Мастерская LED освещения в Днепре. Мастерская LED освещения в Днепре 24 вольта подключить светодиод 10 ватт

Наконец, пришла долгожданная посылка с мощным светодиодом на 10 ватт. Долго думал что с ним делать и наконец, решил изготовить мощный светодиодный светильник для освящения гостиной комнаты.

Поскольку светодиод пришел без ИБП, начались задумки. Было два варианта БП для этого зверя - использовать маломощный ИБП и не тратить время и нервы или переделать китайский ЭТ. В битве питальника победил электронный трансформатор от китайского производителя на 105 ватт. Как мы знаем, электронный трансформатор такого рода является сетевым ИБП, на выходе которого образуется переменное напряжение 12 Вольт. Именно такое напряжение нужно для питания нашего светодиода.

Для начала нужно дополнить блок функцией включения без нагрузки. Для этого Нам нужно внести в схему ЭТ ничтожные переделки. Для начала на основном трансформаторе мотаем всего 2 витка (провод лучше взять с длиной 10-15см, диаметр 0,5-0,7мм). Дальше тем же проводом мотаем еще 2 витка на трансформаторе ОС. Трансформатор ОС состоит из 3-х обмоток. Две из них являются базовыми и состоят из 3-х витков (каждая), нам нужно удалить третью обмотку и заменить места припоя выводов обмотки перемычкой. Резистор ОС может иметь сопротивление 2,7-10 Ом, в моем случае использован мощный проволочный резистор с сопротивлением 7-10 ватт. В ходе работы этот резистор может достаточно сильно перегреваться, поэтому нужно подобрать резистор с мощностью 5-10 Ватт.

В выпрямителе у нас использован всего один диод, подключенный в прямом направлении. SR2040CT. Данный диод был снят из компьютерного блока питания. Можно использовать любые диоды Шоттки с током более 5 Ампер. В моем случае диод держит до 20 Ампер.

Дроссель тоже взят от компьютерного блока питания, хотя можно и самому мотать. Кольцо - любое удобное (феррит или порошковое железо), обмотка состоит из 8-10 витков провода с диаметром 1 мм.

Электролитический конденсатор можно убрать из схемы, как и стабилизатор, но я предпочел пойти по трудной дороге, поэтому схема была дополнена стабилизатором напряжения на 12 Вольт (для питания моего светодиода нужно было именно такое напряжение).

Стабилизатор имеет достаточно простую схему и состоит всего из трех компонентов. Вся схема держится на мощном биполярном транзисторе серии КТ819, хотя можно ставить любые другие аналогичные биполярные транзисторы (обратной проводимости). Стабилитрон взят достаточно мощный КД84Д. Резистор с сопротивлением 430 Ом можно ставить и с меньшей мощностью, в ходе работы греется слабо.

Корпус от другого ЭТ с мощностью 150ватт. Во избежания от КЗ вся схема была изолирована от каркаса, хотя последний покрашен. Сверху поставил пару слоев стекловолокна на всякий случай. Все транзисторы (в том числе и транзистор в стабилизаторе) были прикручены к корпусу через изолирующие шайбы и прокладки.

Сам светодиод поставил на достаточно большой теплоотвод, который раньше использовал для охлаждении микросхемы TDA2050.

Стыковал теплоотвод с корпусом блока питания с помощью старой и доброй эпоксидки.

Уже несколько дней данный светильник освящает гостиную комнату - пока никаких проблем, блок питания греется, но перегрев стабильный, так, что такая схема вполне потянет в качестве источника питания для мощных светодиодов.

Светодиоды уже давно используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, они приобрели широкую популярность. На основе этих источников света создаются оригинальные светотехнические конструкции. Поэтому у многих потребителей до воль но часто возникает вопрос, как подключить светодиод к 12 воль там. Данная тема очень актуальна, поскольку такое подключение имеет принципиальные отличия от других типов ламп. Следует учитывать, что для работы светодиодов используется только постоянный ток. Большое значение имеет соблюдение полярности при подключении, в противном случае, светодиоды просто не будут работать.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение , когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 воль т является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 воль т схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 воль там последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Определение полярности светодиода

Чтобы решить вопрос, как подключить светодиоды в цепь 12 воль т, необходимо определить полярность каждого из них. Для определения полярности светодиодов существует несколько способов. Стандартная лампочка имеет одну длинную ножку, которая считается анодом, то есть, плюсом. Короткая ножка является катодом - отрицательным контактом со знаком минус. Пластиковое основание или головка имеет срез, указывающий на место расположения катода - минуса.

