Устранение неисправностей
Учитывая все особенности китайской продукции, для исправления поломки не понадобится много времени. Но в будущем все-таки лучше проверять праздничные атрибуты заранее, чтобы неприятные сюрпризы не заставали врасплох накануне праздника.
Перед началом ремонта необходимо убедиться, что изделие отключено от сети. А также нужно заранее подготовить необходимые материалы — изоленту, мультиметр, кусачки, нож и другие (конкретнее можно будет сказать после диагностики повреждения).
Соединение проводов
Разрыв провода найти довольно просто. Необходимо тщательно просмотреть гирлянду по всей ее длине, соблюдая аккуратность, чтобы не добавить новых повреждений. Если провод оторвался от лампочки с одной стороны, можно не мучиться с пайкой и отсоединить его и с другого контакта, а потом просто скрутить два конца вместе. При общем количестве в 100−500 лампочек отсутствие одной останется незамеченным. И хотя напряжение на остальные элементы возрастет, так как в последовательной цепи оно делится поровну, разница все же будет незначительной и на ускорение износа деталей гирлянды не повлияет.
Чтобы соединить два конца, надо сперва их зачистить от изоляции. Вот тут может быть проблема. Дело в том что провод имеет несколько очень тонких жил, которые практически впаяны в изоляцию
Счищать ножом нужно очень осторожно, чтобы не повредить их, хотя все равно одна-две обязательно оторвутся или срежутся. Но это не критично, без них гирлянда тоже будет отлично работать
Замена лампочки
Перегоревший светодиод можно вычислить при помощи мультиметра. Замену ему можно как купить отдельно, так и снять со старой нерабочей гирлянды, если такая имеется. После этого новая деталь припаивается на свободное место, а контакты изолируются.
Если провода и лампочки проверены, все исправно, а гирлянда до сих пор не работает или работает некорректно, то проблема в блоке управления. Возможно, там отломились контакты или пришла в негодность какая-то деталь. При отсутствии предохранителя — в самых дешевых моделях — детали могли перегореть при скачках напряжения.
Схема китайской гирлянды
Среди множества световых приборов, используемых для оформления новогодних елок, особое место занимает схема китайской гирлянды. Она, как и все аналогичные китайские изделия, отличается простотой и дешевизной. Возникает много споров о надежности подобных гирлянд, однако, большинство потребителей использует именно их.
Схема классической китайской гирлянды
Данная конструкция оснащена плавным управлением яркостью. Для этого используется фазовое управление, регулирующее угол открывания тиристоров. Автоматика использует целых восемь программ, обеспечивающих большое разнообразие алгоритмов управления. Благодаря своим качествам, прибор очень дешев, поэтому и расходится миллионными тиражами.
В основе контроллера лежит плата небольшого размера, где предусмотрено место для диодного моста. Здесь же располагается и микроконтроллер с четырьмя выходами. Он представляет собой небольшой кусочек генитакса, где с помощью эпоксидной смолы крепится микрочип. Через выходы микроконтроллера, с помощью токоограничительных резисторов, осуществляется управление четырьмя тиристорами. Данное устройство рассчитано на анодное напряжение до 600 вольт и ток в пределах 0,6-0,8 ампер. В отдельных конструкциях дешевых гирлянд, вместо входного диодного мостика остается один диод. В то же время, подключение электродов, управляющих тиристорами, осуществляется напрямую к выходам микроконтроллера, без использования резисторов, ограничивающих ток.
Как правило, мощность микроконтроллера очень маленькая, поэтому, он не в состоянии контролировать работу мощных симисторов. Для того, чтобы решить эту проблему, необходимо использовать отдельный маломощный источник питания, имеющий гальваническую развязку от общей сети. В этих целях можно использовать адаптер малой мощности, например, такой, который питает усилитель телевизионной антенны, содержащий в своей схеме стабилизатор.
Другие пути решения проблем
Чтобы совместить маломощный микроконтроллер с мощными симисторами, практикуется применение транзисторных ключей, где используются транзисторы с высоким коэффициентом усиления тока. Таким образом, схема китайской гирлянды не перегружает выходы микроконтроллера. Чтобы обеспечить гальваническую развязку, применяются специальные микросхемы, на входе которых содержится светодиод, а на выходе установлен маломощный симистор.
