Получаю множество вопросов от читателей, как сделать правильное подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В. Обычно только знают, что схема подключения светодиодов может быть параллельной или последовательной. Но диоды бывают не только одноцветные, но и трёхцветные RGB и четырехцветные RGBW. Для управления ими требуется RGB контроллер.
Содержание
- 1. Как подключить светодиод
- 2. Обозначение светодиода на схеме
- 3. Характеристики
- 4. Этапы сборки
- 5. Источники питания
- 6. Подключение к батарейке 1,5В
- 7. Питание от 5В
- 8. Включение на 9V
- 9. Как подключить светодиод к 12 вольтам
- 10. Как подключить светодиод к 220в
- 11. Подключение к 220В без драйвера
- 12. RGB светодиоды и цветные
Как подключить светодиод
Основные технические характеристики светодиода описываются тремя параметрами:
- прямое напряжение;
- номинальный рабочий ток;
- номинальная мощность.
Наиболее распространены LED чипы с прямым напряжением в районе 3, 6, и 12 вольт. Модели на 6В и 12В используются преимущественно в автомобильных лампах, в бытовые изделия не устанавливаются.
Существует 2 способа подключения:
В первом варианте стабилизировано напряжение, оно должно превышать напряжение падения на диоде.
Пример. Если падение составляет 3V на 1 led, а блок питания для светодиодов на 12 вольт., то для включения 1 диода с номинальным рабочим 0,1 Ампер получим следующий расчёт:
- 12В – 3B = 9В
- 9В / 0,1А = 90 Ом
Параллельное подключение к драйверу для уменьшения тока
Во втором варианте стабилизирована сила тока и схема подключения будет такая я же, как в первом варианте, только надо исключить резистор. Подбираются лед чипы с таким же номинальным током при последовательном подключении. Если ток драйвера слишком велик, а включить очень надо, то можно использовать параллельную схему. При такой схеме в каждой цепочке будет кратно снижаться.
Многие ошибочно думают, если подключить последовательно, то потребляемая мощность останется неизменной, потому что ток не надо будет увеличивать. Они забывают, что придется повысить вольты питания.
Обозначение светодиода на схеме
Обозначается на схеме двумя типами пиктограмм. Две стрелочки показывают что он излучает свет.
Характеристики
Перед расчётом схемы подключения светодиодов убедитесь в их параметрах и качестве. Китайцы очень часто обманывают, подсовывая LED с другими параметрами или с более низкой мощностью. Особенно хорошо у китайцев получается обманывать на SMD 5630 и SMD5730, общеизвестная мощность у них 0,5W. Цифры 5630 и 5730 обозначают только размер корпуса, например, 5,7мм на 3,0мм.
Пользуясь этим они устанавливают в стандартный корпус кристалл на 0,07W – 0,1W и затем продают их как с мощностью 0,5W. То есть световой поток будет в 5 раз меньше, чем вы ожидали.
Хорошим примером будут светодиодные лампы кукурузы, которые просто утыканы маломощными LED в количестве от 20 до 130 штук.
За счёт такого внешнего вида, кукуруза в глазах покупателя кажется мощнее, чем диодная лампа с 10 диодами, аналогичного энергопотребления.
Так же они изготавливают копии общеизвестных производителей особенно Cree и Philips. На настоящие КРИ и Флипсы они похожи только внешне, технические характеристики хуже на 30-40%.
Этапы сборки
..
Примерная последовательность сборки и проверки в рабочем режиме.
- найдите в документации технические характеристики, сколько вольт падает на каждом LED;
- составьте схему подключения учитывая напряжение питания;
- вычислите потребляемую мощность всей электрической цепи;
- подберите блок питания или драйвер подходящий по мощности;
- рассчитайте резистор в случае использования питания стабилизированным напряжением;
- найдите правильную полярность на ножках LED;
- припаяйте провода диодным компонентам;
- подключите источник питания;
- плотно установите диоды на радиатор и закрепите их;
- включаем всю конструкцию в сеть 220V предварительно зажмурившись;
- если ничего не взорвалось, то измеряем потребление энергии, нагрев, потребляемый ток;
- корректируем ток, если он оказался выше или ниже расчётного;
- прогреваем в течение 30 минут
- для китайских диодов температура на электрическом контакте не должна превышать 60°, для фирменных это указано в спецификациях, может быть максимум до 130° — 150°.
Алюминиевая звезда
Установка на систему охлаждения чаще всего требует хорошего оборудования и навыков. Поэтому диоды невысокой мощности 1W, 3W, 5W лучше покупать сразу на подложке из алюминия или меди в виде звезды. Таким образов вы не перегреете ножки и не испортите диодный чип. Затем звезду ставят на радиатор с использованием теплопроводной пасты.
Для припаивания проводов к звезде нужен паяльник помощней, потому что алюминий быстро забирает тепло от места контакта с припоем.
Источники питания
Чтобы подключить сверхяркие светодиоды к постоянному стабилизированному напряжению необходимо использовать токоограничивающий резистор. При мощности потребления энергии более 10W его использовать не рационально.
