Indikatorji omrežja 220V na LED, zamenjava indikatorja neonkam

  • Števci

Shematski diagrami preprostih indikatorjev prisotnosti omrežja 220V na LED, spremenite stare neonske svetilke na LED. V električni opremi se neonske svetilke pogosto uporabljajo za označevanje vklopa opreme.

V večini primerov je tokokrog kot je prikazano na sliki 1. To pomeni, da je neonska svetilka priključena na omrežje AC preko 150-200 kiolskih uporov. Prag razgradnje neonske svetilke je manjši od 220 V, zato se zlahka zlomi in sije. In upor omejuje tok skozi to, tako da ne eksplodira zaradi prevelikega toka.

Obstajajo tudi neonske svetilke z vgrajenimi uporovnimi tokovi, v takšnih shemah se zdi, kot da je neonska svetilka povezana z omrežjem brez upora. Pravzaprav je upor skrit v svoji osnovi ali v žični izhod.

Pomanjkanje neonskih indikatorskih svetilk v sijočem sijaju in samo roza sijaj, tudi v tem, da je steklo. Plus, neonske svetilke so sedaj v prodaji manj pogosto LED. Jasno je, da obstaja skušnjava, da bi podoben pokazatelj vključitve vključili, toda na LED, več LED se pojavlja v različnih barvah in veliko svetlejša kot "neon", no, ni stekla.

Toda LED je nizkonapetostna naprava. Naprej je napetost običajno ne večja od V, obrnjena pa je tudi zelo nizka. Tudi če se neonska svetilka zamenja z LED, se zaradi presežka vzvratne napetosti pri negativnem polavalu omrežne napetosti ne uspe.

Sl. 1. Tipična povezava neonske svetilke z omrežjem 220V.

Vendar pa obstajajo dvo-barvne LED z dvojnim izhodom. V primeru takšne LED sta vzporedno povezani dve večbarvni LED. Takšna LED se lahko poveže skoraj na enak način kot neonska svetilka (slika 2), lahko le uporovamo kot manjši upor, kajti za dobro svetlost mora tok skozi LED preteči več kot neonska svetilka.

Sl. 2. Shema 220V indikatorja omrežja na dvo-barvni LED.

V tej shemi ena polovica dvo-barvne HL1 LED deluje na enem polvalu, druga polovica pa na drugi polovici omrežne napetosti. Zaradi tega vzvratna napetost na LED ne presega neposredne. Edina slaba stran je barva. Rumen je. Ker sta ponavadi dve barvi rdeča in zelena, vendar pa gori skoraj istočasno, ker vidno izgledata kot rumena.

Upor R1 v vezju na sliki 2 je manj odporen kot pri neonskih žarnicah, na njej pa se sprošča več toplotne moči. Popolnoma se znebite parazitske toplotne moči, če zamenjate upor s kondenzatorjem (slika 3). Neposredni tok skozi LED omejuje kapacitivna reaktivna upornost kondenzatorja, na njej se ne proizvaja toplota.

Sl. 3. Diagram indikatorja omrežja 220V na dvo-barvni LED in kondenzatorju.

Na slikah 4 in 5 je prikazano vezje indikatorja vklopa na dve LED-diode, ki so povezani v protilateralni smeri. To je skoraj enako kot v sl. 3 in 4, vendar so lučke ločene za vsako polovično obdobje omrežne napetosti. LED diode so lahko enake barve in različne.

Sl. 4. Diagram 220V omrežnega kazalnika z dvema LED.

Sl. 5. Diagram 220V indikatorja omrežja z dvema LED in kondenzatorjem.

Toda, če je potrebna samo ena LED, lahko drugo zamenjamo z običajno diodo, npr. 1N4148 (sl. 6 in 7). In ni nič groznega v dejstvu, da ta LED ni namenjena omrežni napetosti. Ker vzvratna napetost na njej ne bo presegala napetosti naprej LED.

Sl. 6. Diagram 220V omrežnega kazalnika z LED in diode.

Sl. 2. Shema 220V omrežnega kazalnika z eno LED in kondenzatorjem.

Svetleče diode so bile testirane v vezjih, dvobarvni tip L-53SRGW in enobarvni tip AL307. Seveda lahko uporabite tudi druge podobne LED indikatorje. Upori in kondenzatorji so lahko tudi v drugih količinah, vse je odvisno od trenutne moči, ki jo potrebujete skozi LED.

Kako povezati LED stikalo: pravila za povezavo stikala s osvetlitvijo ozadja

Za izvedbo osnovnega električnega dela ni potrebno poklicati poveljnika. Če želite vedeti, kako povezati stikalo LED, ga lahko sami namestite.

Govorili bomo o shemi ožičenja, namestitvi in ​​težavah, ki se lahko pojavijo med namestitvijo. Prav tako boste lahko opravili navaden stik z lastnimi rokami tako, da bo osvetlitev v njej.

Kako stikalo za osvetlitev deluje in deluje

Zasnova stikala LED bo opisana z dvokrilno napravo z osvetlitvijo ozadja.

Mehanizem sestavljajo naslednji elementi:

  • en vhod, dva izhodna sponka;
  • tokovni omejevalni upor;
  • premikanje kontaktov.

Oblika vključuje tudi telo, okrasno ploščo in podloge.

Ko kontakti stikala LED odprejo, tok, ki teče skozi fazni vodnik, gre v upor, nato pa na LED ali neonsko svetilko. Nadalje napetost potuje skozi osvetljevalnik in izstopa skozi nič. Ker je osvetlitev priključena prek tokovnega omejevalnega upora, omrežna napetost pade in zadostuje za osvetlitev, vendar pa lestenec ne deluje dovolj.

Ko stikalo stikala zapre, se tok, ki se vedno premika vzdolž vezja z najnižjim uporom, prehaja skozi omrežje, ki napaja svetilko - napetost v tem vezju je skoraj nič. Tok se pretaka v ozadje, vendar je tako majhen, da ni dovolj za delovanje neonske svetilke.

LED stikalo aplikacija

Stikalo, opremljeno z osvetlitvijo ozadja, je nameščeno tam, kjer je temen tudi v času dneva, pri čemer nenehna uporaba svetlobne naprave ni priporočljiva. Uporabite ga tudi v prostorih, katerih dostop je potreben ponoči.

Več virov svetlobe, več ključev, ki jih potrebujete na stikalu. Za nadzor osvetlitve, ki je sestavljena iz več kot treh svetlobnih naprav, uporabite stikalna stikala, nameščena v eni vrstici. Za nadzor osvetlitve iz več krajev dobite poseben stik z osvetlitvijo ozadja.

Kako izbrati LED stikalo

Pri nakupu LED stikala ni treba loviti dragih keramičnih naprav, saj poraba energije osvetljevalnih naprav v bistvu ni preveč velika. V stanovanjskem okolju je dovolj, da uporabite visokokakovostno plastično LED stikalo z zanesljivo kontaktno skupino. Vir takšnih naprav je približno 40.000 preklopov.

Izvedite tudi izbiro, ki temelji na zasnovi naprave, vrsto vključitve - proizvajajo tipkovnice in vrtljive, tipke, dotik in kabel. Po metodi namestitve se razlikujejo notranje in zunanje naprave. Material ohišja je lahko tudi drugačen - uporabljajo se plastika, steklo, baker, nerjavno jeklo, skrilavca, pozlačeni in celo usnje se uporabljajo kot dekorativni premaz.

