давно. А для простого пользователя достаточно знать:
- для неоновой подсветки берется резистор мощностью более 0,25 Вт, сопротивлением от 0,5 до 1 МОм;
- для светодиодной индикации при подключении через сопротивление — резистор более 1 Вт и 100-150 кОм;
- при подключении светодиода с использованием конденсатора – более 0,25 Вт и 100-500 ОМ.
Теперь каждую схему нужно рассмотреть более подробно.
Светодиодная подсветка через сопротивление
Использование светодиодных устройств встречается наиболее часто. Это объясняется доступностью составляющих элементов. Но следует помнить о недостатках такой схемы, указанных выше. Здесь, обязательным условием является установка шунтирующего диода VD1, защищающего световой элемент VD2 от действия обратного напряжения.
Простая схема подключения выключателя с подсветкой на светодиоде и резисторе
Элемент R1 имеет мощность 1 или более Вт, а сопротивление в пределах 100-150 кОм. При таком подключении расход электроэнергии составляет примерно 1 кВт в месяц.
Светодиодная подсветка с использованием конденсатора
Конденсатор С1 играет роль токоограничителя, а функция резистора R1 сводится к ограничению тока заряда конденсатора. Данная схема сложнее предыдущей, но КПД подсветки возрастает, а сопротивление резистора снижается в 1000 раз. Потребление электроэнергии также заметно снижается.
Простая схема подключения выключателя с подсветкой на светодиоде и конденсаторе
Мощность R1 должна составлять не менее 0,25 Вт, а емкость конденсатора – 1 мкФ. К сожалению, недостатки, присущие предыдущей схеме сохраняются и при таком подключении.
Подсветка выключателя через неоновую лампочку
Данный вариант в настоящее время встречается редко. Применяемая схема предельно проста и сводится к параллельному подключению к контактам выключателя резистора, последовательно соединенного с неоновой лампой. Такой способ не имеет недостатков, как при использовании светодиодов.
Простая схема подключения цепи выключателя с подсветкой из неоновой лампочки
Как сделать выключатель СП своими руками: пошаговая инструкция
Конечно, делаться будет не весь прибор, а только элемент индикации. Для этого понадобится неоновая лампочка, резистор, кусок тонкой медной проволоки и паяльник. Порядок действий следующий:
- Найти неоновую лампочку подходящего размера. Один из вариантов – снять ее с поломанного электрочайника, где она подключена параллельно ТЭНу и играет роль индикатора, сигнализирующего о его работе. Здесь она уже установлена в паре с резистором, поэтому пользователю не придется заниматься пайкой. Такой же комплект можно найти в сетевом фильтре, на кнопке включения. Можно просто купить цилиндрический стартер для люминесцентных ламп, внутри которого находится неоновая лампочка
- Подобрать резистор нужной мощности и сопротивления, припаять его к ножке неонки. Оба конца полученной конструкции нужно нарастить до нужной длины с помощью медной проволоки и паяльника
- Отключить электроэнергию, вскрыть выключатель и подключить смонтированный элемент из лампочки и резистора к клеммам устройства. Расположить подсветку таким образом, чтобы он не мешал закрыть корпус устройства
- Просверлить в корпусе или клавише выключателя тонкое отверстие напротив неонки и собрать изделие в рабочее состояние
- Возобновить подачу электроэнергии. Работа окончена.
Вид разобранного прибора с подсветкой из неоновой лампы и резистора
Лента горит, но не полностью что делать?
Теперь рассмотрим, почему светодиодная лента горит разным цветом, некоторые секции потускнели, либо полностью погасли?
Если вы столкнулись с такой проблемой – не обязательно менять всю инсталляцию, можно выполнить местный ремонт. Монтаж выполняется двумя способами:
- Скрытый — лента скрывается в короб;
- открытый метод — находится на поверхности.
Когда источник света скрыт в специальном профиле или на тыльной стороне конструкций, её гораздо проще отремонтировать. Просто найдите границы нерабочей области и обрежьте ленту по линиям разреза (как правильно резать светодиодную ленту).
