Цоколевка светодиодов
Под цоколевкой принято понимать внешний вид (исполнение корпуса) светодиода. Каждый производитель выполняет светодиод в своем корпусе, в зависимости от структуры и назначения. Единого стандарта, как в светодиодных лампах не существует, напомню, самые распространенные цоколи ламп: е27, е14.
Какого-либо единого стандарта цоколевки светодиодов не существует. Каждый производитель делает так, как считает нужным. В итоге, на прилавках магазинов мы получаем множество светодиодов, различающихся по форме, внешнему виду, дизайну.
Из всего множества все – таки можно выделить пару небольших групп. Например, самые распространенные простые светодиоды выполняются в прозрачном или цветном корпусе из прочного пластика или стекла, и имеют форму цилиндра, край которого чаще всего закруглен.
Более дорогие светодиоды состоят из нескольких частей: основания и линзы. На основании расположены токопроводящие дорожки, а линза выполнена из качественного материала, которая служит в качестве рассеивателя света.
Основание изготавливают в виде круга или квадрата. Полярность на квадрате обозначают скошенным уголком. Например, светодиоды CREE, выглядят следующим образом:
Нестандартная цоколевка может встретиться при ремонте электронных блоков и вызвать определенные затруднения в определении полярности. По цоколевке светодиода определяется его полярность, знание которой требуется для ремонта или правильного монтажа светодиода в схему.
Не всегда есть возможность определить полярность привычными способами, из-за нестандартной цоколевки светодиода: особенное строение корпуса, утолщение одного из светодиодов и другие причины. Поэтому, в таких случаях, как не крути, придется прибегнуть к электрическому замеру.
Обозначение светодиодов на схеме
Светодиод на схеме обозначается в виде обычного диода с двумя стрелками, направленными в сторону, обозначающее излучение света. Сам диод может изображаться, как в круге, так и без него.
Со стороны носика треугольника находится катод, а со стороны задней части треугольника – анод. Иногда на схеме можно увидеть обозначения анода и катода в виде букв А и К или + и -, что соответственно обозначает, анод и катод или плюс и минус.
Подписывается полупроводниковый элемент на отечественных схемах буквами HL (HL1, HL2 и т.д.) – это по ГОСТ. В зарубежных стандартах обозначение светодиода на схеме аналогично российскому. Подписывается он уже другим словом — LED (LED1, LED2, LED3 и т.д.), что в переводе с английского расшифровывается как light — emitting diode – светоизлучающий диод.
Вторым отличием является буквенное обозначение фоторезистора – VD или VB, что означает фотоэлемент.
В заключении хочется сказать, что маркировка очень важна. Знание ее расшифровки, позволяет определить основные параметры светодиода, не открывая даташит. Запомнить маркировку всех производителей нереально, да и не к чему, достаточно знать расшифровку основных брендов.
Меры по обеспечению электробезопасности
Предварительно, до начала осуществления действий по установке выключателей, осветительных приборов, их подключению друг к другу и сети, необходимо обесточить питание 220В той части домашней разводки, где предполагается производство электромонтажных работ.
Это делается на входном электрическом щитке отключением общего или соответствующего группового коммутатора.
Во избежание домашнего травматизма производите работы на высоте не со стремянки, а стола или другой просторной устойчивой поверхности
Если в процессе монтажа к щитку возможен доступ посторонних лиц (например, расположенному на лестничной клетке многоквартирного дома), надлежит разместить плакатик с предупреждающей надписью «Не включать!».
Убедиться, что напряжение на оголенных контактах действующих электроприборов и проводки отсутствует, нужно непосредственно перед работой. Проще всего в домашних условиях это реализуется с помощью индикаторной отвертки, исправность которой незадолго до испытаний проверяется от рабочей сети.
Рекомендуется прежде, чем брать контакты и провода голыми руками, еще раз удостовериться в отсутствии напряжения, прикоснувшись тыльной стороной ладони, пальцев правой руки попеременно ко всем из них. Сухая неповрежденная кожа тыльной стороны кисти обладает повышенной сопротивляемостью воздействию электрического тока.