Toda to, za kar morate resnično opozoriti, je zaščitni razred (IP) - kaže na možnost uporabe opreme v določenih pogojih. Na primer:

  • Razred z vrednostmi IP 20 označuje, da je naprava slabo zaščitena pred prahom in vlago. Takšna oprema se uporablja v stanovanjskih prostorih.
  • Razred IP 45 in več se uporablja za označevanje stikal, primernih za priključitev v prostorih z visoko vlažnostjo - kopeli, kopeli, kuhinje, stranišča itd.
  • Razred z IP 65 pomeni, da je stikalo mogoče uporabiti zunaj. Taka električna oprema je povečala zaščito pred prahom, vlago. Postavljena zunaj stavbe - pod verando, shed, na pokritih verandah. Ima bolj masivne ključe in na mestu vhoda električne žice gumijasti pečat.

Višji razred, večja je zaščita naprave od zunanjih dejavnikov. To velja ne samo za stikala, temveč tudi vtičnice, preklopna stikala in drugo električno opremo.

Kako namestiti

Mehanski stikalni mehanizem prevzame prisotnost majhne svetilke, ki sveti, ko je izklopljena. Za osvetlitev naprave lahko uporabite majhno neonsko svetilko ali LED z uporovnim elementom. Iz osvetlitve ozadja potegnite žice, ki jih je treba med vgradnjo priključiti na napajanje.

Priprava za namestitev in obvezni varnostni ukrepi

Brez osnovnega znanja o varnosti je bolje, da sploh ne delate z električno opremo. Nejasna električna napeljava lahko povzroči električni udar, okvaro električnih naprav, nastanek požara.

Osnovna pravila ravnanja pri delu z električno energijo:

  • vsa dela morajo biti izvedena v omrežju brez energije;
  • Nesprejemljivo je preobremeniti električno omrežje;
  • žice je treba preveriti za označevanje;
  • bolje je zamenjati poškodovan del omrežja in ne popraviti;
  • se ne dotikajte priključene opreme z mokrimi rokami.

Če želite ugotoviti naravo vodnikov - kjer je nič in kje je faza - bo pomagal običajen kazalnik izvijača ali multimeter. Indikator zadostuje, če je električno omrežje enofazno. Za analizo trifaznega omrežja z uporabo multimeter.

Primer namestitve osvetlitve stikala z dvema gumboma

Glavne strukturne razlike LED stikala so v mehanizmu osvetlitve ozadja. Morda je pripravljen za uporabo in ne potrebuje nikakršnih ukrepov za povezavo. Pri drugi vrsti konstrukcije je potrebno priključiti žice, ki napajajo LED ali neonsko svetilko. Razmislite o bolj zapleteni možnosti - kako povezati napravo z osvetlitvijo ozadja, pri kateri je treba vodnike povezati neodvisno.

Najprej pritrdite ključe z izvijačem ali drugim ustreznim orodjem in jih odstranite. Ločite jedro (notranji mehanizem) iz telesa.

Nato določite pravilen položaj stikala s pomočjo indikatorja. Če želite to narediti tako, da se dotaknete stikov z izvijačem na eni strani in indikatorjem na drugi, preverite, ali je naprava vklopljena ali izklopljena. Če indikator zasveti - to pomeni, da je vklopljen. V tem stanju se obrne tako, da so tipke s pritiskano stranjo na vrhu.

Ena od žic iz indikatorja je priključena na vhodni terminal, druga pa na kontaktni ključ. Če je več ključev, je žica priključena na prvo, od leve naprej. Istočasno z žico od indikatorja do vhodnega priključka priključite fazni vodnik. Dve izhodni fazni žici, ki gredo v lestenec, so hkrati priključeni na izhodne sponke z žico drugega žarometa za ozadje, pri čemer pazite, da ne pridejo v stik.

S tem načinom povezave se bo osvetlitev zaslona po odprtju stikov s prvim tipkom. Druga ne bo vplivala na izklop osvetlitve ozadja, lučka pa bo ostala še naprej, tudi če so luči vključene. Da bi lučka indikatorja ugasnila, ko pritisnete katerokoli od tipk, morate samostojno narediti mostiček, ki bo indikator povezal z obema tipkama.

Če ne upoštevate povezave osvetlitve ozadja, se namestitev izvaja kot v običajnih napravah. Fazni vodnik se pripelje do stikala skozi priključno omarico in je priključen na vhodni priključek L, ki ga poganja v luknjo in ga privije.

Zraven kontaktov naprave L1 in L2 povežite obe žični vrvi, ki vodijo v lestenec tudi skozi spojno omarico. Eden od njih je povezan z eno svetilko, drugi pa z drugo. Zero skozi terminalsko enoto v namestitveni škatli, nato pa gre v vse svetilke lestence, ki zapre kontakt.

Zakaj lučke za energijo utripajo

Stikalo LED je nezdružljivo z delovanjem energetsko varčnih svetilk. Konflikt naprav se kaže s kratek časom utripanja svetilke v stanju izklopa ali v tako imenovanem načinu sijenja, ko se svetilka ne izključi in komaj neha.

To se zgodi, ker je znotraj fluorescentne svetilke vgrajen elektronski pretvornik (kondenzator), ki se postopoma polni od toka, ki poteka skozi osvetlitev ozadja, utripa. Podoben pojav se pojavlja tudi z napajanjem LED trakov, ki imajo tudi kondenzator in ki ga napaja majhen tok, ki prihaja iz stikala s pozadinsko osvetlitvijo.

To omejitev lahko prekrijete, če nadzorujete delovanje svetlobne naprave s pomočjo releja. Od stikala je ukaz najprej na rele, ki že neposredno nadzoruje osvetlitev. Rele proizvedejo številni proizvajalci električnih izdelkov - Schneider Electric, ABB, Siemens. Lahko ga postavite pod pokrovček lestence, za zadnjimi strehami, v kateri je nameščen LED-ruler.

Za rešitev problema lahko uporabite drugo rešitev - izklopite neonsko svetilko ali LED iz napajanja. To lahko storite z odklopom žic ozadja iz priključkov. Toda stikalo LED bo izgubilo svoje prednosti. Razmislite o rešitvah, ki vam bodo še vedno omogočale kombinacijo osvetlitve in uporabe energetsko varčnih žarnic.

Kako združiti svetilke in stikalo

Če fluorescenčna žarnica po izklopu utripa ali slabo osvetli, lahko problem rešite s priključitvijo dodatne upornosti (upor ali kondenzator), vzporedno s točko osvetlitve. Za to potrebujete upor 50 kΩ in moč 2 vati. Ko bo vključena osvetlitev, absorbira dodatni tok in ne dovoli polnjenja kondenzatorja.

Ta metoda odprave vzroka utripanja energetsko varčnih žarnic se šteje za precej nevarnega in izkušeni električarji ne priporočajo, da ga uporabijo brez dovolj usposobljenosti za električno delo.

Bolje je uporabiti že pripravljeno zaščitno enoto za fluorescenčne in LED žarnice, ki preprečujejo utripanje, ščiti pred nihanji električne energije in odpravlja motnje pri žarnicah. Če je uporabljeno stikalo za osvetljeno ozadje, mora biti priključeno.

Zaščitna enota je priključena vzporedno z žarnicami, ki ne delujejo pravilno - v stanju izklopa utripajo ali svetijo. Namestite ga v ohišje svetilke ali v stekleni lestenec.

