การต่อไฟ LED เข้ากับไฟ 12 โวลต์
LED เป็นองค์ประกอบที่เชื่อถือได้ซึ่งจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อติดตั้งอย่างถูกต้องเท่านั้น การเปิดไฟ LED 12 โวลต์ควรทำด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษ ดังนั้น ต้องมีตัวต้านทานจำกัดกระแส เราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับขั้ว เช่นเดียวกับการใช้ไดโอดเดียวกันในสายเดียว
มันคืออะไร
ไฟ LED เป็นโคมไฟที่นิยมใช้กันมานาน ทั้งนี้เนื่องมาจากประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่ดีเยี่ยมและอายุการใช้งานที่ยาวนาน (เมื่อเทียบกับหลอดไฟทั่วไป) นอกจากนี้ ราคายังคงลดลงต่อเนื่องเมื่อมีการผลิตสินค้าเหล่านี้เพิ่มขึ้น
ข้อดีหลัก:
- ความทนทาน - เรืองแสงต่อเนื่องได้นานถึง 10 ปี
- ความแข็งแรง - ไม่กลัวการกระแทกและการสั่นสะเทือน
- วาไรตี้ - เรืองแสงหลายขนาดและหลายสี
- ใช้พลังงานต่ำ - ประหยัดกว่าหลอดไฟทั่วไปถึง 10 เท่าซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกัน
- ความปลอดภัยจากอัคคีภัย - เนื่องจากการใช้พลังงานต่ำ ทำให้ไม่ร้อนเกินไป ดังนั้นจึงไม่สามารถก่อให้เกิดไฟไหม้ได้
LED (light emitting diode) เป็นตัวย่อของไดโอดเปล่งแสง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากวิชาฟิสิกส์ของโรงเรียนว่าเป็นขั้ว ดังนั้น LED จะไม่ทำงานหากไม่มีการสังเกตขั้ว และยังมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการไหม้ (จะเกิดการพังทลาย) แรงดันพังทลายแบบย้อนกลับของโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์คือ 4-5 โวลต์ ในเวลาเดียวกัน มันยังสามารถทำงานกับการเชื่อมต่อที่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม กระบวนการทำลายล้างจะเริ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานลดลงอย่างมาก
พูดง่ายๆ ก็คือ ไดโอดเปล่งแสง (LED) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เรืองแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากแสงถูกสร้างขึ้นในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นของแข็ง ไฟ LED จึงถูกอธิบายว่าเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตต คำว่า "ไฟส่องสว่างแบบโซลิดสเตต" ทำให้เทคโนโลยีนี้แตกต่างจากแหล่งอื่นๆ ที่ใช้เส้นใยที่ให้ความร้อน (หลอดไส้และทังสเตน-ฮาโลเจน) รวมถึงการปล่อยก๊าซ (หลอดฟลูออเรสเซนต์)
วิธีเลือกไฟ LED ต่อไฟ 12 โวลท์
เลือกประเภทไดโอดที่ต้องการตามงานเฉพาะ มีตัวเลือกมากมายในตลาดตั้งแต่ตัวบ่งชี้ไปจนถึงงานหนัก หากต้องการให้ปุ่มและไฟแสดงบนแผงหน้าปัดของรถยนต์สว่างขึ้น คุณสามารถใช้ไดโอดกำลังต่ำได้ เพื่อให้แสงสว่างภายในอพาร์ตเมนต์หรือรถยนต์สว่างขึ้นจึงใช้ห้องที่สว่างเป็นพิเศษสำหรับการติดตั้งในเฮดออปติก, ไฟหน้ากลางวันของรถยนต์หรือไฟฉาย, ติดตั้งไฟ LED อันทรงพลัง
จากมุมมองทางเทคนิค ไม่มีข้อจำกัดด้านพลังงานและการใช้กระแสไฟ สิ่งสำคัญคือแรงดันไฟฟ้าของไดโอดไม่เกินแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ
ปัจจัยสำคัญคือขนาดและรูปร่างของเคส สามารถใช้ไดโอดบรรจุกลมหรือชิ้นส่วนยึดพื้นผิว (SMD) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความต้องการและงาน
ไดโอดอะไรที่สามารถเชื่อมต่อกับ 12 โวลต์
แทบไม่มีการจำกัดแรงดันไฟฟ้าสำหรับ LED ดังนั้นเกือบทุกชนิดสามารถเชื่อมต่อกับ 12 โวลต์ สิ่งสำคัญคือการปฏิบัติตามกฎ หลอดไฟ LED โดยทั่วไปต้องใช้ไฟ 1.5 ถึง 3.5 โวลต์ ขึ้นอยู่กับสีและความสว่าง หากคุณเห็นไดโอดเปล่งแสง 12 โวลต์บนเคาน์เตอร์ของร้านค้า แสดงว่าคุณจะได้รับชุดคริสตัลหลายชิ้นที่เชื่อมต่อเป็นชุด
ตัวเลือกการเชื่อมต่อ
ได้เวลาทำความคุ้นเคยกับตัวเลือกการเชื่อมต่อพื้นฐานแล้ว
เป็นตัวต้านทานตัวเดียว
ตามที่เราค้นพบข้างต้นแล้ว LED มีขั้ว ดังนั้นจึงเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC ชนิดทั่วไปส่วนใหญ่กินประมาณ 10-20 mA อันที่จริงนี่เป็นลักษณะสำคัญของส่วนนี้ พารามิเตอร์ที่สองระบุแรงดันไฟฟ้าตก สำหรับ LED ธรรมดา จะอยู่ในช่วง 2-4 V.
