Nowy Rok to najjaśniejsze i najmilsze święto dla większości mieszkańców naszego kraju. Ludzie dekorują choinki i czekają na coś jasnego i miłego. Nie da się jednak stworzyć świątecznego nastroju bez odpowiedniego oświetlenia, jakim tradycyjnie są girlandy. Wykonane są z żarówek, neonów. Jednak produkty LED są słusznie uważane za najbardziej ekonomiczne i bezpieczne. Takie girlandy można złożyć nawet własnymi rękami. Konieczne jest tylko przestrzeganie kilku zasad instalacji. Dzisiejszy artykuł opowie o równoległym połączeniu diod LED, jak to się robi i kiedy jest stosowane.
Jakie typy przełączania elementów LED istnieją
Istnieją dwa główne typy połączeń - szeregowe i równoległe. Każdy z nich jest używany na swoim terenie. Na przykład, jeśli mówimy o noworocznych girlandach elektrycznych, częściej wykonuje się tutaj połączenie szeregowe. Pozwala na stosowanie żarówek żarowychlub neon, przeznaczony do niskiego napięcia. Np. żarówki 4,5 V połączone szeregowo w ilości 50 szt. swobodnie wytrzymują napięcie 220 V. Przy takim przełączaniu plus jednego emitera jest połączony z minusem drugiego i tak dalej w całym obwodzie.
Ale ta zasada nie dotyczy świątecznych elektrycznych girland LED. Faktem jest, że prąd przemienny sieci domowej nie nadaje się do prawidłowego działania komponentów LED. Do normalnej pracy potrzebują zasilacza stabilizującego. Oznacza to, że napięcie w każdym przypadku powinno być niskie. W końcu dużo łatwiej jest ustabilizować napięcie 12V niż 220V.
Nuanse łączenia diod LED
Jak wiesz, istnieje szeregowe i równoległe połączenie diod LED. W tym przypadku pojawia się pytanie, dlaczego wybiera się jedną na girlandy z żarówkami i neonami, a drugą na elementy LED? Chodzi o charakterystykę emiterów. Każda z diod LED posiada własny wskaźnik spadku napięcia. O ile zasilacz stabilizujący nie jest zbyt mocny, nie można do niego szeregowo podłączyć dużej ilości elementów LED. Z tego powodu w girlandach stosuje się przełączanie równoległe.
Ktoś może powiedzieć, że wystarczy wziąć mocniejszy zasilacz, bo jednocześnie łatwiej będzie kontrolować napięcie na diodach (będzie równe na każdej z nich). Ale tu pojawia się problem. Nawet jeśli weźmiesz zwykłą girlandę diod LED na 50 elementów LED, adapter będziewystarczająco duży, aby ukryć go pod małym drzewem.
Przydatne informacje! Jeśli spadek napięcia na chipach jest wyższy niż znamionowy zasilacz, taki adapter może nie wytrzymać długotrwałej pracy.
Połączenie równoległe i szeregowe komponentów LED: objaśnienia wideo
Niektóre informacje na temat połączeń diod LED można znaleźć w poniższym filmie. Wyraźnie pokazuje, co to jest.
Co jest wymagane do przełączania elementów LED
Równoległe połączenie diod LED implikuje zastosowanie rezystorów ograniczających i emiterów, które są jak najbliżej siebie pod względem charakterystyk. Jeśli wybór elementów LED według wskaźników jest prosty, należy również obliczyć rezystancję niezbędną do ich prawidłowego działania. Warto zastanowić się, jakie formuły są do tego wykorzystywane.
Gdy diody LED są połączone równolegle, obliczanie rezystancji należy rozpocząć od obliczenia ich rezystancji nominalnej, mierzonej w omach. Aby to zrobić, konieczne jest podzielenie różnicy napięć między źródłem zasilania a samym elementem LED przez iloczyn prądu LED przez współczynnik 0,75. Dane dotyczące elementów LED pochodzą z dokumentacji technicznej.
Do normalnego działania obwodu wymagane będzie obliczenie jeszcze jednego parametru. Gdy diody LED są połączone równolegle, niezwykle ważne jest również obliczenie rezystora mocy. Jest produkowany w następujący sposób. Konieczne jest podzielenie kwadratu różnicy napięć między zasilaczem a elementem LED przez uzyskany z poprzednich obliczeńodporność.
Jak zrobić girlandę LED własnymi rękami
Po obliczeniu rezystorów i przylutowaniu ich do katod elementów LED, należy zdecydować o napięciu zasilacza, który będzie używany. Najwygodniejszą opcją jest użycie kontrolera ze starej chińskiej girlandy. To urządzenie będzie działać nie tylko jako stabilizator, ale także wyeliminuje problem z miganiem diod LED po podłączeniu równoległym.
Następnie musisz rozciągnąć drut, zaznaczyć markerem przyszłe lokalizacje emiterów. Zgodnie ze znakami usuwane są małe kawałki izolacji - 15-20 mm każdy. Tę pracę należy wykonywać ostrożnie, aby nie uszkodzić rdzenia drutu. Po naświetleniu oczyszczonych miejsc można do nich przylutować diody LED. Powstałe lutowanie należy zaizolować wraz z częścią elementu LED, dzięki czemu wzrośnie wytrzymałość połączenia. Do tych celów lepiej jest użyć przezroczystej taśmy samoprzylepnej, która nie będzie przeszkadzać w przechodzeniu strumienia świetlnego.
Komutacja otrzymanej girlandy z kontrolerem
Jeśli otworzysz obudowę chińskiego urządzenia, po przeciwnej stronie przewodu zasilającego, na krawędzi, możesz zobaczyć 2 lub 3 styki wyjściowe. Jeśli są 2, od razu wiadomo, jak lutować, jeśli są 3, to używane są skrajne, a środkowe pozostaje puste.
Do takiej pracy nie należy używać mocnej lutownicy z grubą końcówką – istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia sprzętu. Jeśli nie ma innego wyjścia, należy owinąć wokół końcówki drut miedziany bez izolacji,o przekroju 4 lub 6 mm2 tak aby koniec rdzenia był o 3-4 cm dłuższy. Skutkiem takich działań będzie spadek temperatury grota lutowniczego i dokładniejsza praca.
Po tym, jak połączone równolegle diody LED i chiński kontroler staną się jedną girlandą, możesz to sprawdzić, włączając wykonane przez siebie urządzenie w sieci. Przycisk na korpusie umożliwia przełączanie trybów migania.
Równoległe połączenie taśm LED
Segmenty taśmy LED po podłączeniu do zasilania nie powinny być dłuższe niż 5 m. Jeśli jednak wymagana jest większa długość, są one łączone. Ale musisz to robić tylko równolegle. Wielu „rzemieślników” twierdzi, że można również wykonać przełączanie szeregowe, ale jest to bardzo duże nieporozumienie. Faktem jest, że przy takim połączeniu obciążenie przewodzących nici pierwszej taśmy gwałtownie wzrasta, w wyniku czego zaczynają się wypalać. Ale przy równoległym połączeniu 12-woltowych diod LED tak się nie dzieje - tory są zaprojektowane dla długości paska do 5 m.
Taśmy LED są również używane jako girlandy. Ich najczęstsze zastosowanie to oświetlenie uliczne typu „Duralight”. Do jego produkcji używana jest rurka silikonowa, w której umieszcza się pasek LED. Takie girlandy są mrozoodporne i odporne na wilgoć, nie boją się opadów i brudu. Wykorzystywane są przy projektowaniu ulicznych choinek, pni drzew rozpiętych między latarniami.
Cechy lutowania elementów SMD
Diody LED SMD służą do wytwarzania taśm LED. Ich osobliwością jest to, że bez specjalnego sprzętu nie będzie można wymienić wypalonego elementu. Faktem jest, że potrzebna jest tutaj stacja - łatwo przegrzać chipy, które nie tolerują zbyt wysokich temperatur za pomocą zwykłej lutownicy. Często zdarzają się przypadki, gdy zbyt pewnym siebie rzemieślnikom domowym udało się wymienić elementy SMD za pomocą konwencjonalnego urządzenia, jednak po 2-3 godzinach ciągłej pracy taśma LED ponownie zawiodła.
Ogólnie rzecz biorąc, taśma LED jest uniwersalnym urządzeniem, które znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach. Może to być oświetlenie sufitów podwieszanych, mebli, wnętrz samochodów czy klawiatur komputerowych… żeby wymienić tylko kilka.
Kilka wskazówek, jak zrobić girlandę
Wybierając kolor przyszłej dekoracji choinki, nie zwracaj uwagi na elementy RGB. Montaż dla początkującego majsterkowicza może stać się zbyt skomplikowany, a wydawanie dodatkowych pieniędzy, aby następnie połączyć je jako normalne komponenty, będzie luksusem. Najlepiej łączyć równolegle diody LED o różnych kolorach. Oczywiście będziesz musiał wykonać dodatkowe obliczenia parametrów rezystorów, ale wynik będzie o wiele ciekawszy niż przy użyciu zwykłych emiterów.
Widać, że gotowa girlanda LED w sklepie jest dość tania. Ale należy rozumieć, że ręcznie robiony produkt będzie wydawał się wielokrotniepiękniejsza. A satysfakcja z tego, że wszystko potoczyło się zgodnie z planem, nie da się zmierzyć żadnymi pieniędzmi.
Wykonując takie dekoracje, należy zachować szczególną ostrożność, upewnić się, że nie ma pustych obszarów, a przewody wewnątrz kontrolera nie nakładają się na siebie. Styki muszą być lutowane z wysoką jakością, aby uniknąć nagrzewania. Należy rozumieć, że znajdzie się on na choince, a igły bardzo szybko rozbłysną dzięki zawartej w nim żywicy.
Warto wymienić kabel zasilający od sterownika do gniazdka – chińscy producenci starają się oszczędzać na wszystkim. Z tego powodu splotki tego drutu są nieco grubsze niż włos. Po otwarciu obudowy kontrolera warto sprawdzić jakość połączeń lutowniczych i styków - w tanich modelach jest to bolesny punkt.
Częste błędy podczas tworzenia połączenia równoległego
Nikt nie jest przed tym bezpieczny, ale powinieneś spróbować temu zapobiec. Główne błędy popełniane nie tylko przez początkujących, ale czasami przez profesjonalistów to:
- Ignorowanie potrzeby podłączenia diody LED z rezystorem ograniczającym.
- Przełączanie kilku komponentów LED za pomocą jednego oporu. W takim przypadku, jeśli jeden z elementów zostanie zerwany, prąd na pozostałych znacznie wzrośnie. Czym to jest najeżone, nie warto o tym mówić.
- Połączenie szeregowe diod LED o różnych charakterystykach.
- Niewystarczający opór. Przepływający prądemiter będzie zbyt duży, co doprowadzi do wzrostu temperatury i awarii elementu.
- Podłączanie diod LED do sieci domowej bez ogranicznika napięcia wstecznego. Prąd sieci wynosi 220 V AC, co oznacza, że w momencie przecięcia się sinusoidy przez oś, złącze p-n elementu ulegnie uszkodzeniu, co doprowadzi do jego awarii.
- Niska rezystancja zasilania. Nawet przy prawidłowym równoległym połączeniu diod LED taki błąd doprowadzi do silnego nagrzania rezystora, stopienia izolacji i zwarcia.
Pozostaje doradzić domowym mistrzom, aby zwracali większą uwagę na taką pracę i unikali wymienionych błędów.
Zamiast epilogu
Aby wiedzieć, które połączenie nazywa się szeregowym, a które równoległym i móc je wykonać, każdy szanujący się domowy master jest zobowiązany. Umiejętności te przydadzą się nie tylko przy wytwarzaniu girland. Wszędzie można spotkać różne rodzaje połączeń. Na przykład w domowej sieci elektrycznej wszystkie gniazda są połączone równolegle, a przełączniki są połączone szeregowo. Najważniejsze to zapamiętać podstawowe zasady, przestrzegać ich i zwracać uwagę na drobiazgi. W takim przypadku każda praca, której podejmie się mistrz domu, zostanie wykonana bezpiecznie, niezawodnie i na odpowiednim poziomie.