Osvetljeno stikalo naredite sami

Med delovanjem električne opreme se včasih izkaže, da bi bilo v nekaterih prostorih lepo, če bi imeli stikalo osvetlitev. Če želite to narediti, vam ni treba kupiti naprave - samostojno lahko izboljšate staro. Kaj je potrebno za to:

  • navadno stikalo;
  • LED z vsemi značilnostmi;
  • 470 kΩ upor;
  • dioda 0,25 W;
  • žica;
  • spajkalno železo;
  • vrtanje

S pomočjo spajkalnika se začne zbrati shema. Katoda diode (označena s črno črto) je priključena na anodo LED (noga je daljša na anodi). Upor se spoji na pozitivni kontakt LED in žice, ki bo služil kot povezava s stikalom. Druga žica je priključena na katodo LED.

Nato povežite vse z mehanizmom za vklop. Fazni vodnik, ki vodi do žarnice, je priključen na priključek skupaj z enim od žic, ki vodijo do LED. Druga napeljava je priključena na vhodni terminal skupaj z fazno žico, ki napaja tok iz električnega omrežja. Pazljivo izolirati izpostavljena področja žice in izključiti kontakt vodnikov s telesom, kar je še posebej pomembno, če je kovinsko.

Preverijo ožičenje stikala z osvetlitvijo za delovanje, kot sledi: tipka, ki zapira kontakt, povzroči, da lestenec ali žarnica zasveti, v stanju pripravljenosti pa zasveti LED žarnica. Če krogotok deluje pravilno, lahko namestite napravo v ohišju.

Če želite osvetlitev vidno, se LED žarnica privede v izvrtino na vrhu ohišja. To ni potrebno storiti, če je telo svetlo - svetloba bo prodrla skozi to.

Stikalo za vklop / izklop

Stikala s kazalniki se od LED razlikujejo po popolnoma drugačnem načinu uporabe - svetilka v njih sveti, ko je osvetlitev vključena. Glavni namen opozorilne svetilke je, da signalizira, da se luči vključijo v klet, na podstrešju, v shrambo ali na cesto. Uporablja se za nadzor porabe energije. Indikator lahko nastavite za vsako od tipk ali samo za eno od njih.

Vezje povezave in delovanja stikala s funkcijo osvetlitve ozadja je izdelano v skladu z naslednjim načelom. Preskusna lučka je vzporedno priključena na stikalne sponke. Ko se vezje zapre, tok prehaja skozi indikator in svetlobno napravo - oba zasvetita. Če je stikalo izklopljeno, noben tok ne teče na indikator ali svetilko.

Koristen videoposnetek na temo

Navodila za priključitev stikala LED:

Kako nastaviti osvetlitev z lastnimi rokami:

Kaj storiti, če energijske varčne žarnice sveti ali utripa po izklopu:

Stikalo z osvetlitvijo lahko sodeluje v skoraj vseh sistemih osvetlitve. Toda za pravilno namestitev je potrebno preučiti oblikovanje, načelo delovanja in odtenke, ki nastanejo pri interakciji z drugo električno opremo.

Zakaj je tako težko narediti moči LED iz 220V sami?

Ker morate kompetentno rešiti dve težavi hkrati:

  1. Omejite enosmerni tok skozi LED, tako da ne izgori.
  2. Zaščitite LED pred obratnim tokom.

Če ne boste upoštevali nobenega od teh elementov, bo LED takoj pokrit z bakrenim bazenom.

V najpreprostejšem primeru lahko tok skozi LED omejuje upor in / ali kondenzator. In da preprečite razbitje iz obratne napetosti, lahko uporabite običajno diodo ali drugo LED.

Zato je najpreprostejša shema za priključitev LED na 220V sestavljena iz le nekaj elementov:

Zaščitna dioda je lahko skoraj vse, ker njegova vzvratna napetost nikoli ne bo presegla napetosti naprej preko LED, tok pa omejuje upor.

Odpornost in moč omejitvenega (balastnega) uporovnika je odvisna od obratovalnega toka LED in se izračuna v skladu z Ohmovim zakonom:

In disipacijska moč upora se izračuna kot:

P = (Uv - ULED) 2 / R

kjer je uv = 220 V
ULED - neposredna (obratovalna) napetost LED. Ponavadi leži v razponu 1,5-3,5 V. Za eno ali dve LED diode je mogoče zanemariti in s tem poenostaviti formulo na R = Uv/ I,
Jaz sem LED tok. Pri običajnih LED indikatorjih bo tok 5-20 mA.

Primer izračuna balastnega upora

Recimo, da moramo povprečni tok doseči prek LED = 20 mA, zato mora upor biti:

R = 220V / 0,020A = 11000 Ohms (vzemi dva upora: 10 + 1 kΩ)

P = (220V) 2/11000 = 4,4 W (vzemite s krajo: 5 W)

Zahtevana upornost upora se lahko vzame iz spodnje tabele.

Tabela 1. Odvisnost LED toka od upora upogibnega upora.

Druge možnosti povezave

V prejšnjih shemah je bila zaščitna dioda vključena v protilalerno vzporedno, vendar je lahko postavljena tako:

To je drugo vezje za vklop 220 V brez LED. V tem vezju bo tok skozi upor 2 krat manj kot v prvi izvedbi. In zato bo dodeljena 4-krat manj moči. To je določen plus.

Vendar pa je tudi minus: polna (amplituda) napetost omrežja se uporablja za zaščitno diodo, zato se vsaka dioda tukaj ne bo zvila. Spraviti moramo nekaj z obratno napetostjo 400 V in več. Toda to danes sploh ni problem. Na primer, vsestranska 1000-voltna dioda - 1N4007 (KD258) je popolna.

Kljub skupnemu napačnemu razumevanju, v negativnih polčasih omrežne napetosti, bo LED še vedno v stanju električnega razpada. Ampak zaradi dejstva, da je odpornost zaščitne diode, obratno-pristranski pn križišču, zelo visoka, tok razbitja ne bo zadosten, da onemogoči LED.

Če želite zmanjšati količino dotičnega toka, morate razdeliti upor na dva dela, tako da se izkaže, kot je prikazano na slikah:

Zahvaljujoč tej rešitvi, tudi s preusmeritvijo faze in nič, tok skozi osebo do "tla" (z naključnim dotikom) ne more presegati 220/12000 = 0,018A. In to ni tako nevarno.

Kako ravnati s pulsacijami?

V obeh shemah bo LED zasvetil samo v pozitivnem polkrajnem času omrežne napetosti. To pomeni, da utripa s frekvenco 50 Hz ali 50-krat na sekundo, pri čemer je širina impulza enaka 100% (prižge 10 ms, 10 ms ne sveti, in tako naprej). Vidno bo na očeh.

Poleg tega se, ko utripajo LED diode, ki osvetljujejo vse premikajoče se predmete, na primer lopatice ventilatorjev, kolesa kolesa itd., Se bo neizogibno pojavil stroboskopski učinek. V nekaterih primerih je ta učinek nesprejemljiv ali celo nevaren. Na primer, ko delate za strojem, se morda zdi, da je rezalnik mirujoč, vendar se v bistvu vrti s prečudovito hitrostjo in samo čaka, da prstom vstavite tam.

Če želite, da so pulsacije manj opazne, lahko pogostost vklopa LED-diode z dvojnim mostom poveča:

Prosimo, upoštevajte, da v primerjavi s krogom # 2 z enako upornostjo uporov imamo dvakrat povprečni tok. In, v skladu s tem, štirikrat več disipacijskih močnostnih uporov.

Na diode ne nalaga nobenih posebnih zahtev, glavna stvar je, da so diode, ki jih sestavlja, sestavljeni iz polovice delovnega toka LED. Vzvratna napetost na vsaki diode bo povsem nepomembna.

