Как подключать светодиоды в авто
Подключение светодиодов в автомобиле
Привет всем читателям моего БЖ!
Многие у меня спрашивают про подключение светодиодов в ботовую сеть автомобиля, про подключение бегущих повротников и прочее… Решил написать этот пост, ибо надоело все это рассказывать в личке.
1) Чем питается светодиод? Током? Напряжением?
Многие ошибочно думают, что светодиоды питаются напряжением. Они ошибаются. Видя в описании светодиода, например, «20 мА, 3.4 В» люди думают, что светодиод работает от 3.4 Вольт.
Давайте разберемся. Светодиод питается током (из примера выше — 20 мА). Если он получит свой ток, то на нём потеряется 3.4 Вольта. Т.е.: подаем на светодиод 12 вольтр, ток 20 миллиампер, после светодиода напряжение будет уже 12-3.4=8.6 вольт. Проясняется картинка?))) Если подключим ещё один светодиод — 8.6-3.4=5.2 Вольт. Ага) Ещё один? Легко! 5.2-3.4=1.8 вольт. Ещё один? А вот хрен! А куда девать эти 1.8 вольт? Кто помнит школьный курс физики, то напряжение будет рассеиваться в виде тепла на резисторе (это я уже своими словами написал).
Чем же стабилизировать ток и напряжение для светодиода?
а) Линейные стабилизаторы напряжения.
К таковым относятся всякие 78L05, 78L12 и прочие (в том числе и отечественные аналоги — КРЕНки). Очевидный минус — чтобы получить 12 вольт нужно как минимум на 1.5 вольта больше подать. Подали меньше — меньше получили. А если из 14.5 вольт надо получить 5? Вроде и должны получить, но куда девать остальные вольты? Правильно — превращать в тепло. А если и за стабилизатором много чего подключено, то получится не плохой такой утюг.
б) Всеми любимая LM317
По сути — тоже самое. Но можно настраивать под свои хотели обвязкой в виде резисторов. А опять таки, куда излишкам напряжения деваться? Превращаться в тепло. Попробуйте подать на LM’ку без радиатора 12 вольт, а на выходе получить 3. Врядли вы продержите на ней палец более 5 секунд…
в) стабилизаторы тока. PT4115
В наше время много где встречается это драйвер (да, именно это микросхема называется драйвером). Какая у него суть: в зависимости от резисторов в его обвязке он стабилизирует ток. По даташиту посчитали, поставили — получили что хотим. Надо ток 300 мА — ставим резюк, катушку, все остальное, — получаем на выходе ток 300 мА. Подали 12 вольт — остальное, не нужное светодиоду, рассеялось в виде тепла. Круто? Не особо, но уже интереснее. В принципе, запитывал светодиод от 14 вольт, когда на нём падение напряжения 3 вольта, драйвер был холодный. Могёт, умеет, практикует.
г) Резистор обыкновенный.
Сейчас многие начнут писать «Я подключил ленту в авто напрямую, без всяких стабилизаторов! Гавно, а не пост!» Подключили — молодцы, работает — «пацаны вообще ребята»
3) Подключение бегущий поворотников.
Хотим подключить мощные светодиоды (до 1 Ампера) — юзаем вот эту схему. На каждый светодиод ставим свой драйвер тока.
Хотим менее мощные светодиоды? Тогда вот так
Подключаем правильно светодиоды в автомобиле
В последние несколько лет, многие владельцы используют для стайлинга своего автомобиля различные типы светодиодов. Технологии изготовления светодиодов постоянно совершенствуются, но в большинстве случаев это не спасает светодиоды от их быстрого выхода из строя. Как следствие частично перегоревшие светодиоды в подсветке интерьера или например в LED задних фонарях (оригинальные фонари этим не страдают, т.к. имеют серьезную защиту и по току и по напряжению).
