קטגוריות: אלקטרוניקה מעשית, הכל על נוריות LED
מספר צפיות: 277765
הערות לכתבה: 18
כיצד לחבר את הלד לרשת התאורה
לאחר קריאת הכותרת הזו, מישהו עשוי לשאול "מדוע?" כן, אם רק תדבק לד גם אם הוא מחובר לפי דפוס מסוים, אין לו ערך מעשי, הוא לא יביא מידע שימושי. אבל אם אתה מחבר את אותה LED במקביל לגוף חימום הנשלט על ידי ווסת טמפרטורה, אתה יכול לשלוט חזותית על פעולת המכשיר כולו. לפעמים אינדיקציה זו מאפשרת לכם להיפטר מהרבה בעיות ובעיות קטנות.
לאור מה שכבר נאמר על הדלקת נוריות LED במאמרים קודמים, המשימה נראית טריוויאלית: פשוט קבעו את הנגד המגביל של הערך הרצוי, והבעיה תיפתר. אבל כל זה טוב, אם אתה מאכיל את הנורית במתח קבוע מתוקן: בזמן שחיברו את הנורה בכיוון קדימה, הוא נשאר.
כאשר עובדים על מתח AC אינו כל כך פשוט. העובדה היא שבנוסף למתח הישיר הנורית תושפע גם ממתח הקוטביות ההפוכה, מכיוון שכל מחזור מחזור של הסינוסואיד משנה את הסימן שלו להיפך. מתח הפוך זה לא יאיר את הנורית, אך הוא יכול להפוך לבלתי שמיש מהר מאוד. לכן יש לנקוט באמצעים להגנה מפני מתח "מזיק" זה.
במקרה של מתח חשמל, חישוב הנגד המרווה צריך להיות מבוסס על מתח של 310 וולט. למה? הכל מאוד פשוט כאן: 220V כן מתח זרם, ערך המשרעת הוא 220 * 1.41 = 310 וולט. מתח המשרעת לשורש פי שניים (1.41) גדול מהזרם, ואסור לשכוח זאת. להלן מתח קדימה ואחורה המופעל על הלד. מערך 310 וולט יש לחשב את ההתנגדות של הנגד המרווה, ומתח המתח הזה, רק של קוטביות הפוכה, מוגן מפני נוריות.
כיצד להגן על הלד מפני מתח לאחור
כמעט לכל נוריות הלחץ, מתח ההפוך אינו עולה על 20 וולט, מכיוון שאיש לא התכוון ליישר עליהם מיישר מתח גבוה. איך להיפטר מאומלל כזה, כיצד להגן על ה- LED מפני מתח הפוך זה?
מסתבר שהכל פשוט מאוד. הדרך הראשונה היא להפעיל את הרגילה עם הנורית דיודה מיישר עם מתח הפוך גבוה (לא נמוך מ -400 וולט), למשל, 1N4007 - מתח הפוך 1000 וולט, זרם קדימה 1A. הוא זה שלא יחמיץ את המתח הגבוה של קוטביות שלילית לד. ערכת ההגנה כזו מוצגת באיור 1 א.
השיטה השנייה, יעילה לא פחות, היא פשוט לכוון את ה- LED באמצעות דיודה אחרת, המופעלת במקביל נגדי, איור 1 ב. בשיטה זו, דיודת המגן אינה חייבת אפילו להיות עם מתח הפוך גבוה, כל דיודה בהספק נמוך, למשל KD521, מספיקה.
יתר על כן, אתה יכול פשוט להפעיל את ההפך - במקביל, שני נוריות לד: פתיחה אחת אחת, הן עצמן יגן זו על זו, ואפילו שניהם יפלטו אור, כפי שמוצג באיור 1 ג. זה כבר מתגלה כשיטת ההגנה השלישית. כל שלוש תוכניות ההגנה מוצגות באיור 1.