В другом способе необходимо внимательно посмотреть внутрь стеклянной колбочки светодиода. Можно легко разглядеть тонкий контакт, который является плюсом, и контакт в форме флажка, который, соответственно, будет минусом. При наличии мультиметра можно легко определить полярность. Нужно выполнить установку центрального переключателя в режим прозвонки, а щупами прикоснуться к контактам. Если красный щуп соприкоснулся с плюсом, светодиод должен загореться. Значит черный щуп будет прижат к минусу.

Тем не менее, при кратковременном неправильном подключении лампочек с нарушением полярности, с ними не произойдет ничего плохого. Каждый светодиод способен работать только в одну сторону и выход из строя может случиться только в случае повышения напряжения. Значение номинального напряжения для отдельно взятого светодиода составляет от 2,2 до 3 воль т, в зависимости от цвета. При подключении светодиодных лент и модулей, работающих от 12 воль т и выше, в схему обязательно добавляются резисторы.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 воль т

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад - питающее и падающее напряжения, I - ток, проходящий по цепи, 0,75 - коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 воль т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

• Uпит = 12В - напряжение в автомобильном аккумуляторе;
• Uпад = 2,2В - питающее напряжение светодиода;
• I = 10 мА или 0,01А - ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 - 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 воль там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 воль т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора - 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

Ошибки при подключении

Светодиод 10 Вт – является мощным полупроводниковым прибором. Сфера его применения, зачастую не ограничивается лампами и прожекторами. Также чип пользуется большой популярностью среди любителей смастерить устройство для освещения своими руками.

Область применения

10 W широко применяются в различных осветительных устройствах. Все сферы условно можно разделить на общее и специальное назначение. К общему назначению относится эксплуатация светодиодов в лампах, светильниках, прожекторах, а к специальному – применение для подсветки в оранжереях и . Второй вариант – это, так называемые, и не только. Фокус в том, что спектр излучения данного LED оптимальный для роста растений, как на суше, так и в воде. А кроме водорослей и рыб, освещение 10 ваттными светодиодами, благоприятно влияет на развитие кораллов, поэтому любители аквариумов являются частыми потребителями этой радиодетали. Все эти замечательные свойства проявляются в определенной комбинации цветов кристаллов. Что касается использования описываемого полупроводникового прибора для осветительных устройств общего назначения, то помимо бытовых ламп, светодиод отлично применяется для изготовления фар для автомобиля, светофоров, дорожной подсветки.

Конструкция светодиода, варианты исполнения

Светодиод COB 10 W представляет собой компактный модуль, выполненный по технологии chip-on-board. Принципиальное отличие от SMD заключается в том, что несколько кристаллов вместе размещаются на плате и покрываются общим слоем люминофора. Это значительно снижает стоимость матрицы. Состоит она из 9 кристаллов: три параллельные цепочки по три последовательно подключенных кристалла в каждой. Внешне LED 10 W могут отличаться формой токопроводящей подложки. Например, светодиод фирмы выглядит, как показано на рисунке. Подложка его имеет форму звезды и выполнена из алюминия.

Корпус модуля изготовлен из термостойкого пластика, а линза – из эпоксидной смолы. Классические LED 10 W выглядят так, как показано на схеме, но на практике габаритные размеры варьируются в зависимости от производителя.

Не забывайте, что светодиод является полярным элементом, поэтому обращайте внимание на маркировку при монтаже. Обязательным условием адекватного функционирования светодиода 10 Вт является наличие теплоотвода. Организовать его можно с помощью алюминиевого или медного радиатора. Смазывайте подложку светодиода термопроводящей пастой или термоклеем для лучшей теплоотдачи. Иногда дополнительно монтируется кулер, который обеспечивает циркуляцию воздуха для охлаждения радиаторных пластин.

На видео вы можете увидеть испытание светодиода 10Вт и рекомендации при подключении такого элемента. Вот, как должна выглядеть схема подключения светодиода 10 Вт.

Источником питания может выступать автомобильный аккумулятор, компьютерный блок питания, или специально приобретенный 12-ти вольтовый источник. Для того чтобы избежать перегрева (несмотря на радиатор) и защиты светодиода, крайне необходимо подключать его не напрямую к источнику, а через любой стабилизатор напряжения. На схеме показан интегральный стабилизатор напряжения LM-317, но можно использовать и другой с подходящими параметрами. С помощью обычной кренки и резистора вы обеспечите себя гарантированными 12 В на выходе и ток не превысит 1 А, что является залогом долговечности работы вашего устройства.