Še vedno pa je mogoče organizirati kontra-vzporedno povezavo dveh LED. Potem bo eden izmed njih spal med pozitivnim polavtonom, drugi pa negativen.

Bistvo je, da bo s tem stikalom največja obratna napetost na vsaki od LED prikazovalnikov enaka napetosti druge svetleče diode (večje število voltov), ​​zato bo vsaka LED zanesljivo zaščitena pred razčlenitvijo.

LED diode naj bodo čim bliže drug drugemu. V idealnem primeru poskusite najti dvojno LED, kjer se oba kristala nahajajo v enem primeru in vsak ima svoje zaključke.

Na splošno velja, da za LED, ki opravljajo funkcijo indikatorja, velikost valovanja ni zelo pomembna. Za njih je najpomembnejša razlika med vklopom in izklopom (indikacija za vklop / izklop, predvajanje / snemanje, polnjenje / praznjenje, norma / alarm itd.).

Toda pri ustvarjanju svetlobnih napeljav vedno poskušajte obdržati pulsacije na minimum. In ne toliko zaradi nevarnosti stroboskopskega učinka, ampak zaradi njihovih škodljivih učinkov na telo.

Katere pulze veljajo za sprejemljive?

Vse je odvisno od frekvence: nižja je, bolj opazne pulsacije. Na frekvencah nad 300 Hz pulsacije postanejo popolnoma nevidne in sploh niso normalizirane, kar pomeni, da se celo 100% šteje za normo.

Kljub dejstvu, da pulsacije osvetlitve pri frekvencah 60-80 Hz in višje niso vidno vidne, lahko povzročijo povečano utrujenost oči, splošno utrujenost, tesnobo, zmanjšano učinkovitost vizualnega dela in celo glavobole.

Da bi preprečili zgoraj navedene učinke, mednarodni standard IEEE 1789-2015 priporoča maksimalno raven svetlosti z frekvenco 100 Hz - 8% (zagotovljena varna raven - 3%). Za frekvenco 50 Hz je to 1,25% oziroma 0,5%. Toda to je za perfekcioniste.

Pravzaprav, da bi pulzacije svetlosti LED-ja vsaj vsaj nekako motile, je dovolj, da ne presegajo 15-20%. To je ravno stopnja utripanja povprečnih močnih žarnic z žarilno nitko in nihče se jih nikoli ni pritoževal. Da, naš ruski SNiP 23-05-95 omogoča 20% utripanje svetlobe (in le za posebno težavno in odgovorno delo se zahteva poveča na 10%).

V skladu z GOST 33393-2015 "Zgradbe in strukture. Metode za merjenje koeficienta osvetljevalne pulsacije", se za oceno velikosti pulziranja uvede poseben indikator - koeficient pulzacije (Kn).

Coeff. pulzacije se običajno izračunajo z uporabo kompleksne formule, ki uporablja integralno funkcijo, toda za harmonične oscilacije je formula poenostavljena na naslednje:

kje je emax - največja vrednost osvetlitve (amplituda) in Emin - najnižji.

To formula bomo uporabili za izračun kapacitete gladilnega kondenzatorja.

Možno je natančno določiti pulsacije katerega koli svetlobnega vira s pomočjo sončne celice in osciloskopa:

Kako zmanjšati valovanje?

Poglejmo, kako vklopiti LED v 220-voltnem omrežju, da bi zmanjšali valovitost. Najlažji način za to je spajkanje kondenzatorja (glajenja), ki je vzporeden z LED:

Zaradi nelinearne odpornosti LED, je izračun kapacitivnosti tega kondenzatorja precej ne-trivialna naloga.

Vendar lahko to nalogo poenostavite, če naredite več predpostavk. Najprej predstavljamo LED kot enakovreden konstantni upor:

In drugič, da se pretvarjamo, da je svetlost LED (in torej osvetlitve) linearna odvisnost od toka.

Poskusimo približno izračunati kapacitivnost kondenzatorja na določenem primeru.

Izračun kapacitivnega gladilnega kondenzatorja

Recimo, da želimo dobiti koeficient. 2,5% bruhanje, ko tok skozi LED 20 mA. Na razpolago nam je svetlobna dioda, na kateri pri 20 mA pade 2 V. Mrežna frekvenca, kot ponavadi, je 50 Hz.

Ker smo se odločili, da je svetlost linearno odvisna od toka skozi LED, in smo predstavili LED kot preprost upor, lahko zlahka nadomestimo osvetlitev v formuli za izračun faktorjev valovanja s pomočjo napetosti na kondenzatorju:

Namestite neobdelane podatke in izračunajte Umin:

2,5% = (2B - Umin) / (2B + Umin) ⋅ 100% => Umin = 1,9V

Čas napetosti nihanja v omrežju je 0,02 s (1/50).

Tako bo oscilogram napetosti preko kondenzatorja (in zato na naši poenostavljeni LED) izgledal tako:

Opozarjamo se na trigonometrijo in računamo čas za polnjenje kondenzatorja (za preprostost ne bomo upoštevali odpornosti balastnega upora):

tzar = arccos (umin/ Umax) / 2πf = arccos (1,9 / 2) / (2⋅3.1415⋅50) = 0,0010108 s

Preostali del preostalega časa kondenzatorja bo izpraznjen. Poleg tega je treba obdobje v tem primeru prepoloviti, ker uporabljamo polnovalni usmernik:

trazr = T - tzar = 0,02 / 2 - 0,0010108 = 0,008989 s

Še naprej je izračunati zmogljivost:

C = ILED ⋅ dt / dU = 0,02 ⋅ 0,008989 / (2-1,9) = 0,0018 F (ali 1800 μF)

V praksi je malo verjetno, da bo nekdo dal tako velik Conder zaradi majhne LED. Čeprav je naloga, da dobite pulze v 10%, potem potrebujete le 440 uF.

Povečajte učinkovitost

Opazite, koliko moči se sprosti na uporovnem uporu? Moč, ki je zapravljen. Ali ga je mogoče zmanjšati?

Izkazalo se je, čim bolj je mogoče! Dovolj je namesto aktivnega upora (upora) za reaktivno (kondenzator ali dušenje).

Morda smo takoj zavrgli dušenje zaradi svoje razsutosti in morebitnih težav z samozadostno EMF. In kaj kondenzatorji mislite.

Kot veste, kondenzator katere koli kapacitete ima neskončno upornost za enosmerni tok. Toda upor na izmenični tok se izračuna po tej formuli:

Rc = 1 / 2πfC

to je, večja je kapacitivnost C in večja frekvenca toka f - nižji je odpornost.

Lepota je, da je reaktiven odpor in moč tudi reaktiven, to je, ni resničen. Zdi se, da je tam, vendar ni tam. Dejansko ta moč ne dela, ampak se preprosto vrne v napajanje (do izhoda). Številke gospodinjstev ga ne upoštevajo, zato vam tega ne bo treba plačati. Da, ustvari dodatno obremenitev v omrežju, vendar pa vam kot končni uporabnik verjetno ne bo zelo zaskrbljen zaradi tega =)

Tako napajalno vezje LED diode 220V naredi naslednje:

Ampak! V tej obliki je bolje, da ga ne uporabljate, saj je v tej shemi LED občutljiva na impulzni šum.

Vključitev ali izključitev močne induktivne obremenitve na isti liniji (klimatski motor, hladilni kompresor, varilni stroj itd.) Povzroči zelo kratke napetosti v omrežju. Kondenzator C1 za njih predstavlja skoraj nič odpornost, zato bo močan impulz potekal naravnost na C2 in VD5.