Для того, чтобы китайская гирлянда нормально работала, ее нужно синхронизировать с сетью с помощью сигнала. С этой целью, на вход микроконтроллера подается фаза, номиналом 220 вольт через установленный резистор. Нейтральный провод сети, соединяется с общим проводом всего устройства.
Схема светодиодной гирлянды
Сетевое переменное напряжение через резисторы и диодный мост, уже в выпрямленном виде и сглаженное через конденсатор, подается на питающий контроллер.
При этом данное напряжение поступает через кнопку, разомкнутую в нормальном состоянии. Когда вы ее замыкаете, происходит переключение режимов контроллера.
Контроллер в свою очередь управляет тиристорами. Их число зависит от количества каналов подсветки. И уже после тиристоров выходное питание идет непосредственно на светодиоды в гирлянде.
Чем больше таких выходов, тем разнообразнее цветовых расцветок может иметь изделие. Если их всего два, это означает, что только две части (или половинки) гирлянды будут работать в различных режимах — одни лампочки тухнуть, другие загораться и т.д.
Фактически эти две линейки диодов будут подключены по двум каналам последовательно. Соединяться они будут между собой в конечной точке — последнем светодиоде.
Если вас по какой-то причине раздражает мигание гирлянды и вы захотите, чтобы она ровно светилась только одним цветом, достаточно на обратной стороне платы, с помощью пайки закоротить катод и анод тиристора.
Чем более дорогая гирлянда у вас в распоряжении, тем больше отходящих каналов и проводков будут уходить от платы управления.
При этом, если проследить по дорожкам платы, один из выводов сетевого напряжения, всегда подается напрямую на конечный светодиод гирлянды, минуя все элементы схемы.
Устройство и принцип работы
Устройство светодиодной гирлянды принципиально не отличается от обычной иллюминации на лампах накаливания. Но низкое потребление тока, свойственное LED-излучателям, позволило выполнить блок управления в виде миниатюрной коробки — стали не нужны мощные ключевые элементы (тиристоры) и отпала необходимость в радиаторах для них. Появление же недорогих микросхем-контроллеров дает возможность получить немыслимое ранее разнообразие цветовых эффектов.
Составные элементы гирлянды
Большинство елочных гирлянд состоит из трех элементов:
- сетевой шнур;
- контроллер (блок управления), управляющий зажиганием светоизлучающих элементов;
- цепочки из светодиодов (чаще всего от 2 до 4), собственно и создающие световые эффекты.
Цепочки состоят из включенных последовательно светодиодов в таком количестве, что их суммарное рабочее напряжение составляет не менее 310 (а не 220) вольт. Как правило, каждая цепочка состоит из излучателей одного цвета.
Компоненты гирлянды
Схемотехника контроллера
В недорогих гирляндах применяются блоки управления на основе микроконтроллера Q803 (могут быть применены аналоги QD0056C и другие).
Специализированный микроконтроллер (Light controller) QD0056C
Назначение выводов Q803:
- 1 – синхронизация, на него подается переменное напряжение 50 или 60 Гц;
- 2 – общий провод;
- 3,4,5,6 – выходы управления тиристорами;
- 9 – выбор программы;
- 10 – питание.
Выводы 7,8 не используются.
Типовая схема включения контроллера гирлянды QD0056C
Принципиальная схема реального блока управления приведена на рисунке. Сетевое напряжение подается на диодный мост, с которого снимается выпрямленное напряжение. Для питания микросхемы оно сглаживается фильтром на резисторе 150 кОм и конденсаторе 10 мкФ. Светодиодные цепочки также запитываются от выпрямленного напряжения (в некоторых блоках управления используется выпрямленное по однополупериодной схеме). Переменное напряжение для этой цели использовать нельзя, так как слабое место светодиодов – чувствительность к обратному приложенному напряжению. Постоянное же напряжение создаст проблемы с выключением тиристоров.
Переменное напряжение сети подано на вход Sync (вывод 1) для организации фазового управления тиристорами, позволяющего плавно изменять свечение. Контроллер включен по своей стандартной схеме, при которой он может управлять цепочками светодиодов в количестве до 4.
На практике схема гирлянды может иметь от 2 до 4 цепочек световых излучателей.
Переключателем SA1 выбирается необходимая программа. Прошивка микроконтроллера содержит 8 различных световых эффектов.
Проблемы и их решения
Ниже приведены наиболее часто встречающиеся поломки. Починить гирлянду реально своими руками: для этого понадобятся внимательность и аккуратность.
Плохое качество пайки
Некачественная пайка питающих и отходящих проводников — наиболее часто встречающаяся причина неисправности подсветки. В некоторых случаях контакт удерживается исключительно на термоклее, поэтому о его работоспособности не может быть и речи. Достаточно слегка дотронуться до проводника, и контакт полностью разрывается.
Особенно часто некачественные соединения встречаются в гирляндах китайского производства. Также производители из Китая в целях экономии нередко используют слишком тонкие провода, которые легко переламываются в местах соединения с платой.
Еще один способ избежать проблем с проводами — отказаться от зачистки проводов ножом. В ходе такой операции легко чрезмерно истончить провод. Лучше зачистить проводник с помощью термической обработки огнем зажигалки.
Повреждение светодиода
Чтобы найти неисправный диод, отключаем гирлянду от электропитания. Проверку начинаем с последнего светодиода в схеме (к нему напрямую идет проводник с блока питания). К той же самой ножке присоединен отходящий провод, идущий дальше, к следующему ответвлению светового канала.
Понадобится тестирование светодиода между парой проводов питания (на входе и на выходе). В качестве тестового прибора используем мультиметр с немного измененными щупами. Чтобы модернизировать щупы, на их концы с помощью нитки приматываем тонкие иглы. Острие игл должно выступать совсем чуть-чуть — на 5–7 миллиметров. Сверху наносим слой изоляционной ленты.
Поскольку все диоды соединены со схемой пайкой, просто изъять их из лампы (как в случае с обычной гирляндой) не получится. Протыкаем изоляционный слой жил, чтобы найти медные провода.
Переключаем прибор в режим прозвона светодиодов. Начинаем раз за разом протыкать питающие проводники возле каждого диода.
Хаотичное мерцание
Еще одна распространенная проблема — беспорядочное мерцание лампочек. Диоды мигают без какой-либо видимой причины, их яркость хаотично изменяется.
Причина данной неисправности состоит в неправильной работе электролитического конденсатора. Данный элемент при этом обычно подвергается деформации — выглядит несколько раздутым.
Выход из данной ситуации — замена конденсатора. Его номинальное значение всегда написано на корпусе.
Если после замены конденсатора ситуация не исправилась, проблема может заключаться в перегоревшем резисторе. Визуально такой дефект не обнаружить, поэтому в данном случае не обойтись без тестера. Измеряем сопротивление, не забыв заранее узнать номинал для компонента. Если полученный результат не соответствует номинальному значению, меняем резистор.
Нет света на одном из участков
Если на каком-то из каналов полностью отсутствует свет, причиной тому может быть один из двух факторов:
- Пробой на тиристоре или диоде данного канала. Чтобы удостовериться в правильности определения причины неисправности, отпаиваем провод канала на плате и подключаем вместо старого канала новый (который точно работает).
- Если вышеуказанный способ не принес положительного результата, проблема заключается не в гирлянде, а в каком-либо из элементов платы — диоде или тиристоре. С помощью мультиметра проверяем эти компоненты и, в случае необходимости, меняем их на рабочие.
Тусклое освещение
Бывают ситуации, когда освещение есть, но один из каналов дает слишком тусклый свет. При этом схема контроллера функционирует без проблем, а при нажатии кнопок происходит нормальное переключение режимов.
Прозвон диодов с помощью мультитестера также не дает результата. Остается лишь одна возможная причина — некачественные провода. Если произошел надрыв какой-то части многожильного проводника, общее сечение уменьшается, что выражается в тусклости света. Происходит это вследствие того, что к светодиодам не поступает нужного объема напряжения.
Чтобы отыскать разрыв, понадобится в ручном режиме проверить всю линию провода. Придется набраться терпения, поскольку дефект на линии, вполне возможно, расположен на последней проверяемой нити.
Когда проблемное место найдено, разбираем проводники на светодиоде, зачищаем их (лучше зажигалкой) и заново спаиваем. Далее наносим изоляционный слой с помощью термоусадки.
Разбитые лампы
Если разбитой оказалась одна или несколько ламп и решено починить гирлянду, рекомендуется просто поменять один светодиод на другой. Ремонтировать такие лампочки технически нецелесообразно.
Если же запасной лампочки нет, удаляем разбитый источник света и соединяем провода уже без его участия.
Прозвонка светодиодной новогодней гирлянды
Итак, напряжение с блока управления выходит, а лампочки все равно не горят. О чем это говорит?
Значит где-то сгорел светодиод. Найти его на многоканальной светодиодной гирлянде можно двумя способами.
Первый — при помощи модернизированных щупов мультиметра.
К стандартным щупам прикрепляете иголки, а мультиметр ставите на прозвонку диодов.
Далее начинаете прокалывать этими иголками провода или термоусадку между началом и концом светодиодов так, чтобы иголка достала до медной жилы.
Каждый светодиод покажет определенной значение на мультиметре. Эти цифры для диодов на одной ветке (одного цвета) должны быть примерно одинаковы между собой.
У разноцветных светодиодов данные будут отличаться!
Там, где будет обрыв (значение бесконечности или цифра “1” на табло мультиметра) – это и есть наш сгоревший светодиод. Ну или вы просто перепутали полярность
Для низковольтных гирлянд напряжением 12V при таком способе протыкания исправные светодиоды будут светиться.
Напряжения кроны в мультиметре (9V) для этого вполне хватает.
Как вы понимаете, данный процесс “тыкания” довольно трудозатратный и неудобный. Чтобы его ускорить, опять воспользуемся бесконтактным индикатором.
Для второго способа придется отпаять все проводки выходящие с блока управления.
После чего на общий провод (тот, что без лампочек) подаем НОЛЬ, а на неисправную ветку подключаем ФАЗУ.
ВНИМАНИЕ! Способ применим только для гирлянд на 220V!
Те, что имеют понижающие блоки питания 12V или 24V, а тем более подключаемые от USB, таким методом прозванивать НЕЛЬЗЯ!
Далее по ранее описанной процедуре двигаемся индикаторной отверткой вдоль проводов и лампочек и находим сгоревший светодиод.
Если пробник-отвертка светится как ему вздумается и ведет себя непредсказуемо, то скорее всего это происходит из-за “наведёнки” в соседних проводах пучка.
В этом случае рекомендуется концы других веток занулить вместе с общим проводом.
Если “звенит” вся гирлянда – вы перепутали фазу с нолем и подали на общий провод фазу. Для исправления ситуации переверните вилку в розетке.
Как работает светодиодная гирлянда
Чтобы выявить причину и решить, как починить светодиодную гирлянду, нужно разобраться в устройстве осветительного прибора
Это позволит понять, на что стоит обращать внимание в первую очередь, когда с подсветкой происходят те или иные дефекты. Начнем с рассмотрения того, как работает гирлянда:
- переменный ток поступает от розетки через питающий кабель;
- напряжение выпрямляется поочередно проходя через резистор и диодный мост;
- микроконтроллер «устанавливает» посредством замыкания кнопки тот или иной режим иллюминации;
- конденсатор «убирает» помехи, которые могут быть в сети;
- проходящий через тиристоры ток (их работой управляет микроконтроллер) поступает через проводники к светодиодам.
Внутреннее устройство блока управления
Некоторые модели дополнены предохранителем, что не влияет на способы ремонта китайской или отечественной гирлянды. В остальном все блоки схожи между собой: герметичный корпус из легкого пластика и кнопка для управления режимами свечения. Обычно степень защиты коробки не ниже IP44. Этого достаточно, чтобы пользоваться устройством внутри любых помещений. На улице блок управления нужно укрывать от природных осадков, ветра и солнечных лучей.
Линейная.
Сборка гирлянд выполняется так, чтобы питающий провод шел к самому удаленному в цепи светодиоду. Каждый из промежуточных диодов питаются именно от этой линии. Второй провод идет от конечной точки к источнику питания и разрывается в местах подключения промежуточных лампочек. В случае со светодиодной подсветкой перед последним диодом дополнительно подключается балластный резистор.
Модель с последовательным подключением ламп
Кольцевая.
Отличается такая модель от линейной тем, что лампочки врезаются в оба проводника: в идущий к конечной точке и «обратный». То есть элементов свечения здесь примерно вдвое больше при одинаковой полезной длине гирлянды. Недостатки у моделей одинаковы – при перегорании одной лампы все перестают работать. Из-за это приходится искать варианты как найти сгоревший светодиод в гирлянде.
С параллельным включением.
Такая схема позволяет решить проблему с поиском перегоревшей лампочки, так как остальная схема при этом продолжает функционировать. Здесь каждая лампа подключена к двум проводникам. В такой схеме каждый светодиод имеет свой балластный резистор. Правда в случае с подсветкой на батарейках они порой отсутствуют, что приводит к быстрой потере заряда и снижению рабочего ресурса диодов.
У моделей с лампами накаливания другие недостатки. При параллельном подключении наблюдается чувствительность к короткому замыканию. А также существует зависимость от номинального тока, что исключает произвольный выбор элементов свечения по мощности и количеству.
Гирлянда с параллельным подключением
Многоконтурная схема.
В этой схеме подключения гирлянды присутствуют последовательное и параллельное включение, то есть линий с лампами может быть несколько. К такой гирлянде можно самостоятельно подключать дополнительные контуры без нарушения технических номиналов. Из современных вариаций примером является «сетка». Здесь стоит отметить один нюанс – часть проводников выполняет не токопроводящую функцию, а скрепляющую или несущую.
Другой вариант подобной схемы – многоконтурная нить. Здесь от блока питания отходит общий питающий кабель, например, к трем конечным лампочкам разного цвета. От них обратно к источнику питания отходят три параллельных линии с врезанными элементами свечения аналогичных оттенков.
Гирлянда многоконтурная нить
Как устроена гирлянда
samelectrik.ru Все электрические гирлянды устроены одинаково. В старых образцах это соединённые в одну цепь лампочки, которые горят или мигают при подключении к сети. В современных добавляется контроллер для свечения в разных режимах и лампочки могут быть заменены светодиодами.
Обычно у старых или декоративных гирлянд два провода, а если быть точнее — один, который соединён в виде кольца и скручен. У современных моделей пять проводков. На четырёх расположены светодиоды — это ветки. Пятый — общий — остаётся пустым.
У дальнего края все они соединяются воедино, а вторые их концы уходят в небольшую коробочку с кнопкой и штепсельной вилкой.
Внутри коробочки находится контроллер — небольшая плата, на которой есть микросхема для создания эффектов и несколько деталек. Диодный мост, конденсатор, пара резисторов и четыре (либо два) тиристора, управляющих свечением каждой из веток с огоньками одного цвета.
На фото слева четыре чёрные детальки — это тиристоры. Синяя рядом — конденсатор, маленькие светлые по краям — резисторы, позади платки с микросхемой — диод и кнопка.
На фото справа обратная сторона платы, два провода снизу — питание от сети, ряд проводов сверху — линии веток каждого цвета и общий.
Монотонная проверка гирлянды
Если вы не обнаружили проблем с проводами, вилкой или устройством управления, то следующий шаг – это проверка целостности светодиодов или лампочек.
Светодиоды или лампочки в гирляндах, как правило, соединены последовательно.
Достаточно выйти из строя хотя бы одному светодиоду, и ток перестанет идти по цепи.
От чего выходят из строя лампочки и светодиоды в гирляндах
Как правило, основные причины это:
- Сетевые помехи и пульсации;
- Физические повреждения;
- Перегрев;
- Плохое качество деталей.
Сетевые помехи негативно виляют на работу лампочек и светодиодов. Физические повреждения – ну тут понятно, что раз физически лампочка или светодиод повреждены, то они не смогут работать.
А вот с перегревом и плохим качеством деталей другое дело. Проблема в том, что лапочки и светодиоды (особенно они) достаточно чувствительны к окружающей температуре.
Когда гирлянда работает, она немного нагревается. Это обычное явление, но именно из-за этого сопротивление p-n перехода светодиода уменьшается.
А раз оно уменьшается, значит и повышается протекаемый ток. И рано или поздно у одного из светодиодов наступает пробой p-n перехода.
С лампочками происходит немного по другому. У нити накала конечно же, не такая зависимость. Там протекают другие процессы. Но проблема в целом схожа.
Есть два варианта решения этой проблемы. Или ограничивать ток при помощи ограничителя на транзисторе, или просто подключать к светодиодам резисторы. Подробнее про процесс работы светодиода и резистора читайте в этой статье.
Но в целях удешевления производители это не делают. Это просто выходит дороже, чем без них.
Нет никакого смысла дорабатывать гирлянды. Это выйдет дороже, чем она стоит в несколько раз. И еще нужно позаботиться об изоляции резисторов и места пайки.
Визуальный осмотр
Внимательно осмотрите лампочки или светодиоды на целостность. Они не должны быть мутными, поврежденными или с надрывами. Заметили такой? Значит его надо либо поменять, либо соединить провода в месте обрыва друг с другом.
Ищем при помощи подсветки
Также можно проверить целостность лампочек или светодиодов просто подсветив их.
С подсветкой сразу будут видны помутнения у светодиода или обрыв нити накала у лампочки.
Прозвонка светодиодов мультиметром
Переключите мультиметр в режим прозвонки.
Светодиод, как и обычный диод, проводит большой ток только в одном направлении, но при этом он начинает светиться. Если подключить щупы мультиметра к светодиоду в прямом направлении (плюс к аноду, а минус к катоду), то светодиод загорится. Но загорится он тускло из-за того, что мультиметр подает небольшое напряжение в этом режиме, чтобы не повредить p-n переход проверяемой детали.
Если светодиод или провода достаточно большие, то батарейки мультиметра попросту не хватит, чтобы зажечь светодиод. Поэтому, смотрите на показания мультиметра. Исправный светодиод покажет какое-то значение на мультиметре. А если вы не правильно измеряете или деталь неисправна – мультиметр покажет обрыв (бесконечность или цифру 1 слева на дисплее).
Сделать такие щупы можно либо при помощи пайки, либо примотав ниткой иголку к щупам мультиметра и дополнительно все это зафиксировав изолентой.
Если вы решили сделать такие щупы — делайте их покороче, не такими. Какие они представленные в данной статье. Длинные иголки после частых измерений могут погнуться.
Два метода прозвонки
Есть два варианта измерений щупами с иголками.
Первый – это попытаться пролезть через изоляцию светодиода.
Это не всегда работает.
Второй – прокалывание проводов.
Тоже не очень хороший метод. Если гирлянда уличная – провода начнут гнить от мелких проколов.
А тактика простая. Делите гирлянду на два отрезка, и постепенно сокращаете их медленно доходя до центра.
Если вы решите поставить новый светодиод взамен старого – он должен быть по мощности аналогичен остальным. Иначе он перегорит.
Из гирлянды как правило, можно удалить максимум 3-5 светодиода, в зависимости от ее размеров. Если удалите больше – гирлянды быстро снова сломается. На этот раз число сгоревших светодиодов будет больше.
Все вышеописанное справедливо и для лампочек.
Подбор необходимых материалов и элементной базы
Для самостоятельного изготовления светодиодной гирлянды вам понадобятся следующие инструменты, материалы и компоненты:
- паяльник с канифолью и припоем;
- изолента;
- термоусадочные кембрики, повышающие изоляционные свойства;
- светодиоды;
- резисторы.
Светодиоды можно получить, разобрав неработающие компьютерные аксессуары – клавиатуры и мыши. От качества выбранных комплектующих и соединений, надежности схемы эксплуатации зависит правильная функциональность самодельной гирлянды.