Характеристики

Параметры 10-ваттного светодиода позволяют ему пользоваться большим спросом в линейке сверхъярких LED. Напряжение питания колеблется в пределах от 9 до 12 Вольт. Угол свечения — 120° – график изображен ниже.

Номинальный прямой ток равен 1 А, пульсирующий прямой ток – до 2 А. Световой поток находится в пределах 600-1080 лм. Для сравнения, лампе накаливания 75 Вт соответствует свечение в 935 лм. Таким образом, можно ориентировочно прикинуть, насколько яркое свечение будет у данного полупроводникового прибора. Обратное напряжение составляет 50 В. , в зависимости от производителя, 30-100 тысяч часов. Рабочая температура находится в диапазоне от -30°С до 80°С. Цветовая температура светодиода на 10 Вт охватывает спектр от 2300 К (теплый белый) до 10000 К (холодный белый).

Производители

В трех частях света рассредоточены лидеры производства мощных светодиодов, таких как LED 10 W. Среди них американская компания Cree (которую мы уже упоминали и демонстрировали образец ее продукции), японская Nichia (пионера в области светодиодной техники), а также, немецкая Osram (более известная для отечественного покупателя).

Фирменные светодиодные изделия стоят дороже, чем их noname аналоги, но качество во втором случае никто не гарантирует.

Рассмотрим, с какими особенностями вы столкнетесь, решив приобрести китайские дешевые 10-ваттные светодиоды. Во-первых, если внимательно сравнивать, то 9 кристаллов матрицы сами по себе имеют меньшие размеры, чем у качественных модулей. Это, естественно, скажется на светоотдаче при их работе. Во-вторых, сильная неравномерность свечения каждого кристалла. Заметно это, правда, только при пониженном токе, но, тем не менее, такая особенность влияет на скорость деградации всего светодиодного модуля.

10 ваттные подделки из Китая

На картинке вы можете наблюдать, неравномерное свечение отдельных кристаллов модуля, и как с повышением тока она выравнивается. В-третьих, в светодиодах низкого качества соединяющие кристаллы проводники очень тонкие, и могут оборваться от неосторожного движения, чем прервут функционирование минимум одной тройки последовательных кристаллов.

Резюмируя описанное выше, хочется выделить важные для запоминания тезисы статьи. Светодиоды 10 Вт в качестве светоизлучающих источников широко применяются на практике для изготовления автоламп, фонариков, прожекторов и прочих осветительных приборов. Радиаторное охлаждение критически важно для нормальной работоспособности светодиода. Питание производится от источника 12В через драйвер (стабилизатор напряжения). Известный бренд гарантирует бесперебойное функционирование в течение всего заявленного срока, а с китайскими недорогими аналогами могут возникнуть проблемы.

Переход на более экономичные схемы освещения без потери мощности сделал довольно популярными так называемые сверхъяркие светодиоды от 10вт. Светодиод может найти себе несколько применений, но существуют некоторые нюансы, которые следует учитывать, проектируя схему с его использованием.

Характеристики светодиодов на 10 вт

Устройства с одинаковой мощностью могут существенно отличаться друг от друга. Производители выпускают устройства для различных целей, поэтому стоит подробней рассмотреть основные параметры:

• Световая температура. Светодиод на 10 ватт может охватывать весь диапазон в 2300-10000 К или работать только в определенной его части. Этот параметр отвечает за оттенок свечения (желтовато-белый, теплый белый, ярко-белый и холодный-белый). При этом светодиоды, имеющие маркировку t10 (автомобильные) как правило, рассчитаны на 2 последних отрезка.
• Индекс цветопередачи.
• Время работы. Светодиоды с мощностью 10 ватт могут работать 50-150 тыс. часов.
• Угол свечения (рассеивания). Зависит от области применения; для прожекторов хватит и 100-150 градусов, автомобильное освещение с маркировкой t10 рассчитано на 360 градусов. В сущности теперь отсутствует необходимость во всевозможных линзах и рефлекторах, так как при мощности в 10w светодиоды обладают довольно большим углом свечения.
• Диапазон рабочих температур. От этого параметра зависит не только то, куда может быть установлен светодиод на 10w. Верхняя граница температур очень важна при подборе радиаторов, предохраняющих устройство от преждевременных перегревов и поломок. В современных устройства доходит вплоть до 100 градусов.
• Температура хранения светодиодов на 10 вт лежит в пределах 40 ~ +100 ° C.
• Размер устройств обычно измеряется в мм.
• Конструкция. В зависимости от назначения, светодиоды на 10w могут быть выполнены в нескольких вариациях. Автомобильные лампы t10 могут также различаться по размерам (типы цоколя также измеряются в мм). Обычные светодиоды на 10 ватт могут стоять на алюминиевой «звезде». Такая площадка имеет пятачки под провода и вырезы для подключения к радиатору.