Na žalost elektrolitski kondenzatorji zaradi svoje velike parazitske induktivnosti ne delujejo dobro z motnjami RF, zato bo večina impulzne energije potekala skozi pn-povezavo LED.

V primeru vklopa vezja v trenutku antiserumske napetosti v omrežju se pojavi še en nevarni trenutek (tj. V trenutku, ko je napetost v izhodu na vrhu njegove vrednosti). Odkar C1 v tem trenutku je popolnoma izpraznjen, potem je preveč toka toka skozi LED.

Vse to sčasoma povzroči postopno degradacijo kristala in padec svetlosti sijaja.

Da bi se izognili tako žalostnim posledicam, je treba vezje dopolniti z majhnim dušilnim uporom 47-100 ohmov in močjo 1 W. Poleg tega bo upor R1 deloval kot varovalko v primeru razbitja kondenzatorja C1.

Izkazalo se je, da mora biti vezje za vklop LED v 220-voltno omrežje naslednje:

In še vedno obstaja še en majhen odtenek: če to vezje izvlečete iz vtičnice, potem na kondenzatorju C1 ostane nekakšna napolnjenost. Preostala napetost je odvisna od trenutka, ko je bil prekinjen tokokrog napajanja in v nekaterih primerih lahko preseže 300 voltov.

In ker kondenzatorja nikjer ne more izprazniti, razen z notranjim uporom, lahko polnjenje traja zelo dolgo (dan ali več). In ves ta čas vas bo vaš konjder čakal na vas ali vašega otroka, skozi katerega bo mogoče pravilno izprazniti. Poleg tega, da bi dobili električni udar, vam ni treba iti v črevesje vezja, dovolj je samo, da se dotaknete obeh kontaktov vtikača.

Da bi otroku pomagali znebiti nepotrebnega naboja, vzporedno z njim povezujemo katerikoli visoko upornostni upor (na primer 1 MΩ). Ta upor ne bo vplival na način načrtovanja vezja. Ne bo niti pokvaril.

Tako bo dokončana shema za priključitev LED na omrežje 220V (z vsemi odtenki in izboljšavami) videti tako:

Vrednost kapacitivnosti C1 za pridobitev želenega toka skozi LED lahko takoj vzamemo iz tabele 2 in jo lahko izračunamo neodvisno.

Izračun dušilnega kondenzatorja za LED

Ne bom dal napornih računskih izračunov, takoj bom dal pripravljeno formulo zmogljivosti (v Faradah):

C = I / (2πf√√ (U2 v - U 2 LED)) [F],

kjer je tok skozi LED, f je trenutna frekvenca (50 Hz), Uv - efektivna vrednost omrežne napetosti (220V), ULED - napetost na ledu.

Če se izračuna za majhno število serijsko povezanih LED, se izraz √ (U 2 v - U 2 LED) je približno enaka Uv, zato se formula lahko poenostavi:

C ≈ 3183 ⋅ ILED / Uv [uF]

No, ker delamo izračune pod uv = 220 voltov, nato:

C ≈ 15 ⋅ ILED [uF]

Tako je, ko je LED vklopljen za 220 V, za vsak tok 100 mA potreben približno 1,5 mikrofarad (1500 nF) kapacitivnosti.

Tisti, ki niso v nasprotju z matematiko, lahko izračunajo vrednosti vnaprej iz spodnje tabele.

Tabela 2. Odvisnost toka skozi LED-diode na zmogljivosti balastnega kondenzatorja.

Osvetljeno stikalo za LED žarnice

Številna stikala imajo vgrajeno zelo uporabno funkcijo - osvetlitev ozadja. S to funkcijo je izključeno iskanje za stikalo v temni sobi. Kako deluje? Osvetlitev ozadja je precej preprosta: pod ključem stikala se nahaja miniaturna indikatorska luč, v ključu pa se nahaja majhno okno, skozi katerega lahko vidite stanje stikala.

Stikalo je osvetljeno v notranjosti prostora

Kot indikator se uporablja neonska žarnica ali LED, vsaka od njih pa ima lastne značilnosti. V številnih virih je razvidno, da se takšna stikala lahko uporabljajo samo s halogenskimi in žarnicami, kajti energetsko varčne - s takšnimi stikali utripajo, LED pa malo v temi.

Za obravnavo teh pojavov je potrebno razumeti mehanizem delovanja vsakega kazalca.

Neonski kazalnik

V mnogih stikih se kot indikator uporablja neonska žarnica, najpogosteje pa je steklen balon, napolnjen z neonom, v katerem sta dve elektrodi nameščeni na medsebojno razdaljo.

Tlak plina je zelo majhen - nekaj desetin mm Hg. V takem mediju med elektrodami, ko se z njimi napeljavi napetost, pride do tako imenovanega sijajnega praznjenja - zasijejo ionizirane molekule plina. Glede na vrsto plina je barva sija lahko zelo različna: od rdeče neonske do modro-zelene barve v argonu.

Na sliki je prikazana miniaturna neonska žarnica, v elektrotehniki pa se najpogosteje uporabljajo kot indikator prisotnosti toka.

Neon žarnica

Stikalo za osvetlitev ozadja na neonski žarnici je zelo zanesljivo, življenjska doba žarnice je več kot 5000 ur, indikator je jasno viden v temi. Shema ožičenja je preprosta.

Priključite osvetlitev na neonsko žarnico

Diagram prikazuje povezavo osvetlitve ozadja z neonskega stikala. L1 je neonska žarnica iz tipa MN-6, toka 0,8 mA, vžigalne napetosti 90 V, to so podatki iz imenika. R1 - kalilni upor, S1 - stikalo za luči.

Izračun uporovnega upora

Odpornost upora se izračuna po formuli:

kjer je R upornost upora (Ohm);
ΔU je razlika (Uc-Uz) med omrežno napetostjo in vžigom žarnice v voltih;
Jaz je tok žarnice (A).

Najbližji nazivni upor je 150 kΩ. Na splošno je upor mogoče izbrati v razponu od 150 do 510 kOhm, medtem ko žarnica deluje normalno, z večjim nazivnim, se podaljša življenjska doba in izgine moč.

Moč upora se izračuna po naslednji formuli:

kjer je P moč (W), razpršena na uporu;

P = 220-90 × 0,0008 = 0,104 vatov.

Najbližja moč večjega upora je 0,125 vatov. Ta moč je dovolj, upor komaj segreje, ne več kot 40-50 stopinj, kar je povsem sprejemljivo. Če je mogoče, je zaželeno postaviti upor 0,25 W.

Gradbeništvo

Če spustite izhod uporov na kateri koli izhod svetilke, lahko sestavite vezje.

Sestavljene luči z lastnimi rokami

Še naprej je povezana sestavljena shema. Če želite to narediti, odstranite ohišje stikala, je izhod uporov priključen na en terminal in žarnico na drugo.

Shema neonskih luči

Zdaj, ko je ključ izklopljen, bo tok potekal skozi tokokrog (spodnja slika) in ker je tok omejen z uporom, bo dovolj, da se prižge osvetlitev ozadja, vendar ne zadostuje za delovanje osvetlitve. Ko je vklopljen, so izhodi v ozadju svetlobnega tokokroga kratkosticni in trenutni tok skozi stikalo, ki obide osvetlitev, na osvetlitev (zgornja slika).

Tovrstno osvetlitev lahko postavite v stikalo, v katerem proizvajalec ni zagotovil, zato ni potrebno vrtati luknje v ključu za vklop. Material, iz katerega so ključi izdelani, je preprosto prosojna in stikalo je v temi zelo jasno vidno, zato ni potrebno vrtati luknje za žarnico.

