Подключение светодиодов к 5 вольтам: Схема подключения светодиодов на 5 и 12 вольт

Схема подключения светодиодов на 5 и 12 вольт

Светодиоды широко используются для устройства освещения и индикации из-за своей надежности и экономичности. Имеют достаточно высокий коэффициент полезного действия, безопасны и долговечны по сравнению с обычными лампами накаливания.

Чтобы светодиод светился

Через него необходимо пропустить электрический ток в направлении одной стороны – от анода к катоду. При этом его невозможно подключить напрямую к источнику питания, поскольку он немедленно сгорит. Чтобы обеспечить нормальную работу, необходим ограничитель, которым служит резистор, устанавливаемый в цепь последовательно со светодиодом.

По цветам светодиоды разделяются на красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Цвет можно определить, лишь включив его, поскольку почти все они изготовлены из прозрачного бесцветного пластика.

Кроме того их также различают по номинальному току потребления. В основном, широкое распространение получили изделия с потребляемым током 10 и 20 миллиампер.

Идеальный источник питания для светодиодов – блок питания компьютера. При использовании в качестве обычного освещения применяются разъемы, на выходе у которых 5 или 12 вольт. Когда они используются в качестве светомузыки, то они подключаются через LPT-порт компьютера.

Рассмотрим различные варианты схем подключения светодиодов

При питании номинальным током 5 вольт в цепь включается резистор с сопротивлением 100-200 Ом.

Светодиоды на 12 вольт при подключении питания в цепь, последовательно с ними включается ограничительный резистор с сопротивлением 400-900 Ом.

При подключении на 5 вольт для двух светодиодов, в цепь последовательно включают ограничительный резистор сопротивлением до 100 Ом. В отдельных случаях наблюдается тусклое их свечение даже без использования резистора.

При подключении питания током на 12 вольт для двух светодиодов подключенных в цепь последовательно включается резистор сопротивлением 250-600 Ом.

При использовании источника питания номинальным током 12 вольт для трех светодиодов в цепи применяется резистор 100-250 Ом.

При такой схеме подключения отдельные модели будут тускло светиться даже без использования резистора.

Кроме последовательного подключения в отдельных случаях применяется параллельное их подключение. В этом случае аноды и катоды у них сходятся в две отдельные точки или в два пучка. Такие схемы отличаются низкой экономичностью и небезопасны в эксплуатации.

Параллельное подключение должно осуществляться с применением светодиодов с одинаковыми параметрами, при этом разброс характеристик должен быть минимальным. Расчет сопротивления ограничительного резистора должен быть произведен с достаточно высокой точностью. При перегорании даже одного светодиода – другие сгорают поочередно в течение нескольких минут.

Чаще всего для параллельного подключения используется следующая схема:

При такой схеме используются выпрямительные диоды различных марок, что исключает возможность их выгорания. На диодах происходит падение напряжения и до светодиодов доходит напряжение менее 5 вольт. Такая схема обычно используется для круглосуточного освещения помещения.

При подключении к LPT-порту в цепь последовательно включается резистор сопротивлением до 100 Ом. При приведении порта LPT в режим ЕРР резистор может и не устанавливаться.

Схема подключения светодиода

Введение

Использование светодиодов для освещения и индикации — это надежное и экономичное решение. Светодиоды имеют очень высокий КПД, надежны, экономичны, безопасны, долговечны в сравнении с лампами накаливания и люминесцентными лампами. В данной статье рассматриваются способы включения светодиодов. Описываются способы питания светодиода от компьютера.

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод — это, во-первых, диод. И точно так же как у обычного диода, у светодиода есть два вывода (контакта питания): анод (плюс) и катод (минус). Это связано с тем, что светодиод является полупроводником, то есть, проводит электрический ток только в одну сторону (от анода к катоду), и не проводит в обратную (от катода к аноду).

Итак, для того, чтобы светодиод засветился, надо пропускать через него электрический ток в направлении от анода к катоду. Для этого следует подать на его анод положительное, а на катод — отрицательное напряжение.

Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода. Причина сего поведения кроется в следующем. Выражаясь простым бытовым языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять такую мощность, которую физически не способен выдержать.

Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.

Какие бывают светодиоды

Во-первых, светодиоды можно разделить

по цветам: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Большинство современных светодиодов выполнено из бесцветного прозрачного пластика, поэтому невозможно определить цвет светодиода не включив его.

Во-вторых, светодиоды можно разделить по номинальному току потребления. Широко распространены модели с током потребления 10 миллиампер (мА) и 20 мА. Следует помнить, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток. Именно поэтому мы вынуждены использовать ограничительные резисторы.

В-третьих, светодиоды можно разделить по такому параметру, как падение напряжения в открытом состоянии при номинальном токе. Несмотря на то, что про этот параметр нередко забывают — его влияние весьма и весьма значительно. Благодаря этому параметру иногда можно избавиться от ограничительного резистора.

Светодиод(ы) можно подключить к компьютеру разными способами.

Для подключения светодиодов в качестве простого освещения удобно использовать разъемы блока питания, выдающие 5 и 12 вольт. Для подключения светодиодов в качестве светомузыки удобно использовать LPT порт компьютера.

Подключение светодиодов к блоку питания

Блок питания компьютера — это замечательный источник питания для светодиода или линейки из светодиодов, поскольку он вырабатывает стабилизированное напряжение +5 вольт (В) и +12 В.

Итак, разъем имеет четыре контакта, к которым подходят четыре же провода: два из них черные — это «ноль», один красный выдает напряжение +5 вольт, и один желтый выдает +12 вольт.

Рассмотрим схему подключения одного светодиода.

	При питании от 5 В последовательно со светодиодом необходимо включить ограничительный резистор номиналом от 100 до 200 Ом.
	При питании от 12 В последовательно со светодиодом требуется включить ограничительный резистор номиналом от 400 до 900 Ом.

Рассмотрим схему подключения двух светодиодов.

	При питании двух светодиодов от 5 вольт, в схему надо включить резистор до 100 Ом. Некоторые светодиоды в такой схеме будут светиться слишком тускло (даже без резистора).
	При питании двух светодиодов от 12 В, в схему надо включить резистор от 250 до 600 Ом.

 

Рассмотрим схему подключения трех и четырех светодиодов.

	При питании трех светодиодов от 12 В, следует использовать резистор номиналом от 100 до 250 Ом.
	Некоторые светодиоды в такой схеме включения будут светиться слишком тускло (даже без резистора).

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Методика расчета питания светодиода».

Выше приведены схемы последовательного включения светодиодов. Существуют также способы параллельного включения светодиодов. Обратите внимание, что под параллельным включением подразумевается схема в которой, когда аноды и катоды всех светодиодов непосредственно сходятся в две точки (два пучка).

Такие схемы, как правило, не экономичны и небезопасны, как для блока питания, так и для светодиодов. Кроме того, схемы параллельного включения более сложны в расчетах, требовательны к источнику питания, поэтому мы будем пользоваться ими только в особых случаях. Просто посмотрим как выглядит такая схема.

При паралельном включении светодиодов следует использовать только одинаковые светодиоды, с минимальным разбросом характеристик. Сопротивление ограничительного резистора должно быть рассчитано и подобрано с высокой степенью точности. В случае выхода из строя одного из светодиодов — остальные могут выгореть по очереди друг за другом в считанные минуты.

Рекомендую никогда не использовать эту схему включения светодиодов. Но если все же условия требуют параллельного включения то советую использовать следующий вариант.

Такая схема параллельного включения светодиодов практически избавлена от опасности последовательного выгорания светодиодов. В данном случае вместо ограничиельного резистора включено несколько обычных выпрямительных диодов разных марок (НЕ светодиодов).

Благодаря падению напряжения на этих диодах, до светодиодов доходит напряжение уже не 5 Вольт, а значительно меньше. Ограничительные диоды подбираются так, чтобы до светодиодов доходило напряжение

равное их падению напряжения в открытом состоянии.

Эта схема используется используется автором для круглосуточного светодиодного освещения квартиры.

Подключение светодиодов к LPT порту

При питании светодиода от LPT порта необходимо последовательно со светодиодом можно включить резистор номиналом до 100 Ом. В большинстве случаев, при питании светодиода от LPT порта резистор бывает не нужен. LPT порт предварительно должен быть переведен в режим EPP. Подробное описание способа подключения светодиодов к LPT порту содержится в статье «LPT порт и 12 светодиодов».

 

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Универсальная методика рассчета питания светодиодов».

arduino uno — Опасно ли подавать 5 вольт на светодиод?

спросил 6 лет, 6 месяцев назад

Изменено 5 лет, 10 месяцев назад

Просмотрено 9к раз

Руководство Arduino Uno (из комплекта) предписывает подключать резистор к GND при включении светодиода на макетной плате с 5В (гнездо?). Красный, зеленый и желтый светодиоды светятся не так ярко. .. на самом деле их яркость едва различима. Безопасно ли подавать все 5 вольт, подключив катод к земле с помощью 9?0011 провод ? Я попробовал это на секунду, и это сработало … Только не пытайтесь это сделать на синем, я предполагаю, что выше 5В он взорвется, он так ярко горел..

Дополнительно: Почему только синий светодиод горит заметно?

• arduino-uno
• светодиод
• защита от напряжения

5

Светодиоды разных цветов не одинаковы. Изготавливаются с различными примесями. И некоторые цвета (синий) было очень трудно понять. Настолько, что изобретатель синего светодиода был удостоен Нобелевской премии!

Следовательно, не следует предполагать, что все светодиоды работают при одинаковом напряжении и токе. Таким образом, при питании светодиода от источника постоянного напряжения определите правильное последовательное сопротивление для каждого случая.

Пример 1:

Для красного светодиода, который может иметь падение напряжения 1,8 В и потреблять 20 мА для работы от источника 5 В, мы находим соответствующий последовательный резистор.

..

В = I * R

5 — 1,8 = 20 мА * R

R = (5 — 1,8) / 0,020

R = 160 Ом

Пример 2:

Для синего светодиода, который может иметь падение напряжения 3,3 В и потреблять 20 мА для работы от источника 5 В, мы находим соответствующий последовательный резистор…

В = I * R

5 — 3,3 = 20 мА * R

Р = (5 — 3,3) / 0,020

R = 85 Ом

У конкретных светодиодов могут быть другие характеристики. Выше приведены только примеры.

Подробнее о расчете правильного последовательного сопротивления светодиодов см. здесь.

Как правило, светодиоды, которые перегружены, тускнеют и не восстанавливаются.

Нет, вы не можете безопасно запитать светодиод 5В без резистора. Резистор нужен абсолютно 100%.

Резистор ставится не по наитию, требуется выставить ток исходя из напряжения питания минус прямое напряжение светодиода и сопротивление резистора.

7

Ач. Я нашел это. Из инструкции:

Без резистора светодиод на несколько мгновений будет ярче, но быстро перегорит.

Поскольку 5 В для этой штуки ВЫСОКОЕ, похоже, что 5 В будет слишком много для светодиода.

Вопрос 2: Вы использовали неправильный резистор (слишком большое сопротивление). Но даже с неправильным резистором светился синий! Странный.

1

Еще кое-что, что следует принять во внимание (как будто это недостаточно сложно), заключается в том, что если вы сравниваете светодиоды визуально, вы не всегда сможете сказать, правильны ли ваши математические расчеты.

Человеческий глаз примерно в 3 раза более чувствителен к синему свету (и зеленому свету, если на то пошло), чем к красному свету.

Итак, предположим, что у вас есть 3 абсолютно одинаково изготовленных светодиода: 1 красный спектр, 1 синий спектр и 1 белый («полный спектр»). Если все они подключены к правильному току, синий светодиод будет иметь яркость примерно в 3 раза большую, чем красный светодиод (для ваших человеческих глаз), а белый светодиод будет казаться в несколько раз ярче красного светодиода. и, вероятно, в несколько раз ярче синего, хотя он содержит больше «спектра».

TL;DR: проверяйте свои макеты с помощью вольтметра и математики, а не своими жалкими глазными яблоками.

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. 9Описание цепей серии 0000 и параллельных цепей

Надеемся, что те, кто ищет практическую информацию об электрических цепях и подключении светодиодных компонентов, первыми нашли это руководство. Однако вполне вероятно, что вы уже читали страницу Википедии о последовательных и параллельных схемах здесь, возможно, несколько других результатов поиска Google по этому вопросу, и все еще неясны или хотите получить более конкретную информацию, касающуюся светодиодов. В течение многих лет предоставления обучения, обучения и объяснения концепции электронных схем клиентам мы собрали и подготовили всю важную информацию, необходимую, чтобы помочь вам понять концепцию электрических схем и их связь со светодиодами.

Во-первых, не позволяйте электрическим цепям и проводке светодиодных компонентов звучать пугающе или запутанно — правильное подключение светодиодов может быть простым и понятным, если вы будете следовать этому сообщению. Давайте начнем с самого основного вопроса…

Какой тип схемы мне следует использовать?
Одно лучше другого…Последовательное, параллельное или последовательное/параллельное?

Требования к осветительным приборам часто диктуют, какой тип схемы можно использовать, но, если есть выбор, наиболее эффективным способом работы светодиодов высокой мощности является использование последовательной схемы с драйвером светодиода постоянного тока. Запуск последовательной цепи помогает обеспечить одинаковое количество тока для каждого светодиода. Это означает, что каждый светодиод в цепи будет иметь одинаковую яркость и не позволит одному светодиоду потреблять больше тока, чем другому. Когда каждый светодиод получает одинаковый ток, это помогает устранить такие проблемы, как тепловой разгон.

Не беспокойтесь, параллельная схема по-прежнему является приемлемым вариантом и часто используется; позже мы опишем этот тип схемы.

Однако сначала давайте рассмотрим последовательную цепь :

Часто называемую «гирляндной цепью» или «петлей», ток в последовательной цепи следует по одному пути от начала до конца с анодом (положительным ) второго светодиода, подключенного к катоду (минусу) первого. На изображении справа показан пример: чтобы подключить последовательную цепь, как показано, положительный выход драйвера подключается к положительному выводу первого светодиода, а от этого светодиода выполняется соединение от отрицательного к положительному второй светодиод и так далее, до последнего светодиода в цепи. Наконец, последнее соединение светодиода идет от отрицательного контакта светодиода к отрицательному выходу драйвера постоянного тока, создавая непрерывную петлю или гирляндную цепь.

Вот несколько пунктов для справки о последовательной цепи:

1. Один и тот же ток протекает через каждый светодиод
2. Общее напряжение цепи равно сумме напряжений на каждом светодиоде
3. Если один светодиод выйдет из строя, вся схема не будет работать
Цепи серии
4. проще подключать и устранять неполадки
5. Изменение напряжения на каждом светодиоде допустимо

Питание последовательной цепи:

Концепция контура уже не проблема, и вы определенно можете понять, как ее подключить, но как насчет ПИТАНИЕ последовательная цепь.

Второй пункт списка выше гласит: «Общее напряжение цепи равно сумме напряжений на каждом светодиоде» . Это означает, что вы должны обеспечить, как минимум, сумму прямых напряжений каждого светодиода. Давайте посмотрим на это, снова используя приведенную выше схему в качестве примера, и предположим, что светодиод представляет собой Cree XP-L с током 1050 мА и прямым напряжением 2,95 В. Сумма трех из этих прямых напряжений светодиода равна 8,85 В _ДК . Таким образом, теоретически минимальное входное напряжение, необходимое для работы этой схемы, составляет 8,85 В.

В начале мы упомянули об использовании драйвера светодиодов постоянного тока, потому что эти силовые модули могут изменять свое выходное напряжение в соответствии с последовательной схемой. Поскольку светодиоды нагреваются, их прямое напряжение изменяется, поэтому важно использовать драйвер, который может изменять свое выходное напряжение, но поддерживать одинаковый выходной ток. Для более глубокого понимания драйверов светодиодов загляните сюда. Но в целом важно убедиться, что входное напряжение драйвера может обеспечить выходное напряжение, равное или превышающее 8,85 В, которые мы вычислили выше. Некоторым драйверам требуется вводить немного больше, чтобы учесть питание внутренней схемы драйвера (драйвер BuckBlock требует дополнительных 2 В), в то время как другие имеют функции повышения (FlexBlock), которые позволяют вам вводить меньше.

Надеюсь, вы сможете найти драйвер, который сможет реализовать вашу схему светодиодов с включенными последовательно диодами, однако есть обстоятельства, которые могут сделать это невозможным. Иногда входного напряжения может быть недостаточно для последовательного питания нескольких светодиодов, или может быть слишком много светодиодов для последовательного включения, или вы просто хотите ограничить стоимость драйверов светодиодов. Какой бы ни была причина, вот как понять и настроить параллельную схему светодиодов.

Параллельная цепь:

Если последовательная цепь получает одинаковый ток для каждого светодиода, параллельная цепь получает одинаковое напряжение для каждого светодиода, а общий ток для каждого светодиода равен общему выходному току драйвера, деленному на количество параллельных светодиоды.

Опять же, не волнуйтесь, здесь мы увидим, как подключить параллельную схему светодиодов, и это должно помочь связать идеи воедино.

В параллельной цепи все положительные соединения соединяются вместе и возвращаются к положительному выходу драйвера светодиодов, а все отрицательные соединения соединяются вместе и возвращаются к отрицательному выходу драйвера. Давайте посмотрим на это на изображении справа.

В примере, показанном с выходным драйвером 1000 мА, каждый светодиод получит 333 мА; общий выход драйвера (1000 мА), разделенный на количество параллельных цепочек (3).

Вот несколько пунктов для справки о параллельной схеме:

1. Напряжение на каждом светодиоде одинаковое
2. Общий ток равен сумме токов через каждый светодиод
3. Общий выходной ток распределяется по каждой параллельной цепи
4. В каждой параллельной цепочке требуются точные значения напряжения, чтобы избежать перегрузки по току

Теперь давайте немного повеселимся, объединим их вместе и наметим схему Series/Parallel Circuit 9. 0123 :

Как следует из названия, последовательно-параллельная цепь объединяет элементы каждой цепи. Начнем с последовательной части схемы. Допустим, мы хотим запустить в общей сложности 9 светодиодов Cree XP-L по 700 мА каждый с напряжением 12 В постоянного тока ; прямое напряжение каждого светодиода при 700 мА составляет 2,98 В _{постоянного тока} . Правило номер 2 из пунктов списка последовательной схемы доказывает, что 12 В _{постоянного тока} недостаточно для работы всех 9 светодиодов последовательно (9 x 2,98 = 26,82 В _{постоянного тока} ). Однако 12В _{постоянного тока} достаточно для запуска трех последовательных (3 x 2,98 = 8,94 В _{постоянного тока} ). И из правила параллельной схемы номер 3 мы знаем, что общий выходной ток делится на количество параллельных цепочек. Таким образом, если бы мы использовали BuckBlock на 2100 мА и имели три параллельные цепочки из 3 светодиодов последовательно, то 2100 мА были бы разделены на три, и каждая серия получила бы 700 мА. Пример изображения показывает эту настройку.

Если вы пытаетесь собрать светодиодную матрицу, этот инструмент планирования светодиодных цепей поможет вам решить, какую схему использовать. На самом деле это дает вам несколько различных вариантов различных последовательных и последовательно-параллельных цепей, которые будут работать. Все, что вам нужно знать, это ваше входное напряжение, прямое напряжение светодиода и количество светодиодов, которые вы хотите использовать.

Неисправность нескольких цепочек светодиодов:

При работе с параллельными и последовательно-параллельными цепями следует помнить, что если цепочка или светодиод перегорают, светодиод/цепочка затем отключается от цепи, поэтому лишние текущая нагрузка, которая шла на этот светодиод, затем будет распределена на остальные. Это не является серьезной проблемой для массивов большего размера, поскольку ток будет рассеиваться в меньших количествах, но как насчет схемы, состоящей всего из 2 светодиодов/цепочек? Затем ток для оставшегося светодиода/цепочки будет удвоен, что может быть более высокой нагрузкой, чем может выдержать светодиод, что приведет к перегоранию и разрушению вашего светодиода! Убедитесь, что вы всегда помните об этом, и старайтесь иметь настройку, которая не испортит все ваши светодиоды, если один из них перегорит.