Суть подключения лампы через выключатель можно наглядно представить на демонстрационном стенде:
Галерея изображений
Фото из
Наглядная схема подключения на стенде
Соединение с силовой линией
Подключение лампы к силовой линии
Принцип работы лампы через выключатель
Видео
Ошибки подключения могут повлечь за собой неприятные последствия, от банальной поломки светодиодов, до нанесения себе повреждений. Поэтому, настоятельно рекомендуем посмотреть видео, где разбирают часто встречающиеся ошибки.
Заключение
Прочитав статью можно сделать вывод, что все светодиоды, вне зависимости от рабочего напряжения, всегда подключаются параллельно или последовательно — школьный курс физики. Еще стоит помнить, что никакой светодиод не подключается напрямую в сеть 220В, всегда нужно использовать защитные элементы в схеме подключения. Тип применяемых защитных элементов зависит от вида подключаемого светоизлучающего диода.
Использование светодиодных лампочек взамен газоразрядным
Если пройти в любой офис или учебное заведение, то можно заметить, что везде установлены лампы дневного света – газосветные (люминесцентные). Как правило, мощность этих приборов составляет не больше 35 Вт.
Кончено, каких-то семь лет назад подобные устройства были лучшими, потому что их считали экономичными. Тем не менее, время не стоит на месте, что позволило получить долговечные LED-лампы, которые превзошли ожидания.
Постепенно пользователи переходят на более современные лампочки
Теперь во всех учреждениях начали менять устаревшие конструкции на светодиоды. К примеру, если в офисе установлен стандартный потолочный светильник, то достаточно только поменять лампочки.
Главной проблемой является необходимость замены светодиодных лампочек для люминесцентных осветительных приборов. Не стоит в этом случае выбрасывать светильник, потому что приобрести новый значительно дороже. Для этого потребуется изменение схемы подключение лампы, которую мы рассмотрим ниже.
Схема подключения LED-лампы взамен газоразрядной
Здесь потребуется конструкция, которая имеет типовой размер – Т8. Ведь она предполагает возможность монтажа в светильник лампочек разной конфигурации, но одной длины. Модернизация заключается в отсоединении внутреннего наполнения, но это не требует слишком много времени.
Схема замены люминесцентных лампочек
Здесь можно заметить, что схема не представляет сложностей, в разъем дросселя фиксируется перемычка. Тем не менее, если установлено устройство защиты отключение, то оно может срабатывать, поэтому балласт рекомендуется отсоединить.
Лампы Т8 имеют четыре штыря, но для того, чтобы выполнить подключение, понадобится два.
Переделка люминесцентного светильника в светодиодный: пошаговая инструкция
Шаг первый: для начала понадобится отключить питание люминесцентного прибора. Причем рекомендуется сделать это путем отключения автоматики на распределительном щите, чтобы обезопасить себя от удара током.
Отключаем питание на распределительном щите
Шаг второй: теперь следует удалить старые лампочки. При этом необходимо открутить трубки, как перед очередной заменой.
Демонтируем старые трубки
Шаг третий: потребуется отсоединить проводку, которая отходит от стартера.
Демонтируем проводку и дроссели, потому что они не нужны в этой схеме. Снять их не трудно, потребуется открутить винты с обратной стороны
Шаг четвертый: необходимо отсоединить патроны на конструкции. Далее следует сделать перемычку из одножильного провода и вставить между полюсами на патроне конструкции.
Так будет выглядеть перемычка между контактами
Шаг пятый: далее останется закрепить провод напрямую.
Теперь патрон можно вернуть на место. Здесь на каждую лампу должен идти отдельный провод
Шаг шестой: далее останется проверить конструкцию на работоспособность, а затем закрепить штыревые лампочки.
Таким образом будет выглядеть светильник в собранном виде
Как подключить светильники в подвесном потолке
Аналогично выше рассмотренному примеру подключаются светодиодные светильники в подвесном варианте потолка. Однако в отличие от него, когда спот просто вешают с помощью монтажной защелки на обратную сторону гипсокартонного листа, здесь требуется специальная крепежная подвеска.
Если она не представлена в комплекте к прибору освещения, ее можно купить или изготовить своими руками из монтажной металлической ленты и платформы по следующему алгоритму:
- Закладную универсальную платформу нужно подогнать под диаметр светильника.
- Примерить корпус фонаря, удостоверившись, что он подходит.
- Измерить расстояние от базового потолка до нижней кромки крепежного профиля под ткань.
- Из монтажной ленты вырезать отрезок необходимой длины (в зависимости от диаметра светодиодного светильника) и придать ему П-образный вид.
- Затем к его основанию с помощью мини-саморезов закрепить закладную платформу.
- Далее аналогичным образом изготовить нужное количество крепежных подвесок по числу лед-светильников и в соответствии с планом выполнить их монтаж на потолок.
Схема установки светильника, монтажной подвески в натяжном потолке представлена на следующем изображении:
В отличие от ПВХ-панелей и гипсокартона ткань натяжного потолка очень чувствительна к нагреву – малейшие отклонения от условий ее эксплуатации приведут к короблению. Поэтому монтаж светодиодного светильника должен осуществляться обязательно через термоизоляционное кольцо, препятствующий прямому контакту корпуса фонаря с материалом.
Расчет блока питания для светодиодной ленты 12В: как обеспечить длительную безаварийную работу всей осветительной системы
Начать вычисления необходимо с определения величины мощности, которую должен надежно обеспечивать ИБП.
Расчет блока питания для светодиодной ленты на 12 или 24 вольта проводим по характеристикам, опубликованным производителем на упаковке или в другой сопроводительной документации. Рассмотрим его на примере Flexible led strip на 24 В.
Ее мощность соответствует 19,2 ватта на один метр длины, а всего их 5. Далее я просто показываю картинкой, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты по простой формуле.
С длиной и мощностью в принципе все понятно, а коэффициент запаса обычно выбирают величиной в 30% или 50%.
30% запаса создают для ИБП, работающих при нормальном режиме эксплуатации и имеющих обычные размеры. Для экстремальных условий работы или использования малогабаритных блоков его рекомендуется увеличить до 50%.
В нашем примере расчет блока питания будет выглядеть следующим образом:
Pбп = 19,2 х 5 х 1,3 = 124,8 Вт для обычного ИБП.
Pбп = 19,2 х 5 х 1,5 = 144 Вт для малогабаритного блока.
По условиям надежной работы расчетная мощность не должна превышать реальные возможности выбираемого импульсного блока питания. Сильно завышать эту величину не стоит по экономическим показателям.
Поэтому для работы светодиодного освещения выбираем ближайший оптимальный вариант. Например, во втором случае хорошо подойдет ИБП на 150 ватт, а для первого расчета «с натягом» допустимо применить 120 Вт.
Связаны эти рекомендации со многими факторами:
- погрешности конструкций;
- предельные нагрузки и аварийные режимы в питающей сети, создающие перегрев электроники;
- возможные нарушения теплообмена;
- другие случайные процессы.
В общем, учитывайте, что запас мощности нужен для компенсации отклонения реальных условий эксплуатации от идеального расчетного состояния, под которое проектируется ИБП.
Запас должен быть учтен: он сильно не вредит, но его излишняя величина «оттягивает карман» не только на покупку оборудования, но и увеличивает эксплуатационные расходы.
Я объяснил, как выполнить расчет блока питания для светодиодной ленты 12в по мощности. Еще существует аналогичная методика для тока.
Пользоваться ею просто: напряжение ИБП и питания сборки светодиодов одно и то же. Далее потребуется пересчитать величины мощности (ватты) в токи нагрузок (амперы) и сравнивать их, как показано выше.
Использование светодиодных лампочек взамен газоразрядным
Если пройти в любой офис или учебное заведение, то можно заметить, что везде установлены лампы дневного света – газосветные (люминесцентные). Как правило, мощность этих приборов составляет не больше 35 Вт.
Кончено, каких-то семь лет назад подобные устройства были лучшими, потому что их считали экономичными. Тем не менее, время не стоит на месте, что позволило получить долговечные LED-лампы, которые превзошли ожидания.
Постепенно пользователи переходят на более современные лампочки
Теперь во всех учреждениях начали менять устаревшие конструкции на светодиоды. К примеру, если в офисе установлен стандартный потолочный светильник, то достаточно только поменять лампочки.
Главной проблемой является необходимость замены светодиодных лампочек для люминесцентных осветительных приборов. Не стоит в этом случае выбрасывать светильник, потому что приобрести новый значительно дороже. Для этого потребуется изменение схемы подключение лампы, которую мы рассмотрим ниже.
Схема подключения LED-лампы взамен газоразрядной
Здесь потребуется конструкция, которая имеет типовой размер – Т8. Ведь она предполагает возможность монтажа в светильник лампочек разной конфигурации, но одной длины. Модернизация заключается в отсоединении внутреннего наполнения, но это не требует слишком много времени.
Схема замены люминесцентных лампочек
Здесь можно заметить, что схема не представляет сложностей, в разъем дросселя фиксируется перемычка. Тем не менее, если установлено устройство защиты отключение, то оно может срабатывать, поэтому балласт рекомендуется отсоединить.
Лампы Т8 имеют четыре штыря, но для того, чтобы выполнить подключение, понадобится два.
Переделка люминесцентного светильника в светодиодный: пошаговая инструкция
Шаг первый: для начала понадобится отключить питание люминесцентного прибора. Причем рекомендуется сделать это путем отключения автоматики на распределительном щите, чтобы обезопасить себя от удара током.
Отключаем питание на распределительном щите
Шаг второй: теперь следует удалить старые лампочки. При этом необходимо открутить трубки, как перед очередной заменой.
Демонтируем старые трубки
Шаг третий: потребуется отсоединить проводку, которая отходит от стартера.
Демонтируем проводку и дроссели, потому что они не нужны в этой схеме. Снять их не трудно, потребуется открутить винты с обратной стороны
Шаг четвертый: необходимо отсоединить патроны на конструкции. Далее следует сделать перемычку из одножильного провода и вставить между полюсами на патроне конструкции.
Так будет выглядеть перемычка между контактами
Шаг пятый: далее останется закрепить провод напрямую.
Теперь патрон можно вернуть на место. Здесь на каждую лампу должен идти отдельный провод
Шаг шестой: далее останется проверить конструкцию на работоспособность, а затем закрепить штыревые лампочки.
Таким образом будет выглядеть светильник в собранном виде
Видео – Установка светодиодных лампочек в люминесцентный светильник
Как подключить светодиодную ленту на 220 вольт
Нередко в быту вместо крупного прибора, который может выступать светильником, предпочитают установить подсветку. Для нее лучше всего использовать готовые светодиодные ленты. Монтаж очень прост, так как установщику нужно лишь следовать инструкции: все составляющие подсоединения при монтаже используют уже в готовом виде.
- Светодиодная лента – ряд последовательно закрепленных светодиодов. К блоку питания они присоединяются параллельно, друг к другу лучше монтировать платы тоже параллельно.
- Для начала определяют плюс и минус блок питания. Обычно красный шнур – это плюс, а синий или черный – минус. Если шнур отсутствует, подключение производят через маркированные зажимы.
- Лучше всего подсоединить ленту пайкой. В определенных случаях удобней использовать коннекторы. При монтаже требуется лишь отодвинуть зажимную пластину, насадить коннектор на край ленты и сдвинуть зажим назад. Затем провод от коннектора подсоединяют к блоку.
Если предполагается монтаж цветной ленты, схема будет включать контроллер, отвечающей за включение и отключение отдельных светодиодов.
Напряжение питания светодиодов
Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.
Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?
Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.
Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.
Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.
В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.
С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.
Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.
Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.
Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.
Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.
В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.
Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.
Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.
В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.
Драйвера с питанием от 5В до 30В
Если у вас есть подходящий источник питания от какой либо бытовой техники, то для включения лучше использовать низковольтный драйвер. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий даже из 1,5В сделает 5В, чтобы светодиодная цепь работала. Понижающий из 10В-30В сделает более низкое, например 15В.
В большом ассортименте они продаются у китайцев, низковольтный драйвер отличается двумя регуляторами от простого стабилизатора Вольт.
Реальная мощность такого стабилизатора будет ниже, чем указал китаец. У параметрах модуля пишут характеристику микросхемы и не всей конструкции. Если стоит большой радиатор, то такой модуль потянет 70% — 80% от обещанного. Если радиатора нет, то 25% — 35%.
Особенно популярны модели на LM2596, которые уже прилично устарели из-за низкого КПД. Еще они сильно греются, поэтому без системы охлаждения не держат более 1 Ампера.
Более эффективны XL4015, XL4005, КПД гораздо выше. Без радиатора охлаждения выдерживают до 2,5А. Есть совсем миниатюрные модели на MP1584 размером 22мм на 17мм.
Основные способы подключения
Так как светодиодные светильники имеют разный угол обзора, то их обычно подключают по разным схемам. Выбор схемы подключения зависит прежде всего от:
- способа крепления;
- угла освещения светодиода;
- количества светильников в помещении.
Всего схем подключения три:
- последовательная;
- параллельная;
- лучевая.
Последовательная схема
Последовательная схема подключения светодиодных светильников проста и используется, если нет особых требований к дизайну освещения. Преимущество — экономия кабеля и простота монтажа. Все лампы подключаются по цепочке одна за другой. Однако если один из светильников выйдет из строя, погаснет все цепочка. Чтобы обнаружить неполадку, нужно будет проверять каждый из них.
Последовательная схема подключения лампы.
В одной цепи допускается соединение не больше 6 светильников или лампочек. В противном случае их яркость будет снижаться из-за роста общего сопротивления цепи.
Параллельная схема
Параллельная схема позволяет подключить светодиодный светильник каждый по отдельности. Для светильников на 12 В потребуется установка нескольких диммеров или одного на всю параллельную схему.
При схеме от выключателя тянется общий кабель, который имеет ответвление к каждой лампочке. Если один из светильников выйдет из строя, то он потухнет, не задев всю систему освещения. Неисправный прибор будет виден сразу и его можно будет быстро заменить.
Схема параллельного подключения
Этот способ более трудоемкий и требует большего количества кабеля. Однако такая схема рассчитана прежде всего на помещения с большой площадью. При таком подключении яркость света не будет зависеть от количества лампочек.
Совет! При выборе кабеля для подключения важно, чтобы в маркировке присутствовала аббревиатура «НГ», свидетельствующая о негорючести провода, т.к. при подключении большого количества лампочек повышается риск пожароопасности
Лучевая схема
Лучевая схема подключения светодиодной лампы используется для подключения лампочек в люстрах. Она напоминает собой параллельный способ. В этой схеме кабель идет от выключателя к распределительной розетке или узлу, от которого отходят отдельные ответвления или лучи к каждой лампочке.
Если один из светодиодов перегорит, то остальные будут светиться, т.к. к каждому ведет отдельный провод.
Главным минусом этого способа подключения является трудоемкость. При использовании способа в помещении с большой площадью возможен такой прием: центральный кабель тянется в центр зала, а от него отходят лучи к каждому светильнику.
Лучевой способ подключения
Теория питания светодиодных ламп от 220В
Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.
Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.
Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.
Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.
Разновидности
Для светодиодных ламп распространены следующие виды цоколей:
- E40 в случае с крупными изделиями повышенной мощности. Этот вариант актуален при организации уличного освещения.
- E41. Его ещё называют «миньоном». Для маломощных ламп.
- E27. С таким цоколем сталкивался каждый.
Есть и штырьковые модели:
- G13 – вариант похож на линейные люминесцентные лампы. Есть поворотная разновидность.
- GX53. Встраиваемые и накладные типы светильников с плоской широкой формой.
- GU10. С расстоянием между контактами в 10 мм. На кончиках штырьков отличается увеличенным диаметром.
- GU5.3. Оснащают ими популярные лампы с обозначением MR16.
- G4 – для ламп с миниатюрными размерами.