Грубо говоря, светодиоды можно условно поделить на два вида: маломощные и мощные. Первый вид широко используется в различных светодиодных лентах, матрицах, LED-лампах и в готовых световых приборах, таких как модернизированные фонари. Второй вид как правило используется в лампах головного света и в дневных ходовых огнях.
Объединяет все эти устройства одно. В подавляющем большинстве случаев все они рассчитаны на стабилизированный ток и напряжение, которые в бортовой сети автомобиля как правило не встречаются. Нормальное напряжение в автомобиле может колебаться от 11,7В при заглушенном двигателе, до 14,8В при заведенном двигателе.
Немного теории.
Напряжение (падение напряжения) типичного светодиода – 3,5В. В зависимости от цвета это может быть: для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5В; для синих, зеленых, белых — 3-3,8В. Типовой ток маломощного светодиода – 20мА, мощного – 350мА.
Светодиод питается током и у него нет такого параметра, как напряжение, но есть параметр падение напряжения. Т.е. какое напряжение на нем теряется. Если на светодиоде написано: 20мА 3,5В, то это значит что ему надо не больше 20 мА тока и при этом на нем потеряется 3,5В (т.е. напряжение после светодиода упадет на 3,5В).
Для ограничения тока на LED-устройства устанавливаются резисторы, но не стоит забывать, что устройства рассчитаны на напряжение ровно 12В и при возрастании напряжения, будет возрастать и ток. Как итог, светодиод быстро перегреется и сгорит.
Итак, как мы выяснили выше, простейшим драйвером (стабилизатором тока) является резистор и устройства рассчитаны на стабилизированное напряжение 12В, которые практически не встречается в бортовой сети автомобиля. Соответственно для маломощных диодов, которые массово используются в автомобилях, необходимо всего одно устройство — стабилизатор напряжения.
Проверенным и доступным на сегодняшний день является DC–DC понижающий преобразователь LM2596, который можно купить на Aliexpress за смешные 50₽. Принцип его работы очень прост. При подаче на вход этого импульсного стабилизатора напряжения до 40В, на выходе всегда будет ровно 12В (значение устанавливается вручную), а ток будут подаваться ровно такой, какой нужен для питания светодиодов.
Именно такие стабилизаторы напряжения я использую для LED-стайлинга своих автомобилей. Корпус подобрать не сложно. Я использую стандартные корпуса, купленные в магазине Чип и Дип. При желании корпус можно сделать герметичным для использования при всепогодных условиях.
Для питания мощных светодиодов, стабилизатора напряжения недостаточно и необходимо устанавливать драйвер (стабилизатор тока). Один из самых доступных готовых драйверов собран так-же на LM2596 и его так-же легко купить на Aliexpress. От DC-DC преобразователя отличается тем, что можно выставить не только стабилизированное напряжение на выходе, но и стабилизированный ток. Подбирая драйвер для мощных светодиодов, нужно обязательно учитывать его максимальный ток, иначе тока может просто не хватить или драйвер будет чрезмерно греться.
Как вариант, токовый драйвер можно собрать самостоятельно, например на основе микросхемы LM317. Схема максимально простая, но потребуется подбор резистора непосредственно под конкретное устройство, в зависимости от мощности установленных в него светодиодов.
Я уже серьезно заморочил голову некоторым читателям, поэтому подведем итог.
Если вы хотите продлить жизнь установленным в автомобиле светодиодам или последовательно-соединенным сборкам (кластерам), то следуйте простым правилам:
— для каждого светодиода или кластера необходимо использовать свой ограничитель тока: резистор (вполне достаточно для маломощных сборок) или драйвер (для мощных),
— для маломощных светодиодов или кластеров с током до 350мА, всегда ставим стабилизатор напряжения на каждую цепь,
— для мощных светодиодов или кластеров с током свыше 350мА, всегда ставим драйвер (стабилизатор тока) на каждую цепь.
При соблюдении этих простых правил, ваши светодиоды будут гореть долго и радовать вас своей магией света.
Всем удачи и добра.
Как подключать светодиоды
Многие автовладельцы хотели бы заменить простые лампочки на светодиоды, их освещение это; – первое – очень низкий ток потребления, второе – надежность и долговечность, третье – более высокая светоотдача по сравнению с простой лампочкой и четвертое отсутствие нагрева. Если вы вдруг забыли выключить габариты, а утром пришли в гараж и были приятно удивлены, что аккумулятор не разряжен.
Как подключать светодиоды
Эта статья расскажет вам как самостоятельно заменить автомобильные лампочки на светодиоды и избежать ошибок. Хочу сказать- не пытайтесь сразу выкидывать лампочки и сувать на их место светодиоды, ничего хорошего из этого не выйдет…
Основы, которые нам нужно усвоить:
Первое —— Напряжение в сети автомобиля обычно это 12 – 13,5 Вольт при заглушенном движке и 13 – 14,5 В при заведенном двигателе.
Третье ——- Не все светодиоды,если сравнивать с лампочками, освещают пространство вокруг себя. Это нужно учитывать к примеру, когда меняешь индикаторные лампы, к примеру, в приборной панели. Когда покупаете светодиод нужно обратить внимание на тип линзы или просто спросить у продавца (если конечно он в этом сам разбирается). Узконаправленные светодиоды, практически все, имеют на конце маленькую увеличительную линзу. Мой совет, купите разных светодиодов и проверьте сами какие вам больше подойдут.
Четвертое ——- У светодиода, есть плюс и минус, как и у аккумулятора. Минус у него это- катод, плюс – анод, вот как выглядят на схемах :
Подключаем светодиоды
Первое – В продаже, на сегодняшний день, есть светодиодные панельки, они ещё называются кластерами, вот эти кластеры рассчитаны на 12 вольт. Их можно сразу взять и подключить к бортовой сети автомобиля и радоваться как они красиво горят. Но есть одно “но”– при изменении оборотов двигателя, соответственно будет и меняться их яркость.
Не очень заметно конечно, но видно… К тому же, нормально они светят только при напряжении 12,5 вольт, и если у вас низкое напряжение в сети авто, кластеры будут гореть тускло. Состав кластера это – цепочка светодиодов и резисторов. На каждые 3 светодиода – один резистор, который нужен для гашения лишнего напряжения.
Светодиодные ленты, по принципу, устроены практически также, и если вам надо, к примеру отрезать какой-то кусок, небольшого размера, посмотрите на ленту, там вы увидите те места, где ее можно отрезать. Обычно это 3 светодиода и 1 резистор, и можно резать…
Второе – Можно самому сделать цепочку из последовательно соединенных между собой кластеров и два вывода к питанию Но любые светодиоды можно высчитать…К примеры если они для 12-14 вольт, то нам понадобится 3 светодиода. В сумме они дадут 3,5х3=10,5 вольт. Последовательное соединение– это когда плюс первого светодиода соединяется с минусом следующего диода и так далее…
Но, их пока подключать еще нельзя, нужно также последовательно включить в цепочку гасящий резистор – номиналом 100-150 Ом, и мощностью 0,5 Вт. Резисторы можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Но данный способ имеет недостаток, о котором мы говорили выше – это изменение свечения при смене оборотов двигателя. Но этим способом можно пользоваться…Если вам надо поставить больше 3 диодов(в цепочке), то тут уже придеться соединять паралельно.
Параллельно – это значит соединять несколько цепочек (3 диода+резистор–одна цепочка), плюс цепочки надо соединять обязательно с плюсом следующей цепочки, и также минус к минусу. Номинал резистора, можно высчитать по закону Ома. Если вы не дружите с Омом то, можно применить такое правило: если включаете один светодиод – то резистор надо 500 Ом, если 2, то 300 Ом, 3 светодиода – 150 Ом. Но лучше всё же почитайте закон Ома, чтобы не наделать ошибок.
Теперь немного по-подробней. Вам понадобятся :
тестер
Где R – это сопротивление резистора, U – напряжение, которое нам надо погасить, и I – это ток в цепи. То есть, объесняю, для того чтобы получить сопротивление гасящего резистора, надо взять и разделить напряжение, на ток, который нужно получить.
Рассмотрим пример.
Допустим у нас есть белый светодиод и его надо подключить к авто… Напряжение питания данного светодиода 3,5 вольт, ток – 20 мА.
Первое – Что нужно сделать это измерить напряжение в том месте, где мы его собираемся устанавливать. Само напряжение в разных частях автомобиля (на разных разъёмах)может быть разным…
Итак включаем прибор в режим измерения напряжения и производим замер.
Допустим у нас вышло 13 вольт.
Для того чтобы наш резистор не грелся, надо вычислить его мощность. Для этого нам нужно умножить напряжение, которое гасит резистор – 9,5 в, на ток, который проходит через него – 0,02 ам. 9,5 умножаем на 0,02= 0,19 ватт. Конечно берём чуть с запасом – то есть 0,5-1 ватт.
Чтобы померить ток в цепи. Надо включить наш “мультиметр” в режиме измерения тока в разрыв между резистором и светодиодом (то есть соединять надо последовательно). Для этого надо установить диск переключения на мультиметре на “10А”, и воткнуть красный щуп в гнездо с надписью “10А”. Он должен нам показать 20 миллиампер или немного меньше. У резисторов и светодиодов есть небольшой разброс параметров, поэтому ток может немного отличаться.
Чем больше будет ток, тем ярче будет светить наш светодиод, но это может сказаться на сроке его службы. Поэтому для обычных светодиодов не нужно устанавливать ток выше 20 микроампер, среднее значение – 18мА.
Вот так теперь вы узнали, из вышеописанного, как можно подключить любое количество светодиодов в любом месте автомобиля. Нужно только знать напряжение и ток, и далее следовать формуле.Ещё к дополнению, можно подключать параллельно светодиоду простой диод, практически любого типа, он избавит нас от напряжения обратной полярности. Подключать надо катод диода к аноду светодиода.
Дальше—– мы узнаем как подсоеденить светодиоды, чтобы обороты двигателя не влияли на их яркость…
Конечно самым правильным будет включить светодиоды через стабилизатор. Стабилизатор служит для стабилизирования напряжения и ограничивания тока, таким образом, можно подсоединить хоть киловольт, а светодиод всё равно будет светить нормально.
Для стабилизации тока используются приборы, их называют драйверами. Вот самый простой драйвер – схема на микросхеме-стабилизаторе LM317. Главное достоинство этой микросхемы – её очень трудно спалить.
Нам потребуется микросхема и трехвыводной стабилизатор напряжения.
Прибор включаем в режим измерения тока. Начинаем вращать переменный резистор и добиваемся показаний в 20 мА. Потом отключаем цепь и замеряем сопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с таким же сопротивлением. Вот и все ваш первый в жизни драйвер собран.
Он у нас имеет ограничение по максимальному току в пределах 1-1,5 А, Если будете включать много светодиодов, то тогда, берите резистор большей мощности.
Как правильно устанавливать светодиоды на машину
Установка светодиодов на машину вместо традиционных лампочек накаливания имеет массу преимуществ. Проблема состоит в том, что получить их возможно только лишь при условии правильного подключения. Как правило, подключенные абы как светодиоды быстро перегорают, что с учетом их стоимости по сравнению с теми же лампочками накаливания – не очень приятно. В статье детально рассмотрена данная проблема, а также простыми словами рассказано, как ее обойти.
Преимущества светодиодных источников света
Сегодня еще не все автолюбители по достоинству смогли оценить преимущества светодиодных источников света. А заключаются они в следующем:
Опять же, подчеркнем, что все вышеописанные преимущества доступны только тогда, когда светодиоды в авто своими руками подключены правильно. Но к этому мы еще вернемся.
