Detail metode koneksi LED

Dalam kehidupan kita, LED dengan percaya diri menyingkirkan sumber cahaya buatan lainnya dari teknologi pencahayaan. Tetapi jika lampu pijar dapat dihubungkan langsung ke catu daya, maka penyambungan lampu LED dan pelepasan memerlukan tindakan khusus.

Pada saat yang sama, menghubungkan satu LED tidak menimbulkan masalah. Dan menyalakan dari beberapa unit menjadi ratusan tidak semudah kelihatannya.

Sedikit teori

Sebuah LED membutuhkan tegangan atau arus yang konstan untuk beroperasi dengan baik. Mereka seharusnya:

1. Konstan dalam arah. Artinya, arus dalam rangkaian LED, ketika tegangan diterapkan, harus mengalir dari sumber tegangan "+" ke "-".
2. stabil, yaitu besarnya konstan, selama pengoperasian dioda.
3. Tidak berdenyut - setelah perbaikan dan stabilisasi, nilai tegangan atau arus konstan tidak boleh berubah secara berkala.
   Skema bentuk tegangan pada output penyearah gelombang penuh ketika disaring oleh kapasitor elektrolitik (persegi panjang hitam dan putih bertanda "+" dalam diagram). Garis putus-putus adalah tegangan pada keluaran penyearah. Kapasitor dibebankan ke amplitudo setengah gelombang dan secara bertahap dilepaskan pada resistansi beban. "Langkah" adalah denyut. Rasio langkah dan amplitudo setengah gelombang dalam persen adalah faktor riak.

Untuk LED pada awalnya, sumber tegangan yang tersedia digunakan - 5, 9, 12 V. Dan tegangan operasi p-n junction adalah dari 1,9-2.4 hingga 3.7-4.4 V. Oleh karena itu, menyalakan dioda secara langsung hampir selalu merupakan pembakaran fisiknya dari panas berlebih dengan arus yang besar. kebutuhan saat ini batasi dengan resistor pembatas arus, menghabiskan energi untuk memanaskannya.

LED dapat dinyalakan secara seri dalam beberapa bagian. Kemudian, dengan merakit rantai mereka, dimungkinkan, dengan jumlah tegangan maju mereka, untuk mencapai hampir tegangan sumber daya. Dan selisih yang tersisa “dibayarkan” dengan membuangnya dalam bentuk panas pada resistor.

Ketika ada puluhan dioda, mereka terhubung dalam rangkaian seri, yang dihubungkan secara paralel.

pinout LED

Polaritas LED - anoda atau plus dan katoda - minus mudah ditentukan dari gambar:

Dalam kasus silinder, katoda ditunjukkan dengan pemotongan di samping, anoda lebih panjang, dan katoda lebih pendek.

Katoda LED SMD ditunjukkan dengan pemotongan pada casing.

Dalam matriks LED COB yang kuat, "+" dan "-" diperas pada bantalan solder.

Sirkuit sakelar LED

LED ini didukung oleh tegangan konstan. Tetapi ciri-ciri ketergantungan nonlinier dari resistansi internalnya mengharuskan arus operasi dijaga dalam batas-batas yang sempit. Pada arus kurang dari nilai, itu berkurang aliran cahaya, dan pada nilai yang lebih tinggi, kristal menjadi terlalu panas, kecerahan cahaya meningkat, dan "kehidupan" berkurang. Cara paling sederhana untuk memperpanjangnya adalah dengan membatasi arus yang melalui kristal dengan memasukkan resistor pembatas arus. Untuk LED yang kuat, ini tidak menguntungkan secara ekonomi, karena mereka diberi arus searah dari sumber khusus arus stabil - pengemudi.

koneksi serial

LED adalah perangkat pencahayaan yang cukup kompleks. Ia bekerja dari sumber sekunder tegangan langsung. Dengan daya lebih dari 0,2-0,5 W, sebagian besar perangkat LED menggunakan sumber arus. Mereka tidak sepenuhnya benar, dalam cara Amerika, disebut driver. Ketika dioda dihubungkan secara seri, catu daya dengan tegangan 9, 12, 24, dan bahkan 48 V sering digunakan. Dalam hal ini, rangkaian seri dibangun, di mana dapat ada 3-6 hingga beberapa puluh elemen.

Ketika dihubungkan secara seri dalam rantai, anoda dari LED pertama dihubungkan melalui resistor pembatas arus ke "+" dari sumber daya, dan katoda terhubung ke anoda yang kedua. Jadi seluruh rantai terhubung.

Skema koneksi serial-paralel dari tiga kelompok seri LED dalam rantai tiga elemen LED. Setiap rangkaian memiliki resistor pembatas arus di sebelah kiri. Ini "memadamkan" kelebihan jumlah tegangan maju dioda.

Misalnya, LED merah memiliki tegangan operasi maju 1,6V hingga 3,03V. kamu_dll.. = 2.1V satu LED pada resistor dengan sumber tegangan 12 V akan memiliki tegangan 5,7 V:

12V - 3x2.1V = 12 - 6.3 = 5.7V.

Dan sudah 3 rantai berturut-turut terhubung secara paralel.

Tabel tegangan searah pada LED dari warna pancarannya.

Dengan koneksi seri LED, arus yang melalui LED akan sama, dan penurunan pada setiap elemen bersifat individual. Itu tergantung pada resistansi internal dioda.

Properti koneksi serial:

• kerusakan satu elemen menyebabkan penutupan semua;
• korslet - mendistribusikan kembali tegangannya ke semua yang tersisa, kecerahan cahaya meningkat pada mereka dan degradasi semakin cepat.

Direkomendasikan: Cara mengetahui berapa volt sebuah LED

Koneksi paralel

Dalam skema koneksi LED ini, semua anoda terhubung satu sama lain dan ke "+" dari sumber listrik, dan katoda ke "-".

Koneksi seperti itu ada pada karangan bunga, penggaris, dan pita LED pertama ketika ditenagai oleh tegangan 3-5 V.

Ini adalah koneksi yang salah. Dengan penyebaran parameter yang tak terhindarkan, arus melalui LED akan berbeda. Dan mereka akan bersinar secara berbeda. Dan mereka tidak memanas dengan cara yang sama. Akibatnya, yang terlalu panas akan terbakar, misalnya, dengan sirkuit terbuka. Arus melalui sisa dioda D2, D3 akan meningkat dan tegangan akan meningkat pada mereka, karena arus total yang lebih kecil melalui R1 akan memberikan penurunan tegangan yang lebih kecil di atasnya. Dioda kedua akan terbakar, yang akan memiliki resistansi internal yang lebih rendah dari sambungan p-n.

Jika terjadi burnout dengan penutupan p-n junction, maka seluruh tegangan baterai akan diterapkan ke resistor R1. Ini akan menjadi terlalu panas dan terbakar.

Skema koneksi paralel LED. Setiap LED terhubung dengan benar secara seri dengan resistor pembatas arusnya sendiri.

Seperti inilah desain sebenarnya dari enam LED yang terhubung paralel. 

Di gambar:

• garis abu-abu - ban pembawa arus, mis. kabel tanpa insulasi;
• silinder biru dengan ujung membulat - LED silinder dengan lensa di ujungnya;
• merah - resistor untuk membatasi arus operasi.

Akan salah untuk menghubungkan semua dioda ke satu resistor. Karena karakteristik LED yang tersebar, bahkan dalam satu batch yang dapat mencapai 50 hingga 200% atau lebih, arus dapat mengalir melalui dioda, yang akan sangat bervariasi. Oleh karena itu, mereka juga akan bersinar dan memuat secara berbeda. Kemudian, yang paling banyak dimuat, bersinar lebih terang dari yang lain, akan terbakar atau terdegradasi ke redaman hampir lengkap, kehilangan 70-90% dari fluks bercahaya. Atau ubah rona cahaya dari putih menjadi kuning.

Baca juga

Dasar-dasar koneksi paralel dan serial LED

 

Campuran

Sambungan gabungan atau campuran digunakan saat membuat matriks LED yang terdiri dari puluhan atau ratusan elemen atau kristal yang tidak dikemas. Yang paling terkenal adalah matriks COB.

Skema koneksi gabungan LED dalam matriks: "standar" - rantai serial 4 kristal di masing-masing dihubungkan secara paralel dan terhubung ke sumber daya, "hibrida" - kristal, dalam hal ini, 8 pcs., dihubungkan secara seri / sejajar dengan sumber listrik.

Tegangan suplai dan arus operasi dengan penyalaan gabungan akan lebih kecil dari tegangan operasi pengenal. Hanya dalam kondisi ini, matriks akan bekerja kurang lebih untuk waktu yang lama. Pada arus pengenal, tautan terlemah akan cepat terbakar dan sisanya akan terbakar secara bertahap. Ini akan berakhir dengan putusnya rantai seri dan korslet yang paralel.

Menghubungkan dioda pemancar cahaya ke jaringan 220 V

Jika Anda menyalakan LED langsung dari 220 V dengan batas arus, maka itu akan bersinar dengan setengah gelombang positif dan padam dengan gelombang negatif. Tetapi ini hanya dalam kasus ketika tegangan balik p-n junction jauh lebih dari 220 V. Biasanya di wilayah 380-400 V.

Cara kedua untuk menghidupkan adalah melalui kapasitor quenching.

Tegangan listrik diterapkan ke "jembatan" pada dioda VD1-VD4. Kapasitor C1 akan "padam" sekitar 215-217 V. Sisanya akan diluruskan. Setelah penyaringan oleh kapasitor C2, tegangan konstan diterapkan ke LED. Jangan lupa untuk membatasi arus yang melalui dioda dengan resistor.

Skema koneksi lainnya adalah dengan penyearah setengah gelombang pada dioda dan dengan resistor pembatas 30 kOhm.

PERHATIAN! Sebagian besar sirkuit dengan koneksi langsung ke jaringan 220 V memiliki kelemahan serius - mereka berbahaya bagi cedera manusia dengan tegangan tinggi - 220 V. Oleh karena itu, mereka harus digunakan dengan hati-hati, dengan isolasi hati-hati dari semua bagian yang membawa arus.

Informasi terperinci tentang menghubungkan LED ke jaringan 220 V dijelaskan di sini.

Cara menyalakan dioda dari catu daya

Catu daya switching transformerless (PSU) yang paling populer memberikan perlindungan 12 V untuk arus, korsleting, panas berlebih, dll.

Oleh karena itu, LED dihubungkan secara seri dan arusnya dibatasi oleh resistor konvensional. Rantai mencakup 3 atau 6 dioda. Jumlah mereka ditentukan oleh tegangan maju dioda. Jumlahnya untuk batasan arus harus kurang dari tegangan keluaran PSU sebesar 0,5-1 V.

Baca juga

Menghubungkan LED ke 12 volt

 

Fitur menghubungkan LED RGB dan COB

LED dengan singkatan RGB - Ini adalah pemancar cahaya polikrom atau multi-warna dengan warna berbeda. Kebanyakan dari mereka dirakit dari tiga kristal LED, yang masing-masing memancarkan warna berbeda.Perakitan seperti itu disebut triad warna.

Menghubungkan LED RGB dilakukan dengan cara yang sama seperti LED konvensional. Dalam setiap kasus sumber cahaya multi-warna seperti itu, ada satu kristal: Merah - merah, Hijau - hijau dan Biru - biru. Setiap LED memiliki tegangan operasinya sendiri:

• biru - dari 2,5 hingga 3,7 V;
• hijau - dari 2,2 hingga 3,5 V;
• merah - dari 1,6 hingga 2,03 V.

Kristal dapat dihubungkan satu sama lain dengan cara yang berbeda:

• dengan katoda umum, yaitu, tiga katoda terhubung satu sama lain dan dengan terminal umum pada kasing, dan masing-masing anoda memiliki terminal sendiri;
• dengan anoda umum - masing-masing, untuk semua anoda, outputnya sama, dan katodanya individual;
• pinout independen - setiap anoda dan katoda memiliki outputnya sendiri.

Oleh karena itu, nilai resistor pembatas arus akan berbeda.

Koneksi kristal RGB-LED sesuai dengan skema dengan katoda umum.

Koneksi "dengan anoda umum".

Dalam kedua kasus, kotak dioda memiliki 4 kabel, bantalan di LED SMD atau pin di kotak piranha.

Dalam kasus LED independen, akan ada 6 output.

Dalam hal SMD 5050 Kristal LED disusun sebagai berikut:

Dalam kasus multi-warna 3 kristal independen hijau, merah dan biru. Karena itu, ketika menghitung nilai resistor, ingatlah bahwa setiap warna memiliki tegangan diodanya sendiri.

Menghubungkan LED COB

Singkatan COB adalah huruf pertama dari frase bahasa Inggris chip-on-board. Dalam bahasa Rusia, itu akan menjadi - elemen atau kristal di papan tulis.

Kristal direkatkan atau disolder ke substrat safir atau silikon yang menghantarkan panas. Setelah memeriksa sambungan listrik yang benar, kristal diisi dengan fosfor kuning.

LED COB - ini adalah struktur matriks yang terdiri dari puluhan atau ratusan kristal, yang dihubungkan dalam kelompok dengan inklusi gabungan persimpangan p-n semikonduktor. Grup adalah rantai LED berurutan, yang jumlahnya sesuai dengan tegangan suplai matriks LED. Misalnya, pada 9 V ini adalah 3 kristal, 12 V - 4.

Baca juga

Bagaimana menghubungkan LED ke papan Arduino

 

Rantai yang dihubungkan secara seri dihubungkan secara paralel. Dengan demikian, kekuatan matriks yang diperlukan diperoleh. Kristal cahaya biru diisi dengan fosfor kuning. Ini memancarkan kembali cahaya biru menjadi kuning, menjadikannya putih.

Kualitas cahaya, mis. rendering warna mengatur dalam proses produksi komposisi fosfor. Fosfor satu dan dua komponen memberikan kualitas rendah, karena memiliki 2-3 garis emisi dalam spektrum. Tiga dan lima komponen - reproduksi warna yang cukup dapat diterima. Bisa sampai 85-90 Ra dan bahkan lebih tinggi.

Menghubungkan jenis pemancar cahaya ini tidak menimbulkan masalah. Mereka dihidupkan sebagai LED kuat normal, ditenagai oleh sumber arus standar. Misalnya, 150, 300, 700 mA. Produsen matriks COB merekomendasikan untuk memilih sumber arus dengan margin. Ini akan membantu saat mengoperasikan luminer dengan matriks COB.