Самые распространённые имеют мощность:
- 0,5W в корпусе SMD;
- 1W, 3W, 5W в корпусе Эмиттер, круглый с ножками;
- квадратные COB диоды от 5W, 10W.
Самые распространённые стабилизированные источники:
- 1,5V – пальчиковые батарейки;
- 3,7V – литиевые аккумуляторы от телефонов;
- 5 Вольт — это USB зарядные устройства для смартфоном и планшетов;
- 9V – батарейка Крона;
- 12 вольт – бортовая сеть автомобиля, блоки питания от бытовой электроники;
- 19V – блоки питания от ноутбуков, хорошо стабилизированы, и выдают до 90W.
Модуль стабилизатора за 100 руб
Для снижения количества вольт с источника питания нужен стабилизатор с возможностью регулировки. Обычно покупаю их на Aliexpress в средне по 2$ за модели на 2 Ампера, и 5$ за мощный модуль на 5 Ампер. В России на них цена слишком высокая, лучше купить заранее, но в 2-3 раза больше.
Подключение к батарейке 1,5В
Для подключения диода напрямую к батарейке с 1,5В требуется повышение до 3В. Это реализуется на небольших специализированных микросхемах. Чаще всего используется в аккумуляторных фонариках на одной пальчиковой батарее.
Микросхема может быть стабилизатором Ампер или повышать только вольты. Если стабилизировано только напряжения, то для включения диода потребуется ставить сопротивление, которое тоже расходует энергию.
Светодиодный драйвер более экономичен для фонарика.
Китайцы по 100руб. продают готовые платы со стабилизаторами, которые из 1.5 могут сделать от 2В до 5В. Кто дружит с паяльником, может сделать своими руками, микросхеме практически не требуется дополнительных элементов.
Питание от 5В
Самый популярный источник, в каждом доме есть несколько зарядных устройств и куча старых от кнопочных телефонов. При 5В подключать можно только параллельно по одному. Для последовательного соединения требуется минимум 6В.
Наглядным примером будет светодиодная лента на 5В. Из такой ленты и старых зарядных устройств делаю светодиодные светильники-ночники. На корпус клеится отрезок ленты длиной 3-4 см и подключается в USB гнездо. Если корпус разборный, то припаиваю провода внутрь, прямо к плате.
Светодиодная лента на 5В с питанием от USB
Включение на 9V
Батарейка Крона на 9В и регулятор яркости
Наиболее известным источником девяти вольт является батарея типа Крона. При небольших размерах она имеет очень малую емкость. Девять вольт позволят включить последовательно до 3 iner. Если 3 штуки включены последовательно, то небольшое снижение будет приводить к значительному уменьшению яркости. Если невозможно обеспечить хорошую стабилизацию, то придется уменьшить до 2 ЛЕД чипов.
Для регулировки яркости можно использовать миниатюрный диммер, цена которого 50 руб.
Как подключить светодиод к 12 вольтам
Стабилизатор на 12V
12 вольт уже обеспечивает широкие возможности по включению. Схема подключения светодиодов может быть последовательной по 3 штуки. Четыре штуки таким образом не включают, потому что следует учитывать снижение напряжения под нагрузкой. Например оно может снизится с 12В до 11В, что приведет к значительной потере светового потока.
Лучше всего использовать низковольтный драйвер, чтобы не использовать резистор. Такой стабилизатор работает от 12V имеет регулятор напряжения на выходе и настройку Ампер. К тому же по конструкции он проще, чем на 220В и не имеет трансформатора, только дроссель.
Примером будет светодиодная лента на 12В, в которой 3 LED и резистор включены последовательно.
В автомобильной сети, в том числе и прикуривателе, при заведенном двигателе бывает от 13,5В до 15В. Но скачки могут быть и до 30В. На заглушенном авто будет от 12В до 13В, зависит от уровня заряда автомобильного аккумулятора.
Поэтому очень не рекомендуется включать LED без стабилизированного блока питания или стабилизатора тока. Китайские очень плохо переносят такие скачки, из-за низкого качества и плохих проводников у кристалла.
Фирменные типа Cree Philips Osram могут долго работать в автомобиле и без стабилизатора, это было протестировано на светодиодных лампах для габаритных огней.
Как подключить светодиод к 220в
LED driver на 100вт и 50вт
Для подключения светодиода к сети 220В в схеме используют специализированные источники питания , которые могут называться светодиодный драйвер, источник тока, блок питания, стабилизатор.
Его основными характеристиками являются силатока в Амперах и мощность. Драйвер может иметь фиксированный ток на выходе или настраиваемый.
Если вы собираете осветительный прибор своими руками, то с регулятором будет удобней.
Как правило лед чипы подключаются к драйверу последовательно, что гарантирует одинаковый ток через каждый элемент электрической цепи. Недостатком такой схемы будет выход из строя всей цепи, если 1 ЛЕД сгорит.