איור 1. נוריות הגנת מעגלים מפני מתח הפוך
הנגד המגביל במעגלים אלה הוא בעל התנגדות של 24KΩ, אשר עם מתח פעולה של 220 וולט מספק זרם בסדר גודל של 220/24 = 9.16mA, ניתן לעיגול ל 9. ואז, כוח הנגד המרווה יהיה 9 * 9 * 24 = 1944mW, כמעט שני וואט. זאת למרות העובדה שהזרם דרך ה- LED מוגבל ל 9mA. אך שימוש ממושך בנגד בעוצמה מרבית לא יביא לשום דבר טוב: תחילה הוא ישחיר ואז יישרף לחלוטין. בכדי להימנע מכך, מומלץ להתקין בסדרה שני נגדים של 12Kohm עם הספק של 2W כל אחד.
אם תגדיר את הרמה הנוכחית ל 20mA, אז נגד כוח יהיה אפילו יותר - 20 * 20 * 12 = 4800 מגוואט, כמעט 5 וואט! באופן טבעי, אף אחד לא יכול להרשות לעצמו תנור בעל כוח כזה לחימום חלל. זה מבוסס על לד אחד, אבל מה אם יש שלם זר LED?
קבל - התנגדות ללא לחץ
המעגל שמוצג באיור 1 א, דיודת המגן D1 "מנתקת" את מחצית המחזור השלילי של המתח המתחלף, ולכן כוחו של הנגד המרווה מחצית. עם זאת, הכוח נשאר משמעותי מאוד. לכן, לעיתים קרובות כנגד מגביל קבל נטל: הוא יגביל את הזרם לא פחות מנגד, אבל הוא לא יפטור חום. אחרי הכל, לא בכדי נקרא קבל לעתים קרובות התנגדות חופשית. שיטת מיתוג זו מוצגת באיור 2.
איור 2. תרשים להפעלת הנורית דרך קבל נטל
הכל נראה בסדר כאן, אפילו יש דיודה מגן VD1. אך שני פרטים לא נמסרים. ראשית, הקבל C1 לאחר כיבוי המעגל יכול להישאר במצב טעון ולאחסן את המטען עד שמישהו ישחרר אותו במו ידיו. וזה, תאמין לי, בטוח שיום אחד יקרה. ההלם החשמלי הוא כמובן לא קטלני, אלא רגיש, בלתי צפוי ולא נעים.
לכן, בכדי להימנע ממטרד כזה, קבלים מרווים אלה מתנערים על ידי נגן בעל התנגדות של 200 ... 1000K. אותה הגנה מותקנת באספקת חשמל ללא שנאים עם קבל מרווה, במצברים אופטיים ובמעגלים אחרים. באיור 3, הנגד הזה מוגדר כ- R1.
איור 3. תרשים חיבור של ה- LED לרשת התאורה
בנוסף לנגד R1, הנגד R2 מופיע גם במעגל. מטרתו היא להגביל את נקודת זרם הזרם דרך הקבל בעת הפעלת מתח, דבר המסייע בהגנה לא רק על הדיודות, אלא על הקבל עצמו. ידוע מהמעשה כי בהיעדר נגן כזה הקבל נשבר לעיתים, יכולתו הופכת להרבה פחות מהסמלית. למותר לציין כי הקבל חייב להיות קרמי למתח הפעלה של לפחות 400 וולט או מיוחד להפעלה במעגלי זרם חילופין למתח של 250 וולט.
תפקיד חשוב נוסף מוקצה לנגד R2: במקרה של פירוק הקבל, הוא פועל כנתיך. כמובן שצריך להחליף גם את נורות הלד, אך לפחות חוטי החיבור יישארו על כנם. למעשה, כך עובד נתיך בכל אספקת חשמל מיתוג, - הטרנזיסטורים נשרפו, והלוח המעגלי נותר כמעט ללא מגע.
