Три простые схемы со светодиодами

Мультиметр со светодиодамиВ настоящее время люди вкладывают больше средств в светодиоды из-за их энергоэффективности. Домашнее освещение, офисное освещение, автомобильное освещение, уличное освещение и т.д. — все это реализуется с использованием светодиодов. В этой статье мы соберем несколько простых схем со светодиодами.

Школьники, любители и производители часто работают со светодиодами в разработках различных проектов. Некоторыми из распространенных светодиодных проектов являются светодиодные ходовые огни, светодиодные лампочки, и светодиодные мигалки.

Светодиоды являются очень чувствительными компонентами по отношению к напряжению и току, и они должны иметь номинальные значения тока и напряжения. Новички в электронике часто начинают со светодиодов, и первым проектом у них всегда будет сборка схемы, в которой светодиод должен мигать.

Неправильное напряжение или ток на светодиоде сожжет элемент. Для небольших проектов, таких как мигание светодиода, нам не нужно беспокоиться о перегорании светодиодов, поскольку мы можем подключить небольшой резистор (например, 330 Ом) последовательно со светодиодом (для питания 5 В).

Но по мере увеличения сложности схемы важно выбрать правильный резистор с правильной мощностью. Итак, в этой статье, которая является скорее учебным пособием, чем статьей, мы создадим несколько простых светодиодных схем, таких как: схема с одним светодиодом, схема, где светодиоды будут соединены последовательно, схема, где светодиоды соединены параллельно, и схема со светодиодами высокой мощности.

Одиночная светодиодная схема

Первая схема представляет собой одиночную светодиодную цепь. Мы попробуем включить один белый светодиод диаметром 5 мм, используя источник питания 12 В. Принципиальная схема этой цепи показана ниже:

Одиночная светодиодная схема

Требуемые компоненты

  • Источник питания 12 В
  • 5 мм белый светодиод
  • Резистор 330 Ом 1/2 Вт
  • Соединительные провода
  • Макетная плата

Принцип действия

На следующей фотографии показан монтаж схемы с одним светодиодом, подключенного к источнику питания 12 В, и соединенного последовательно резистора, ограничивающего ток. Важным компонентом (кроме светодиода, конечно) является резистор. Подключение небольшого светодиода к источнику питания 12 В приведет к его выходу из строя.

Читать также:  Механический светодиодный светильник-тюльпан на Arduino

Схема на макетке

Таким образом, выбор правильного резистора с правильной мощностью очень важен. Но для начала рассчитаем сопротивление.

Расчет последовательного резистора

Значение последовательного резистора можно рассчитать по следующей формуле:

R = (V S – V LED ) / I LED

Здесь VS — это напряжение источника или питания.

VLED — падение напряжения на светодиоде.

ILED – ток текущий через светодиод.

В нашей простой схеме, состоящей из одного светодиода, мы использовали белый светодиод диаметром 5 мм и источник питания 12 В.

Согласно техническому описанию белого светодиода диаметром 5 мм, прямое напряжение светодиода составляет 3,6 В, а прямой ток светодиода составляет 30 мА.

Следовательно, VS = 12 В, VLED = 3,6 В и ILED = 30 мА. Подставив эти значения в приведенное выше уравнение, мы можем рассчитать значение последовательного сопротивления:

R = (12 – 3,6) / 0,03 = 280 Ом

Поскольку резистора на 280 Ом не будет, мы будем использовать следующий по значению резистор, т.е. 330 Ом. Следовательно, R = 330 Ом.

Теперь, когда мы рассчитали сопротивление последовательно включенного резистора, следующим шагом будет расчет номинальной мощности этого резистора.

Расчет мощности резистора

Номинальная мощность резистора указывает на значение мощности, которое резистор может безопасно рассеять. Номинальную мощность резистора можно рассчитать по следующей формуле:

рез = V рез * I рез

Здесь Vрез — падение напряжения на резисторе.

рез – это ток через резистор.

Мы знаем, что напряжение питания составляет 12 В, а падение напряжения на светодиоде составляет 3,6 В. Таким образом, падение напряжения на последовательно соединенном резисторе равно:

Читать также:  PHP для Arduino — часть 2

В рез = 12 – 3,6 = 8,4 В.