LED osvetlitev

Pogosto je LED svetilka, ki je polprevodniška naprava, ki oddaja svetlobo, ko električni tok teče skozi njo.

Barva diode, ki oddaja svetlobo, je odvisna od materiala, iz katerega je izdelana, in do neke mere od uporabljene napetosti. LED so kombinacija dveh polprevodnikov različnih vrst prevodnosti p in n. Ta spojina se imenuje prehod elektronov-lukenj, na njej se oddaja svetloba, ko se skozi to potuje enosmerni tok.

Pojav svetlobnega sevanje se razlaga z rekombinacijo nosilcev polnjenja v polprevodnikih, spodnja slika prikazuje približno sliko o tem, kaj se dogaja v LED.

Rekombinacija nosilcev polnil in pojav svetlobnega sevanja

Na sliki krog z znakom "-" označuje negativne naboje, saj so v zelenem območju, zato je območje n običajno označeno. Krog s znakom "+" simbolizira pozitivne tokovne nosilce, so v rjavi coni p, meja med temi področji je pn križišče.

Ko pozitivni naboj premaga pn križišče pod vplivom električnega polja, potem povezuje desno na mejo z negativnim. In ker povezava povzroči tudi povečanje energije zaradi trčenja teh stroškov, nekaj energije gre za ogrevanje materiala, nekatere pa so sevane v obliki svetlobnega kvanta.

Strukturno LED je kovinska, najpogostejša bakra, na kateri sta fiksirana dva kristala polprevodnikov različnih prevodnosti, ena je anoda, druga pa katoda. Aluminijski odsevnik s pritrjenimi lečami je pritrjen na osnovo.

Kot je razvidno iz spodnje slike, veliko pozornosti posvečamo toploti v zasnovi, to pa ni slučajno, ker polprevodniki dobro delujejo v ozkem termalnem koridorju, ki presega meje moti napravo, dokler ne uspe.

Postavitev LED naprave

V polprevodnikih s povečano temperaturo, za razliko od kovin, se upornost ne povečuje, ampak se, nasprotno, zmanjša. To lahko povzroči nenadzorovano povečanje toka in s tem ogrevanje, ko se doseže določen prag, pride do okvare.

LED-ji so zelo občutljivi, da presegajo mejno vrednost napetosti, celo onemogoči kratkotrajni impulz. Zato je treba natančno izbirati trenutno uporovne upore. Poleg tega je LED zasnovana tako, da potuje samo v smeri naprej, npr. od anode do katode, če se uporabi napetost povratne polaritete, lahko to tudi poškoduje.

In kljub tem omejitvam se LED svetilke pogosto uporabljajo za osvetlitev v stikala. Upoštevajte vezje in zaščito LED v stikala.

LED osvetlitev

Spodnja slika prikazuje shemo osvetlitve ozadja. Vsebuje: kaljenje upora R1, LED VD2 in zaščitno diodo VD1. Črka a je anoda LED, k je katoda.

LED osvetlitev ozadja

Ker je delovna napetost LED veliko nižja od napetosti omrežja, da bi jo zatreti, se uporabljajo kalilni upori, odvisno od porabljenega toka, bo njegova odpornost drugačna.

Izračun upora odpornosti

Odpornost upora R se izračuna po formuli:

kjer je R odpornost uporovnega upora (ohm);

Uc - omrežna napetost (tukaj 220 V);

Usd - delovna napetost LED (V);

Jazsd - obratovalni tok LED (A);

Izračunamo uporejni upor za LED AL307A. Začetni podatki: delovna napetost 2 V, tok od 10 do 20 mA.

Z uporabo zgornje formule, Rmax= (220-2) / 0,01 = 218 00 OM, Rmin= (220-2) / 0,02 = 10900 OHM. Ugotovimo, da mora biti upor upora v območju od 11 do 22 kΩ.

Izračun moči

Prav tako morate izračunati moč, ki jo absorbira upor, se izračuna po formuli:

kjer je P moč, ki se razprši na uporu (W);

Uc - omrežna napetost (tukaj 220 V);

Usd - delovna napetost LED (V);

Jazsd - obratovalni tok LED (A);

Izračunajte moč: Pmin= (220-2) * 0,01 = 2,18 W, Pmax= (220-2) * 0,02 = 4,36 vatov. Kot je razvidno iz izračuna, je moč, ki jo razprši upor, precej pomembna.

Od ocen moči uporov je najbližji največji - to je 5 W, vendar je tak upor precej velik in ga ne bo mogoče skriti v telesu stikala, zato je nerazumno, da odpadki porabijo energijo.

Ker je bil izračun izveden na najvišji dovoljeni tok LED, v tem načinu pa je njegova življenjska doba večkrat zmanjšana, zmanjšanje toka za polovico, lahko ubijete dve ptici z enim kamenjem: zmanjšate porabljeno moč in podaljšate življenjsko dobo LED. Če želite to narediti, preprosto povečajte odpornost upora za polovico na 22-39 kΩ.

Priključitev osvetlitve na stikalne sponke

Zgornja slika prikazuje priključitev osvetlitve na stikalne sponke. Fazna žica omrežja je primerna za en terminal, druga je iz žarnice, osvetlitev je priključena na ta dva priključka. Ko je stikalo odprto, tok teče skozi ozadje in zasveti, vendar osvetlitev ne sveti. Če je stikalo zaprto, napetost teče skozi tokokrog, mimo osvetlitve se bo osvetlitev vključila.

V tovarni stikala s osvetlitvijo najpogosteje uporabljene sheme, prikazane na zgornji sliki. Vrednost uporov je od 100 do 200 kOhm, proizvajalci bodo zavestno zmanjšali tok skozi LED na 1-2 mA in s tem tudi svetlost sijaja, kajti ponoči je dovolj. Istočasno se izguba moči zmanjša, zaščitni diode pa tudi ni mogoče nastaviti, ker obratna napetost ne presega dovoljene.

Uporaba kondenzatorja

Kot kaljenje elementa lahko uporabite kondenzator, ki za razliko od upora nima aktivne, ampak reaktivne upornosti, zato, ko tok prehaja skozi to, na njej ni toplote.

Dejstvo je, da ko se elektroni premikajo vzdolž prevodne plasti upora, se srečujejo z rešetkami vozlišča materiala in jim prenesejo nekaj svoje kinetične energije. Zato se material segreje, električni tok pa odpornost proti napredku.

Pri trenutnem pretoku skozi kondenzator pride do popolnoma drugačnih procesov. Kondenzator v najpreprostejšem primeru je sestavljen iz dveh kovinskih plošč, ločenih z dielektrikom, tako da konstantni električni tok ne more preiti skozi to. Ampak nato na teh ploščah lahko polnjenje ohranimo, in če je občasno napolnjena in izpraznjena, v tokokrogu začne teči izmenični tok.

Izračun dušilnega kondenzatorja

Če je kondenzator vključen v AC vezje, se bo skozi tok, vendar glede na kapacitivnost in frekvenco toka njena napetost zmanjša za določeno količino. Za izračun z uporabo naslednje formule:

kjer je xc - odpornost kondenzatorja kondenzatorja (OM);

f je frekvenca toka v omrežju (v našem primeru 50 Hz);

C - kapacitivnost kondenzatorja v (μF);

Za izračune ta formula ni zelo priročna, zato je v praksi pogosto uporabljeno naslednje - empirično, kar omogoča dovolj natančno izbiro kondenzatorja.