בתרשים שמוצג באיור 3, מוצגת רק נורית LED אחת, למרות שלמעשה ניתן להפעיל כמה מהם ברצף. הדיודה המגן תתמודד לחלוטין עם המשימה שלה בלבד, אך יש לחשב את הקיבול של קבל נטל, לפחות בערך, אך עדיין.
כיצד לחשב את הקיבול של קבל מרווה
על מנת לחשב את ההתנגדות של הנגד המרווה, יש צורך להפחית את ירידת המתח על הנורית ממתח האספקה. אם מספר נוריות לד מחוברות בסדרה, פשוט הוסף את המתחים שלהן, וגם גורעים ממתח האספקה. בהכרת מתח שיורי זה והזרם הנדרש, על פי החוק של אוהם, זה פשוט מאוד לחשב את ההתנגדות של נגן: R = (U-Uд) / I * 0.75.
כאן U הוא מתח האספקה, Ud הוא ירידת המתח על פני נוריות ה- LED (אם נוריות ה- LED מחוברות בסדרה, אז Ud הוא סכום ירידות המתח על כל נוריות ה- LED), אני הזרם דרך נוריות ה- LED, R הוא ההתנגדות של הנגד המרווה. כאן, כמו תמיד, המתח בוולט, הזרם באמפר, התוצאה באוהמס, 0.75 הוא מקדם להגברת האמינות. נוסחה זו ניתנה כבר במאמר. "על שימוש בנורות לד".
עוצמת ירידת המתח הישירה עבור נוריות LED בצבעים שונים שונה. בזרם של 20 מגה אמפר, נוריות ה LED האדומות הן 1.6 ... 2.03V, צהוב 2.1 ... 2.2V, ירוק 2.2 ... 3.5V, כחול 2.5 ... 3.7V. נוריות לד לבן יש ירידת מתח גבוהה ביותר, עם ספקטרום פליטה רחב של 3.0 ... 3.7V.קל לראות שהפיזור של פרמטר זה מספיק רחב.
להלן טיפות המתח של כמה סוגים של נוריות נוריות בלבד, רק לפי צבע. למעשה, ישנם הרבה יותר מהצבעים הללו, ואת הערך המדויק ניתן למצוא רק בתיעוד הטכני עבור לד ספציפי. אך לעיתים קרובות הדבר אינו נדרש: על מנת לקבל תוצאה המקובלת לתרגול, די להחליף ערך ממוצע כלשהו (בדרך כלל 2 וולט) בנוסחה, כמובן, אם זו לא זר של מאות נורות LED.
כדי לחשב את הקיבול של קבל מרווה, הנוסחה האמפירית C = (4.45 * I) / (U-Uд) מוחלת
כאשר C הוא הקיבול של הקבל במיקרו-פארדים, אני הזרם במילי-אמפר, U הוא מתח רשת המשרעת בוולט. כאשר משתמשים בשרשרת של שלוש נוריות LED לבנות המחוברות בסדרה, Ud הוא בערך 12 וולט, U הוא המשרעת של מתח החשמל של 310 וולט, יש צורך בקבל בהספק של 20mA כדי להגביל את הזרם
C = (4.45 * I) / (U-Uд) = C = (4.45 * 20) / (310-12) = 0.29865 μF, כמעט 0.3 μF.
הערך הסטנדרטי הקרוב ביותר של הקבל הוא 0.15 מיקרומטר, לכן לשימוש במעגל זה יש צורך להשתמש בשני קבלים המחוברים במקביל. כאן יש צורך להעיר הערה: הנוסחה תקפה רק לתדר מתח מתחלף של 50 הרץ. עבור תדרים אחרים התוצאות יהיו שגויות.
ראשית יש לבדוק את הקבל
לפני השימוש בקבל, יש לבדוק אותו. בתור התחלה, פשוט חבר 220 וולט, עדיף באמצעות נתיך 3 ... 5A, ואחרי 15 דקות בדוק אם יש מגע, אך האם יש חימום בולט? אם הקבל קר, אתה יכול להשתמש בו. אחרת, הקפד לקחת עוד וגם לבדוק מראש. אחרי הכל, כולם אותו דבר, 220 וולט כבר לא 12, כאן הכל שונה במקצת!