Светодиоды для автомобиля (цоколь t10)

Светодиодные лампы мощностью в 10w могут найти себе несколько применений (освещение салона, номерных знаков, багажника), но чаще всего они устанавливаются в качестве габаритных огней. Несмотря на то, что светодиоды справедливо считаются более надежными, чем лампы накаливания, при их установке в цоколь t10 можно столкнуться с некоторыми сложностями.

Стоит учесть следующие факторы:

• конструкция должна быть защищена от влияния вибраций;
• источники тепла существенно влияют на работоспособность автомобильных ламп мощностью в 10w;
• светодиод может существенно терять яркость при неправильной эксплуатации.

Схемы на 10-ватных светодиодных лампах

Сфера применения устройств зависит также и от их мощности, которая в данном случае равно 10 вт. Светодиод такого типа может называться сверхъярким и использоваться при разработке ярких фонариков или прожекторов. Сложность применения заключается в том, чтобы правильно обеспечить охлаждение прибора. Для этого следует правильно рассчитать площадь рефлектора (не менее 100мм²) и его минимальную толщину сечения (около 4-6 мм), что справедливо и для светодиодных матриц мощностью от 10 вт.

В целом светодиод на 10w имеет свои особенности, и его монтаж не всегда является целесообразным, но при этом нельзя не отметить существенный выигрыш в яркости, особенно в сравнении с лампочками на 60-100 w и экономию пространства в сотни мм (что иногда – весьма существенно).

В названии статьи специально не стал писать, что фонарик светодиодный, так как сейчас найти НЕсветодиодные фонари в продаже стало нереально. Разве что по сараям да тумбочкам ещё у некоторых валяется. Как видно, спор между лампами накаливания и светодиодами окончательно решился в пользу последних. Теперь уже обычные стеклянные лампочки на низкое напряжение стали, говоря словами А.Райкина: "дифисит". Попробуйте купить их в магазине - удивитесь:) А значит для создания нашего нового фонарика на мощность 10 ватт задействуем доступный и недорогой светодиод Cree с аналогичной мощностью.

Ещё нам понадобится LED драйвер на 3В 1.5А, ёмкий литий-ионный аккумулятор 3,7В от телефона, зарядное устройство от мобильника (практически любое), кнопка включения, гнездо сети (для зарядного устройства) и корпус. На последнем пункте остановимся немного подробнее.

Для основы десятиваттного фонарика надо выбрать что-то крупное и желательно металлическое. Не забывайте - светодиод такой мощности прилично греется и теплоотвод должен соответствовать. Да и аккумулятору придётся отдавать ток более ампера, так что имеет смысл ставить пальчиковые литиевые от ноутбуков.

В своём варианте использовал 3-й плафон никелированной люстры, которую недавно пустил на ламповый УНЧ . В нём делаем отверстие под сетевое гнездо, для заряда аккумулятора, а остальное в плафоне есть и так.

Схемы фонарика как таковой нету, все узлы берутся готовые. Вам только придётся спаять все эти модули между собой по приведённому рисунку.

Светодиод на 10 ватт прикрутил к круглому куску алюминия толщиной 1см. Он будет и радиатором и рефлектором (полирнул его до блеска). Не забывайте использовать термопасту - она заметно улучшает охлаждение LED элемента. Цена её всего 0,5уе за тюбик и хватает пасты на долго.

Разместив все элементы фонаря внутри корпуса спаиваем их гибкими проводами в хорошей изоляции (не забываем про напряжение 220В!). Последней привинчиваем алюминиевый диск рефлектора со светодиодом.

Хотя диодных фонарей в продаже имеется сотня различных моделей и мощностей, купить фонарик на 10 ватт и более очень проблематично. А в интернет магазинах они стоят под сотню долларов. Здесь же данный девайс собирается из подручных материалов буквально за вечер, с расходами только на сам светодиод. Поэтому его самостоятельная сборка оправдана на 100%.