Osnova: Uc -220 V; Usd -2 V; Jazsd -20 mA;

Poiščite kapacitivnost kondenzatorja C = (4,45 * 20) / (220-2) = 0,408 mikrofarad, iz serije nazivnih kondenzatorjev E24 izberite najbližji manjši 0,39 mikrofarad. Toda pri izbiri kondenzatorja je treba upoštevati tudi njegovo delovno napetost, ne sme biti manjša od Uc* 1.41.

Dejstvo je, da je v AC vezju običajno razlikovati učinkovito in učinkovito napetost. Če je trenutna oblika sinusoidna, je dejanska napetost 1,41 bolj učinkovita. To pomeni, da mora imeti kondenzator minimalno delovno napetost 220 * 1.41 = 310 V. In ker takšne nominalne vrednosti ni, bo najbližji večji 400 V.

Za te namene lahko uporabite filmski kondenzator K73-17, njegove dimenzije in teža omogočajo, da se vstavijo v stikalo.

Vklopite delovanje. Video

Iz tega videoposnetka si lahko ogledate skupno delovanje svetilke LED in osvetljeno stikalo.

Vsi izračuni v izdelku so veljavni za način normalne osvetlitve, ko jih uporabljamo za stikala, lahko vrednosti uporov nastavimo navzgor za 2-3 krat. To bo zmanjšalo svetlost LED, neon in moč disipacije uporov, in s tem njihove dimenzije.

Če se kondenzator uporablja kot odpornost proti gašenju, je treba njegovo nominalno vrednost prilagoditi navzdol, da zmanjša svetlost, pa tudi dimenzije, vendar delovne napetosti kondenzatorja ni mogoče zmanjšati.

Zmanjšanje toka prek osvetlitve ozadja zmanjšuje verjetnost, da bi svetilke za varčevanje z energijo utriple v temi, ker vhodni kondenzatorski nivo v pulznem pretvorniku teh svetilk ne doseže sprožilnega praga.

Kako priključiti LED na svetlobno omrežje

Ko preberete ta naslov, se lahko nekdo vpraša: "Zakaj?" Da, če samo priključite LED v vtičnico, jo celo vklopite v skladu z določeno shemo, nima praktičnega pomena, ne bo prinesla uporabnih informacij. Ampak, če je ista LED priključena vzporedno z grelnim elementom, ki ga nadzira termostat, lahko vizualno nadzirate delovanje celotne naprave. Včasih vam ta indikacija omogoča, da se znebite številnih majhnih težav in težav.

Glede na to, kar smo že povedali o vključitvi LED-jev v prejšnje člene, se zdi, da je naloga trivialna: postavite zgornji upor želene ocene in vprašanje je rešeno. Ampak vse to je dobro, če LED napajate z rektificirano konstantno napetostjo: ko smo LED napravo priključili v smeri naprej, je ostala tako.

Pri delu z izmenično napetostjo ni tako enostavno. Dejstvo je, da bo LED poleg neposredne napetosti vplivala tudi napetost povratne polarnosti, ker vsak pol cikel sinusoida spremeni svoj znak na nasprotno. Ta vzvratna napetost ne bo zasvetila LED, vendar jo lahko uniči zelo hitro. Zato je treba sprejeti ukrepe za zaščito pred to "škodljivo" napetostjo.

V primeru omrežne napetosti mora izračun kalorijskega upora temeljiti na vrednosti napetosti 310V. Zakaj Tukaj je vse zelo preprosto: 220V je dejanska napetost, vrednost amplitude pa 220 * 1.41 = 310V. Amplituda napetost v koren dveh (1,41) krat toka, in ne smemo pozabiti na to. Tukaj je neposredna in obratna napetost na LED. Od vrednosti 310V je, da je treba izracunati odpornost uporovnega upora in da je od te napetosti samo obrnjena polarnost za zašcito LED.

Kako zaščititi LED iz obratne napetosti

Za skoraj vse LED, obratna napetost ne presega 20V, ker nihče ne bo naredil visokonapetostnega usmernika na njih. Kako se znebiti takšne nesreče, kako zaščititi LED iz te povratne napetosti?

Izkazalo se je, da je vse zelo preprosto. Prva metoda - v seriji z LED za vklop normalne usmerniške diode z visoko obratno napetostjo (ne manj kot 400V), na primer 1N4007 - povratna napetost 1000V, enosmerni tok 1A. Tisti, ki ne bo zamudil visoke napetosti negativne polarnosti na LED. Shema takšne zaščite je prikazana na sliki 1a.

Druga metoda, ki ni manj učinkovita, je preprosto premostitev LED z drugo diodo, ki je povezana v nasprotni vzporednici, Slika 1b. S to metodo zaščitni diode sploh ni potrebno z visoko povratno napetostjo, zadostuje vsaka dioda z nizko močjo, na primer KD521.

Še več, preprosto lahko vklopite nasprotno - vzporedno dve LED: izmenično odpiranje, se bodo med seboj zaščitili, oba pa oddajajo svetlobo, kot je prikazano na sliki 1c. To je že tretji način zaščite. Vse tri zaščitne sheme so prikazane na sliki 1.

Slika 1. Zaščitno vezje LED proti povratni napetosti

Omejitveni upor na teh vezjih ima upornost 24KΩ, ki s tokovno napetostjo 220V zagotavlja tok približno 220/24 = 9,16 mA, se lahko zaokroži na 9. Potem je moč dušenja upor 9 * 9 * 24 = 1944mW, skoraj dve vati. To je kljub temu, da je tok skozi LED omejen na 9mA. Toda dolgotrajna uporaba upora pri največji moči ne bo vodila do nič dobrega: najprej bo postala črna in nato popolnoma izgorila. Da bi se temu izognili, je priporočljivo namestiti dva upora serije 12KΩ z močjo 2W vsak.

Če nastavite trenutno raven na 20mA, bo uporna moč še večja - 20 * 20 * 12 = 4800mW, skoraj 5W! Seveda, nihče ne bo mogel privoščiti peči takšne moči za ogrevanje prostora. To temelji na eni LED, ampak kaj, če je v celoti LED venci?

Kondenzator - odpornost proti vatu

Za vezje, prikazano na sliki 1a, je zaščitna dioda D1 "odrezana" negativni polkultni cikel izmenične napetosti, zato se moč kalilnega upora zmanjša za polovico. Ampak vseeno moč ostaja zelo pomembna. Zato je kondenzator za predstikalne naprave pogosto uporabljen kot omejevalni upor: tok bo omejil tok, ki ni slabši od upora, ne bo pa ustvaril toplote. Navsezadnje ni za nič, da se kondenzator pogosto imenuje nevtralni upor. Ta način vključitve je prikazan na sliki 2.

Slika 2. LED vezje vezje skozi balastni kondenzator

Tukaj je vse v redu, celo obstaja zaščitna dioda VD1. Toda dve podrobnosti niso podani. Prvič, kondenzator C1 po izklopu vezja lahko ostane v napolnjenem stanju in shrani polnjenje, dokler ga nekdo ne izpusti z roko. In to, verjemite mi, se bo nekega dne zgodilo. Električni šok izkaže, seveda, ni usoden, temveč občutljiv, nepričakovan in neprijeten.

Zato, da bi se izognili takšnim težavam, se ti kalilni kondenzatorji preganjajo z uporom z uporom 200... 1000KΩ. Ista zaščita je nameščena tudi v napajalnih enotah brez transformatorjev z gašenjem kondenzatorja, v optičnih sklopih in nekaterih drugih vezjih. Na sliki 3 je ta upor označen kot R1.