Если монтаж видимый – приходится отрезать больший участок, чтобы скрыть коннектор. Дойдите до места, где можно незаметно спрятать соединение и от туда начинайте удалять нерабочий участок ленты.
После чего замените кусок аналогичным по мощности, типу и количеству светодиодов. Для этого нужно либо припаять, что не всегда может быть удобным, либо использовать коннекторы.
Основы правильного монтажа
Чтоб не сталкиваться с ситуациями, когда светодиодная лента горит не полностью, нужно рассмотреть основные правила монтажа:
- Минимальный радиус изгиба – 5см. Когда вы оборачиваете ленты вокруг тонких трубок или углов, будьте готовы к тому, что она может повредится. Тонкие проводники у её основания не выдерживают таких деформаций.
- Не монтировать вблизи зон с повышенной температурой. Частичный выход из строя светодиодной ленты может произойти потому, что вблизи находится отопительная батарея или другой источник тепла.
- Плотный монтаж ленты с мощностью более 10Вт на метр – запрещен! Светодиоды хоть и имеют высокий КПД, но более половины их мощности превращается в тепло.
После монтажа включите и дайте ей поработать хотя бы пару часов, периодически проверяя температуру. Если руку начинает обжигать, т.е. поднялась выше 50 градусов – сделайте конструкцию реже. Для достижения большей яркости, воспользуйтесь жесткой полосой 5730(5630) на алюминиевом основании или другими мощными светодиодами.
Светодиодная подсветка
Как сделать блок питания из энергосберегающих ламп
Часто встречается подсветка из светодиода, который представляет собой полупроводниковый прибор излучающий свет при протекании через него электрического тока.
Цвет светоизлучающего диода зависит от материала, из которого он изготовлен и в некоторой степени от приложенного напряжения. Светодиоды представляют собой соединение двух полупроводников различных типов проводимости p и n. Называют это соединение – электронно-дырочный переход, именно на нем возникает излучение света при прохождении через него прямого тока.
Возникновение светового излучения объясняется рекомбинацией носителей зарядов в полупроводниках, на приведенном ниже рисунке изображена примерная картина происходящего в светодиоде.
Рекомбинация носителей зарядов и возникновение светового излучения
На рисунке кружком со знаком «–» обозначены отрицательные заряды, они находятся в зеленой области, так условно обозначена область n. Кружок со знаком «+» символизирует положительные носители тока, находятся они в коричневой зоне p, граница между этими областями и есть p-n переход.
Когда под действием электрического поля положительный заряд преодолевает p-n переход, то прямо на границе он соединяется с отрицательным. А так как при соединении происходит и возрастание энергии от столкновения этих зарядов, то часть энергии идет на нагревание материала, а часть излучается в виде светового кванта.
Конструктивно светодиод представляет собой металлическое, чаще всего медное основание, на котором закреплены два кристалла полупроводников разной проводимости, один из них является анодом, другой – катодом. К основанию приклеен алюминиевый рефлектор с закрепленной на нем линзой.
Как можно понять из рисунка ниже, немало в конструкции уделено внимания отводу тепла, это неслучайно, так как полупроводники хорошо работают в узком тепловом коридоре, выход за его границы нарушает работу прибора вплоть до выхода из строя.
Схема устройства светодиода
У полупроводников с ростом температуры, в отличие от металлов, сопротивление не увеличивается, а напротив, уменьшается. Это может вызвать неконтролируемое увеличение силы тока и соответственно нагрева, при достижении определенного порога происходит пробой.
Светодиоды очень чувствительны к превышению порогового напряжения, даже кратковременный импульс выводит его из строя. Поэтому токоограничивающие резисторы должны быть подобраны очень точно. Кроме того, светодиод рассчитан на прохождение тока только в прямом направлении, т.е. от анода к катоду, если прикладывается напряжение обратной полярности, то это также может вывести его из строя.
И все же, несмотря на эти ограничения, светодиоды широко применяются для подсветки в выключателях. Рассмотрим схемы включения и защиты светодиодов в выключателях.
