Сопротивление светодиода и лампочки в комбинацию приборов: Сопротивление светодиода и лампочки в комбинацию приборов

Содержание

Сопротивление светодиода и лампочки в комбинацию приборов

Каждый из нас видел светодиод. Обычный маленький светодиод выглядит как пластиковая колбочка-линза на проводящих ножках, внутри которой расположены катод и анод. На схеме светодиод изображается как обычный диод, от которого стрелочками показан излучаемый свет. Вот и служит светодиод для получения света, когда электроны движутся от катода к аноду — p-n-переходом излучается видимый свет.

Изобретение светодиода приходится на далекие 1970-е, когда для получения света во всю применяли лампы накаливания. Но именно сегодня, в начале 21 века, светодиоды заняли наконец место самых эффективных источников электрического света.

Где у светодиода «плюс», а где «минус»?

Чтобы правильно подключить светодиод к источнику питания, необходимо прежде всего соблюсти полярность. Анод светодиода подключается к плюсу «+» источника питания, а катод — к минусу «-». Катод, подключаемый к минусу, имеет вывод короткий, анод, соответственно, – длинный — длинную ножку светодиода – на плюс «+» источника питания.

Взгляните во внутрь светодиода: большой электрод — это катод, его — к минусу, маленький электрод, похожий просто на окончание ножки, – на плюс. А еще рядом с катодом линза светодиода имеет плоский срез.

Паяльник долго на ножке не держать

Паять выводы светодиода следует аккуратно и быстро, ведь полупроводниковый переход очень боится лишнего тепла, поэтому нужно краткими движениями паяльника дотрагиваться его жалом до припаиваемой ножки, и тут же паяльник отводить в сторону. Лучше в процессе пайки держать припаиваемую ножку светодиода пинцетом, чтобы обеспечить на всякий случай отвод тепла от ножки.

Резистор обязателен при проверке светодиода

Мы подошли к самому главному — как подключить светодиод к источнику питания. Если вы хотите проверить светодиод на работоспособность, то не стоит напрямую присоединять его к батарее или к блоку питания. Если ваш блок питания на 12 вольт, то используйте для подстраховки резистор на 1 кОм последовательно с проверяемым светодиодом.

Не забывайте о полярности — длинный вывод на плюс, вывод от большого внутреннего электрода — к минусу. Если не использовать резистор, то светодиод быстро перегорит, в случае если вы нечаянно превысите номинальное напряжение, через p-n-переход потечет большой ток, и светодиод практически тут же выйдет из строя.

Цвет свечения светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, однако цвет свечения не всегда определяется цветом линзы светодиода. Белый, красный, синий, оранжевый, зеленый или желтый — линза может быть прозрачной, а включишь — окажется красным или синим. Светодиоды синего и белого свечения — самые дорогие. Вообще, на цвет свечения светодиода влияет в первую очередь состав полупроводника, и как вторичный фактор – цвет линзы.

Многоцветные RGB светодиоды содержат в одном корпусе несколько излучающих свет p-n-переходов, каждый из которых дает свой цвет свечения. Комбинируя яркости компонентов токами или частотами импульсов токов (для красного, зеленого и синего кристаллов), можно получить любой оттенок. Здесь, конечно, балансирующие резисторы нужны на каждый цветовой канал.

Находим номинал резистора для светодиода

Резистор включается последовательно со светодиодом. Функция резистора — ограничить ток, сделать его близким к номиналу светодиода, чтобы светодиод мгновенно не перегорел, и работал бы в нормальном номинальном режиме. Берем в расчет следующие исходные данные:

Vps – напряжение источника питания;

Vdf – прямое падение напряжения на светодиоде в нормальном режиме;

If – номинальный ток светодиода при нормальном режиме свечения.

Теперь, прежде чем находить значение необходимого резистора R, отметим, что ток в последовательной цепи у нас будет постоянным, одним и тем же в каждом элементе: ток If через светодиод будет равен току Ir через ограничительный резистор.

Следовательно Ir = If. Но Ir = Ur/R – по закону Ома. А Ur = Vps-Vdf. Таким образом, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

То есть, зная напряжение источника питания, падение напряжения на светодиоде и его номинальный ток, можно легко подобрать подходящий ограничительный резистор.

Если найденное значение сопротивления не удается выбрать из стандартного ряда номиналов резисторов, то берут резистор несколько большего номинала, например вместо найденных 460 Ом, берут 470 Ом, которые всегда легко найти. Яркость свечения светодиода уменьшится весьма незначительно.

Пример подбора резистора:

Допустим, имеется источник питания на 12 вольт, и светодиод, которому нужно 1,5 вольта и 10 мА для нормального свечения. Подберем гасящий резистор. На резисторе должно упасть 12-1,5 = 10,5 вольт, а ток в последовательной цепи (источник питания, резистор, светодиод) должен получиться 10 мА, следовательно из Закона Ома: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ом. Выбираем 1,1 кОм.

Какой мощности должен быть резистор? Если R = 1100 Ом, а ток составит 0,01 А, то, по закону Джоуля-Ленца, на резисторе каждую секунду будет выделяться тепловая энергия Q = I*I*R = 0,11 Дж, что эквивалентно 0,11 Вт. Резистор мощностью 0,125 Вт подойдет, даже запас останется.

Последовательное соединение светодиодов

Если перед вами стоит цель соединить несколько светодиодов в единый источник света, то лучше всего соединение выполнять последовательно. Это нужно для того, чтобы к каждому светодиоду не цеплять свой резистор, чтобы избежать лишних потерь энергии. Наиболее подходят для последовательного соединения светодиоды одного и того же вида, из одной и той же партии.

Допустим, необходимо последовательно объединить 8 светодиодов по 1,4 вольта с током по 0,02 А для подключения к источнику питания 12 вольт. Очевидно, общий ток будет составлять 0,02 А, но общее напряжение составит 11,2 вольта, следовательно 0,8 вольт при токе в 0,02 А должны рассеяться на резисторе. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ом. Выбираем резистор на 43 Ом минимальной мощности.

Параллельное соединение цепочек светодиодов — не лучший вариант

Если есть выбор, то светодиоды лучше всего соединять последовательно, а не параллельно. Если соединить несколько светодиодов параллельно через один общий резистор, то в силу разброса параметров светодиодов, каждый из них будет не в равных условиях с остальными, какой-то будет светиться ярче, принимая больше тока, а какой-то — наоборот тусклее. В результате, какой-нибудь из светодиодов сгорит раньше в силу быстрой деградации кристалла. Лучше для параллельного соединения светодиодов, если альтернативы нет, применить к каждой цепочке свой ограничительный резистор.

Как проверить светодиодную лампу, ленту и другие приборы для освещения на исправность LED-элементов. Несмотря на более высокий срок эксплуатации по сравнению с лампами накаливания, осветительные светодиоды быстрее выходят из строя, чем индикаторные.

Светодиоды — полупроводниковые приборы, создающие оптическое излучение при прохождении электрического тока в прямом направлении. Делятся на две разновидности — индикаторные и осветительные. Первые характеризуются меньшей мощностью, поэтому используются в подсветке электронных устройств, выполняя функцию индикаторов. Вторые применяются в осветительных приборах, включая лампы, ленты, фонари и прожектора.

Проверка светодиодных ламп

Важны четыре основные характеристики светодиодов (СД) — рабочий ток, прямое падение напряжения, мощность и световой поток.

Рабочий ток индивидуален для каждого изделия и указывается на корпусе. С падением напряжения все гораздо проще — его значение зависит от цвета и материала, из которого изготовлено устройство.

Обычно зависимость напряжения от цвета СД следующая:

  • красные — 1,5-2 В;
  • оранжевые и желтые — 1,8-2,2 В;
  • зеленые — 1,9-4 В;
  • синие и белые — 3-3,5 В;
  • белые, синие и зеленые — 3-3,6 В.

Важно! Все параметры измеряются мультиметром. И для этого не нужно быть квалифицированным электриком!

Другой способ проверить светодиод (LED) — подключить его к источнику питания, состоящему из батареек. Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей).

Проверка мультиметром

При использовании мультиметра выполните следующие действия:

  1. Поверните тумблер, установив его на режим проверки LED-диодов.
  2. Подключите провода мультиметра к светодиоду.
  3. Убедитесь, что соблюдаете полярность СД: красные питаются от анода, черные — от катода.

При правильном подключении прибор засветится, в противном случае показания на мультиметре не изменятся.

Определяйте неисправности при минимальном освещении, чтобы повысить вероятность фиксирования свечения СД. При его отсутствии ориентируйтесь на показатели мультиметра — на работающем элементе значение должно быть отличным от показаний по умолчанию.

Есть более простой метод — прозванивание LED-диодов. Мультиметр используется для проверки транзисторов. В секции PNP катод подключите к отверстию C, а анод — к E.

Проверка подручными материалами

Для обнаружения неисправностей светодиодов используют LED-тестер, изготавливаемый из подручных средств, — нескольких пальчиковых батареек, соединенных параллельно, или мощной «Кроны».

Также тестер собирается из ненужной зарядки для телефона или другого электрического прибора. Отрежьте разъем на конце шнура, зачистите провода. Красный (плюс) присоедините к аноду, а черный (минус) — к катоду. Если будет достаточно напряжения, то СД загорится.

Зарядные устройства от фонариков пригодятся в том случае, если неисправны лампочка или лента с более мощными светодиодами.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подключения щупов мультиметра соедините их при помощи пайки с небольшим металлическим предметом — канцелярской скрепкой. Между ними установите текстолитовую пластину, заизолировав ее клейкой лентой. Эта простая конструкция — безопасный проводник для фиксации щупов. Подключитесь к светодиоду, не выпаивая его из схемы.

Проверка исправности светодиодов в фонаре

Перед определением неисправностей удалите из фонарика батарейку, разберите его и выньте текстолитовую плату, к которой прикреплен нужный СД. Воспользуйтесь тестером, подключив к нему щупы через PNP-разъем. Выпаивать диод необязательно — замеры производятся на плате.

Устройство засветится только при прямом включении!

При параллельном подключении светодиодов замерьте сопротивление всей схемы. Если оно будет близко к нулю, то один из полупроводников работает некорректно. Чтобы определить, какой именно, воспользуйтесь методом, указанным выше, изучая каждый СД отдельно.

Проверка LED-прожектора

Осмотрите светодиоды визуально. Если видите большой квадрат желтого цвета, то не пытайтесь проверить работоспособность тестером, — напряжение такого элемента свыше 20 В.

Если в прожекторе используется несколько мелких SMD, то есть смысл применить мультиметр. Разберите устройство и отыщите драйвер подсветки, влагозащитную прокладку и плату с установленными LED-диодами. Процедура аналогична проверке светодиодной лампы (читайте выше).

Проверка инфракрасного диода

Инфракрасные диоды используются во многих электронных приборах, особенно популярны в пультах дистанционного управления. Их основная функция — передача сигнала на фотоприемник телевизора, музыкального центра или светодиодной лампы. Если батарейки исправны, то вышел из строя СД.

Разглядеть свечение инфракрасного светодиода без подручных средств нереально, но его проверка проста. Наведите фотоаппарат (или фотокамеру любого девайса) на СД, расположенный в пульте ДУ. Если полупроводник работает, то вы увидите непродолжительное свечение с фиолетовым оттенком.

В качестве тестера такого СД используют и осциллограф. Если на его фотоэлемент попадает ИК-излучение, то создается напряжение.

Проверка светодиодной ленты

Светодиодная лента — источник света из нескольких LED-элементов. СД группируются по три штуки на участок. Тогда ленту можно разделить на отрезки любой длины без ухудшения эксплуатационных характеристик.

Чтобы убедиться в ее работоспособности, подайте электрический ток на контакты. Исправная будет светиться вся. Если горит лишь часть, проблемы в токопроводящем кабеле. Его необходимо проверить мультиметром.

Если не будет светиться целый участок из трех светодиодов, проблема в этих элементах. Осмотрите каждый из них и измерьте сопротивление резистора всей группы.

Рассмотренные методы проверки LED-диодов в осветительных приборах просты — вооружитесь мультиметром или проводами с парой пальчиковых батареек. В случае обнаружения неисправного элемента замените его или отнесите в мастерскую.

Многие «счастливые» владельцы 21213 при изъятии на свет божий комбинации приборов обнаруживают с краю платы обуглившуюся «зеленую фиговину». Мало того, что она болтается из-за того, что расплавилось олово в местах соединения с платой, так еще и саму плату сожгла (фото с форума):

По маркировке на корпусе детали и по схеме было установлено, что это резистор сопротивлением 51 Ом мощностью 5 Вт. Проверка мультиметром показала, что резистор исправен. Я пробовал запаивать его разными припоями, но резистор всё равно отваливался. В автосервисе мне гордо заявили, что устранили проблему, но на деле также тупо его запаяли. Покопавшись в FAQ ничего не нашел. Но на удивление обнаружил, что эта тема давно уже мусолится на форуме. Поэтому я решил восполнить пробел и осветить эту проблему в FAQ.

Итак, вот схема включения этого резистора из руководства по ремонту ВАЗ 21213, -214i:

На схеме он обозначен цифрой 4. Рассмотрим, как работает схема.

1-й случай. На не работающем двигателе повернули ключ в положение зажигания. Срабатывает реле 8 и его контакты 87 и 30 замыкаются. Положительное напряжение питания от аккумулятора идет через контакты реле 8, предохранитель 7 на сигнальную лампу разряда аккумулятора 6. Т. к. с другой стороны лампы, находятся низкоомный резистор 4 и диод 5, а напряжение на контакте 61 генератора отсутствует, напряжение на лампе примерно равно напряжению аккумулятора и лампа загорается. Падение напряжения на резисторе в этот момент незначительно – при фактических замерах около 1 В (это при полностью заряженном аккумуляторе). Соответственно, мощность, рассеиваемая на резисторе P = U 2 /R = 1/51 = 0,02 Вт. Что, согласитесь, для 5 Вт резистора немного. Т. е. в этом случае он греться не будет.

2-й случай. Завели двигатель и оставили ключ в положении зажигания. Всё то же самое, что и при первом случае, но теперь с вывода 61 генератора поступает напряжение, равное напряжению заряда аккумулятора (напряжение бортовой сети автомобиля). Т. к. с обеих сторон лампы напряжение относительно общего провода одинаково, напряжение на самой лампе равно нулю и она гаснет. Напряжение же на резисторе теперь равно напряжению заряда аккумулятора, а мощность, выделяемая на резисторе P = Uген 2 /R = 211/51 = 4,13 Вт. Это уже соизмеримо с максимальной мощностью, рассеиваемой резистором – 5 Вт. Он дико греется, а заодно и греет всё вокруг себя.

3-й случай. Произошла поломка генератора – он перестал выдавать напряжение или произошел обрыв провода, идущего от контакта 61 генератора в комбинацию приборов, или обрыв в самом генераторе. Этот случай будет полностью аналогичен случаю 1 и лампа разряда аккумулятора не упустит своего шанса известить водителя о неисправности бортовой сети автомобиля.

4-й случай. Произошла поломка генератора – вышел из строя регулятор напряжения («таблетка»). Генератор выдаёт повышенное напряжение, которое прямо пропорционально частоте вращения генератора. Если предположить, что напряжение будет около 18 В, то на резисторе выделится мощность P = U 2 /R = 324/51 = 6,35 Вт. Со штатным резистором рискуем получить пожар, если он сам раньше не отвалится.

Итак, теперь мы можем ответить на следующие животрепещущие вопросы:
– Для чего нужен резистор? – Для того, чтобы правильно работала лампа разряда аккумулятора.
– Будет ли аккумулятор заряжаться, если вообще убрать этот резистор? – Будет, на цепь заряда аккумулятора этот резистор никак не влияет. Но, без резистора не будет правильно работать индикация, если произойдет обрыв провода, идущего от контакта 61 генератора или произойдет обрыв в самом генераторе.
– Какой мощности резистор должны были поставить бездари, разработавшие эту комбинацию приборов, чтобы она нормально работала? – В радиоэлектронике принято устанавливать резисторы минимум с 1,5…2-х кратным запасом по мощности, т. е. для нормального рабочего режима минимум 6 Вт. А учитывая, что может внезапно сломаться регулятор напряжения генератора, то и того больше (около 10 Вт).

Теперь главное – как лечить.

Можно поставить резистор на большую мощность (например, на 10 Вт), либо установить батарею параллельно соединенных резисторов мощностью поменьше (например, два на 5 Вт, четыре на 2 Вт и т.д.), можно вообще выкинуть этот резистор (как никак он задарма кушает 4 Вт) и поставить нормальный вольтметр. Рассмотрим второй вариант.

Проще всего найти четыре резистора типа МЛТ мощностью 2 Вт сопротивлением 200 Ом. При параллельном включении 4-х резисторов суммарная рассеиваемая мощность составит 2 x 4 = 8 Вт. Ставить 3 резистора не советую, т.к. даже батарея из 4-х резисторов ощутимо греется. Суммарное сопротивление n параллельно соединенных резисторов равно сопротивлению одного резистора, деленного на n, поэтому общее сопротивление батареи будет около 50 Ом. Для военного крепления резисторов на плате делаем шпильки из медной проволоки диаметром 4 мм. С одной стороны шпильки нарезаем резьбу M3 под гайку, с другой сверлим сквозное отверстие, чтобы с натягом влезали выводы от четырех резисторов. После установки конструкции на плату плоскогубцами обжимаем шпильки и всё тщательно облуживаем. Если гайки не медные следует использовать соответствующий активный флюс. Флюс после пайки лучше сразу тщательно смыть, иначе первое время будет вонять (резисторы хоть и несильно, но всё же будут греться).

Отчет Установка светодиодов в панель приборов Р11-144 и во все кнопки в машине. — Электрика

Первая версия успешно прошла тестдрайв, о ней ТУТ почитаете.

Пришло время перейти на новый уровень, сверхяркости, и распределенной подсветки по всей панели + плавный розжиг. Светодиоды в панель приборов это уже современное решение, на всех новых машинах стоят светодиоды.

Все платы а так же Плавный розжиг делает boyj (обращаться к нему, так же возможно сделать цвета дисплея по желанию, синим, красным, или зеленым). Так же можно отправить приборку ему, он все сделает и отправит обратно.
Платы можно сделать на Р11 дорестайл а так же на Р11-144 до 2000г выпуска Тип 1 (после 2000г тип 2 там другая приборка и места нет под диоды)

Я пошел другим путем, я все делал сам, а это я вам скажу нелегкая задача, делал все 3 дня, аккуратно в первый раз, чтобы ничего не сломать.

Чтобы разобрать панель на рестайле надо будет отпаять рамку экрана от платы сбоку.

Далее снимаем стрелки съемником пистонов чтобы не сломать.

и снимаем циферблаты, их начинаем тереть ацетоном и ватными палочками от синего светофильтра.

Получаем потом чисто белые цифры

Далее придется спилить чуток белого пластика чтобы плата легла ровно на плоскую поверхность. Тут видно где пришлось пилить.
………………….

Диоды на стрелки клеем на тонкий слой герметика.

На тахометре пришлось подточить плату диодов чтобы села хорошо.

Все клеется на герметик. И сутки сохнет.

А пока надо заняться рассеивателем стеклом, под платы стрелок надо расточить чуть отверстия.
В тахометре

Спидометре

И в датчиках топлива и температуры. ВНИМАНИЕ! много точить нельзя, надо постоянно прикладывать циферблаты чтобы зона проточки не выходила на эмблемы (значки), иначе потом тут не будет подсветки.

ВНИМАНИЕ! Срезы вокруг стрелок нужно закрасить черной краской (не маркером, а именно краской с кисточкой) чтобы не было засветки на приборке при разгорании стрелок. Прикладываем, получается вот так

В итоге засветка у меня все таки чуток была… поэтому берем бутил (герметик для фар), и вкладываем его в щель между диодами и рассеивателем, вот так.

Далее нужно приклеить циферблаты к стеклу. Для этого я использовал праймер 3М для пленок, что то вроде жидкого Момента клея, пахнет так же. ВНИМАНИЕ! тщательно промазываем все перегородки между лампами предупреждений, чтобы не было засветки на приборку при включении лампочек.

Все провода вывел через два отверстия ламп, чтобы внутрь не попадала пыль, а так же чтобы закрепить провода используем снова бутил.

Далее когда проводка смотана вся с фишками для снятия приборки, делаем отверстия в черном пластике сзади, и проводку чтобы не перегибалась привязываем стяжкой к приборке. вот так.

Блок розжига очень удачно лег вот сюда, прикрутил его к пластику.

Ну и результат, на фото не в полную яркость, так как даже днем приборка слепит, так что сделал чуть послабже.
При включении ближнего света фар приборка тускнеет, для ночной езды.
………………….

………..

Ну и видео работы. Дома проверял включал. А потом днем на машине (все кнопочки светятся белым ярко)