Slika 3. Diagram povezave LED na svetlobno omrežje

Poleg upora R1 se v tokokrogu pojavi upor R2. Njen namen je omejevanje prenapetostnega toka skozi kondenzator, ko se napetost nanese, kar pomaga zaščititi ne samo diode, ampak tudi kondenzator sam. Iz prakse je znano, da v odsotnosti takega upora kondenzator včasih prekine, njegova zmogljivost postane precej manjša od nominalne. Ni treba posebej poudarjati, da mora biti kondenzator keramika za delovno napetost najmanj 400V ali posebna za delovanje v AC tokokrogih za 250V.

Druga pomembna vloga je upor R2: v primeru kondenzatorske razgradnje deluje kot varovalka. Seveda bo treba zamenjati tudi LED, vendar pa vsaj povezovalne žice ostanejo nedotaknjene. Dejstvo je, da deluje varovalka v kateri koli preklopni napajalni enoti - tranzistorji so izgoreli in tiskana vezja ostane skoraj nedotaknjena.

V diagramu, prikazanem na sliki 3, je prikazana samo ena LED, čeprav je dejansko mogoče vklopiti v seriji več kosov. Zaščitna dioda bo v celoti obvladala svojo nalogo, vendar bo zmogljivost balastnega kondenzatorja morala biti izračunana vsaj približno, vendar še vedno.

Kako izračunati zmogljivost gašenja kondenzatorja

Za izračun odpornosti uporovnega upora je potrebno odšteti padec napetosti na LED iz napajalne napetosti. Če je več LED priključenih v seriji, potem preprosto dodate svoje napetosti in odštejemo tudi od napajalne napetosti. Poznavanje te preostale napetosti in zahtevanega toka, je zelo enostavno, da zakon Ohma izračuna upor upora: R = (U-Ud) / I * 0,75.

Tukaj je U napajalna napetost, Ud je padec napetosti na LED-diode (če so LED diode povezane serijsko, potem Ud je vsota padcev napetosti na vseh LED-jih), I je tok skozi LED, R je odpornost uporovnega upora. Tukaj, kot vedno, je napetost v Voltih, tok v Amperes, rezultat v Ohms, 0,75 je koeficient za povečanje zanesljivosti. Ta formula je že citirana v članku "Pri uporabi LED-jev".

Velikost upadanja napetosti za LED v različnih barvah je drugačna. Pri 20 mA toka za rdeče LED 1,6... 2,03 V, rumena 2,1... 2,2 V, zelena 2,2... 3,5 V, modra 2,5... 3,7 V. Najvišji padec napetosti ima bele LED diode s širokim spektrom sevanja 3,0... 3,7 V. Ni težko videti, da je širjenje tega parametra dovolj široko.

Tu so napetostni padci le nekaj vrst LED, samo po barvi. Dejansko so te barve veliko večje, natančna vrednost pa je mogoče najti le v tehnični dokumentaciji za določeno LED. Pogosto pa to ni potrebno: če želite dobiti prakso sprejemljivega rezultata, je dovolj, da v formulo nadomestimo nekaj povprečne vrednosti (ponavadi 2B), seveda, če to ni venca 100 LED.

Empirična formula C = (4,45 * I) / (U-Ud) se uporablja za izračun kapacitete gašenja kondenzatorja,

kjer je C kapacitivnost kondenzatorja v mikrofaradih, I je tok v milliamperah, U je amplitudna napetost omrežja v voltih. Pri uporabi verige treh serijsko povezanih bele LED-LED Ud približno 12V, U ima amplitudno napetost 310V, za omejitev toka na 20mA, potrebujete kondenzator

C = (4,45 * I) / (U-Ud) = C = (4,45 * 20) / (310-12) = 0,29865 mikrofarad, skoraj 0,3 mikrofarad.

Najbližja standardna kapacitivnost je 0,15 μF, zato je za to vezje treba uporabiti dva vzporedno vezana kondenzatorja. Tukaj je potrebno narediti opombo: formula velja samo za frekvenco izmenične napetosti 50 Hz. Za druge frekvence bodo rezultati nepravilni.

Kondenzator najprej preverite

Pred uporabo kondenzatorja je treba preveriti. Za začetek preprosto vklopite omrežje 220V, bolje prek varovalke 3... 5A in po 15 minutah, da preverite na dotik, ali je opazna toplota? Če je kondenzator hladen, ga lahko uporabite. V nasprotnem primeru se prepričajte, da vzamete drugo in predhodno preverite. Konec koncev, 220V ni več 12, vse je malo drugačno!

Če je ta test uspešen, kondenzator ni ogrevan, potem lahko preverite, ali je prišlo do napake v izračunih, ali je kondenzator kapacitiven. Če želite to narediti, morate kondenzatorju, tako kot v prejšnjem primeru, vključiti v omrežje samo z ampermetrom. Seveda mora biti ampermeter AC.

To je opomnik, da vsi sodobni digitalni multimetri ne merijo izmeničnega toka: enostavne in poceni naprave, na primer zelo priljubljene pri radijskih amaterjih iz serije DT838, lahko merijo samo enosmerni tok, ki bo pri merjenju izmeničnega toka prikazal tak ampermeter. Najverjetneje bo cena drva ali temperatura na Luni, ne pa izmenični tok skozi kondenzator.

Če je izmerjeni tok približno enak, kot se je izkazalo pri računanju po formuli, lahko varno priključimo LED. Če namesto pričakovanih 20... 30 mA, se je izkazalo 2... 3A, potem je tukaj napaka v izračunih ali oznaka kondenzatorja napačno prebrala.

Osvetljene stikala

Tukaj se lahko osredotočite na drug način, da vklopite LED v omrežju osvetlitve, ki se uporablja v stikala s osvetlitvijo ozadja. Če je takšno stikalo razstavljeno, lahko ugotovimo, da ni zaščitnih diod. Torej, vse, kar je napisano nekoliko višje - neumnost? Sploh ne, samo natančno pogled na razstavljeno stikalo, natančneje, upor rating. Praviloma njena nominalna vrednost ni manjša od 200K, morda celo malo več. V tem primeru je očitno, da bo tok prek LED-ja omejen na približno 1 mA. Krogotok z osvetlitvijo je prikazan na sliki 4.

Slika 4. Diagram povezave LED v stikalu z osvetljenim ozadjem

Tu je več "zajcev" ubil en upor naenkrat. Seveda, tok skozi LED bo majhen, bo šel šibko, a precej svetlo, da bi videli ta sij v temni noči v sobi. Toda čez dan tega sijaja sploh ni potrebno! Zato pustite, da se ne boste opazili neopaženo.

V tem primeru bo obratni tok šibek, tako šibek, da na noben način ne bo mogel zapisati LED. Zato je prihranek točno ena zaščitna dioda, ki je bila opisana zgoraj. Z izdajo milijonov, in morda celo milijard, stikala na leto, prihranki so precejšnji.

Zdi se, da so po branju člankov o LED-ju vsa vprašanja o njihovi uporabi jasna in razumljiva. Ampak še vedno obstajajo številne odtenki in odtenki pri vključevanju LED v različnih shemah. Na primer, vzporedna in serijska povezava, ali na drugačen način, dobra in slaba vezja.

Včasih želite zbrati venci z več ducatami LED, a kako jo izračunati? Koliko LED lahko priključite v seriji, če je napajalnik 12 ali 24 V? O teh in drugih vprašanjih bomo razpravljali v naslednjem članku, ki ga bomo imenovali »Dobra in slaba stikala za LED«.