Как подключить диод к реле?

Автомобильное реле с диодом

Этот вопрос рано или поздно возникает практически у всех автовладельцев. Эти маленькие черные коробочки, в изобилии расставленные по автомобилю, что-то делают внутри себя, щелкают, тикают и иногда ломаются. Что же такое – реле?

Вообще, реле бывают разные. Существует огромное количество реле, делящихся по типу срабатывания, напряжению, сфере применения и так далее. Но в рамках этой статьи мы разберемся с обычными электромеханическими реле, которые используются в любых автомобилях, которые вы видите вокруг.

Что такое реле?

Реле – это устройство, которое позволяет замыкать или размыкать электрическую цепь по определенному сигналу. В классическом варианте такой сигнал является обычным напряжением, но поданном на отдельные контакты. Зачем это нужно?

Реле используют, во-первых, для того, чтобы можно было управлять мощными потребителями электричества при помощи слабых элементов управления. Во-вторых, реле дает возможность включать несколько потребителей одной кнопкой.

Пример из жизни: обычные автомобильные фары. Галогенные лампочки в фарах, как правило, имеют мощность 55 Ватт. Их две, а это значит, что общая мощность уже 110 Ватт. Когда вы нажимаете кнопку в салоне или поворачиваете выключатель фар, то лампочки в фарах зажигаются и создают нагрузку в проводах как раз на эти 110 Ватт. Данная мощность не маленькая, и без реле вся она проходила бы через выключатель. Для того чтобы такое реализовать, пришлось бы проводить в салон толстые провода, да и сам выключатель был бы могучим и скорее всего некрасивым. Поместить его в подрулевой выключатель (как, например, на японских машинах) вряд ли бы удалось.

От всего этого освобождает реле. Чтобы понять, как оно это делает, давайте рассмотрим его внутреннее устройство.

Как устроено реле?

Основа реле – электромагнит и контактная группа. Контактная группа, в простейшем случае, представляет собой четыре контакта. Два из них – питание электромагнита, остальные – питание подключенного через реле потребителя (например, подогрева заднего стекла). Эти контакты имеют свои названия – управляющая цепь и силовая цепь (или управляющие контакты и силовые контакты).

Соответственно силовая цепь – это мощные контакты, которые пропускают через себя ток для потребителя (например 110 Ватт для фар головного света). Управляющая же цепь – работает со слабым током и предназначена для питания электромагнита.

При этом на один (определенный) контакт электромагнита подается «плюс», а второй контакт – «масса», то есть он, как правило, соединяется с кузовом автомобиля.

На силовые же контакты подключаются мощные провода, и получается, что реле, как бы разрывает эти провода на две части, чтобы была возможность управлять током внутри них.

Реле бывают не только с четырьмя контактами (два управляющих, два силовых), но и с большим их количеством. Однако, в большинстве случаев, в машинах применяются все-таки 4-х контактные реле.

Как работает автомобильное реле?

Электромагнит, находящийся внутри реле, срабатывает при подаче напряжения на определенный контакт и притягивает к себе подпружиненную перемычку. Перемещаясь в другое положение под действием магнита, эта перемычка замыкает контакты силовой цепи. Получается, что мощные провода «разорванные» на две части фактически «соединяются» внутри реле и по ним начинает идти ток, питая потребитель.

прелесть этой конструкции в том, что электромагнит, требует очень маленькое напряжение для своей работы. А оно подается из салона от красивых и небольших кнопок или крутилок. Эти далеко не мощные органы управления уже не подвержены большим токовым нагрузкам, а всего лишь подают слабый сигнал на магнит.

Когда мы включаем те же фары, на самом деле сначала включаются не лампочки в фарах, а электромагнит в реле. Он тянет к себе перемычку и уже она подключает фары. Соответственно, при выключении фар в салоне автомобиля, напряжение на электромагните пропадает, перемычка под действием пружинки возвращается обратно и размыкает силовые контакты. Все это происходит почти моментально и сопровождается щелчком. Наверное, все слышали, как при включении «поворотников» в салоне, из-под торпеды, начинают раздаваться мерные щелчки. Это перемычка внутри реле то притягивается, то отпускается магнитом и «стучит».