Недостатки LED
А перед этим пройдемся вкратце по недостаткам светодиодов в случае использования их в автомобиле вместо традиционных лампочек накаливания:
В итоге получается, что для того, чтобы избежать недостатков, и получить все преимущества светодиодной продукции, необходимо, во-первых, покупать качественные дорогие светодиоды, а во-вторых – правильно их подключать.
Особенности подключения светодиодов в авто своими руками
В первую очередь, разберемся, почему перегорают светодиоды на автомобиле. Этому есть несколько причин:
И если решение первой и последней причин вполне очевидное, то правильное подключение нуждается в более детальном рассмотрении.
Характеристики светодиодов
При подключении светодиодов в машине всегда нужно начинать с их характеристик. Их можно узнать несколькими способами – по описанию там, где покупаем, либо путем самостоятельных измерений. Последний вариант рассмотрен ниже.
В плане правильного подключения нас интересуют всего две характеристики:
Рассмотрим для начала один простой светодиод, допустим, белого цвета. Как правило, ток, при котором такие светодиоды светят ярко и долго, составляет порядка 20 мА или 0,02 А. Если на такой светодиод подать ток выше указанного, то он быстро деградирует и перестанет светить. Если же меньший – то он будет либо тусклее светить, либо вовсе не подаст признаков жизни.
Падение напряжения указывает на то, на сколько вольт понизится напряжение после прохождения тока через светодиод. В случае с нашим белым светодиодом это падение напряжения составит около 3 В.
Подключение обычных светодиодов
Теперь посмотрим, что будет, если подключить наш светодиод к бортовой сети, в которой при работающем двигателе поддерживается напряжение 14,5 В, а ток ограничен только пусковыми возможностями АКБ (700 А примерно). При таком подключении на светодиоде упадет законных 3 В, а оставшийся потенциал 14,5 – 3 = 11,5 В останется без какой-либо нагрузки. В результате произойдет то же самое, что и в случае, если мы соединим между собой два провода, на концах которых есть 11,5 В. Запомните: светодиод ток в цепи никак не ограничивает!
В цепи потечет ток, который в соответствии с законом Ома будет равен напряжению, разделенному на сопротивление. Светодиод в расчет не берем, так как его сопротивление сравнительно маленькое. Допустим, сопротивление проводов, которыми светодиод подключен к батарее, составляет 1 Ом (на самом деле меньше). При напряжении 11,5 В по цепи, включая и наш светодиод (ток в любой точке цепи всегда одинаковый), потечет ток, равный 11,5 В / 1 Ом = 11,5 А. Как видим, это в 575 раз превышает номинальный ток, при котором светодиод может нормально светиться. При таком подключении он сгорает моментально.
Как мы можем уменьшить ток в этой цепи? Один из самых простых способов – увеличить сопротивление ее сопротивление этому току. К примеру, если вместо рассмотренного выше 1 Ома оно будет 100 Ом, то ток в цепи потечет уже 11,5 В / 100 Ом = 0,115 А или 115 мА. А это уже намного ближе к номинальному току нашего светодиода, чем 11,5 А.
Таким образом, подобрав сопротивление и добавив его в цепь, мы обеспечим для нашего светодиода оптимальный для его работоспособности ток. С вопросом, как рассчитать сопротивление (резистор) для светодиода – проблем нет. Авторы предлагают поделить 11,5 В на 0,02 А и дело в шляпе – вам нужен резистор сопротивлением 575 Ом.
Проблема в том, что большинство источников в Интернете начинаются именно с этого. И незнакомый с электроникой пользователь путается на первом же шаге, не понимая, почему надо рассчитывать сопротивление не для 3 В, которые падают на светодиоде, а именно для оставшихся (не упавших) 11,5 В.
Но теперь в свете представленных объяснений это должно быть понятно. Потому переходим к более сложным ситуациям. Это необходимо, поскольку один единственный светодиод в машине мало кто подключает, так как светит он откровенно слабо, и его даже для нормальной подсветки бардачка не хватит.