Схема драйвера для светодиодов может быть различной, от простой на гасящем конденсаторе до современной, с коэффициентом пульсаций светового потока близкой к 0%.
Последовательное соединение
Классический пример такой конструкции, это светодиодная лампа на 220. Для модернизации старых светильников иногда использую начинку от лампочки. Пластинку с LED элементами ставлю на теплоотвод внутри светильника и рядом размещаю стабилизатор. Такая модернизация актуальна при апгрейде нестандартных люминисцентных ламп.
Теперь подключить светодиод к 220 стало просто, сложней определить коэффициент пульсаций светового потока. Если драйвер некачественный и плохо справляется с нагрузкой, свет будет мерцать с частотой 100 Герц. Реакция на эти пульсации индивидуальна у каждого человека. Чаще всего приводит к головным болям, усталости глаз и большому списку других негативных последствий.
Подключение к 220В без драйвера
Примером простого включения без драйвера будет светодиодная лента на 220V. На ней последовательно соединены 60 штук, которые питаются от выпрямителя состоящего из диодного моста. Недостатком такой схемы является пульсации света с частотой 100 Герц, которые очень вредны для здоровья, но каждый реагирует на это индивидуально. Такую ленту можно резать только по 60 LED.
- LED лента с прямым включением в сеть 220
- Такую же технологию стали использовать в больших COB диодах, внутри последовательно соединяют 60 кристаллов, чтобы сразу включать в сеть 220В.
- Светодиодный COB модуль на 220V со встроенным драйвером
- Высокотехнологичные китайцы уже продают светодиодные модули и матрицы со стабилизатором, размещенном на одной подложке.
RGB светодиоды и цветные
Другие характеристики имеют LED для растений и цветные, их точные параметры производитель должен указывать при покупке. Одноцветные бывают нескольких видов:
- красный свет;
- синие;
- зеленые;
- желтые;
- ультрафиолетовые;
- инфракрасные.
Падение напряжения на кристалле зависит от излучаемого света, соответственно у них другое потребление энергии. Например, у красных падение в вольтах будет составлять 2 — 2,2В.
Поэтому для каждого цвета RGB светодиода необходимо рассчитывать резистор отдельно на калькуляторе.
RGB кристаллы не закрыты желтым люминофором, поэтому кристаллы и схему их подключения хороши видно через прозрачное силиконовое покрытие.
Последовательное и параллельное соединение ламп
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Сегодня мы рассмотрим практичные схемы последовательного и параллельного соединения ламп накаливания.
В статье схемы подключения трех и более ламп я рассказывал про параллельное соединение, а вот про последовательное упустил. В этой статье мы рассмотрим оба вида соединений используемых в быту.
Пойдем от простого к сложному. Обыкновенная лампа на принципиальных схемах обозначается таким образом:
Следующий момент Вы должны понять и запомнить:
Соединительные провода на схемах показываются линиями. Места соединения трех и более проводов показываются точками, а если провода пересекаются без соединения, то в месте их пересечения точка не ставится.
На рисунке ниже показано, когда провода просто пересекаются, то есть проходят рядом и не касаются друг друга, и когда провода уже соединены между собой — об этом говорит точка, стоящая в пересечении.
А теперь рассмотрим виды соединений:
Последовательное соединение ламп накаливания
Последовательное соединение ламп накаливания в домашнем быту используется редко. В свое время я подключал две лампы последовательно у себя в подъезде, но это был единичный случай.
Тут ситуация была такая, что подъездная лампа перегорала с периодичностью в один месяц, и надо было что-то делать.
Обычно, в таких случаях лампу включают через диод, чтобы она питалась пониженным напряжением 110В и долго служила. Вариант проверенный, но при этом сама лампа мерцает, да и светит в полнакала.
Когда же стоят две последовательно, то они так же питаются пониженным напряжением 110В, не мерцают, долго служат, светят и потребляют энергии как одна. Причем их можно развести по разным углам помещения, что тоже плюс.Но повторюсь – это редкий случай.
Посмотрите на рисунок ниже. Здесь изображены две схемы последовательного соединения ламп накаливания. В верхней части рисунка показана принципиальная схема, а в нижней части – монтажная. Причем для лучшего восприятия, монтажная схема показана с реальным изображением ламп и двужильного провода.
Здесь в линии коричневого цвета, лампы HL1 и HL2 соединены последовательно – одна за другой. Поэтому такое соединение называют последовательным.
Если подать напряжение питания 220В на концы L и N, то загорятся обе лампы, но гореть они будут не в полную силу, а в половину накала.
Так как сопротивление нитей ламп рассчитано на питающее напряжение 220В, и когда они стоят в цепи последовательно, одна за другой, то за счет добавления сопротивления нити накала следующей лампы, общее сопротивление цепи будет увеличиваться, а значит, для следующей лампы напряжение всегда будет меньше согласно закону Ома.
Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение 220В будет делиться пополам, и составит 110В для каждой.
На следующем рисунке показаны три лампы соединенные последовательно.