Схема подключения фар через реле иногда приводит к странной неисправности, которая заставляет задуматься новичков: фары после выключения продолжают светиться. Это происходит из-за образования нагара на силовых контактах внутри реле и прилипания к ним перемычки. То есть, когда мы отключаем фары, исчезает напряжение с электромагнита и перемычка должна возвратиться обратно, отключив фары, но не может, потому что залипла.

В этом случае можно или отключить аккумулятор и потом разобраться с реле или снять с реле хотя бы один силовой контакт. Фары при этом погаснут. Главное – если снятый контакт силовой и он один (не в составе колодки), его обязательно нужно заизолировать, чтобы не допустить короткого замыкания. Если к реле подключена колодка, то колодку тоже нужно снять и обмотать изолентой. Как пользоваться изолентой?

Источник: https://avtotop.info/avtomobilnoe-rele-s-diodom/

Применение импульсных реле для управления освещением

При монтаже автоматических систем управление освещением могут использоваться различные виды выключателей. Некоторые устройства, например, маршевые и проходные изделия позволяют обеспечить довольно высокий уровень комфорта при осуществлении контроля над светильниками, но наиболее простым и удобным является схема с импульсным реле. Такое устройство может находиться в 2 различных состояниях, которыми можно управлять дистанционно. Более подробно об импульсном реле, применяемом для управления освещением, будет рассказано далее.

С какой целью применяются импульсные прерыватели электрической цепи

Особенностью реле этого типа является возможность фиксации в каком-либо одном положении, после подачи на его контакты электрического сигнала. Подобная бистабильность электронного элемента удобна для управления многими приборами и механизмами, но в быту, наиболее часто, его применяют в схемах включения осветительных приборов. Например, свет в длинном коридоре можно отключить из различных комнат, что позволяет легко «путешествовать» по дому или квартире всегда поддерживая необходимый уровень освещения там, где это необходимо.

Одним из преимуществ импульсного устройства является возможность «запоминать» последнее положение контактов, даже в случаях, когда происходит полное обесточивание электрической сети последнее положение контактов сохраняется.

Достоинство реле импульсного типа заключается также в том, что для его работы может быть использовано низкое напряжение. Благодаря такой электрической разводке выключатель можно расположить в очень влажном помещении, например, в ванной комнате или подвале. Таким образом, достигается значительно более высокий уровень безопасности при эксплуатации электрических систем, в сравнении с обычными выключателями.

Устройство и принцип работы

Конструкция импульсного устройства очень проста, но этот факт не является недостатком изделия, наоборот, наличие небольшого количества элементов позволяет существенно повысить надежность изделия. Состоит такой электронный прибор из следующих частей:

• Катушки.
• Сердечника.
• Подвижного якоря.
• Контактов.

Катушка реле состоит из большого количества витков медной проволоки. При изготовлении, проводники обрабатываются специальным лаком, который позволяет исключить вероятность короткого замыкания (при стандартном режиме работы устройства). Сердечник состоит из магнитного материала и является подвижным элементом, воздействующим на якорь, который, в свою очередь и приводит в движение электрические контакты.

Благодаря особенности конструкции системы размыкания контактов в импульсном устройстве, удается добиться надежной фиксации этих элементов в каком-либо одном положении.

Разновидности импульсного реле

Выше был описан наиболее распространенный электромеханический тип импульсного устройства, но современные устройства этого типа могут быть реализованы на управляющей микросхеме. Такая конструкция потребляет больше электроэнергии из-за постоянного нахождения устройства в состоянии ожидания, но производит меньше шума во время срабатывания контактов.

Импульсные устройства, оснащенные микроконтроллером, имеют более широкий функционал. Например, кроме возможности фиксации выключателя в определенном положении, можно задать время выключения света (для устройств, оснащенных таймером).