При последовательном подключении диодов они будут работать, но при этом существенно возрастет напряжение, что повысит количество выделяемого тепла, и в конечном счете приведет устройство к поломке. Это главная причина применения резисторов, снижающих напряжение и изменяющих прочие входные характеристики тока, за счет чего происходит смена цвета при свечении источников.
Выбор светодиодов
Главными элементами гирлянды являются светодиоды. Основными технико-эксплуатационными параметрами считаются рабочее напряжение и ток, протекающий в прямом направлении. Обе характеристики нужны будут для расчета электрической цепи и потребления электроэнергии.
В среднем, светодиод работает при силе тока 20 мА. Для уменьшения количества потребляемого электричества используются резисторы, причем значение сопротивления данного элемента зависит от параметров конкретного led-диода. В сети можно найти немало калькуляторов, позволяющих выполнить простой и быстрый расчет резистора под выбранный светодиод.
Напряжение питания элемента указывает на тот момент, когда на p-n переходе падает напряжение, что происходит за счет внутреннего сопротивления изделия. Другими словами, если речь идет об источнике питания 12 В и светодиодах на 3 В, то последовательно можно подключать не более четырех данных устройств, поскольку каждое из них снижает питающее напряжение (12 В) на величину собственного (3 В). Если добавить в схему пятый элемент, то он практически не будет светиться.
Напряжение зависит от конкретного производителя и цветов светодиода. К примеру, диоды с синими, белыми и зелеными кристаллами имеют рабочее напряжение 3 В, желтыми и красными – 1,5-2,5 В. Потребляемая мощность диодов рассчитывается по одному из законов Ома: P = U * I, где P – мощность, U и I – напряжение и сила тока соответственно.
Если рассматривать значения, приведенные выше, то при их подстановке в формулу мы получим следующее значение: 3 (В) * 0,02 (А) = 0,06 Вт. При последовательном включении 4 светодиодов, данная характеристика увеличится до 0,06 * 4 = 0,24 Вт. При последовательном подключении ограничивающего резистора напряжение возрастет еще на 0,06 Вт, поэтому суммарная потребляемая мощность составит 0,30 Вт. Если вы используете несколько групп по 3 светодиода, которые подключаются параллельно, то данная величина должна быть умножена на их число.
Сила света красного led-диода на 1,8 В составляет 0,2-2,0 кд, белого – 10-20 кд. Тем не менее, данные характеристики не вносят никаких корректировок в схему расчета и выбираются исключительно исходя из целей дальнейшей эксплуатации устройства.
Выбор резисторов
При выборе резисторов нужно ориентироваться на мощность и сопротивление. Второй параметр зависит от числа последовательно подключаемых к цепи светодиодов и их рабочего напряжения, мощность – от величины тока. Практически всегда будет достаточно использовать резистор мощностью 0,125 Вт.
При эксплуатации светодиодов напряжением 3 В принято использовать резисторы со следующим сопротивлением в зависимости от количества элементов:
- 1 светодиод – 470 Ом;
- 2 – 300 Ом;
- 3 – 150 Ом;
- 4 – 1 Ом.
Если же планируется эксплуатация диодов напряжением 2,1 В, то зависимость будет следующей:
- 1 светодиод – 510 Ом;
- 2 – 390 Ом;
- 3 – 300 Ом;
- 4 – 180 Ом;
- 5 – 75 Ом.
Выбор блока питания
В случае со светодиодной гирляндой должен использоваться блок питания на 12 или 24 В с запасом выходной мощности (приблизительно 25% сверху суммарной мощности потребляемой цепи). Выбор конкретного блока зависит от числа светодиодов – для схемы с 7 и более элементами желательно использовать изделие на 24 В.
Блок на 24 Вт позволяет осуществить коммутацию 11 последовательно соединенных диодов на 2,1 В или 6 на 3 Вт. Практически всегда будет достаточно воспользоваться небольшим блоком питания напряжением 24 В и силой тока 0,5 А с выходной мощностью 12 В.