На этой схеме напряжение на каждой лампе составит около 73 Вольт, так как будет делиться уже между тремя лампами.
Так же примером последовательного соединения могут служить новогодние гирлянды. Здесь из миниатюрных лампочек с низким питанием создается одна лампа на напряжение 220В.
Например, берем лампочки, рассчитанные на 6,3 Вольта и делим их на 220 Вольт. Получается 35 штук. То есть, чтобы сделать одну лампу на напряжение 220В, нам нужно соединить последовательно 35 штук с напряжением питания 6,3 Вольта.
P.S. Так как напряжение в сети не постоянно, то расчет лучше производить исходя из 245 – 250 Вольт.
Как Вы знаете, у гирлянд есть один недостаток. Перегорает одна из ламп, например, канала зеленого цвета, значит, не горит канал зеленого цвета. Тогда мы идем на базар, покупаем лампочки зеленого цвета, а потом дома по одной вынимаем, вставляем новую, и пока не заработает канал, перебираем его весь.
Вывод:
Недостатком последовательного соединения является то, что если выйдет из строя хоть одна из ламп, гореть не будут все, так как нарушается электрическая цепь.
А вторым недостатком, как Вы уже догадались, является слабое свечение. Поэтому последовательное соединение ламп накаливания на напряжение 220В в домашних условиях практически не применяется.
Параллельное соединение ламп
Параллельным соединением называют такое соединение, где все элементы электрической цепи, в данном случае лампы накаливания, находятся под одним и тем же напряжением.
То есть получается, что каждая лампа, своими контактами, подключена и к фазе и к нулю. И если перегорит любая из ламп, то остальные будут гореть.
Именно такое соединение ламп, рассчитанных на напряжение питания 220В, используется в домашнем быту, и не только.
На следующем рисунке так же изображено параллельное соединение. Здесь все три лампы соединены в одном месте. Еще такое соединение называют «звезда»
- Бывают моменты, что когда именно из одной точки нужно развести проводку в разные направления.
- Кстати, именно «звездой» делают разводку по квартире при монтаже розеток.
- Ну вот в принципе и все. И как всегда по традиции ролик о последовательном и параллельном подключении ламп
Теперь я думаю, у Вас не должно возникнуть проблем с последовательным и параллельным соединением ламп.
Удачи!
Схема подключения точечных светильников 220В и 12В
Два основных стандарта питания точечных светильников существует не просто так, каждый вариант подключения имеет свои положительные и отрицательные стороны и выбирается в зависимости от существующих условий.
Схема подключения точечных светильников 220в
Схема подключения точечных светильников 220в, при аналогичном стандарте бытового напряжении принятом в нашей стране, кажется наиболее естественной и правильной. Обычно, схема подключения через выключатели выглядит так (см. изображение ниже):
Электрический ток проходя через счетчик электроэнергии и защитную автоматику приходит в распределительную коробку, в которой рабочий ноль и земля (защитный ноль) идут напрямую к точечному светильнику, а вот фазный провод идет на выключатель.
В зависимости от типа выключателя (одно-, двух- или трехклавишный) из него выходит соответствующее количество питающих проводов к группа точечных светильников.
На изображениях ниже представлены схемы подключения точечных светильников 220в к одноклавишному и двухклавишному выключателю.
Схема подключения точечных светильников 220В к одноклавишному выключателю:
Схема подключения точечных светильников 220В к двухклавишному выключателю:
- Основные преимущества использования точечных светильников 220в:
- — Простая схема подключения, соответственно максимально надежная
- — Отсутствие ограничений по длине цепи, точечные светильники одной группы могут располагаться на любом расстоянии друг от друга без потери эффективности освещения.
- — Низкие токи в цепи с напряжением 220в позволяют использовать в проводке кабель меньшего сечения, чем в сетях 12в.
- Минусы использования точечных светильников 220в:
- — Высокое напряжение источник повышенной опасности, требует квалификации при монтаже и особой осторожности при обслуживании и эксплуатации
- — Без дополнительных защитных устройств, лампы подвержены более быстрому разрушению, чем 12В.
Как видите, основной недостаток у точечных светильников 220в, это как ни странно их достаточно высокое напряжение, опасное для человека, как при непосредственном контакте, так и возможностью возникновения возгорания. Из-за этого накладывается множество ограничений при установке и эксплуатации, что достаточно неудобно.
Схема подключения точечных светильников 12в
Использование для питания точечных светильников напряжения 12 вольт, решает эту проблему.
Ведь такое низкое напряжение считается условно безопасным и практически исключает возгорания и поражения человека электрическим током.
Кроме этого, при напряжении 12 вольт, стало возможным сделать нити накаливания у ламп толще, рассчитанных на больший ток, а следовательно более надежных и долговечных.
Для работы точечных светильников на 12в, в схему добавляются трансформатор, преобразующий стандартное напряжения бытовой сети 220 Вольт в необходимые 12 Вольт. Чаще всего в продаже вы встретите электронные трансформаторы,
к их основным достоинствам относятся:
— малый габаритный размер и вес
— встроенные системы защиты такие как от короткого замыкания, плавный пуск значительно продлевающий срок жизни ламп и т.п.