אם בדיקה זו הצליחה, הקבל לא התחמם, תוכלו לבדוק אם הייתה שגיאה בחישובים, האם הקבל הוא בעל אותה קיבולת. לשם כך עליכם להדליק את הקבל כמו במקרה הקודם ברשת, רק באמצעות מד זרם. באופן טבעי, מד זרם צריך להיות AC.
זוהי תזכורת לכך שלא כל המולטימטרים הדיגיטליים המודרניים יכולים למדוד זרם חילופי: מכשירים פשוטים וזולים, למשל, פופולריים מאוד בקרב חובבי רדיו. סדרת DT838מסוגלים למדוד זרם ישר בלבד, אשר מד זרם כזה יראה בעת מדידת זרם זרם חילופין שאיש אינו יודע. סביר להניח שזה יהיה מחיר הסקה או הטמפרטורה בירח, אך לא הזרם החילופי דרך הקבל.
אם הזרם הנמדד זהה לערך כפי שהתברר בחישוב על פי הנוסחה, אתה יכול לחבר בבטחה את נוריות הנורית. אם במקום 20 ... 30 mA הצפוי התברר 2 ... 3A, אז הנה, או שגיאה בחישובים, או שסימון הקבלים נקרא בצורה שגויה.
מתגים מוארים
כאן תוכלו להתמקד בדרך אחרת להדלקת הנורית ברשת התאורה בה נעשה שימוש במתגים עם תאורה אחורית. אם מתג כזה מפורק, אתה יכול לגלות שאין שם דיודות הגנה. אז כל מה שכתוב קצת יותר גבוה זה שטויות? בכלל לא, אתה רק צריך להסתכל בזהירות על המתג המפורק, ליתר דיוק על ערך הנגד. ככלל, ערך הפנים שלה הוא לא פחות מ- 200K, אולי אפילו קצת יותר. יחד עם זאת, ברור שהזרם דרך ה- LED יוגבל לכ- 1 mA. תרשים מעגל עם תאורה אחורית מוצג באיור 4.
איור 4. תרשים חיבור לד במתג עם תאורה אחורית
כאן נהרגים כמה נגדים עם נגדי אחד. כמובן שהזרם דרך הלד יהיה קטן, הוא יזהור חלש, אך די בהיר, לראות את הזוהר הזה בלילה חשוך בחדר. אבל בשעות אחר הצהריים הזוהר הזה אינו הכרחי בכלל! אז תני לעצמך לזרוח באופן בלתי מורגש.
במקרה זה, הזרם ההפוך יהיה חלש, כך חלש שבשום אופן לא נורית הנורית יכולה לשרוף. מכאן החיסכון בדיודה מגן אחת, שתוארה לעיל. עם שחרורם של מיליונים, או אולי אפילו מיליארדים, של מפסקי חשמל בשנה, החיסכון ניכר.
נראה כי לאחר קריאת המאמרים על נוריות LED, כל השאלות לגבי היישום שלהן ברורות ומובנות. אך עדיין ישנן דקויות וניואנסים רבים כאשר כוללים נוריות לד במעגלים שונים. לדוגמה, חיבור מקבילי וטורי או, בדרך אחרת, מעגלים טובים ורעים.
לפעמים אתה רוצה לאסוף זר של כמה עשרות נוריות לד, אבל איך לחשב אותו? כמה נוריות LED ניתן לחבר בסדרה אם יש יחידת אספקת חשמל עם מתח של 12 או 24V? נושאים אלה ואחרים יידונו במאמר הבא, אשר נקרא "תוכניות מיתוג לד טוב ורע".
בוריס אלאדישקין
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: