Резистор для светодиодной ленты 12в в автомобиль
На заметку §2: Расчет ограничительного резистора для светодиодной ленты
Многие сталкивались с необходимостью подбора ограничительного резистора для светодиодной ленты, при организации дополнительной подсветки в авто.
Предлагаю простую методику расчета номинала и мощности резистора.
1) Находим ток потребления всей светодиодной ленты.
Смотрим на хар-ки ленты: мощность – 4,8 Вт/м; напряжение – 12 В.
Тогда Iпотр ленты = Pпотр/Uпит = 4,8/12 = 0,4 А (400 мА).
2) Находим ток потребления одной светодиодной секции.
Лента состоит из 20 секций по 3 светодиода.
Тогда Iпотр секц = Iпотр ленты/Nсекций = 0,4/20 = 0,02 А (20 мА).
Предположим, что для подсветки необходимо 10 секций светодиодной ленты.
3) Находим ток потребления 10 нужных нам секций:
Iпотр общ = Nсекций*Iпотр = 10*0,02 = 0,2 А.
4) Напряжение питания ленты 12 В, а бортовое напряжение в авто достигает 16 В.
Значит необходимо компенсировать разницу напряжения равную:
Uразн = Uпит борт – Uпит лен = 16 – 12 = 4 В.
5) Из закона Ома найдем номинал ограничительного резистора:
Rогр = Uразн/Iпотр = 4/0,2 = 20 Ом.
Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего стандартного номинала в сторону увеличения. Выбираем номинал 22 Ом
Если выбрать номинал меньше расчетного (18 Ом), то срок службы светодиода может заметно сократиться.
6) Мощность ограничительного резистора найдем по формуле:
Pогр = Rогр*Iпотр*Iпотр = 22*0,2*0,2 = 0,88 Вт.
Полученное значение мощности округляем до ближайшей стандартной величины (0,125Вт, 0,25Вт, 0,5Вт, 1Вт, 2Вт, 3Вт) в сторону увеличения. Выбираем мощность 1 Вт.
Если выбрать мощность меньше расчетной, то резистор начнет нагреваться и со временем сгорит.
Результат расчета: Выбираем резистор номиналом 22 Ом и мощностью 1 Вт.
Подключение светодиодной ленты на 12 вольт в автомобиле
Сегодня светодиодная лента – это неотъемлемая часть автомобильного тюнинга. Благодаря большому выбору и внушительному списку достоинств, светящиеся полоски способны преобразить любую машину, независимо от марки и года выпуска. Гибкие и долговечные, энергоэффективные и безопасные, легко крепятся своими руками и не требуют ухода. Этот список можно продолжать, но речь в статье пойдёт не об этом.
В данной статье поговорим о том, как подключить светодиодную ленту в машине. Разберем популярные схемы включения, расскажем об их особенностях, достоинствах и недостатках.
Особенности включения светодиодной ленты в авто
Основная особенность заключается в том, что напряжение питания светодиодной ленты должно быть 12 В и её необходимо подключать к стабилизированному источнику напряжения, а не тока. Существует несколько вариантов включения, которыми активно пользуются автомобилисты. Каждому из них присущи свои плюсы и минусы, но в целом все они находят практическое применение.
В виде исключения запишем способ прямого соединения LED-ленты с бортовой сетью. В этом случае ток светодиодов ограничивается исключительно резисторами, расположенными на гибкой печатной плате. Во время скачков напряжения их сопротивление не может остановить нарастающий ток, что ведет к перегреву кристаллов излучающих диодов. Поэтому светодиодная лента для авто должна подключаться либо через дополнительный резистор, либо через стабилизатор напряжения.
Подключение через резистор
Не секрет, что во время работы двигателя напряжение в автомобильной электросети варьируется в широких пределах и зависит от ёмкости аккумулятора и активной нагрузки. В свою очередь, питание, подаваемое на светодиодную ленту, не должно превышать +12 В. Самый простой вариант избежать токовых перегрузок заключается в установке дополнительного резистора в разрыв одного из питающих проводов. 
Положительная сторона такого включения – светодиоды прослужат долго, а их кристаллы никогда не перегреются от перенапряжения. Отрицательная сторона – при значениях напряжения ниже максимального, снижается светоотдача, а при перепадах у такой подсветки появится эффект «тускло — ярко». Если яркость свечения LED-ленты в авто не является первостепенным фактором, то данный вариант подключения можно взять на заметку.
Включение через линейный стабилизатор
Второй вариант поможет забыть о самопроизвольном изменении яркости во время езды за счёт установки линейного стабилизатора напряжения (ЛСН). Его функцию выполняет интегральная микросхема (ИМС). Наиболее часто применяются ЛСН на базе LM7812, которая собрана в корпусе ТО220 с допустимым током нагрузки 1 А. Но есть одно важное условие. 
Для корректной работы такой схемы подсоединения необходимо, чтобы напряжение на борту было не менее 14 В.
Запас по напряжению в 2 вольта необходим для сохранения работоспособности LM7812.
В противном случае происходит срыв стабилизации и на выходе ИМС появляется импульсный сигнал. Из-за этого недостатка практическое применение интегральных стабилизаторов напряжения для подключения светодиодной ленты в авто ограничено.
В качестве альтернативного варианта можно воспользоваться регулируемым стабилизатором LM317, который обладает лучшими техническими характеристиками. С помощью резисторов его можно настроить на UВЫХ=11 В, чтобы стабильно работать с напряжением на аккумуляторе от 12,3 В.
С пониженным питанием (около 11 В) светодиодная лента будет работать в щадящем режиме, что можно считать как плюсом, так и минусом схемы.
Подключение через импульсный стабилизатор
Подключение гибкой светодиодной ленты в машине через импульсный стабилизатор напряжения – это наилучший вариант на сегодняшний день. Его можно сделать своими руками (набор мастер кит) или купить заводскую плату, собранную на базе LM2596. 
Готовое решение обойдется в сумму от 300 до 700 рублей, в зависимости от наибольшего тока нагрузки. Желательно покупать плату, которая с тыльной стороны фольгирована алюминием для улучшения отвода тепла на радиатор. 
Монтаж стабилизатора напряжения импульсного типа в авто имеет ряд достоинств:
Но есть и недостатки:
Особенности и нюансы приведенных схем
Установка дополнительного компенсирующего резистора в схему включения светодиодной ленты выполняется просто. Для этого резистор включают последовательно в электрическую цепь по плюсовому или минусовому проводу.
В схему на LM317 придётся добавить два резистора, с помощью которых можно задать желаемое напряжение на выходе. Установка в таких схемах предохранителя не будет лишней.
При подключении отрезка в несколько метров с мощными светодиодами потребуется расчёт мощности потребления. Возможно, LM-ку придётся использовать с дополнительным теплоотводом.
В самом простом случае питающие провода припаивают к светодиодной ленте. Однако намного практичнее соединиться через специальные коннектора (соединители). В будущем это упростит замену светодиодной ленты на отрезок другого типа.
Расчеты
Перед тем, как подключить светодиодную ленту в автомобиле необходимо корректно произвести все расчеты. Если LED-лента подключается через дополнительный резистор, то его рассчитывают по следующей формуле: R=(UMAX-ULED)/ILED, Ом.
Мощность резистора рассчитывают по формуле ниже и выбирают с двукратным запасом:
P=(UMAX-ULED)*ILED, Вт
На токах более 0,5 А (примерное потребление 0,5 метра LED-ленты SMD 5050 60 шт./м.) корпус резистора будет прилично нагреваться.
Расчёт линейного стабилизатора на базе LM7812 сводится к выбору радиатора (если это нужно). Затем остаётся правильно соединить электрические провода с выводами ИМС.
Расчёт резисторов R1 и R2 для схемы на LM317 производят следующим образом. Из рекомендаций по datasheet LM317 следует, что для получения на выходе напряжения близкого к 12 В необходимо установить резистор R1 сопротивлением 200-240 Ом. Тогда сопротивление R2 находят как: R2=R1*((UВЫХ/UОП)-1), Ом.
В заключение хочется добавить, что реализация подсветки автомобиля, или в его салоне, с помощью LED-ленты – занятие творческое и требующее внимания и терпения. Главное помнить, что итоговый результат порадует только в случае, если подключение и установка светодиодной ленты произведена правильно.
左 Светодиоды в авто…
Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.
Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)
«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА
Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.
Оба варианта приемлемы
Если теперь в нашу цепь светодиода и резистора мы включим последовательно амперметр он должен показать 20 миллиампер или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если прибор показывает значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Соединение светодиода с резистором и с проводами лучше всего осуществлять пайкой, вибрации автомобиля и перепады температур в последствии сказываются на соединениях, а пайка это один из прочных видов соединений.
Во избежании короткого замыкания открытые контакты необходимо изолировать термоусадочной трубкой или изолентой.
Процесс монтажа и пайки производить при отключенном напряжении питания. Питание можно подавать только после того, как убедитесь что всё сделали правильно и все открытые проводники изолированы.
Время пайки контактов не более 3 секунд, иначе можете перегреть кристалл светодиода. Лучше будет, если паяемый контакт будет прихвачен пинцетом. Во-первых, так удобнее держать светодиод, а во-вторых пинцет рассеет лишнее тепло и не даст перегреется кристаллу.
Второй вариант. Подключение двух светодиодов (последовательно) через резистор.
Подключение одного светодиода на 14,5 Вольт мы освоили. Ура! Теперь давайте сделаем шаг вперёд и разберёмся как подключить последовательно два светодиода. По большому счёту – с двумя светодиодами включёнными последовательно будет использован всё тот же метод подключения, но на всякий случай мы разберём его не менее подробно что и первый.
Если теперь в нашу цепь двух светодиодов и резистора мы включим последовательно амперметр он снова должен показать 20 миллиАмпер. Т.к. сколько бы вы ни включили в последовательную цепочку одинаковых светодиодов — ток в это цепочке останется неизменным. Вот мы видим на приборе 20мА или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Третий вариант. Подключение трёх светодиодов (последовательно) через резистор.
Если теперь в нашу цепь светодиода и резистора мы включим последовательно амперметр он должен показать 20 миллиампер или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Распространённая и «всеми нами любимая» светодиодная лента на 12 Вольт — устроена таким же образом, она состоит из подобных цепочек из трёх последовательно-включённых светодиодов, а цепочки в свою очередь между собой соеденены в ней паралельно.
По большому счёту на напряжение 14,5 Вольта можно подключить цепочку в которой находится до четырех светодиодов с падением напряжения 3,2 Вольта и ещё останется 1,7 Вольт которые нужно будет погасить резистором. 14,5-3,2-3,2-3,2-3,2=1,7 Но мы условились, что считаем на воображаемую бортовую сеть автомобиля, напряжение в которой от 12 до 14,5 Вольта. Помните? Так что когда в бортовой сети напряжение снизится до 12 Вольт светодиоды в цепочке перестанут светится потому что общее падение напряжение четырёх светодиодов выше 12 Вольт, а если быть точнее то оно составит – 3,2 х 4 = 12,8 Вольта. Именно поэтому ограничимся тремя светодиодами в цепочке.
Резистор для светодиодной ленты 12в в автомобиль
Загорелся сделать себе подсветку всего куда влезет в авто светодиодной. С набором светодиодов от 1 до 3 всё понятно LM317 в качестве стабилизатора тока и усё готово. А вот как быть со светодиодной лентой? Ведь у нее внутри уже распаяны SMD резисторы на каждые 3 светодиода.
Как везде пишут светодиоду нужен драйвер или хотябы стабилизатор тока, а то они долго не проживут. Хотелось бы узнать как поступить со светодиодной лентой? Идеальный вариан вместо каждого резистора впаять LM317 в качестве стабилизатора тока но это очень долго, да и аккуратно думаю не получится, да и стабилизаторов гора уйдет. Второй вариант запитать ленту постоянным напряжением, но тут опять беда т.к. на стабилизаторе типа 7812 толжно падать 2-3Вольта то стабилизатор выйдет на нормальную работу только при 14-15Вольтах, а до этого момента будет помыргивание ленты в зависимости от напряжения. Может поставить 7809 и смириться что лента светит чуть слабже? глядишь и протянет подольше?
Всёже не даёт покоя утверждение что светодиоды нужно питать именно стабильным током.
_________________
С уважением GriSHok
conler  | ||||
Карма: 39 |
| |||
| ||||
| GriSHok | ||||
Карма: 1 |
| |||
| ||||
| As | ||||
Карма: 149 |
| |||
| ||||
| GriSHok | ||||
Карма: 1 |
| |||
| ||||
| conler | ||||
Карма: 39 |
| |||
| ||||
| GriSHok | ||||
Карма: 1 |
| |||
| ||||
| Лютик М |
| |
| ||