- — автоматическая регулировка напряжения
- — постоянное напряжение на выходе
- — низкий уровень шума
Выбор трансформатора (блока питания) для точечных светильников
- К основным характеристикам трансформаторов для точечных светильников относятся:
- — Выходное напряжение
- — Номинальная мощность
- — Выходной ток
- Выходное напряжение для галогенных ламп в точечных светильниках обычно должно быть 12В.
- Номинальная мощность трансформатора рассчитывается исходя из суммарной мощности подключаемых к нему светильников, плюс небольшой запас.
Так например, при параллельном подключении к трансформатору трех точечных светильников по 50Вт каждый, номинальная мощность трансформатора должна быть больше 150Вт, значит берем 210Вт.Следует отметить, что трансформаторы для точечных светильников на 12в выпускаются стандартных мощностей это: 60Вт, 70Вт, 105Вт, 150Вт, 210Вт, 250Вт, 400Вт.
Очень важная характеристика трансформатора для точечных светильников это выходной ток. Ведь малое напряжение предполагает высокий ток, который соответственно вызывает падение напряжения в проводах и если их неправильно подобрать, возможны очень неприятные последствия. Ниже представлена таблица выбора сечения кабеля для точечных светильников 12в в зависимости от его длины.
Таблица выбора сечения кабеля для точечных светильников 12в в зависимости от его длины
Если рассмотреть на нашем примере, описанном выше, где мы выбрали трансформатор на 210Вт, выходной ток такого трансформатора достигает 18 Ампер! В нашей таблице для такого тока, подбираем минимальное сечение кабеля, которое равно 1.5 кв. мм., при этом максимальная длина его не должна превышать 3,4 метра.
- Чтобы свечение было равномерное у всех точечных светильников на 12в, запитанных от одного трансформатора, при параллельном подключении длины всех проводов должны совпадать (последовательная схема подключения для точечных светильников 12В не применяется).
- Даже если один точечный светильник расположен совсем близко к трансформатору, а два других дальше, все равно длины каждого из проводов идущих от трансформатора к точечному светильнику 12в должны быть равны.
Если же, допустим, расстояние оказывается большим, чем минимально возможное из таблицы, то необходимо брать провод большего сечения, так например если в нашем примере мы проложим кабель 2.5. кв.мм., то он может быть длинной уже до 5,7 метра.
Схема параллельного подключения точечных светильников на 12В выглядит так:
Самый оптимальный вариант подключения точечных светильников на 12В, это когда на каждую точку стоит свой понижающий трансформатор, это несколько повышает стоимость набора освещения, но несомненно стоит того.
Отпадает проблема с расчетом длин и сечений проводов, а главное при выходе из строя одного трансформатора, остальные лампы группы продолжат гореть.
Схема подключения точечных светильников 12 Вольт, каждый через свой трансформатор, представлена ниже.
Обе представленные схемы, верны как для светильников на 12В постоянного, так и переменного тока. В случае с лампами на 12 Вольт переменного тока, полярность подключения проводов не важна, пусть вас не смущает маркировка клемм на схеме «+» и «-«.
- Основные преимущества точечных светильников 12В:
- — Безопасность, низкая вероятность поражения током человека или возникновения возгорания
- — Больший срок службы ламп, в связи с их особенностями, а так же с дополнительными защитами реализованными в трансформаторе.
- Основные минусы точечных светильников на 12В:
- — Необходимость установки в схему трансформатора и связанные с этим сложности.
- — Необходимость точного расчета и подбора сечений и длин проводов, из-за высокого тока.
Решать, какие именно выбрать точечные светильники на 220В или на 12В вам, но сейчас общая тенденция выражается в отказе от схем с отдельными трансформаторами.
У многих производителей уже есть в линейке продуктов надежные галогенные лампы с питанием 220В для точечных светильников, а производители диодных ламп пошли еще дальше, и встраивают преобразователи напряжения в корпуса ламп, так что для их работы не требуется никаких изменений в проводке, подробнее об этом мы уже писали в статье «Замена ламп на светодиодные».
Как подключить электронную лампочку на другое напряжение | Инвертор, преобразователь напряжения, частотный преобразователь
Есть несколько методов, как запитать электронную лампочку с небольшим напряжением от электронной цепи с огромным напряжением. В статье рассмотрены варианты подключения лампочки на другое напряжение при помощи подбора дополнительного сопротивления из высокоомного провода и с внедрением поочередно включенных в «прямом направлении» диодов.
Допустим нам нужно электронную лампочку, рассчитанную на 6 вольт и током равным 0,5 ампера включить от аккумуляторной батареи на 12 вольт. Самая обычная из схем включения состоит из, включенных поочередно, электронной лампочки, дополнительного сопротивления Rдоп и источника напряжения Uа, аккума.