รูปแบบการเชื่อมต่อที่ถูกต้องเพียงอย่างเดียวคือมีตัวต้านทานจำกัดกระแส มันถูกเลือกตามกฎของโอห์ม ความต้านทานคำนวณจากผลต่างระหว่างแรงดันแหล่งจ่ายและแรงดันตกคร่อมหารด้วยผลคูณของกระแสไดโอดสูงสุดและปัจจัยด้านความปลอดภัย (โดยทั่วไปคือ 0.75)
กฎของโอห์ม: "ปริมาณกระแสในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับส่วนนี้ และแปรผกผันกับความต้านทาน"
จำเป็นต้องคำนวณกำลังของตัวต้านทานด้วย คำนวณโดยใช้สูตรง่ายๆ คือ ความแตกต่างระหว่างแรงดันแหล่งจ่ายกับแรงดันตกคร่อมกำลังสอง หารด้วยความต้านทานเป็นโอห์ม
การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของ LED หลายดวง
การเชื่อมต่อแบบอนุกรมคือการติดตั้ง LED สองดวงขึ้นไปในแถวเดียว วงจรนี้ยังใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสไฟเพียงตัวเดียว สูตรการคำนวณจะคล้ายกับไดโอดตัวเดียว แต่เมื่อรวมแรงดันตกคร่อมไว้
ตัวอย่างเช่น ลองใช้ LED สีขาวตามทฤษฎีของเราที่ 3 โวลต์และ 20 มิลลิแอมป์ เราเชื่อมต่อสามหน่วยเป็นอนุกรม ดังนั้น ผลรวมของแรงดันตกคร่อมของเราจะเท่ากับ 9 โวลต์ ส่วนที่เหลือของสามโวลต์หารด้วยความแรงกระแส 0.02 แอมแปร์โดยมีปัจจัยความน่าเชื่อถือ 0.75 เป็นผลให้เราพบว่าเราต้องการตัวต้านทาน 200 โอห์มหนึ่งตัว
ไดโอดแต่ละตัวแยกตัวต้านทาน
ในวงจรนี้ LED แต่ละดวงจะเชื่อมต่อกับบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟ แม้ว่าจะพบวงจรที่มีตัวต้านทานทั่วไปเพียงตัวเดียวบนเว็บ แต่ในทางปฏิบัติวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวไม่สามารถทำได้ แม้จะอยู่ในชุดเดียวกัน ไดโอดก็ต่างกันในแง่ของการใช้กระแสไฟและแรงดันตกคร่อม เป็นผลให้เราได้รับความเข้มที่แตกต่างกันของการเรืองแสงของไดโอด ความต้านทานคำนวณสำหรับแต่ละไดโอดแยกกัน
วิธีหาขั้วของ LED
เมื่อดูไดโอดเปล่งแสงทรงกลมธรรมดา คุณจะเห็นว่าเอาต์พุตทั้งสองมีความยาวต่างกัน ดังนั้นแคโทดและแอโนดจึงถูกกำหนดขั้วบวกจะยาวขึ้นและเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟ และขั้วลบเป็นขั้วลบ
นอกจากนี้ แคโทดในกรณีบางประเภทสามารถทำเครื่องหมายด้วยใบเลื่อยขนาดเล็กได้ มีข้อยกเว้นดังนั้นจึงควรศึกษาคำแนะนำสำหรับไดโอดโดยเฉพาะเสมอ
วิธีต่อไฟ 12 โวลท์
โครงร่างสำหรับเชื่อมต่อ LED กับแหล่งพลังงาน 12 V ไม่แตกต่างจากแบบมาตรฐาน แต่จำเป็น คำนวณความต้านทานและกำลังของตัวต้านทาน. ในการตรวจสอบหรือทดสอบการประกอบล่วงหน้า ตัวต้านทาน 1 kΩ หนึ่งตัวก็เพียงพอแล้ว
ตัวอย่างเช่น ลองใช้ LED ชนิดธรรมดาที่สุด - สีขาวที่มีกระแสไฟสูงสุด 20 mA อันที่จริงแรงดันไฟฟ้าไม่ได้มีบทบาทพิเศษ สิ่งสำคัญคือกระแสไม่เกินพารามิเตอร์สูงสุดที่อนุญาต แรงดันไฟฟ้าตกขึ้นอยู่กับรุ่นคือ 1.8 ถึง 3.6 V เพื่อความสะดวกในการคำนวณ เราใช้ 3 โวลต์
ความต้านทานไฟ LED
เราคำนวณพารามิเตอร์:
- ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟของแหล่งจ่ายไฟและแรงดันตกคร่อมคือ 12-3=9
- ผลคูณของกระแสสูงสุด (แอมแปร์) และปัจจัยความน่าเชื่อถือคือ 0.02*0.75=0.015
- เราคำนวณความต้านทาน (kΩ) - 9 / 0.015 \u003d 600 (kΩ)
การคำนวณกำลังต้านทาน:
- ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟของแหล่งจ่ายไฟและแรงดันตกคร่อมคือ 12-3=9
- ตามสูตรเรายกกำลังสอง - 9 * 9 \u003d 81
- เราหารด้วยความต้านทานของตัวต้านทานในหน่วยโอห์ม - 81/600 \u003d 0.135 W
ดังนั้นตัวต้านทาน MRS25 (0.6 W, 600 Ohm, ± 1%) จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเรา ณ กลางปี 2020 ค่าใช้จ่ายประมาณ 8 รูเบิล โดยปกติไม่จำเป็นต้องคำนวณกำลังของตัวต้านทาน อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้เพื่อทดสอบบิลด์ในอนาคตเป็นสิ่งสำคัญ
การเชื่อมต่อไดโอด LED อันทรงพลังกับ 12V
เมื่อเชื่อมต่อคริสตัลทรงพลังสมัยใหม่หรือส่วนประกอบต่างๆ หลักการจะไม่เปลี่ยนแปลง ต้องมีตัวต้านทานดับในวงจรด้วย ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้ LED ซึ่งเป็นที่นิยมในชั้นการซื้อขายของจีน นี่คือการรวมตัวของคริสตัลหลายชิ้นที่เชื่อมต่อแบบขนานกัน กระแสดึงอยู่ที่ 350 mA และแรงดันไฟฟ้ายังคงเป็น 3.4 โวลต์
แทนที่พารามิเตอร์ในสูตรของเรา เราจะทราบได้อย่างง่ายดายว่าเราจำเป็นต้องติดตั้งตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 32 โอห์มและกำลัง 2.2 วัตต์
การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพกับหนึ่ง IP
ข้างต้น เราพบแล้วว่าสามารถขับเคลื่อนไฟ LED ได้ไม่จำกัดจำนวนโดยแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว สิ่งสำคัญคือการมีพลังงานเพียงพอ อย่างไรก็ตาม เพียงแค่เชื่อมต่อหลอดไฟแบบขนานกับตัวต้านทานสำหรับแต่ละตัวก็ไม่มีประสิทธิภาพ เราเห็นจากจุดก่อนหน้านี้ว่ามากกว่า 2/3 ของกำลังกระจายไปในตัวต้านทานจำกัดกระแส ดังนั้นคำถามจึงมักเกิดขึ้นว่ามีไฟ LED จำนวนเท่าใดที่สามารถเชื่อมต่อกับ 12 V.
การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูงสุดกับ 12 โวลต์คือสายไฟ LED สามดวงในซีรีส์พร้อมตัวต้านทานหนึ่งตัว แถบ LED ทั้งหมดที่ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 12 V ผลิตขึ้นตามรูปแบบเดียวกัน
ปัญหาการเชื่อมต่อ
แผนผังของการเชื่อมต่อ LED:
- อย่าใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส เนื่องจากกระแสไฟมากเกินไปจะไหลผ่าน LED ในไม่ช้าก็จะล้มเหลว
- การเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยไม่มีตัวต้านทาน แม้ว่าคุณจะคิดว่าการป้อนตัวต้านทาน 3V สี่ตัวในเครือข่าย 12V เป็นความคิดที่ดี คุณคิดผิด เนื่องจากการควบคุมความแรงในปัจจุบันที่อ่อนแอ องค์ประกอบต่างๆ จะถูกทำลายอย่างรวดเร็ว
- ใช้ตัวต้านทานหนึ่งตัวเมื่อเชื่อมต่อไดโอดแบบขนาน เนื่องจากความแตกต่างในลักษณะ ไดโอดจะส่องแสงด้วยความเข้มต่างกัน เพิ่มอัตราการทำลายล้าง
เราแนะนำให้คุณดูวิดีโอในหัวข้อ: การเชื่อมต่อไฟ LED ที่เหมาะสม
บทสรุป
ความน่าเชื่อถือของไฟ LED นั้นสูงกว่าหลอดไส้และรุ่นปล่อยก๊าซมาก แต่เมื่อเชื่อมต่ออย่างถูกต้องเท่านั้น ดังนั้นเราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับความต้องการตัวต้านทานจำกัดกระแสซึ่งถูกเลือกในรูปแบบง่ายๆ จำเป็นต้องมีขั้วด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อติดตั้งไดโอดกับเครือข่าย 12 โวลต์