Подключим теперь два светодиода последовательно, учитывая, что на каждом из них упадет по 3 В, а ток в любой точке цепи – одинаковый. В итоге двух светодиодах будет падать напряжение 6 В, а для оставшихся 14,5 В – 6 В = 8,5 В рассчитываем сопротивление. Делим это напряжение на нужный нам ток и получаем 8,5 В / 0,02 А = 425 Ом.
Теперь три. На них в сумме упадет уже 9 В. А значит остаток 14,5 В – 9 В = 5,5 В делим на ток 0,02 А и получаем сопротивление 275 Ом.
Четыре. Общее падение напряжения составит 12 В. На остаток 2,5 В берем резистор 2,5 В / 0,02 А = 125 Ом.
Что делать, если нам надо больше светодиодов? Все просто. Нужно использовать любую цепочку из вышеописанных, и подключать их параллельно. Но обязательно для каждой такой цепочки должен быть свой резистор. Именно по этой причине в популярных сегодня светодиодных лентах светодиоды собраны в небольшие сегменты из 3-4 светодиодов со своим резистором.
Подключение светодиодных лент
Кстати, о птичках, то есть, о светодиодных лентах. Несмотря на то, что у них уже есть свои сопротивления, ограничивающие ток, подключать их напрямую к бортовой сети автомобиля все равно нежелательно. Дело в том, что рассчитано все это на напряжение 12 В, а в машине, как мы знаем – 14,5 В. И тут начинаются пляски с бубном.
Проблема заключается в том, что обычным маленьким резистором погасить эти оставшиеся 14,5 В – 12 В = 2,5 В уже не получится. И вот почему. Допустим, вы хотите организовать подсветку в багажном отделении, установив в нем метр светодиодной ленты, на которой имеется 60 светодиодов. Мощность такого отрезка может составлять около 14 Вт. Это значит, что она при 12 В будет потреблять ток 14 Вт / 12 В = 1,16 А. Ток в цепи одинаковый везде, а потому такой же потечет и через наш резистор. Рассчитаем его номинал. Для этого 2,5 В делим на 1,16 А и получаем всего 2,1 Ом. При таком сопротивлении, напряжении и токе несложно подсчитать, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 3 Вт. Чтобы он не сгорел от перегрева, он должен быть рассчитан на такую мощность. А это уже не обычные резисторы, а специфические – керамические или алюминиевые. Они побольше и подороже.
Теоретически, можно обойтись и маленькими дешевыми резисторами. Но в таком случае придется резать ленту на кусочки, и к каждую из них подсоединять через свой резистор. Но это нецелесообразно, потому вряд ли кто-то так делает.
Драйверы для светодиодной продукции
Чтобы не использовать керамический или алюминиевый резистор, и не заморачиваться с расчетом и поиском требуемого номинала, можно подключать светодиодные ленты, лампы-кукурузки и другие LED источники в автомобиле через драйвер. Он представляет собой маленькую плату, которая автоматически поддерживает на выходе напряжение 12 В независимо от скачков в бортовой сети.
Драйверов таких сегодня бесчисленное множество, и стоят они (если на небольшую мощность) буквально копейки. Подбирать их необходимо с учетом того, какой ток будет потреблять та или иная подключенная нагрузка. Через такие драйверы желательно подключать абсолютно все «светодиодное» в машине. И дневные ходовые огни, и фары головного света, и задние фонари, и любые подсветки. При этом, подключить все вышеперечисленное на один драйвер не получится. Опять же, из-за мощности. Обойтись одной платой можно только в случае с несколькими маломощными нагрузками.
Итог
Светодиодное освещение в машине – это современно, экономично, эстетично и довольно надежно. Но чтобы получить эти, и другие преимущества LED технологии, светодиоды должны быть качественными и правильно подключенными. Сделать это, как понятно из рассмотренного материала, не так уж и сложно. Особенно, если разобраться в теме, а не пытаться подключать LED методом «научного тыка». Да. Многие лампы и ленты будут работать и без всяких драйверов. Но, к сожалению, недолго.