Необходимо подобрать дополнительное сопротивление таким макаром, чтоб на лампочке при токе в цепи I = 0,5 ампера «падало» напряжение 6 вольт. Сопротивление производится из какого или высокоомного провода: нихрома, константана и др.
Можно высчитать величину сопротивления Rдоп исходя из удельного сопротивления высокоомного провода по формулам из закона Ома.
Но здесь есть одно, НО! Для этого необходимо знать, что провод сделан конкретно из нихрома либо другого материала и имеет нужные характеристики. На взор этого не определишь.
И провод таковой обычно «под рукою не валяется». Мы же изготовим дополнительное сопротивление «практическим путем».
Необходимо использовать высокоомный провод в изоляции. Но достать таковой провод и на таковой ток достаточно проблемно. Потому используем то, что есть под рукою.
В хозяйственных магазинах продаются спирали для электроплиток либо электронных духовок. Таковой высокоомный провод полностью подойдет для нашего варианта.
Провод бывает поперечником от 0,35 до 0,7 мм и полностью выдержит наш ток I = 0,5 ампера.
Соберем схему для подбора длины провода.
Для подбора длины провода и контроля напряжения в цепи, нам пригодится вольтметр неизменного тока на напряжение до 15 вольт. Длину провода спирали избираем заранее длиннее нужной. Начиная с самого длинноватого конца, щупом перемещаемся по спирали.
Потому что спираль «голая», без изоляции, ее необходимо немного растянуть, чтоб края витков не касались друг дружку. Вольтметром контролируем напряжение на лампочке. Когда напряжение Uл на лампочке, будет равно 6 вольтам, это будет соответствовать нужной длине провода спирали и его сопротивлению Rдоп .
Потому что провод нагой, то он наматывается на каркас из изоляционного материала с зазором меж витками. Если в один слой провод на каркасе не укладывается, то проложив изоляцию, мотают 2-ой слой, и т.д.
Недочет такового метода понижения напряжения на лампочке (нагрузке) заключается в том, что для лампочки с этим же напряжением, но другой мощности, необходимо дополнительное сопротивление другой величины, потому что ток в электронной цепи будет другой.
Либо же, если мы параллельно этой лампочке подключим еще одну, их общее сопротивление будет равно 6 Ом, и общее сопротивление цепи поменяется. Не буду приводить тут расчет по формуле закона Ома.
Скажу только, что ток в цепи возрастет с 0,5 ампера до 0,67 ампера, напряжение на резисторе Rдоп возрастет до 8,0 вольт, напряжение на параллельно включенных 2-ух лампочках будет равно U = 4,0 вольта, что на 2,0 вольта меньше нужного. Лампочки будут пылать вполовину, что не достаточно приемлемо.
Этот метод понижения напряжения на нагрузке подходит как для неизменного, так и для переменного напряжения.
Есть другой метод понижения напряжения на нагрузке, но только для цепей неизменного тока.
Заместо дополнительного резистора в цепь включим цепочку из поочередно включенных в «прямом направлении» диодов. При протекании тока через диодик на нем «падает прямое напряжение» равное, зависимо от типа диодика, его мощности и протекающего через него тока, от 0,4 до 1,2 вольта. На германиевом диодике «падает» от 0,4 до 0,7 вольта, на кремниевом от 0,6 до 1,2 вольта.
Исходя из того, на сколько вольт необходимо снизить напряжение на нагрузке, включают соответственное количество диодов. Сравним две схемы включения: предшествующую с дополнительным резистором и новейшую, с диодиками.
У схемы с резистором в цепи, зависимость меж током в цепи и падением напряжения Uдоп, линейная. Во сколько раз возрастет ток через резистор, во столько же раз возрастет и «падение напряжения» Uдоп на нем. На лампочках же напряжение снизится с 6 вольт до 4 вольт.
Совершенно другая картина будет, если заместо резистора включим цепочку диодов. Зависимость меж током протекающем через диодик и падающем на нем напряжении нелинейная. Ток может возрости в пару раз, падение напряжения на диодике возрастет всего на несколько 10-х вольта.
Поглядим на вольт — амперную характеристику диодика. Это кривая линия зависимости меж током и напряжением на диодике. Линия меж точками 0 — 4, это выход диодика в режим выпрямления.
Линия меж точками 4 — 7 и дальше, практически прямолинейный участок. Из него видно, что при значимом изменении тока через диодик (в пару раз), напряжение на диодике не достаточно изменяется (0,1 — 0,3 вольта). Вот этот участок и употребляется для стабилизации напряжения. Диоды нужно подбирать по наибольшему току в цепи.
Очень допустимый ток диодов должен быть больше, чем ток в рассчитываемой цепи. По таковой схеме я включал 9 вольтовый переносной радиоприемник от аккума на 12 вольт. Использовал цепочку из 4 — х диодов Д226.
Виктор Егель, создатель блога Домашний электромастер
Можно ли лампочку 220 В подключить к сети 110 В?
Здравствуйте, Екатерина. Постараюсь более подробно дать ответ.