Ток через резистор такой же, как и ток протекающий через светодиод, поскольку они соединены последовательно. Таким образом, ток через последовательно соединенный резистор равен:

рез = 30 мА.

Подставив эти значения в приведенную выше формулу, получим мощность, рассеиваемую резистором:

Pрез = 8,4 * 0,03 = 0,252 Вт.

Как только правильный резистор выбран, мы можем соединить резистор последовательно и подать питание 12 В на светодиод.

Последовательно соединенные светодиоды

Следующая схема — это последовательное соединение светодиодов. В этой схеме мы последовательно подключим три белых светодиода диаметром 5 мм с одним и тем же источником питания 12 В. На следующем изображении показана принципиальная схема последовательно соединенных светодиодов.

Последовательно соединенных светодиодов

Необходимые компоненты

  • Белые светодиоды 5 мм x 3
  • Резистор 47 Ом (1/4 Вт)
  • Источник питания 12 В
  • Соединительные провода
  • Макетная плата

Принцип действия

Поскольку светодиоды соединены последовательно, ток через них будет одинаковым, т.е. 30 мА (для белого светодиода 5 мм). Поскольку три светодиода соединены последовательно, все светодиоды будут иметь падение напряжения 3,6 В, т.е. падение напряжения на каждом светодиоде составит 3,6 В.

В результате падения, напряжения на резисторе упадет до 12 – 3*3,6 = 1,2В. Отсюда мы можем рассчитать сопротивление как R = 1,2 / 0,03 = 40 Ом. Итак, мы должны выбрать резистор 47 Ом (следующий доступный).

Что касается номинальной мощности резистора, то она равна 1,2 * 0,03 = 0,036. Это очень низкая номинальная мощность, и минимально доступная мощность составляет ¼ Вт.

Светодиоды соединены последовательно

После того, как все компоненты выбраны, мы можем подключить их к макетной плате и подать питание на схему с помощью источника питания 12 В. Все три светодиода загорятся с максимальной интенсивностью.

Читать также:  Комплект для тренировки реакции своими руками

Параллельно подключенные светодиоды

Последняя схема — это параллельное подключение светодиодов. В этой схеме мы попытаемся соединить три белых светодиода диаметром 5 мм параллельно и зажечь их с помощью источника питания 12 В. Принципиальная схема для светодиодов при параллельном соединении показана на следующей фотографии:

Схема параллельного соединения светодиодов

Необходимые компоненты

  • Источник питания 12 В
  • 3 х 5 мм белые светодиоды
  • Резистор 100 Ом (1 Вт)
  • Соединительные провода
  • Макетная плата

Принцип действия

Для светодиодов, соединенных параллельно, падение напряжения на всех светодиодах составит 3,6 В. Это означает, что падение напряжения на резисторе составляет 8,4 В (12 В – 3,6 В = 8,4 В).

Теперь, поскольку светодиоды подключены параллельно, ток, необходимый для всех светодиодов, в три раза больше, чем ток отдельного светодиода (который составляет 30 мА).

Следовательно, общий ток в цепи равен 3 * 30 мА = 90 мА. Этот ток также будет протекать через резистор. Следовательно, значение резистора можно рассчитать как R = 8,4 / 0,09 = 93,33 Ом. Ближайшее большее значение сопротивления составляет 100 Ом.

Мощность, рассеиваемая резистором, равна 8,4 В * 0,09 А = 0,756 Вт. Поскольку следующая более высокая мощность составляет 1 Вт, мы использовали резистор на 1 Вт.

Параллельное соединение светодиодов

Подключите три светодиода параллельно, а также последовательно подключите резистор 100 Ом (1 Вт) к источнику питания. При включении питания загораются все светодиоды.

Вывод

Помните: очень опасно использовать питание 220 В переменного тока на макетной плате. Будьте предельно осторожны.

Еще одна интересная светодиодная схема — это самодельная светодиодная лампочка. В этом мини-проекте, мы разработали и собрали светодиодную лампочку своими руками, используя старый корпус от нерабочей лампочки.

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий