Как определить мощность светодиода мультиметром: потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача

Содержание

потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Времена, когда светодиоды использовали только в качестве индикаторов включения приборов, давно прошли. Современные светодиодные приборы могут полностью взаимозаменить лампы накаливания в бытовых, промышленных и уличных светильниках. Этому способствуют различные характеристики светодиодов, зная которые можно правильно подобрать LED-аналог. Использование светодиодов, учитывая их основные параметры, открывает обилие возможностей в сфере освещения.

Основой светодиода является искусственный полупроводниковый кристаллик

Какие бывают светодиоды

Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.

Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания

Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.

Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).

В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.

Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни

Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.

Обратите внимание! Сравнивая лампы на SMD и COB светодиодах можно отметить, что первые поддаются ремонту путем замены вышедшего из строя светодиода. Если не работает лампа на COB светодиодах, придется менять всю плату с диодами.

Характеристики светодиодов

Выбирая для освещения подходящую светодиодную лампу, следует учитывать параметры светодиодов. К ним относят напряжение питания, мощность, рабочий ток, эффективность (светоотдача), температуру свечения (цвет), угол излучения, размеры, срок деградации. Зная основные параметры, можно будет без труда выбрать приборы для получения того или иного результата освещенности.

LED-технологии используются в оформлении табло аэропортов и вокзалов

Величина тока потребления светодиода

Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.

Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.

Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.

Полезный совет! Чтобы правильно подобрать резистор, можно воспользоваться калькулятором расчета резистора для светодиода, размещенным в сети интернет.

Светодиодная гирлянда может использоваться в качестве декора помещения

Напряжение светодиодов

Как узнать напряжение светодиодов? Дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения. Зная эту величину, можно определить оставшееся на кристалле напряжение. Именно это значение берется во внимание при расчетах.

Учитывая применение различных полупроводников для светодиодов, напряжение у каждого из них может быть разным. Как узнать, на сколько Вольт светодиод? Определить можно по цвету свечения приборов. Например, для синих, зеленых и белых кристаллов напряжение составляет около 3В, для желтых и красных – от 1,8 до 2,4В.

При использовании параллельного подключения светодиодов идентичного номинала с величиной напряжения в 2В можно столкнуться со следующим: в результате разброса параметров одни излучающие диоды выйдут из строя (сгорят), а другие будут очень слабо светиться. Это произойдет ввиду того, что при увеличении напряжения даже на 0,1В наблюдается увеличение силы тока, проходящего через светодиод, в 1,5 раза.

Поэтому так важно следить, чтобы ток соответствовал номиналу светодиода.

100Вт лампы накаливания эквивалентно 12-12,5Вт LED-светильника

Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов

Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода – направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.

Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.

Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:

Мощность лампы накаливания, Вт Соответствующая мощность светодиодного светильника, Вт
100 12-12,5
75 10
60 7,5-8
40 5
25 3

 

При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной – 35-40 лм/Вт, светодиодной – 130-140 лм/Вт.

Цветовая температура LED-источников

Одним из важных параметров светодиодных источников является температура свечения. Единицы измерения этой величины – градусы Кельвина (К). Следует отметить, что все источники света по температуре свечения разделяют на три класса, среди которых теплый белый имеет цветовую температуру менее 3300 К, дневной белый – от 3300 до 5300 К и холодный белый свыше 5300 К.

Обратите внимание! Комфортное восприятие человеческим глазом светодиодного излучения непосредственно зависит от цветовой температуры LED-источника.

Цветовая температура обычно указывается на маркировке светодиодных ламп. Она обозначается четырехзначным числом и буквой К. Выбор LED-ламп с определенной цветовой температурой напрямую зависит от особенностей применения ее для освещения. Предложенная ниже таблица отображает варианты использования светодиодных источников с разной температурой свечения:

Цвет свечения светодиодов Цветовая температура, К Варианты использования в освещении
Белый Теплый 2700-3500 Освещение бытовых и офисных помещений как наиболее подходящий аналог лампы накаливания
Нейтральный (дневной) 3500-5300 Отличная цветопередача таких ламп позволяет применять их для освещения рабочих мест на производстве
Холодный свыше 5300 Используется в основном для освещения улиц, а также применяется в устройстве ручных фонарей
Красный 1800
Как источник декоративной и фито-подсветки
Зеленый Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка
Желтый 3300 Световое оформление интерьеров
Синий 7500 Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка

 

Волновая природа цвета позволяет выразить цветовую температуру светодиодов, используя длину волны. Маркировка некоторых светодиодных приборов отражает цветовую температуру именно в виде интервала различных длин волн. Длина волны имеет обозначение λ и измеряется в нанометрах (нм).

Типоразмеры SMD светодиодов и их характеристики

Учитывая размер SMD светодиодов, приборы классифицируются в группы с различными характеристиками. Наиболее популярные светодиоды с типоразмерами 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 и 5630. Характеристики SMD светодиодов в зависимости от размеров рознятся. Так, разные типы SMD светодиодов отличаются по яркости, цветовой температуре, мощности. В маркировке светодиодов первые две цифры показывают длину и ширину прибора.

Светодиоды SMD 5630 на LED-ленте

Основные параметры светодиодов SMD 2835

К основным характеристикам SMD светодиодов 2835 относят увеличенную площадь излучения. В сравнении с прибором SMD 3528, который имеет круглую рабочую поверхность, площадь излучения SMD 2835 имеет прямоугольную форму, что способствует большей светоотдаче при меньшей высоте элемента (около 0,8 мм). Световой поток такого прибора составляет 50 лм.

Корпус светодиодов SMD 2835 выполнен из термостойкого полимера и может выдерживать температуру до 240°С. Следует отметить, что деградация излучения в этих элементах составляет менее 5% в течение 3000 часов функционирования. Кроме того, прибор имеет достаточно низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка (4 С/Вт). Рабочий ток в максимальном значении – 0,18А, температура кристалла – 130°С.

По цвету свечения выделяют теплый белый с температурой свечения 4000 К, дневной белый – 4800 К, чистый белый – от 5000 до 5800 К и холодный белый с цветовой температурой 6500-7500 К. Стоит отметить, что максимальная величина светового потока у приборов с холодным белым свечением, минимальная – у светодиодов теплого белого цвета. В конструкции прибора увеличены контактные площадки, что способствует лучшему отводу тепла.

Полезный совет! Светодиоды SMD 2835 могут быть использованы для любого типа монтажа.

Размеры светодиода SMD 2835

Характеристики светодиодов SMD 5050

В конструкции корпуса SMD 5050 размещены три однотипных светодиода. LED источники синего, красного и зеленого цвета имеют технические характеристики, аналогичные кристаллам SMD 3528. Значение рабочего тока каждого из трех светодиодов составляет 0,02А, следовательно суммарная величина тока всего прибора 0,06А. Для того, чтобы светодиоды не вышли из строя, рекомендуется не превышать эту величину.

LED приборы SMD 5050 имеют прямое напряжение величиной 3-3,3В и светоотдачу (сетевой поток) 18-21 лм. Мощность одного светодиода складывается из трех величин мощности каждого кристалла (0,7Вт) и составляет 0,21Вт. Цвет свечения, испускаемый приборами, может быть белым во всех оттенках, зеленым, синим, желтым и многоцветным.

Близкое расположение светодиодов разных цветов в одном корпусе SMD 5050 позволило реализовать многоцветные светодиоды с отдельным управлением каждым цветом. Для регулирования светильников с использованием светодиодов SMD 5050 используют контроллеры, благодаря чему цвет свечения можно плавно изменять от одного к другому через заданное количество времени. Обычно такие приборы имеют несколько режимов управления и могут регулировать яркость свечения светодиодов.

Размеры светодиода SMD 5050

Типовые характеристики светодиода SMD 5730

Светодиоды SMD 5730 – современные представители LED-приборов, корпус которых имеет геометрические размеры 5,7х3 мм. Они относятся к сверхярким светодиодам, характеристики которых стабильны и качественно отличаются от параметров предшественников. Изготовленные с применением новых материалов, эти светодиоды отличаются повышенной мощностью и высокоэффективным световым потоком. Кроме того, они могут работать в условиях повышенной влажности, устойчивы к перепадам температур и вибрации, имеют длительный срок службы.

Существует две разновидности приборов: SMD 5730-0,5 с мощностью 0,5Вт и SMD 5730-1 с мощностью 1Вт. Отличительной особенностью приборов является возможность их функционирования на импульсном токе. Величина номинального тока  SMD 5730-0,5 составляет 0,15А, при импульсной работе прибор может выдерживать силу тока до 0,18А. Данный тип светодиодов обеспечивает световой поток до 45 лм.

Светодиоды SMD 5730-1 работают на постоянном токе 0,35А, при импульсном режиме – до 0,8А. Эффективность светоотдачи такого прибора может составить до 110 лм. Благодаря термостойкому полимеру, корпус прибора выдерживает температуру до 250°С. Угол рассеивания обоих типов SMD 5730 равен 120 градусам. Степень деградации светового потока составляет менее 1% при работе в течение 3000 часов.

Размеры светодиода SMD 5730

Характеристики светодиодов Cree

Компания Cree (США) занимается разработкой и выпуском сверхъярких и самых мощных светодиодов. Одна из групп светодиодов Cree представлена серией приборов Xlamp, которые делятся на однокристальные и многокристальные. Одной из особенностей однокристальных источников является распределение излучения по краям прибора. Это инновация позволила выпускать светильники с большим углом свечения, используя минимальное количество кристаллов.

В серии LED-источников XQ-E High Intensity угол свечения составляет от 100 до 145 градусов. Имея небольшие геометрические размеры 1,6х1,6 мм, мощность сверхярких светодиодов – 3 Вольта, а световой поток – 330 лм. Это одна из новейших разработок компании Cree. Все светодиоды, конструкция которых разработана на базе одного кристалла, имеют качественную цветопередачу в пределах CRE 70-90.

Статья по теме:

Как сделать или починить LED-гирлянду самостоятельно. Цены и основные характеристики наиболее популярных моделей.

Компания Cree выпустила несколько вариантов многокристальных LED-приборов с новейшими типами питания от 6 до 72 Вольт. Многокристальные светодиоды делятся на три группы, в которые входят приборы с высоким напряжением, мощностью до 4Вт и выше 4Вт. В источниках до 4Вт собраны 6 кристаллов в корпусе типа MX и ML. Угол рассеивания составляет 120 градусов. Купить светодиоды Cree такого типа можно с белым теплым и холодным цветом свечения.

Полезный совет! Несмотря на высокую надежность и качество света, купить мощные светодиоды серии MX и ML можно по относительно небольшой цене.

В группу свыше 4Вт входят светодиоды из нескольких кристаллов. Самыми габаритными в группе являются приборы мощностью 25Вт, представленные серией MT-G. Новинка компании – светодиоды модели XHP. Один из крупных LED-приборов имеет корпус 7х7 мм, его мощность 12Вт, светоотдача 1710 лм. Светодиоды с высоким напряжением питания объединяют в себе небольшие габариты и высокую светоотдачу.

LED-лампы серии XQ-E High Intensity производителя Cree (США)

Схемы подключения светодиодов

Существуют определенные правила подключения светодиодов. Беря во внимание, что проходящий через прибор ток движется только в одном направлении, для длительного и стабильного функционирования LED-приборов важно учитывать не только определенное напряжение, но и оптимальную величину тока.

Схема подключения светодиода к сети 220В

В зависимости от используемого источника питания, различают два вида схем подключения светодиодов к 220В. В одном из случаев используется драйвер с ограниченным током, во втором – специальный блок питания, стабилизирующий напряжение. Первый вариант учитывает использование специального источника с определенной силой тока. Резистор в данной схеме не требуется, а количество подключаемых светодиодов ограничивается мощностью драйвера.

Для обозначения светодиодов на схеме используются пиктограммы двух видов. Над каждым схематическим их изображением находятся две небольшие параллельные стрелочки, направленные вверх. Они символизируют яркое свечение LED-прибора. Перед тем как подключить светодиод к 220В используя блок питания, необходимо в схему включить резистор. Если это условие не выполнить, это приведет к тому, что рабочий ресурс светодиода существенно сократится или он попросту выйдет из строя.

Схема подключения светодиодов к сети 220В с использованием гасящего конденсатора С1

Если при подключении использовать блок питания, то стабильным в схеме будет лишь напряжение. Учитывая незначительное внутреннее сопротивление LED-прибора, включение его без ограничителя тока приведет к сгоранию прибора. Именно поэтому в схему включения светодиода вводят соответствующий резистор. Следует отметить, что резисторы бывают с разным номиналом, поэтому их следует правильно рассчитывать.

Полезный совет! Негативным моментом схем включения светодиода в сеть 220 Вольт с использованием резистора становится рассеивание большой мощности, когда требуется подключить нагрузку с повышенным потреблением тока. В этом случае резистор заменяют гасящим конденсатором.

Как рассчитать сопротивление для светодиода

При расчете сопротивления для светодиода руководствуются формулой:

U = IхR,

где U – напряжение, I – сила тока, R – сопротивление (закон Ома). Допустим, необходимо подключить светодиод с такими параметрами: 3В – напряжение и 0,02А – сила тока. Чтобы при подключении светодиода к 5 Вольтам на блоке питания он не вышел из строя, надо убрать лишние 2В (5-3 = 2В). Для этого необходимо включить в схему резистор с определенным сопротивлением, которое рассчитывается с помощью закона Ома:

R = U/I.

Резисторы с различными значениями сопротивления

Таким образом, отношение 2В к 0,02А составит 100 Ом, т.е. именно такой необходим резистор.

Очень часто бывает, что учитывая параметры светодиодов, сопротивление резистора имеет нестандартное для прибора значение. Такие ограничители тока нельзя отыскать в точках продажи, например, 128 или 112,8 Ом. Тогда следует использовать резисторы, сопротивление которых имеет ближайшее большее значение по сравнению с расчетным. При этом светодиоды будут функционировать не в полную силу, а лишь на 90-97%, но это будет незаметно для глаза и положительно отразится на ресурсе прибора.

В интернете представлено множество вариантов калькуляторов расчетов светодиодов. Они учитывают основные параметры: падение напряжения, номинальный ток, напряжение на выходе, количество приборов в цепи. Задав в поле формы параметры LED-приборов и источников тока, можно узнать соответствующие характеристики резисторов. Для определения сопротивления маркированных цветом токоограничителей также существуют онлайн расчеты резисторов для светодиодов.

Схемы параллельного и последовательного подключения светодиодов

При сборке конструкций из нескольких LED-приборов используют схемы включения светодиодов в сеть 220 Вольт с последовательным или параллельным соединением. При этом для корректного подключения следует учитывать, что при последовательном включении светодиодов требуемое напряжение представляет собой сумму падений напряжений каждого прибора. В то время как при параллельном включении светодиодов складывается сила тока.

Схемы параллельного подключения светодиодов. В варианте 1 на каждую цепь диодов используется отдельный резистор, в варианте 2 — один общий для всех цепей

Если в схемах используются LED-приборы с разными параметрами, то для стабильной работы необходимо рассчитать резистор для каждого светодиода отдельно. Следует отметить, что двух совершенно одинаковых светодиодов не существует. Даже приборы одной модели имеют незначительные отличия в параметрах. Это приводит к тому, что при подключении большого их количества в последовательную или параллельную схему с одним резистором, они могут быстро деградировать и выйти из строя.

Обратите внимание! При использовании одного резистора в параллельной или последовательной схеме можно подключать лишь LED-приборы с идентичными характеристиками.

Расхождение в параметрах при параллельном подключении нескольких светодиодов, допустим 4-5 шт., не повлияет на работу приборов. А если в такую схему подключить много светодиодов – это будет плохим решением. Даже если LED-источники имеют незначительный разброс характеристик, это приведет к тому, что некоторые приборы будут излучать яркий свет и быстро сгорят, а другие – будут слабо светиться.  Поэтому при параллельном подключении следует всегда использовать отдельный резистор для каждого прибора.

Что касается последовательного соединения, то здесь имеет место экономное потребление, так как вся цепь расходует количество тока, равное потреблению одного светодиода. При параллельной схеме, потребление составляет сумму расходования всех включенных в схему LED-источников, включенных в схему.

Схема последовательного подключения светодиодов

Как подключить светодиоды к 12 Вольтам

В конструкции некоторых приборов резисторы предусмотрены еще на этапе изготовления, что дает возможность подключения светодиодов к 12 Вольт или 5 Вольт. Однако такие приборы не всегда можно найти в продаже. Поэтому в схеме подключения светодиодов к 12 вольт предусматривают ограничитель тока. Первым делом необходимо выяснить характеристики подключаемых светодиодов.

Такой параметр, как прямое падение напряжения у типовых LED-приборов составляет около 2В. Номинальный ток у этих светодиодов соответствует 0,02А. Если требуется подключить такой светодиод к 12В, то «лишние» 10В (12 минус 2) необходимо погасить ограничительным резистором. С помощью закона Ома можно рассчитать для него сопротивление. Получим, что 10/0,02 = 500 (Ом). Таким образом, необходим резистор с номиналом 510 Ом, который является ближайшим по ряду электронных компонентов Е24.

Чтобы такая схема работала стабильно, требуется еще вычислить мощность ограничителя. Используя формулу, исходя из которой мощность равна произведению напряжения и тока, рассчитываем ее значение. Напряжение величиной 10В умножаем на ток 0,02А и получаем 0,2Вт. Таким образом, необходим резистор, стандартный номинал мощности которого составляет 0,25Вт.

Схема подключения RGB светодиодной ленты к 12В

Если в схему необходимо включить два LED-прибора, то следует учитывать, что напряжение падающее на них, будет составлять уже 4В. Соответственно для резистора останется погасить уже не 10В, а 8В. Следовательно, дальнейший расчет сопротивления и мощности резистора делается на основании этого значения. Расположение резистора в схеме можно предусмотреть в любом месте: со стороны анода, катода, между светодиодами.

Как проверить светодиод мультиметром

Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».

Полезный совет! Перед тем как проверить светодиод на работоспособность, рекомендуется приглушить основное освещение, так как при тестировании ток очень низкий и светодиод будет излучать свет так слабо, что при нормальном освещении этого можно не заметить.

Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра

Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.

Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.

Что можно сделать из светодиодов своими руками

Многие радиолюбители практикуют сборку различных конструкций из светодиодов своими руками. Собранные самостоятельно изделия не уступают по качеству, а иногда и превосходят аналоги производственного изготовления. Это могут быть цветомузыкальные устройства, мигающие конструкции светодиодов, бегущие огни на светодиодах своими руками и многое другое.

Использование светодиодов в создании сценических костюмов

Сборка стабилизатора тока для светодиодов своими руками

Чтобы ресурс светодиода не выработался раньше положенного срока, необходимо чтобы ток, протекающий через него, имел стабильное значение. Известно, что светодиоды красного, желтого и зеленого цвета могут справляться с повышенной нагрузкой по току. В то время как сине-зеленые и белые LED-источники даже при небольшой перегрузке сгорают за 2 часа. Таким образом, для нормальной работы светодиода необходимо решить вопрос с его питанием.

Если собрать цепочку из последовательно или параллельно соединенных светодиодов, то обеспечить им идентичное излучение можно в том случае, если ток, проходящий через них, будет иметь одинаковую силу. Кроме того, импульсы обратного тока могут негативно повлиять на ресурс LED-источников. Чтобы такого не произошло, необходимо включить в схему стабилизатор тока для светодиодов.

Качественные признаки светодиодных светильников зависят от применяемого драйвера – устройства, которое преобразует напряжение в стабилизированный ток с конкретным значением. Многие радиолюбители собирают схему питания светодиодов от 220В своими руками на базе микросхемы LM317. Элементы для такой электронной схемы имеют небольшую стоимость и такой стабилизатор легко сконструировать.

Схема подключения мощного светодиода с использованием интегрального стабилизатора напряжения LM317

При использовании стабилизатора тока на LM317 для светодиодов регулируют ток в пределах 1А. Выпрямитель на базе LM317L стабилизирует ток до 0,1А. В схеме устройства используют всего лишь один резистор. Его рассчитывают посредством онлайн калькулятора сопротивления для светодиода. Для питания подойдут имеющиеся подручные устройства: блоки питания от принтера, ноутбука или другой бытовой электроники. Более сложные схемы собирать самостоятельно не выгодно, так как их проще приобрести в готовом виде.

ДХО из светодиодов своими руками

Применение на автомобилях дневных ходовых огней (ДХО) заметно повышает видимость автомобиля в светлое время другими участниками дорожного движения. Многие автолюбители практикуют самостоятельную сборку ДХО с использованием светодиодов. Один из вариантов – устройство ДХО из 5-7 светодиодов мощностью 1Вт и 3Вт на каждый блок. Если использовать менее мощные LED-источники, световой поток не будет соответствовать нормативам для таких огней.

Полезный совет! При изготовлении ДХО своими руками, учитывайте требования ГОСТа: световой поток 400-800 Кд, угол свечения в горизонтальной плоскости – 55 градусов, в вертикальной – 25 градусов, площадь – 40 см².

Дневные ходовые огни улучшают видимость автомобиля на дороге

Для основания можно использовать плату из алюминиевого профиля с площадками для крепления светодиодов. Светодиоды фиксируются на плате с помощью теплопроводного клеящего состава. В соответствии с типом LED-источников подбирается оптика. В данном случае подойдут линзы с углом свечения 35 градусов. Линзы устанавливаются на каждый светодиод отдельно. Провода выводятся в любую удобную сторону.

Далее изготавливается корпус для ДХО, служащий одновременно и радиатором. Для этого можно использовать П-образный профиль. Готовый светодиодный модуль располагают внутри профиля, закрепив его на винтах. Все свободное пространство можно залить прозрачным герметиком на силиконовой основе, оставив на поверхности только линзы. Такое покрытие будет служить в качестве влагозащиты.

Подключение ДХО к питанию производится с обязательным использованием резистора, сопротивление которого предварительно просчитывается и проверяется. Способы подключения могут быть разными, учитывая модель автомобиля. Схемы подключения можно отыскать в сети интернет.

Схема подключения ДХО с блоком управления

Как сделать, чтобы светодиоды мигали

Наиболее популярными мигающими светодиодами, купить которые можно в готовом виде, являются приборы, регулируемые уровнем потенциала. Мигание кристалла происходит за счет изменения питания на выводах прибора. Так, двухцветный красно-зеленый LED-прибор излучает свет в зависимости от направления проходящего по нему тока. Эффект мигания в RGB-светодиоде достигается подключением трех выводов для отдельного управления к конкретной системе регулирования.

Но можно сделать мигающим и обычный одноцветный светодиод, имея в арсенале минимум электронных компонентов. Перед тем как сделать мигающий светодиод, необходимо выбрать работающую схему, которая будет простой и надежной. Можно использовать схему мигающего светодиода, которая будет запитана от источника с напряжением 12В.

Схема состоит из транзистора небольшой мощности Q1 (подойдет кремниевый высокочастотный КТЗ 315 или его аналоги), резистора R1 820-1000 Ом, 16-вольтового конденсатора С1 емкостью 470 мкФ и LED-источника. При включении схемы конденсатор заряжается до 9-10В, после этого транзистор на миг открывается и отдает накопленную энергию светодиоду, который начинает мигать. Данную схему можно реализовать только в случае питания от источника 12В.

Мигание светодиодов используется, например, в елочной гирлянде

Можно собрать более усовершенствованную схему, которая работает по аналогии с транзисторным мультивибратором. В схему входят транзисторы КТЗ 102 (2 шт.), резисторы R1 и R4 по 300 Ом каждый, чтобы ограничить ток, резисторы R2 и R3 по 27000 Ом, чтобы задавать ток базы транзисторов, 16-вольтовые полярные конденсаторы (2 шт. емкостью 10 мкФ) и два LED-источника. Данная схема питается от источника постоянного напряжения 5В.

Схема работает по принципу «пары Дарлингтона»: конденсаторы С1 и С2 попеременно заряжаются и разряжаются, что служит причиной открывания конкретного транзистора. Когда один транзистор отдает энергию С1, загорается один светодиод. Далее плавно заряжается С2, а ток базы VT1 снижается, что приводит к закрытию VT1 и открытию VT2 и загорается другой светодиод.

Полезный совет! Если использовать напряжение питания свыше 5В, потребуется применить резисторы с другим номиналом, чтобы исключить выход из строя светодиодов.

Схема вспышек на светодиоде

Сборка цветомузыки на светодиодах своими руками

Чтобы реализовать достаточно сложные схемы цветомузыки на светодиодах своими руками, необходимо сначала разобраться, как работает простейшая схема цветомузыки. Она состоит из одного транзистора, резистора и LED-прибора. Такую схему можно запитать от источника с номиналом от 6 до 12В. Функционирование схемы происходит за счет каскадного усиления с общим излучателем (эмиттером).

На базу VT1 поступает сигнал с изменяющейся амплитудой и частотой. В том случае, когда колебания сигнала превышают заданный порог, транзистор открывается и загорается светодиод. Минусом данной схемы является зависимость мигания от степени  звукового сигнала. Таким образом эффект цветомузыки будет проявляться только при определенной степени громкости звука. Если звук увеличить. светодиод будет все время гореть, а при уменьшении – чуть вспыхивать.

Чтобы добиться полноценного эффекта, используют схему цветомузыки на светодиодах с разбивкой диапазона звука на три части. Схема с трехканальным преобразователем звука питается от источника напряжением 9В. Огромное количество схем цветомузыки можно найти в интернете на различных форумах радиолюбителей. Это могут быть схемы цветомузыки с использованием одноцветной ленты, RGB-светодиодной ленты, а также схемы плавного включения и выключения светодиодов. Так же в сети можно отыскать схемы бегущих огней на светодиодах.

Схема для сборки цветомузыки своими руками

Конструкция индикатора напряжения на светодиодах своими руками

Схема индикатора напряжения включает резистор R1 (переменное сопротивление 10 кОм), резисторы R1, R2 (1кОм), два транзистора VT1 КТ315Б, VT2 КТ361Б, три светодиода – HL1, HL2 (красные), HLЗ (зеленый). X1, X2 – 6-вольтовые источники питания. В данной схеме рекомендуется использовать LED-приборы с напряжением 1,5В.

Алгоритм работы самодельного светодиодного индикатора напряжения представляет собой следующее: когда подается напряжение, светится центральный LED-источник зеленого цвета. В случае падения напряжения, включается светодиод красного цвета, расположенный слева. Увеличение напряжения заставляет светиться красный светодиод, размещенный справа. При среднем положении резистора все транзисторы будут в закрытом положении, и напряжение поступит лишь на центральный зеленый светодиод.

Открытие транзистора VT1 происходит, когда ползунок резистора передвигают вверх, тем самым повышая напряжение. В этом случае поступление напряжения на HL3 прекращается, и оно подается на HL1. При перемещении ползунка вниз (понижение напряжение) происходит закрытие транзистора VT1 и открытие VT2, что даст питание светодиоду HL2. С незначительной задержкой LED HL1 погаснет, HL3 один раз мелькнет и засветится HL2.

Схема сборки индикатора напряжения на светодиодах своими руками

Такую схему можно собрать, используя радиодетали от устаревшей техники. Некоторые собирают ее на текстолитовой плате, соблюдая масштаб 1:1 c размерами деталей, чтобы все элементы могли разместиться на плате.

Безграничный потенциал LED-освещения дает возможность самостоятельно конструировать из светодиодов различные светотехнические приборы с отличными характеристиками и достаточно низкой стоимостью.

Как определить напряжение светодиода мультиметром

В этой статье объясним подробно как определить напряжение светодиода мультиметром.

Все светодиоды имеют очень важную характеристику — рабочее напряжение (напряжение падения). Величина рабочего напряжения зависит от материалов из которых они сделаны. По рабочему напряжению все светодиоды можно разделить на 2 группы:

  1. светодиоды с напряжением от 3 В до 3,8 В (синие, белые и некоторые виды сине-зеленые)
  2. светодиоды с напряжением от1,8 В до 2,1 В (красные, желтые, оранжевые и большинство зеленых)

В связи с тем, что производители часто создают новые модели светодиодов, мы советуем сперва определить напряжение светодиодов, прежде чем использовать их  в своих конструкциях.

Определить это напряжение очень легко. Для этого нам потребуется только источник питания с выходным напряжением от 9 до 16 В, мультиметр и резистор сопротивлением 1 кОм (1000 Ом). Это значение сопротивления гарантирует оптимальный ток для нашего светодиода, не слишком высокий и не слишком низкий.

Ниже приводим действия, необходимые для измерения рабочего напряжения светодиода.

ШАГ 1: Определение полярности выводов нашего светодиода.

Чтобы определить полярность нашего светодиода, в его корпусе есть два элемента, которые мы можем оценить.

Первый — длина выводов. Как вы можете видеть на рисунке, самая короткий вывод – это минусовой вывод.

Второй — элемент находится по окружности светодиода. На корпусе есть скос – это минусовой вывод.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Описанный метод определения работает в отношении всех 3 мм и 5 мм светодиодов.

Можно использовать еще и третий метод, состоящий в том, чтобы заглянуть внутрь светодиода, треугольный вымпелобразный сегмент является отрицательным выводом, а другой, без особой формы, является положительным. Конечно же, этот метод небезопасен, поскольку есть несколько типов светодиодов, где расположение противоположное.

ШАГ 2: Подключаем наш светодиод

После того как мы определили полярность нашего светодиода, мы подключаем один из выводов резистора 1 кОм (1000 Ом) последовательно с положительным выводом светодиода, как показано на рисунке.

Затем мы соединяем другой вывод резистора с плюсом источника питания. Наконец, мы подключаем свободный вывод светодиода к минусу источника питания. Светодиод должен загореться.

ШАГ 3: Подготавливаем наш мультиметр

Теперь мы готовим наш мультиметр для проведения измерения. Переместите селектор тестера в положение измерения постоянного напряжения со шкалой до 20 В. Если наш мультиметр не имеет этой шкалы напряжения, то мы можем выбрать 30 В или 50 В.

Подключаем отрицательный щуп (черный) к входу, который имеет обозначение «COM», в то время как положительный (красный) подключаем к входу V-mA-ῼ. На дисплее вы должны увидеть значение «0.00»

ШАГ 4: Определение напряжения светодиода

Прикладываем положительный щуп (красный) к положительному выводу светодиода, в то время как отрицательный (черный) щуп мультиметра прикладываем с отрицательному выводу. На дисплее мультиметра мы должны увидеть рабочее напряжение светодиода.

Мы можем записать это значение, так как оно будет полезно для вычисления значения сопротивления светодиода. Для расчета сопротивления светодиодов используйте онлайн калькулятор.

www.inventable.eu

На сколько вольт бывают светодиоды. Светодиоды. Схема, описание

Содержание:

В современных осветительных приборах широко применяются наиболее прогрессивные источники света, известные как светодиоды. Они входят в состав сигнальных, индикаторных и других устройств. Однако, несмотря на множество положительных качеств, светодиоды все-таки периодически выходят из строя и тогда нередко возникает проблема, как проверить светодиод мультиметром.

Почему светодиоды выходят из строя

Продолжительная и корректная работа светодиода в идеальных условиях обеспечивается строго нормированным током, показатели которого ни в коем случае не должны превышать номинал самого элемента. Обеспечить эти параметры можно лишь с помощью диодов и собственного напряжения, известного как драйвер. Однако данные стабилизирующие устройства применяются совместно с лампами повышенной мощности.

Большинство маломощных светодиодных ламп, не имеют драйвера в цепочке подключения. Для ограничения тока используется обычный резистор, выполняющий функции стабилизатора. На практике эта функция выполняется далеко не в полном объеме, что и является основной причиной перегораний и поломок светодиодов. Защита резистором обеспечивается лишь в идеальных условиях, при корректных номинального тока и стабильном питающем напряжении. Однако на самом деле эти условия соблюдаются не полностью или не соблюдаются вовсе.

Таким образом, перегорание светодиодов происходит из-за низкого предела обратного напряжения, характерного для всех элементов данного типа. Достаточно любого электростатического разряда или неправильного подключения, чтобы светодиодный источник света вышел из строя. После этого остается лишь проверить его работоспособность и при необходимости заменить. Рекомендуется проверять светодиоды еще до их монтажа на печатную плату. Это связано с тем, что определенная доля изделий оказывается изначально бракованной по вине производителя.

Использование мультиметра для проверки светодиодов

Все мультиметры относятся к категории универсальных измерительных приборов. С помощью мультиметра можно выполнить измерения основных параметров у любых электронных изделий. Для того чтобы проверить работоспособность светодиода, необходим мультиметр с режимом прозвонки, который как раз и используется для проверки диодов.


Перед началом проверки переключатель мультиметра устанавливается в режим прозвонки, а контакты прибора соединяются со щупами тестера. Данный способ проверки позволяет заодно решить вопрос, как проверить мощность светодиода мультиметром, на основе полученных данных, вычислить этот параметр будет уже несложно.

Подключение мультиметра должно выполняться с учетом полярности светодиода. Анод элемента соединяется с красным щупом, а катод — с черным. Если же полярность электродов неизвестна, не стоит бояться каких-либо последствий в результате путаницы. В случае неправильного подключения, начальные показатели мультиметра останутся без изменений. Если же полярность соблюдается как положено, то светодиод должен начать светиться.

Существует одна особенность, которую следует учитывать при проверке. в режиме прозвонки имеет достаточно низкое значение и диод на него может не отреагировать. Поэтому для того чтобы хорошо разглядеть свечение, рекомендуется уменьшить внешний свет. Если же это невозможно сделать, следует пользоваться показаниями измерительного прибора. При нормальной работоспособности светодиода, значение, отображенное на дисплее мультиметра, будет отличаться от единицы.


Существует еще один вариант проверки с помощью тестера. Для этого на панели управления имеется блок PNP с помощью которого проверяются диоды. Его мощность обеспечивает свечение элемента, достаточное для того, чтобы определить его работоспособность. Анод включается в разъем эмиттера (Е), а катод — в разъем колодки или коллектора (С). При включении измерительного прибора светодиод должен гореть независимо от того, в каком режиме установлен регулятор.

Основным неудобством этого способа является необходимость выпаивания элементов. Для решения проблемы, как проверить светодиод мультиметром не выпаивая, для щупов потребуются специальные переходники. Обычные щупы не войдут в разъемы колодки PNP, поэтому к проводкам припаиваются более тонкие детали, изготовленные из канцелярских скрепок. Между ними в качестве изоляции устанавливается небольшая текстолитовая прокладка, после чего вся конструкция заматывается изолентой. В результате, получился переходник, к которому можно подключать щупы.


После этого щупы подключаются к электродам светодиода, без выпаивания его из общей схемы. При отсутствии мультиметра, проверку можно выполнить по такой же схеме с помощью батареек. Используется тот же переходник, только его проводки соединяются не со щупами, а с выходами батареек при помощи небольших зажимов-крокодильчиков. Потребуется один источник питания на 3 вольта или два источника на 1,5 вольта.

Если батарейки новые с полным зарядом, то проверять светодиоды желтого и красного цвета рекомендуется с помощью резистора. Его должно составлять 60-70 Ом, что вполне достаточно для ограничения тока. При выполнении проверки светодиодов белого, синего и зеленого цвета, токоограничивающий резистор можно не использовать. Кроме того, резистор не требуется, когда батарейка сильно разряжена. Для выполнения своих прямых функций она уже не годится, а для проверки светодиодов ее будет вполне достаточно.

Разбирая на детали старые или нерабочие устройства часто можно найти светодиоды. Однако в большинстве случаем на них отсутствует какая-либо маркировка или другие опознавательные знаки. Поэтому определить их параметры по справочнику попросту невозможно. Отсюда возникает вполне естественный вопрос: как определить параметры светодиода?

Опытные электронщики таким вопросом практически не задаются, поскольку могут с достаточной точностью определить параметры такого полупроводникового прибора, ориентируясь лишь на его внешний вид и зная некоторые нюансы, присущие большинству светодиодов. Эти нюансы рассмотрим и мы.

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;

2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;

3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.

Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Как определить параметры светодиода по внешнему виду?

Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога. После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики. Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,0…3,6 В.

В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.

Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.


Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.


Как определить параметры светодиода мультиметром?

Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.


Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.

Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.


Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:

  1. Крона (батарейка на 9 В).
  2. Резистор ом на 200.
  3. Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
  4. Мультиметр.


Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.


Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.

Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.


С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.

Светодиоды , или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting diode)- полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через p-n-переход. Цвет свечения (длина волны максимума спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих p-n-переход.

Достоинства

1. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность(ударная и вибрационная устойчивость)
2. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности
3. Безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие
4. Миниатюрность
5. Долгий срок службы (долговечность)
6. Высокий КПД,
7. Относительно низкие напряжения питания и потребляемые токи, низкое энергопотребление
8. Большое количество различных цветов свечения, направленность излучения
9. Регулируемая интенсивность

Недостатки

1. относительно высокая стоимость. Отношение деньги/люмен для обычной лампы накаливания по сравнению со светодиодами составляет примерно 100 раз
2. малый световой поток от одного элемента
3. деградация параметров светодиодов со временем
4. повышенные требования к питающему источнику

Внешний вид и основные параметры

У светодиодов есть несколько основных параметров.

1. Тип корпуса
2. Типовой (рабочий) ток
3. Падение (рабочее) напряжения
4. Цвет свечения (длина волны, нм)
5. Угол рассеивания

В основном под типом корпуса понимают диаметр и цвет колбы (линзы). Как известно, светодиод — полупроводниковый прибор, который необходимо запитать током. Так ток, которым следует запитать тот или иной светодиод называется типовым. При этом на светодиоде падает определенное напряжение. Цвет излучения определяется как используемыми полупроводниковыми материалами, так и легирующими примесями. Важнейшими элементами, используемыми в светодиодах, являются: Алюминий (Al), Галлий (Ga), Индий (In), Фосфор (P), вызывающие свечение в диапазоне от красного до желтого цвета. Индий (In), Галлий (Ga), Азот (N) используют для получения голубого и зеленого свечений. Кроме того, если к кристаллу, вызывающему голубое (синее) свечение, добавить люминофор, то получим белый цвет светодиода. Угол излучения также определяется производственными характеристиками материалов, а также колбой (линзой) светодиода.

В настоящее время светодиоды нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т. д.

Схема включения и расчет необходимых параметров:

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод («минус»), а другой — анод («плюс»).

Светодиод будет «гореть» только при прямом включении, как показано на рисунке

При обратном включении светодиод «гореть» не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.

Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Не трудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость). Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется «рабочей» зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.


\

1. Имеется один светодиод, как его подключить правильно в самом простом случае?

Что бы правильно подключить светодиод в самом простом случае необходимо подключить его через токоограничивающий резистор.

Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.

Расчитаем сопротивление токоограничивающего резистора

R = Uгасящее / Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода
Uпитания = 5 В
Uсветодиода = 3 В

R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм

Тоесть надо взять резистор сопротивлением 100 Ом

2. Как подключить несколько светодиодов?

Несколько светодиодов подключаем последовательно или параллельно, расчитывая необходимые сопротивления.

Пример 1.

Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт, тоесть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов

Расчет аналогичен предыдущему примеру

R = Uгасящее / Iсветодиода

Uпитания = 15 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм

Пример 2

Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт

Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 7 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм

Так как светодиоды в ветвях имеют одигаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.

Пример 3

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом что бы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление

Например имеются 5 разных светодиодов:
1ый красный напряжение 3 вольта 20 мА
2ой зеленый напряжение 2.5 вольта 20 мА
3ий синий напряжение 3 вольта 50 мА
4ый белый напряжение 2.7 вольта 50 мА
5ый желтый напряжение 3.5 вольта 30 мА

Так как разделяем светодиоды по группам по току
1) 1ый и 2ой
2) 3ий и 4ый
3) 5ый

рассчитываем для каждой ветви резисторы

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)
Uпитания = 7 В
Uсветодиода1 = 3 В
Uсветодиода2 = 2. 5 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм

аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

Важное замечание!

При подсчете токоограничительного сопротивления получаются числовые значения которых нет в стандартном ряде сопротивлений, поэтому подбираем резистор с сопротивлением немного большим чем рассчитали.

3. Что будет если имеется напряжение источник с напряжением 3 вольта (и меньше) и светодиод с рабочим напряжением 3 вольта?

Допустимо (НО НЕЖЕЛАТЕЛЬНО) включать светодиод в цепь без токоограничительного сопротивления. Минусы очевидны – яркость зависит от напряжения питания. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

4. Можно ли включать несколько светодиодов с одинаковым рабочим напряжением 3 вольта параллельно друг другу к источнику 3 вольта (и менее)? В «китайских» фонариках так ведь и сделано.

Опять, это допустимо в радиолюбительской практике. Минусы такого включения: так как светодиоды имеют определенный разброс по параметрам, то будет наблюдаться следующая картина, одни будут светится ярче, а другие тусклее, что не является эстетичным, что мы и наблюдаем в приведенных выше фонариках. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

Важное замечание!

Представленные выше схемы не отличаются высокой точность рассчитанных параметров, это связано с тем что при протекании тока через светодиод происходит выделение тепла в нем, что приводит к разогреву p-n перехода, наличие токоограничивающего сопротивления снижает этот эффект, но установление баланса происходит при немного повышенном токе через светодиод. Поэтому целесообразно для обеспечения стабильности применять стабилизаторы тока, а не стабилизаторы напряжения. При применении стабилизаторов тока, можно подключать только одну ветвь светодиодов.

Смотрите другие статьи раздела .

Использование настольного источника питания для питания и измерения нагрузки постоянного тока

Источники постоянного тока (CC) окружают нас повсюду, типичным примером является драйвер светодиодов. Светодиодные лампы имеют ряд преимуществ, в том числе меньшее тепловыделение, меньший размер и меньшее энергопотребление. Модернизированный светильник для поверхностного монтажа, показанный на рис. 1, использует преимущества этих свойств светодиодов, создавая недорогое решение по сравнению с традиционными потолочными светильниками. Поскольку светодиод выделяет очень мало тепла, он не требует установки металлического корпуса и вместо этого имеет недорогой пластиковый корпус.

Рис. 1. Шестидюймовый светодиод для поверхностного монтажа

Драйвер светодиода (рис. 2) дает важный намек на то, что это источник CC. Драйвер определяет выход от 20 до 45 В и от 280 до 300 мА. Из-за широкой спецификации напряжения и узкой спецификации тока мы можем быть достаточно уверены, что это драйвер CC. С помощью настольного источника питания можно безопасно протестировать этот свет и измерить фактическое энергопотребление. Ключом к предотвращению повреждений в этом тесте является настройка блока питания таким образом, чтобы он не потреблял слишком много энергии. Простая регулировка напряжения на блоке питания может вывести свет из строя — вы также должны ограничить ток, используя блок питания с режимом CC.

Чтобы протестировать нагрузку CC с помощью настольного источника питания, необходимо установить ограничение по току. В этом случае предел 300 мА является безопасным выбором (максимальный миллиамперный выход драйвера). Затем выберите достаточно высокое напряжение, чтобы источник питания переключился в режим CC. Настольный источник питания Keysight E36232A обеспечивает питание светильника, так как он может выдавать до 60 В.Поскольку драйвер выдает 45 В без нагрузки, источник питания настроен на 45 В.

Рисунок 2. Драйвер светодиодов с выходом от 20 до 45 В, от 280 до 300 мА

На рис. 3 источник питания настроен с ограничением тока 300 мА и выходным напряжением 45 В. Блок питания работает в режиме СС. Реальное выходное напряжение 34,3 В, ток 300 мА. Рассчитайте потребляемую мощность, умножив выходное напряжение и ток при полной мощности: (34,3 В * 0,3 А) = 10,3 Вт.

Рис. 3.Настольный блок питания, работающий в режиме CC

Потребляемая мощность при использовании драйвера светодиодов

Гораздо проще определить энергопотребление светодиодной лампы с помощью источника питания постоянного тока, чем с помощью драйвера светодиода. Драйвер светодиода имеет значительные пульсации и не регулирует ток так хорошо, как настольный блок питания. На рис. 4 показаны напряжение и ток, создаваемые драйвером светодиода. Анализатор мощности с полноэкранным усреднением обеспечивает согласованные измерения.

Рис. 4.Анализатор мощности показывает напряжение (вверху), ток (в центре) и общую мощность (внизу)

Драйвер светодиода выдает в среднем 311 мА, что на 4 % выше, чем указанные 300 мА, и вызывает пропорционально более высокое энергопотребление.

Эффекты компонентов переменного тока

Осциллограммы, показанные на рис. 4, показывают, что драйвер светодиода выдает пульсации, составляющую переменного тока вместе с постоянным током. Компонент переменного тока заставляет светодиод мигать 120 раз в секунду, что намного быстрее, чем может наблюдать человеческий глаз.

  • Верхний пик: 460 мА и 16,4 Вт.
  • Нижний пик: 180 мА и 5,7 Вт.

 Будет интересно узнать, сокращают ли высокие пиковые токи срок службы светодиода.

Хотите узнать больше об использовании блока питания в постоянном режиме? Ознакомьтесь с набором навыков «4 способа повышения квалификации в области электроснабжения» .

Подробнее о серии Keysight E36200 можно узнать здесь.

 

 

Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно

В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные персонализированные светодиодные дисплеи, теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как проволочные светодиоды? но на самом деле может это сделать, подробности здесь.

Эти светильники известны не только своими ослепительными цветовыми эффектами, но и долговечностью и минимальным энергопотреблением.

Кроме того, светодиоды можно соединять группами, образуя большие буквенно-цифровые дисплеи, которые можно использовать в качестве индикаторов или рекламных объявлений.

Молодые любители электроники и энтузиасты часто задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, так как им трудно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимые для поддержания оптимальной яркости.

Почему нам нужно рассчитать светодиоды

Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные светильники? Узнайте с помощью формулы, насколько просто создавать собственные светодиодные дисплеи.

Мы уже знаем, что для свечения светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV). Например, для красного светодиода потребуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода — 1,6 В, а для желтого светодиода — около 2 В.

Все современные светодиоды имеют номинал около 3.Прямое напряжение 3 В независимо от их цвета.

Но поскольку заданное напряжение питания светодиода будет в основном выше, чем значение его прямого напряжения, добавление резистора ограничения тока со светодиодом становится обязательным.

Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничителя тока для выбранного светодиода или серии светодиодов

Расчет резистора ограничителя тока

Значение этого резистора можно рассчитать по приведенной ниже формуле: напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I

Здесь R – рассматриваемый резистор в Омах

Vs – входное напряжение питания светодиода

VF – прямое напряжение светодиода, которое на самом деле является минимальным напряжением питания требуется светодиоду для освещения с оптимальной яркостью.

Если речь идет о последовательном соединении светодиодов, вам просто нужно заменить в формуле «прямое напряжение светодиодов» на «общее прямое напряжение», умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 светодиода последовательно, тогда это значение становится равным 3 x 3,3 = 9,9

Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, он может варьироваться от 20 мА до 350 мА в зависимости от спецификации выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в ампер в формуле, поэтому 20 мА становится 0.02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее.

Как подключить светодиоды?

Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение:

Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей, содержащий 90 светодиодов, с питанием 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея.

Для оптимального согласования и настройки светодиода 90 с питанием 12 В вам необходимо соединить светодиоды последовательно и параллельно.

Для этого расчета нам потребуется учитывать 3 параметра, а именно:

  1. Общее количество светодиодов, которое в нашем примере равно 90
  2. Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его равным 3 В расчет, обычно это будет 3. 3 В
  3. Вход питания, который для данного примера составляет 12 В

Прежде всего, мы должны рассмотреть параметр последовательного соединения и проверить, сколько светодиодов может быть размещено в пределах заданного напряжения питания

Мы делаем это, разделив напряжение питания на 3 вольта.

Очевидно, что ответ = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в источнике питания 12 В.

Однако приведенное выше условие может быть нежелательным, так как это ограничивало бы оптимальную яркость при строгом напряжении питания 12 В, а в случае снижения напряжения питания до некоторого более низкого значения это привело бы к снижению освещенности светодиода.

Таким образом, чтобы обеспечить более низкий запас по крайней мере 2 В, было бы целесообразно удалить один светодиод из расчета и сделать его равным 3. питание было снижено до 10 В, но светодиоды все равно могли светиться достаточно ярко.

Теперь мы хотели бы узнать, сколько таких цепочек из 3 светодиодов можно составить из 90 имеющихся у нас светодиодов? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, получим ответ, равный 30. Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек или цепочек, в каждой цепочке по 3 светодиода. Это довольно легко, верно?

После того, как вы закончите сборку упомянутых 30 цепочек светодиодов, вы, естественно, обнаружите, что каждая цепочка имеет свои положительные и отрицательные свободные концы.

Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор к положительному или отрицательному концу цепочки, положение не имеет значения. поскольку резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить некоторые из них между сериями светодиодов.Используя ранее, мы находим резистор для каждой цепочки светодиодов:

R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом

Предположим, мы подключаем этот резистор к каждому из отрицательных концов светодиодных цепочек.

  • После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе, а отрицательные концы или концы резистора каждой серии вместе.
  • Наконец, подайте 12 В на эти общие концы, соблюдая правильную полярность.Вы сразу обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью.
  • Вы можете выровнять и организовать эти цепочки светодиодов в соответствии с дизайном дисплея.

Светодиоды с нечетным количеством

Может возникнуть ситуация, когда ваш светодиодный дисплей содержит светодиоды с нечетным количеством.

Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, то, учитывая 12В в качестве питания, становится довольно неудобной задачей разделить 101 на 3.

Итак, мы находим ближайшее значение, которое делится на 3, то есть 99. Деление 99 на 3 дает нам 33.

Таким образом, расчет для этих 33 цепочек светодиодов будет таким, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и соединить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками.

Однако, чтобы убедиться, что цепочка из 2 светодиодов потребляет равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы соответствующим образом рассчитываем последовательный резистор.

В формуле мы просто меняем общее прямое напряжение, как показано ниже:

R = (напряжение питания VS – прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода

= 12 — (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом

Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, у нас есть 150 Ом для всех цепочек из 3 светодиодов и 300 Ом для цепочки из 2 светодиодов.

Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несовпадающим количеством светодиодов, включив соответствующий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов.

Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для остальных меньших серий.

На этом мы завершаем наше руководство о том, как соединить светодиоды последовательно и параллельно для любого заданного количества светодиодов, используя указанное напряжение питания. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, используйте поле для комментариев, чтобы решить их.

Расчет светодиодов в последовательном параллельном соединении на плате дисплея

До сих пор мы изучали, как светодиоды могут быть соединены или рассчитаны последовательно и параллельно.

В следующих параграфах мы рассмотрим, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, соединяя светодиоды последовательно и параллельно.

В качестве примера мы создадим цифровой дисплей «8» с помощью светодиодов и посмотрим, как он подключен.

Необходимые детали

Для сборки вам потребуются следующие электронные компоненты:
КРАСНЫЙ светодиод 5 мм. = 56 шт.
РЕЗИСТОР = 180 Ом ¼ Вт CFR,
ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА

Как рассчитать и сконструировать светодиодный дисплей?

Конструкция этой схемы отображения числа очень проста и выполняется следующим образом:

Вставьте все светодиоды в плату общего назначения; следуйте ориентациям, как показано на принципиальной схеме.

Сначала припаяйте только один вывод каждого светодиода.

Выполнив это, вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо и на самом деле закреплены довольно криво.

Прикоснитесь жалом паяльника к точке припаивания светодиода и одновременно надавите на определенный светодиод вниз, чтобы его основание плотно прижалось к плате. Сделайте это для всех светодиодов, чтобы они выровнялись прямо.

Теперь закончите припаивать остальные непаянные выводы каждого из светодиодов. Аккуратно обрежьте их провода кусачками.По принципиальной схеме объедините плюсы всех серий светодиодов.

Подключите резисторы 180 Ом к отрицательным разомкнутым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов.

На этом заканчивается построение светодиодного индикатора №8. Чтобы проверить это, просто подключите 12-вольтовый источник питания к общему плюсу светодиода и общему минусу резистора.

Цифра «8» должна мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея и быть узнаваемой даже с большого расстояния.

Советы по функционированию схемы

Чтобы четко понять, как спроектировать большой цифровой светодиодный дисплей, важно детально знать принцип работы схемы.

Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных последовательностей «полос».

Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, которых достаточно, чтобы они ярко светились.

Резисторы обеспечивают ограничение тока светодиодов, чтобы они могли работать долго.

Теперь, просто соединив светодиоды этой серии параллельно, мы можем выровнять их в различные формы для создания огромного разнообразия буквенно-цифровых дисплеев.

Теперь читатели должны были легко понять, как рассчитать светодиод в различных режимах.

Нужно просто соединить светодиоды сначала последовательно, затем соединить их в параллельные соединения и подать напряжение на их общие плюсы и минусы.

Как проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра

В настоящее время большинство людей используют светодиодную подсветку на своих экранах.Эти лампы имеют много преимуществ, включая энергоэффективность и более длительный срок службы. Тем не менее, они также могут быть довольно дорогими для замены, если они выходят из строя.

Если вы хотите сэкономить деньги в долгосрочной перспективе, важно знать, как проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра, прежде чем совершать какие-либо покупки в магазине электроники или интернет-магазине. Этот пост в блоге покажет вам, как это сделать простыми шагами!

Что такое мультиметр?

Если вы не знакомы с мультиметром, это устройство, которое измеряет напряжение, ток и сопротивление.

При тестировании светодиодной подсветки мультиметр является важным инструментом, поскольку нам необходимо знать, какое напряжение выдает световой модуль и емкость (в амперах) аккумулятора или источника питания, чтобы рассчитать время между каждой зарядкой.

Рекомендуется использовать мультиметр для проверки подсветки, если вы плохо владеете паяльником.

Мультиметр прост в эксплуатации и не требует дополнительных навыков или знаний в области электроники. Вы можете прикрепить его к передней части подсветки, а затем проверить, работает ли он.

Если вы заинтересованы в продаже, покупке или ремонте любых электронных устройств, мультиметр — это необходимый инструмент на вашем рабочем месте.

Процедуры: как проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра

Выполните указанные ниже действия, чтобы убедиться, что вы покупаете только качественные продукты: 

Шаг 1:

Прочтите все характеристики, указанные на упаковке. Затем с помощью мультиметра измерьте напряжение, ток и сопротивление светового модуля.

Напряжение должно быть между 4,0 и 5,5 В при работе от 6 В от литий-полимерного аккумулятора 3S. Убедитесь в отсутствии коррозии или любых других признаков повреждения, таких как трещины или точечные отверстия.

Шаг 2:

Чтобы проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра, вам нужно подключить мультиметр параллельно с подсветкой, которую вы хотите приобрести.

Затем посмотрите на показания дисплея и проверьте, не вырабатывает ли он ток. Обычно светодиодная подсветка должна иметь ток от 25 до 50 миллиампер (мА).

Шаг 3:

Проверьте значение сопротивления на мультиметре. Оно должно быть меньше 1 Ом, потому что это низковольтные устройства, поэтому их сопротивление также низкое.

Если сопротивление больше 1 Ом, возможно проблема с подсветкой. В этом случае проверьте все его компоненты, такие как провода и разъемы, на наличие признаков повреждения или окисления.

Шаг 4:

С помощью мультиметра проверьте отсутствие коротких замыканий внутри модулей.Для этого подключите мультиметр параллельно подсветке.

Значение сопротивления должно быть в пределах от 1 до 2 Ом. Если выше, то внутри может быть короткое замыкание.

Шаг 5:

При проверке светодиодной подсветки мультиметром отсоедините световой модуль или аккумулятор от всех источников питания.

Проверьте мультиметр на наличие повреждений и убедитесь, что он не вызывает коротких замыканий. Убедитесь, что на микросхеме, управляющей подсветкой, нет царапин и трещин.

При наличии признаков повреждения не следует дальше проверять светодиодную подсветку мультиметром и отправлять обратно продавцу.

Шаг 6:

Проверьте, есть ли у вас прямой доступ к батарее или блоку питания, питающему светодиодную подсветку. Затем проверьте, может ли модуль работать не менее 10 минут.

Если не удается, значит батарея или источник питания недостаточно сильны. Убедитесь, что вы используете щелочные батареи, чтобы проверить, есть ли в подсветке обрыв цепи.

Если при подсоединении к световому модулю на клеммах аккумулятора нет напряжения, то проблема в блоке питания. Вам нужно будет настроить его или найти новый.

Шаг 7:

Если вы подозреваете, что в светодиодной подсветке нет короткого замыкания, попробуйте проверить другие ее функции, например дальний и ближний свет. Если они исправны, то проверьте, не подгорели ли резисторы.

Если видимых повреждений нет, то места пайки скорее всего окислились, или не работает подсветка из-за внутренних проблем.

Шаг 8:

Однако, если подсветка не работает после того, как вы проверили все вышеперечисленные проблемы, могут быть какие-то внутренние проблемы, которые могут исправить только профессиональные ремонтники и хакеры. Вам нужно будет разобрать световой модуль, чтобы выявить эти проблемы.

Шаг 9:

Если вы удовлетворены всеми вышеперечисленными шагами, попробуйте подключить аккумулятор или блок питания к модулю.

Если работает и нет повреждений чипа, то можно проверить подходит ли светодиодная подсветка к вашей модели или нет.

Вы также можете проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра, измерив ее нагрузочную способность. Для этого подключите блок питания к модулю и измерьте ток от 6 до 8 ампер.

Шаг 10:

Если вас не устраивает мощность вашей светодиодной подсветки, подумайте о покупке новой. Но если вас устраивает эта подсветка, тщательно протестируйте ее перед установкой в ​​свою модель.

Если вы не уверены в необходимости снятия подсветки, обратитесь к профессиональному специалисту по ремонту.Возможно, они смогут определить все возможные проблемы и сказать, смогут ли они отремонтировать его дешево или им придется заказывать запчасти для вас.

Заключительные мысли

Очень важно знать, как проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра, чтобы определить, может ли световой модуль правильно работать с вашей моделью, не повреждая ее компоненты и не вызывая других проблем.

А ремонт электронного устройства может быть довольно дорогим, особенно если у вас нет опыта ремонта и пайки электроники.

Итак, ознакомьтесь с этой статьей, если вы хотите узнать, как проверить светодиодную подсветку с помощью мультиметра, прежде чем использовать ее на своей модели автомобиля или в проекте по благоустройству дома.

L1: включение светодиода.

: Подключите Arduino к источнику питания
  • Давайте проанализируем нашу схему
    1. Шаг 1: Определите узлы и что мы знаем
    2. Шаг 2: Определите падение напряжения на резисторе
    3. Шаг 3: Определите ток
  • Максимальное потребление тока
    1. Максимальное количество светодиодов последовательно
    2. Максимальное количество светодиодов параллельно
  • Понижение напряжения питания
  • Как сделать светодиод менее ярким?
    1. Подключение светодиода к 3.Контакт питания 3 В
    2. Полное видео-пошаговое руководство
    3. Использование резисторов с более высокими значениями
  • Следующий урок

  • Для нашего первого учебного занятия мы собираемся использовать Arduino для включения светодиода. Мы , а не , будем писать код. Вместо этого наша цель состоит в том, чтобы получить некоторое начальное знакомство с аппаратным обеспечением Arduino и подключением компонентов к выводам Arduino, прежде чем мы приступим к программированию, что мы и сделаем в следующем уроке.

    Рисунок Движение тока в цепи показано анимированными желтыми кружками.Эта визуализация представляет собой грубую абстракцию, предназначенную для того, чтобы подчеркнуть направление течения. Более точная визуализация показала бы, что электроны уже распределены по проводу до подачи напряжения. См. нашу серию «Введение в электронику», в частности, урок о напряжении, токе и сопротивлении.

    Материалы

    Для этого урока вам понадобятся следующие материалы. Пожалуйста, стройте вместе с нами, чтобы улучшить свое понимание и набор навыков — лучший способ учиться — это делать ! .Для тех студентов, которые зачислены на наши курсы, пожалуйста, задокументируйте свои творческие пути в своих журналах прототипирования и постарайтесь ответить и поразмышлять над поставленными вопросами.

    0
    Arduino Arduino Resistor резистор
    Arduino Uno, leonardo, или похожих Red Leed 220 ОЗУ резистора

    использовать Arduino Leonardo для вводных уроков по микроконтроллерам, но подойдет любая плата 5 В, включая Arduino Uno, METRO 328 от Adafruit, RedBoard от Sparkfun, и т. д. Все эти платы имеют одинаковое расположение контактов и общие характеристики.

    Подключите светодиод к контакту питания 5 В Arduino

    Шаг 1: Оберните резистор вокруг ножки светодиода

    Возьмите резистор 220 Ом (или любой резистор 220 Ом или больше) и обмотайте одну ножку вокруг ножки светодиода. Если вы хотите следовать моему примеру точно , подключите резистор к аноду светодиода (длинная ножка), но любая ножка будет работать. (Помните, токоограничивающий резистор может располагаться с любой стороны светодиода, см. наш урок по светодиодам).

    Чтобы обмотать компоненты проволокой, просто скрутите ножки вместе следующим образом:

    Видео. Пример наматывания провода резистора 220 Ом (или провода) непосредственно вокруг анода светодиода и анод светодиода (длинная ножка) + резистор к источнику питания Arduino, к которому вы можете получить доступ через контакт 5V.

    Шаг 3: Подключите Arduino к источнику питания

    Теперь подключите Arduino к источнику питания, и светодиод должен загореться.Ты сделал это!

    Вот фото сделанной мной версии. Мне было проще протянуть проводку через Arduino от порта 5V до GND на противоположной стороне.

    Для питания можно использовать USB-кабель (питание 5 В) или батарею 9 В (питание 9 В). В любом случае, Arduino подает 5V через контакт 5V. Как? Использование регулятора напряжения. См. раздел «Дополнительная информация» ниже.

    USB Power 9V Power 9V мощность

    Сетевой адаптер -12 В или батарея 9 В.Внутренний регулятор напряжения Arduino уменьшает эти более высокие напряжения, чтобы выдать чистые 5 В. Для этого нам сначала нужно определить падение напряжения на резисторе \(V_R\), а затем использовать закон Ома, чтобы вычислить ток (\(I = \frac{V_R}{R}\)).

    Шаг 1: Определите узлы и то, что нам известно

    Мы всегда начинаем с определения узлов и того, что нам известно.Мы знаем, что пока \(V_f\) удовлетворяется, будет падение напряжения \(V_R\) на нашем резисторе и падение напряжения \(V_D\) на нашем светодиоде.

    Из-за законов Кирхгофа мы знаем, что общее падение напряжения как на резисторе, так и на светодиоде (\(V_R + V_D\)) должно равняться напряжению питания \(V_S=5V\). Из нашего урока по светодиодам мы знаем, что наша схема отключена до тех пор, пока не будет достигнуто «включенное» или «прямое» напряжение нашего светодиода, которое для красного светодиода составляет ~ 2 В. Таким образом, мы можем установить \(V_D=2V\) и найти \(V_R\).

    Шаг 2: Найдите падение напряжения на резисторе

    Решение для \(V_R\):

    \[V_S = V_R + V_D \\ V_R = V_S — V_D \\ V_R = 5V — 2V = 3V\]

    Шаг 3: Найдите ток

    Из закона Ома мы знаем, что общий ток в нашей цепи равен падению напряжения на нашем резисторе \(V_R\), деленному на значение сопротивления \(R\). То есть \(I = \frac{V_R}{R}\). И мы знаем, что \(V_R=3V\) и \(R=220Ω\). Таким образом, ток через нашу цепь равен:

    \[I = \frac{V_R}{R} \\ I = \frac{3V}{220Ω} = 0.014A = 13,6 мА\]

    Итак, с контактом питания 5 В наша схема потребляет 13,6 мА тока. Это много или мало? Давайте поместим это в контекст ниже.

    Максимальное потребление тока

    Плата Arduino имеет множество типов выводов, каждый из которых имеет свои собственные значения максимального тока.

    • Контакты ввода/вывода : Максимальный потребляемый ток любого одиночного контакта ввода/вывода , который мы еще не использовали, но будем использовать в следующем уроке, составляет 40 мА (более безопасный, непрерывный диапазон составляет ~20 мА).Суммарный ток через все контакты ввода-вывода вместе составляет 200 мА . Если мы превысим эти значения, мы можем повредить нашу плату Arduino или базовый микроконтроллер (ATmega328 для Uno или ATmega32u4 для Leonardo). 500 мА при питании от USB и ~900-1000 мА при использовании внешнего адаптера питания. Выходной контакт 3,3 В может подавать ~ 150 мА; однако, если у вас есть оба 3.Выходные контакты 3 В и 5 В подключены, любой ток, потребляемый с контакта 3,3 В, будет учитываться в общем токе 5 В.

    Единственным защитным предохранителем является сбрасываемый предохранитель на порте USB, который ограничивает ток до 500 мА на выходном контакте 5 В (но только при питании от USB).

    В Интернете ведется множество дискуссий о максимальном потреблении тока Arduino Uno и Leonardo. Лучший ресурс, который я нашел, — это эти сообщения StackExchange, которые также ссылаются на таблицы данных (сообщение 1, сообщение 2).

    Максимальное количество светодиодов в серии

    Тогда возникает интересный вопрос: при питании Arduino через USB (макс. ток 500 мА), сколько красных светодиодов можно последовательно подключить к контакту питания 5 В? А если параллельно? Что является ограничивающим фактором для каждого из них?

    Ну, для простой последовательной конфигурации общее количество последовательных светодиодов ограничено напряжением питания, которое составляет 5В. С резистором 200 Ом и красным светодиодом с «прямым» напряжением \(V_f=2В\) мы ограничены максимум двумя светодиодами: \(2 * 2В = 4В\).Однако на практике мне удалось подключить три светодиода последовательно (потому что светодиод начинает включаться немного при ~1,7-1,8 В), хотя они были довольно тусклыми. См. таблицу и изображение ниже для моих измерений.

    Резистор Num Num Red Светодиоды в серии Падение напряжения на каждом светодиоде Падение напряжения на резисторе Ток
    200 Ом 1 2,02 В 2,95 14.9 мА
    200 Ор 2 1.92V 1.21V 6.1ma
    20004 3 1,71v 0,021v 0.1ma
    20004 4 1,01 В ~0 В ~0 мА

    Таблица . Для этого эмпирического измерения я использовал 5-миллиметровые рассеянные КРАСНЫЕ светодиоды Sparkfun.

    Вот изображение тестовой установки и цепей для измерений выше:

    Рисунок .Измерение падения напряжения и тока на отдельных светодиодах в цепи с помощью двух мультиметров: желтый мультиметр, настроенный как вольтметр, для измерения падения напряжения \(V_D\) на первом светодиоде в цепи, и красный мультиметр, настроенный как амперметр, для измерения ток \(I\) через цепь.

    Наконец, мы также можем проверить эту схему в симуляторе, который отражает наши эмпирические измерения:

    Видео. Моделирование в CircuitJS конфигураций различных серий светодиодов с источником питания 5 В.

    Максимальное количество светодиодов, подключенных параллельно

    Для параллельной конфигурации ограничивающим фактором является общий ток, который мы можем получить, который при питании от USB на выводе 5 В составляет 500 мА. Сколько красных светодиодов нужно, чтобы превысить 500 мА при использовании резисторов 200 Ом?

    Ну, в параллельной конфигурации каждая ветвь резистора + светодиода получает ~\(I=\frac{V_R}{R}=\frac{3V}{200}=15 мА\). Таким образом, максимальное количество параллельно подключенных светодиодов равно \(\frac{500mA}{15mA}=33,3\), округленному до 34.

    Рис. 34 параллельно подключенных светодиода потребляют 514,1 мА тока, что превышает максимальное значение выходного контакта 5 В на Arduino (при питании от USB). Вот ссылка на CircuitJS.

    Я попытался немного «нагрузить» тест на максимальные значения, используя порт USB на старом MacBook Pro (не делайте этого!). Несмотря на то, что я превысил предел 500 мА с выходным контактом 5 В (563 мА) и предел 150 мА с контактом 3,3 В (314 мА), я не сработал предохранитель. Тем не менее, я держал плату подключенной только в течение короткого времени.

    Рис. Я провел стресс-тестирование выходного контакта 5 В, используя USB для питания. Не пытайтесь! Несмотря на превышение номинальных максимумов, мне не удалось активировать внутренний предохранитель Arduino на источниках питания 5 В или 3,3 В. Обратите внимание, что контакты ввода-вывода не имеют такой защиты, поэтому вы можете повредить плату, если перегрузите ток.

    Понижение напряжения питания

    Если мы подключим сетевой адаптер 7-12 В или батарею 9 В к гнезду корпуса Arduino, то как Arduino преобразует эти более высокие напряжения в 5 В? Использование компонента, называемого регулярным напряжением, который может принимать диапазон постоянного напряжения и понижать его (но не повышать) до стабильного постоянного напряжения.Вы можете купить и использовать регуляторы напряжения в своих проектах. Если вы хотите узнать больше о подсистеме питания Arduino Uno, прочитайте этот пост в блоге technobyte.

    Как сделать светодиод менее ярким?

    Яркость светодиода регулируется током . Итак, чтобы уменьшить яркость светодиода, нам нужно уменьшить ток. Но как? Вспомним закон Ома: \(V=I * R\) или \(I = \frac{V}{R}\). Таким образом, мы можем уменьшить ток одним из следующих способов:

    1. Уменьшить напряжение
    2. Увеличить сопротивление

    В следующих уроках мы покажем, как можно программно управлять выходным напряжением , написав код для микроконтроллера Arduino.Но пока давайте приглушим яркость светодиода, сначала уменьшив напряжение с помощью вывода 3,3 В Arduino (а не 5 В), а затем используя резисторы с более высоким номиналом. Это похоже на действия в наших уроках по светодиодам, но теперь мы используем контакты Arduino в качестве источника напряжения.

    Подключение светодиода к контакту питания 3,3 В

    Плата Arduino Uno обеспечивает как питание 5 В (которое мы только что использовали), так и питание 3,3 В.

    Переместим анод светодиода (длинная ножка) с контакта 5V на контакт 3.3V, но оставьте резистор 220 Ом. Что вы наблюдаете? Светодиод должен быть менее ярким! Это связано с тем, что через цепь 3,3 В протекает меньший ток.

    Напомним, что при напряжении 5 В мы имеем \(I=\frac{V_R}{R}=\frac{3V}{220 Ом}=13,6 мА\). С выходным контактом 3,3 В это значение падает до \(I=\frac{V_R}{R}=\frac{1V}{220Ω}=4,5 мА\)

    порт 3,3В. Светодиод заметно менее яркий:

    Полное видео-пошаговое руководство

    Вот полное видео-пошаговое руководство по обмотке резистора вокруг ножки анода светодиода, подключению цепи к 5V и GND, а затем переключению с 5V на 3.питание 3В.

    Использование резисторов большего номинала

    Мы только что показали, как уменьшение напряжения питания (\(V_s\)) пропорционально снижает ток и, следовательно, яркость светодиода. Теперь давайте поэкспериментируем с резисторами более высокого номинала, такими как 680 Ом, 2,2 кОм или 10 кОм, и посмотрим на их эффект. Что просходит?

    Следует заметить, что яркость светодиода уменьшается по мере увеличения сопротивления , поскольку яркость светодиода зависит от тока (\(I = \frac{V_R}{R}\)).

    Мы можем проверить эти теоретические предсказания, используя мультиметр для измерения (\(V_s\)), фактических значений резисторов и тока \(I\). Мы провели эти измерения с помощью мультиметра Fluke 115 True RMS.

    Несколько важных замечаний:

    • Каждый электронный компонент, который мы используем, от светодиода до резисторов и напряжения питания (\(V_s\)) будет немного отличаться от идеального. Наши резисторы из углеродной пленки, например, имеют допуск 5% (обозначен золотой полосой), и я измерил напряжение питания на Arduino Uno, чтобы оно было (\(V_s\)=4.902В), а не 5В.
    • Fluke 115 обеспечивает трехразрядную точность. Таким образом, мультиметр показывает 0,013 А, 0,004 А, и т. д. Таким образом, невозможно сравнить наши теоретические предсказания с точностью до 4-го разряда (что влияет на наши сравнения с низким током — миллиамперами).

    Опять же, мы предполагаем \(V_f=2V\) для нашего красного светодиода (мы также можем измерить это непосредственно в каждой цепи):

    Если вы хотите узнать больше о том, как использовать мультиметр, вот несколько Руководства по началу работы:

    В Tinkercad Circuits есть мультиметры, поэтому вы также можете использовать их и играть с ними там (если у вас нет их дома).

    Next Lesson

    В следующем уроке мы узнаем, как программно управлять выходным напряжением цифрового входа/выхода для переключения между LOW (0V) или HIGH (5V) с помощью digitalWrite(int pin , целочисленное значение) .

    Далее: Мигание светодиода с помощью Arduino


    Весь контент с открытым исходным кодом создан лабораторией Makeability Lab и профессором Джоном Э. Фрёлихом. Нашли ошибку? Сообщить о проблеме на GitHub.

    Как измерить мощность с помощью цифрового и аналогового мультиметра?

    Измерение электроэнергии мультиметром? (цифровой мультиметр – аналоговый измеритель)

    Мультиметр — очень важный инструмент для инженеров-электриков и электронщиков, техников, электриков, студентов и любителей.Он может измерять множество параметров, таких как напряжение, ток, сопротивление, емкость, частота, температура, непрерывность и т. д., а также тестировать электрические и электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, кабели, провода и т. д.

    Мощность — это количество энергии, потребляемой в единицу времени. Он показывает, потребляет ли устройство слишком много энергии (общий термин «электричество»), или знает, что источник питания имеет достаточную мощность для бесперебойной работы устройства.

    Похожие сообщения:

    Измерение электрической мощности

    с помощью мультиметра (цифровой мультиметр и аналоговый измеритель AVO):

    Мы не можем измерить мощность напрямую, подключив тестовые провода к цепи.Однако мы можем использовать эти показания для расчета электрической мощности, используя мультиметр, чтобы сначала измерить напряжение и ток в цепи.

    Для этого нам нужно сначала измерить напряжение и ток в цепи с помощью мультиметра, а затем использовать формулы мощности для цепей переменного и постоянного тока, чтобы найти точное значение мощности в ваттах.

    Измерение напряжения

    Первым шагом является измерение напряжения на компоненте, устройстве или цепи.

    • Включите мультиметр.
    • Поверните ручку переключателя на измерение напряжения. Ṽ для напряжения переменного тока, в то время как VDC (или V с линией и точками над ним, например, V ”’) для напряжения постоянного тока.
    • Выберите диапазон напряжения немного выше ожидаемого или выберите самый высокий диапазон, если напряжение неизвестно.
    • Поместите черный щуп в гнездо COM, а красный щуп в гнездо V.
    • Поместите провода поперек устройства: черный провод над точкой низкого напряжения, а красный провод над точкой высокого напряжения.
    • Если возможно, уменьшите диапазон, чтобы получить точные показания.
    • Запишите показания напряжения и снимите датчики.

    Примечание. Напряжение постоянного тока имеет полярность, соблюдайте полярность при измерении с помощью аналогового мультиметра. Отклонения не будет, в то время как цифровой мультиметр показывает только отрицательный знак с фактическим показанием. Для измерения напряжения постоянного тока на измерителе напечатан символ постоянного тока e. грамм. VDC = В ”’.

    Похожие сообщения:

    Измерение тока

    Второй шаг — измерение тока, протекающего через компонент, устройство или цепь.

    • Отключите питание, подаваемое на цепь
    • Включите мультиметр.
    • Поверните ручку выбора на текущее измерение. Ã обозначает переменный ток, а
      «A» с чертой и точками обозначает постоянный ток, например, A ”’..
    • Выберите подходящий диапазон тока выше ожидаемого, если вы не уверены, используйте максимальный диапазон.
    • Поместите черный щуп в разъем COM, а красный щуп в разъем A (используйте соответствующий разъем в зависимости от выбранного диапазона: низкий ток «мА» и большой ток «А»).
    • Разорвите цепь в удобной точке и подключите к ней счетчик последовательно.
    • Надежно соедините черный и красный провода со схемой, чтобы получилась замкнутая цепь.
    • Включите питание схемы.
    • Если возможно, уменьшите диапазон, чтобы получить точные показания.
    • Запишите текущие показания и снимите датчики.

    Примечание. Постоянный ток имеет полярность. При измерении с помощью аналогового мультиметра необходимо учитывать полярность. Для измерения постоянного тока на измерителе напечатан символ постоянного тока e. грамм. АЦП = А ”’.

    Похожие сообщения:

    Токоизмерительные клещи

    Токоизмерительные клещи можно использовать для измерения тока в линии без физического контакта. это безопасный и быстрый способ измерения тока в цепях высокого напряжения.Он проще в использовании и не требует прерывания или отключения питания цепи.

    Некоторые мультиметры имеют встроенные клещи. Однако также доступны токоизмерительные клещи, которые можно использовать с обычным мультиметром. Токоизмерительные клещи преобразуют ток в напряжение, пропорциональное показанию тока.

    • Включить мультиметр
    • Поверните ручку выбора на текущее измерение.
    • Выберите подходящий диапазон.
    • Закрепите счетчик на одной линии.
    • Отрегулируйте диапазон для получения точных показаний.
    • Запишите показания счетчика.

    Если вы используете токоизмерительные клещи с помощью обычного мультиметра, выполните следующие действия для измерения тока.

    • Включите мультиметр.
    • Поверните ручку переключателя на измерение напряжения (напряжение переменного тока для измерения переменного тока и напряжение постоянного тока для измерения постоянного тока), поскольку токоизмерительные клещи преобразуют ток в напряжение.
    • Выберите подходящий диапазон на основе коэффициента преобразования токоизмерительных клещей.
    • Подсоедините черный и красный щупы токоизмерительных клещей к разъему COM и Voltage мультиметра.
    • Закрепите датчик на линии.
    • Запишите показания напряжения на мультиметре.
    • Преобразуйте это напряжение в ток, используя коэффициент преобразования тока токоизмерительных клещей.

    Например, токоизмерительные клещи имеют коэффициент преобразования 1 мВ/А, а показания напряжения показывают 5 мВ.Тогда текущее измерение составляет 5 Ампер.

    Похожие сообщения:

    Расчет мощности в ваттах по формулам
    Измерение мощности в цепях постоянного тока:

    Мы можем использовать базовую формулу для расчета мощности на основе только что полученных показаний. Эта формула работает как для цепей постоянного тока, так и для однофазных цепей переменного тока, имеющих чисто резистивную нагрузку .

    Мощность = Напряжение x Ток

    P = В х I

    Мощность – это произведение напряжения и силы тока.Нам просто нужно перемножить оба показания вместе, чтобы получить мощность, потребляемую компонентом.

    Например, у нас есть 220 вольт на устройстве, которое пропускает через себя ток 5 ампер. Тогда потребляемая мощность будет:

    Мощность = Напряжение x Ток

    Мощность = 220 вольт x 5 ампер

    Мощность = 1100 Вт или 1,1 кВт

    Аналогично, если измеренное напряжение в цепи составляет 110 В переменного тока, а значение тока равно 15 А, общая потребляемая мощность будет иметь:

    Мощность = 110 В x 15 А

    Мощность = 1650 Вт или 1.65 кВт

    В случае батареи, если измеренное напряжение составляет 12 В, а потребляемая сила тока составляет 6 А. Мощность, потребляемая аккумулятором:

    Мощность = 12 В постоянного тока x 6 А

    Мощность = 72 Вт.

    Поскольку емкость батареи измеряется в Ач, мы измерили только мощность батареи. Не показатель ампер-часа.

    Похожие сообщения:

    Измерение мощности в цепях переменного тока:

    Измерение электроэнергии в цепях переменного тока немного сложно из-за роли коэффициента мощности и многофазных систем (обычно однофазных и трехфазных)

    В случае цепей с емкостной и индуктивной нагрузкой (двигатели и т. д.) вам потребуется рассчитать коэффициент мощности (где коэффициент мощности = Cosθ = R/Z или Вт/ВА), чтобы найти точное значение мощности в ваттах.

    Если вы знаете значение P.F, вы можете использовать следующие электрические формулы для расчета мощности в ваттах в цепях переменного тока.

    Мощность в однофазных цепях переменного тока

    P = V x I x Cosθ

    Питание в трехфазных цепях переменного тока:

    P = √3 x V L-L x I x Cosθ

    P = 3 x V L-N x I x Cosθ

    На что обратить внимание при проведении измерений:
    • Остерегайтесь переменного тока в сети.Он может ударить человека током. Будьте осторожны при работе с высоким напряжением.
    • Не прикасайтесь к кончикам щупов, пока на цепь подается питание. Даже если один датчик подключен, он все равно может вас шокировать.
    • Прикосновение к наконечнику щупов также вызывает ошибку в показаниях (особенно при измерении тока низкого напряжения).
    • Переменный ток не имеет полярности, перестановка щупов не повлияет на показания. Однако постоянный ток имеет полярность, и это необходимо учитывать, особенно в аналоговых счетчиках.
    • Не допускайте соединения зондов друг с другом.
    • Будьте очень осторожны, используя правильную розетку для измерения тока и напряжения.
    • Напряжение измеряется при параллельном подключении счетчика и последовательном подключении тока.
    • Не подключайте мультиметр параллельно цепи при измерении тока. это повредит счетчик, если нет предохранителя (который обязательно перегорит).

    Связанные учебники по мультиметрам:

    Измерение напряжения мультиметром

    Щелкните здесь, чтобы загрузить это руководство в формате PDF.

    Цель: Понять, как использовать мультиметр для проверки напряжения (мощности) в различных точках вашей цепи, чтобы вы могли обнаружить проблемы и устранить их.

    Обзор: Итак, вы сделали красивую схему из медной ленты, но ваши светодиоды либо мерцают, либо вообще не горят. Что дает?

    Мерцающие/темные светодиоды не получают достаточного напряжения (мощности). Используя мультиметр, вы можете проверить, какая мощность имеется в различных точках цепи, определить проблемы и принять меры для их устранения.

    Есть много других вещей, которые вы можете делать с помощью мультиметра, как показано в этом печатном буклете подруги Chibi Натали Фрид.

    Темы:
    Целостность цепи
    Использование мультиметра

    Материалы:

    • Мультиметр
    • Схема, которая может работать или не работать
    • Батарейка (в данном примере 3 В) для вашей схемы

    Шаги:

    1. Чтобы проверить напряжение, сначала нужно напряжение! Установите батарею так, чтобы цепь была «включена».
    2. Подсоедините красный кабель мультиметра к VΩmA, а черный — к COM.
    3. Поверните ручку переключателя на DCV (напряжение постоянного тока) и выберите чувствительность. В этом случае, поскольку мы используем 3-вольтовую батарею (CR2032), мы хотим считывать напряжения порядка десятков (а не сотен или тысяч) вольт, поэтому выберем 20.
    4. Теперь начинается самое интересное! Если светодиод работает, он получает достаточно энергии. Если он НЕ работает, ему не хватает мощности. Это означает, что есть проблема.Во-первых, убедитесь, что светодиодная наклейка надежно приклеена к меди. Если нажатие на одну или другую сторону приводит к включению светодиода, ваша проблема заключается в том, где наклейка встречается с медью. Если это ничего не делает, у вас есть проблема где-то между этим светодиодом и батареей. Проблема обычно возникает, когда ваша медная лента порвалась или сломалась, или если вам пришлось соединить два отдельных куска меди, а соединение не очень хорошее.

      Сначала проведите визуальное сканирование, чтобы увидеть, сможете ли вы обнаружить проблему.Если вы видите обрыв ленты или плохое соединение, попробуйте исправить это с помощью токопроводящих заплаток или припоя.

    5. Если вы не видите очевидной проблемы, пора воспользоваться мультиметром. Поместите щупы где-нибудь на медную ленту со стороны батареи неисправного светодиода. Ваш красный зонд положительный, черный — отрицательный*. Посмотрите на показания. * Если вы поменяете местами красное и черное, это не конец света, вы просто получите отрицательное значение напряжения, а не положительное. Абсолютное значение будет таким же.(например, -3 вольта вместо 3 вольт)
    6. Если ваши показания говорят что-то близкое к 3,00, это означает, что в этой точке цепи есть 3 вольта. Это хорошая вещь. Проблема находится где-то между той точкой, которую вы только что измерили, и самим светодиодом.
    7. Переместите щупы ближе к светодиоду (от батареи) и снова проверьте показания. Когда ваши показания говорят о чем-то меньшем, чем 3 вольта, или если они сильно колеблются, поздравляю, есть проблема где-то между батареей и вашими датчиками.
    8. Попробуйте провести пальцами по ленте между батареей и щупами, надавливая. Если есть ненадежное соединение, ваши пальцы могут зафиксировать его, что приведет к повышению показаний напряжения. Если вы не можете найти очевидное проблемное место, переместите щупы ближе к батарее и сделайте еще одно показание. Когда вы минуете проблемное место, ваши показания напряжения подскочат до желаемых 3 вольт, и есть проблема где-то между тем, где ваши пробники показывали 3 вольта, и где они не были.
    9.  Переместите щупы ближе к светодиоду (от батареи) и снова проверьте показания. Когда ваши показания говорят о чем-то меньшем, чем 3 вольта, или если они сильно колеблются, поздравляем, есть проблема где-то между батареей и вашими щупами. Черный щуп указывает на проблему, разрыв в медной ленте.

    Измерение напряжения мультиметром

    Сколько лимонов нужно, чтобы зажечь лампочку?

    Ответ больше, чем у меня было! Нам удалось зажечь светодиод двумя лимонами, и мы могли видеть от 2 до 3 вольт от лимонных батарей на вольтметре, но проходящий через них ток был очень мал.Даже с 6 лимонами мы не смогли зажечь маленькую винтовую лампочку.

    Знаете ли вы, что лимон можно превратить в батарейку? Кислотный сок лимона в сочетании с цинком и медью может производить достаточно энергии, чтобы зажечь светодиод, но мы не смогли заставить его делать что-то большее.

    Как сделать лимонную батарейку

    Вам понадобится:

    2-3 лимона

    Нож

    Медные и серебряные монеты (или оцинкованный гвоздь)

    3 провода с прикрепленными зажимами типа «крокодил»

    Вольтметр (дополнительно)

    Маленькие светодиоды

    Лимонная батарея Инструкции

    Покатайте лимоны между ладонями, чтобы выпустить сок внутри.

    Аккуратно сделайте два надреза в каждом лимоне ножом (попросите помощи у взрослых).

    Поместите медную монету и либо серебряную монету, либо оцинкованный гвоздь в каждый лимон.

    Соедините лимоны друг с другом с помощью проволоки и зажимов-крокодилов. Медь одного лимона должна соединиться с цинком другого лимона, чтобы работать.

    Если у вас есть светодиод, 2 лимона должно быть достаточно, чтобы зажечь его. Вы также можете использовать вольтметр/мультиметр для измерения проходящего напряжения.

    Схема лимонной батареи Лимонная батарея из медной монеты и цинкового гвоздя

    Стандартная батарея состоит из анода, катода и раствора электролита.

    Анод – это отрицательный конец и цинковый гвоздь или монета в нашей лимонной батарейке

    Катод – это положительный конец и медная монета или полоска в нашей батарее.

    Раствор электролита – это кислый раствор и лимонный сок в нашей лимонной батарее

    Когда батарея становится частью электрической цепи, химическая реакция на аноде генерирует электроны (отрицательно заряженные частицы), которые хотят двигаться к катоду (положительный конец батареи), но не могут пройти через раствор электролита.Вместо этого электроны путешествуют по цепи, чтобы достичь катода. Это более длинный путь, но этот поток электронов и есть то, что мы называем электрическим током.

    Аккумулятор действует как насос, перемещая электрический заряд по цепи. Мы называем это силой напряжения. Чем выше напряжение, тем больше течет ток.

    Что такое электричество?

    Электричество – это поток заряженных частиц.

    Электрический ток — это движение электронов по цепи.

    Дополнительные испытания — лимонная батарейка

    Попробуйте картофельную батарею

    Попробуйте использовать картофель вместо лимонов.

    Картофельная батарея

    Поэкспериментируйте с разными монетами, какие комбинации работают?

    Попробуйте другие фрукты и овощи, можете ли вы предсказать, какие из них сработают?

    Лимонная батарея .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    © 2011-2022 Компания "Кондиционеры"