110 или 220В для лампочки это номинальное напряжение, при котором будет обеспечиваться нормальная работа устройства. Для этой величины напряжения рассчитана толщина нити накаливания, ее сопротивление и прочие характеристики. Если различные приборы, рассчитанные на 220В, будут подключены в сеть 110В, то они начнут работать с отличными от заявленных параметров или могут вообще не запуститься.
Лампы на 220В, включенные в сеть 110В все равно будут гореть, так как они представляют собой чисто резистивную нагрузку (какой бы уровень напряжения меньше номинального вы на них не подали, они будут функционировать).
Но в такой ситуации величина светового потока пропорционально уменьшиться – лапочка будет гореть гораздо тусклее, чем в сети 220В.
Увы, такой режим работы не гарантирует более длительный срок эксплуатации лампы, а наоборот, как и все электрические потребители, они так же должны эксплуатироваться в номинальных условиях с допустимыми отклонениями в 5 – 10% от заводской величины.
Выше номинального уровня напряжения подавать нельзя, кроме допустимых 5 – 10%, так как лампочка в такой ситуации перегорит. К примеру, если вы подключите лампу на 110В в сеть 220В, величина тока, протекающего в лампе, увеличится вдвое, нить перегреется и сразу же перегорит, а сама лампа может взорваться.
В вашей ситуации, если вы вкрутите лампочку накаливания на 220В в изделие, которое потом подключат к сети 110В, она все равно будет гореть, но раза в два тусклее, поэтому стоит выбрать более мощную модель. К примеру, если у вас до этого использовалась лампа на 40Вт, установите на 100Вт.
Думаю, сечения проводников должно хватить, но если у вас стоит провод маленького сечения, стоит перепроверить, чтобы он выдерживал нагрузку не меньше 1,5А.
Если вы не можете приобрести лампочку с цоколем E14 на 110В, установите модель с цоколем E27 на 110В через специальный переходник.
Такой вариант подойдет, если конструкция вашего изделия позволит поместить еще и переходник.
В качестве еще одного варианта могу порекомендовать вам, поискать в других магазинах.
У меня дома есть лампа накаливания с цоколем E14, но на 127В – это гораздо лучший вариант, чем использовать модели с цоколем E14 на 220В.
Она шла в комплекте со светильником для гаражного освещения, поэтому если вам не смогли ничего предложить в одном магазине, загляните в автомобильный, возможно там вам предложат подходящий вариант.
Коллекционная кукольная миниатюра
Подробности Категория: Статьи Создано: 06.09.
2017 19:48 Бельская Анна
Когда вы задумываетесь о том как сделать освещение в кукольном домике или румбоксе, где не один, а несколько светильников, то встает вопрос о том, как их подключить, объединить в сеть. Существует два типа подключения: последовательное и параллельное, о которых мы слышали со школьной скамьи. Их и рассмотрим в этой статье.
Я постараюсь описать всё простым доступным языком, чтобы всё было понятно даже самым-самым гуманитариям, не знакомым с электрическими премудростями.
Примечание: в этой статье рассмотрим только цепь с лампочками накаливания. Освещение диодами более сложное и будет рассмотрено в другой статье.
Для понимания каждая схема будет сопровождена рисунком и рядом с чертежом электрической монтажной схемой. Сначала рассмотрим условные обозначения на электрических схемах.
| Название элемента | Символ на схеме | Изображение |
| батарейка/ элемент питания | ||
| выключатель | ||
| провод | ||
| пересечение проводов ( без соединения) | ||
| соединение проводов (пайкой, скруткой) | ||
| лампа накаливания | ||
| неисправная лампа | ||
| неработающая лампа | ||
| горящая лампа |
Как уже было сказано, существуют два основных типа подключения: последовательное и параллельное. Есть ещё третье, смешанное: последовательно-параллельное, объединяющее то и другое. Начнем с последовательного, как более простого.
Последовательное подключение
Выглядит оно вот так.
Лампочки располагаются одна за другой, как в хороводе держась за руки. По этому принципу были сделаны старые советские гирлянды.
Достоинства — простота соединения.Недостатки — если перегорела хоть одна лампочка, то не будет работать вся цепь.
Надо будет перебирать, проверять каждую лампочку, чтобы найти неисправную. Это может быть утомительным при большом количестве лампочек. Так же лампочки должны быть одного типа: напряжение, мощность.
При этом типе подключения напряжения лампочек складываются. Напряжение обозначается буквой U, измеряется в вольтах V. Напряжение источника питания должно быть равно сумме напряжений всех лампочек в цепи.
Пример №1: вы хотите подключить в последовательную цепь 3 лампочки напряжением 1,5V. Напряжение источника питания, необходимое для работы такой цепи 1,5+1,5+1,5=4,5V.У обычных пальчиковых батареек напряжение 1,5V. Чтобы из них получить напряжение 4,5V их тоже нужно соединить в последовательную цепь, их напряжения сложатся.
- Подробнее о том, как выбрать источник питания написано в этой статье
Пример №2: вы хотите подключить к источнику питания 12V лампочки по 6V. 6+6=12v. Можно подключить 2 таких лампочки.
Пример №3: вы хотите соединить в цепь 2 лампочки по 3V. 3+3=6V. Необходим источник питания на 6 V.
Подведем итог: последовательное подключение просто в изготовлении, нужны лампочки одного типа. Недостатки: при выходе из строя одной лампочки не горят все. Включить и выключить цепь можно только целиком.
Исходя из этого , для освещения кукольного домика целесообразно соединять последовательно не более 2-3 лампочек. Например, в бра. Чтобы соединить большее количество лампочек, необходимо использовать другой тип подключения — параллельное.
Читайте так же статьи по теме:
- Обзор миниатюрных ламп накаливания
- Диоды или лампы накаливания
Параллельное подключение лампочек
Вот так выглядит параллельное подключение лампочек.
В этом типе подключения у всех лампочек и источника питания одинаковые напряжения. То есть при источнике питания 12v каждая из лампочек должна иметь тоже напряжение 12V. А количество лампочек может быть различным. А если у вас, допустим, есть лампочки 6V, то и источник питания нужно брать 6V.
- При выходе из строя одной лампочки другие продолжают гореть.
Лампочки можно включать независимо друг от друга. Для этого к каждой нужно поставить свой выключатель.
По этому принципу подключены электроприборы в наших городских квартирах. У всех приборов одно напряжение 220V, включать и выключать их можно независимо друг от друга, мощность электроприборов может быть разной.
Вывод: при множестве светильников в кукольном домике оптимально параллельное подключение, хотя оно чуть сложнее, чем последовательное.
Рассмотрим ещё один вид подключения, соединяющий в себе последовательное и параллельное.
Комбинированное подключение
- Пример комбинированного подключения.
- Три последовательные цепи, соединенные параллельно
- А вот другой вариант:
- Три параллельные цепи, соединенные последовательно.
Участки такой цепи, соединенные последовательно, ведут себя как последовательное соединение. А параллельные участки — как параллельное соединение.
Пример
При такой схеме перегорание одной лампочки выведет из строя весь участок, соединенный последовательно, а две другие последовательные цеписохранят работоспособность.
Соответственно, и включать-выключать участки можно независимо друг от друга. Для этого каждой последовательной цепи нужно поставить свой выключатель.
- Но нельзя включить одну-единственную лампочку.
- При параллельно-последовательном подключении при выходе из строя одной лампочки цепь будет вести себя так:
- А при нарушении на последовательном участке вот так:
Для того, чтобы рассчитать такую сложную последовательно-параллельную цепь, её нужно разбить на участки последовательные и параллельные. Каждый участок просчитать отдельно.
Пример:
Есть 6 лампочек по 3V, соединенные в 3 последовательные цепи по 2 лампочки. Цепи в свою очередь соединены параллельно. Разбиваем на 3 последовательных участка и просчитываем этот участок.
На последовательном участке напряжения лампочек складываются, 3v+3V=6V. У каждой последовательной цепи напряжение 6V. Поскольку цепи соединены параллельно, то их напряжение не складывается, а значит нам нужен источник питания на 6V.
Пример
У нас 6 лампочек по 6V. Лампочки соединены по 3 штуки в параллельную цепь, а цепи в свою очередь — последовательно. Разбиваем систему на три параллельных цепи.
В одной параллельной цепи напряжение у каждой лампочки 6V, поскольку напряжение не складывается, то и у всей цепи напряжение 6V. А сами цепи соединены уже последовательно и их напряжения уже складываются. Получается 6V+6V=12V. Значит, нужен источник питания 12V.
Пример
Для кукольных домиков можно использовать такое смешанное подключение.
Допустим, в каждой комнате по одному светильнику, все светильники подключены параллельно. Но в самих светильниках разное количество лампочек: в двух — по одной лампочке, есть двухрожковое бра из двух лампочек и трехрожковая люстра. В люстре и бра лампочки соединены последовательно.
У каждого светильника свой выключатель. Источник питания 12V напряжения. Одиночные лампочки, соединенные параллельно, должны иметь напряжение 12V.
А у тех, что соединены последовательно напряжение складывается на участке цепи.
Соответственно, для участка бра из двух лампочек 12V (общее напряжение)делим на 2 (количество лампочек), получим 6V (напряжение одной лампочки). Для участка люстры 12V:3=4V (напряжение одной лампочки люстры).
Больше трех лампочек в одном светильнике соединять последовательно не стоит.
Теперь вы изучили все хитрости подключения лампочек накаливания разными способами. И, думаю, что не составит труда сделать освещение в кукольном домике со многими лампочками, любой сложности. Если же что-то для вас ещё представляет сложности, прочитайте статью о простейшем способе сделать свет в кукольном домике , самые базовые принципы. Удачи!
Полностью уникальный авторский текст. Копирование любых материалов с сайта www.miniartdom.ru разрешено только при условии открытой ссылки на первоисточник.