Основным недостатком электронных реле является низкая устойчивость к помехам и перепадам напряжения. По стоимость такие изделия также существенно проигрывают электромеханическим изделиям (электронные ИР стоят дороже).

Технические характеристики

При монтаже систем освещения, которые будут включаться от импульсного устройства, необходимо учитывать основные параметры такого изделия. Если устройство не будет рассчитано на нагрузку подключения либо напряжение в сети, то оно может моментально выйти из строя.  В документации к импульсному устройству, производителем указываются наиболее важные характеристики. Среди числа основных параметров, которые необходимо знать до принятия решения об использования той или иной модели ИР можно назвать:

• Выходной ток — максимальное значение силы тока, возникающей в катушке при перемещении якоря (для электромеханических устройств).
• Значение срабатывания — обозначает сигнал, который приводит к автоматическому срабатыванию реле.
• Ток при втягивании — минимальное значение силы тока для срабатывания реле.
• Возвратный коэффициент — соотношение тока выхода якоря к току втягивания.

При выборе и использовании реле следует также учитывать предельные значении напряжения и силы тока, на которые рассчитано реле.

В паспорте устройства может быть также указано время срабатывание. Различают изделия быстрого типа, которые включаются за 0.001–0.05 с и приборы с долгой задержкой (около 1 с).

Схемы подключения

Импульсное реле может быть использовано для управления светом. Для обеспечения работоспособности электрических систем с установленными коммутационными элементами этого типа, необходимо правильно выполнить работы по подключению проводников.

Прежде всего, следует иметь в виду, что реле импульсного типа не оснащается какими-либо элементами защиты, поэтому при возникновении в электропроводке осветительных приборов короткого замыкания, может произойти не только подгорание контактов реле, но и воспламенение любых легковозгораемых предметов, находящихся в непосредственной близости от медного проводника. Чтобы минимизировать возможные последствия установка импульсных реле должна осуществляться только после автомата (или плавких предохранителей (пробок)).

Для переключений режимов реле используются кнопочные выключатели. Такие элементы электрической арматуры оснащаются пружинными элементами, которые возвращают кнопку в исходное положение сразу после прекращение механического давления на ее поверхность. Это очень важный момент, ведь если контакт будет замкнут слишком долго, то может произойти перегрев обмотки катушки и изделие (электромеханическое) выйдет из строя.

Количество выключателей, с помощью которых подается сигнал к импульсному реле ничем не ограничено, но, во многих случаях, в схеме подключения устройства находятся 3–4 кнопки. Этого достаточно для управления светом из нескольких мест.

Все кнопочные выключатели подключаются параллельно друг другу. Эта особенность управления импульсным устройством позволяет использовать значительно меньшее количество проводов, в сравнении с другими способами монтажа системы управления одним световым прибором из разных мест. Один провод контактной системы выключателей соединяется с фазой электропроводки, другой — подключается к импульсному реле (контакт А1).

Кроме подведения фазного провода от выключателей, фаза подключается на контакт «2» импульсного устройства. Таким образом, обеспечивается передача сигнала о включении (выключении), а также обеспечение устройства электрическим током для подачи напряжения к потребителям (приборам освещения).

Физическое размещение импульсного реле возможно как в электрических щитках, так и непосредственной близости от осветительного прибора (установка осуществляется в распределительной коробке).

Плюсы устройства

Применение импульсного реле для организации управления электрическим освещением имеет большое количество преимуществ. Основными положительными свойствами таких систем являются:

• Относительно невысокая цена.
• Большой срок эксплуатации.
• Можно использовать неограниченное количество выключателей (кнопок).
• Относительно небольшое энергопотребление.
• Более простой монтаж в сравнении с маршевыми выключателями.

При использовании устройств электронного типа можно задать время, после которого произойдет отключение электроэнергии.

Минусы импульсного реле

Реле импульсного типа не лишены недостатков. Наиболее заметными минусами применения таких систем являются:

• Генерация электрических помех.
• Довольно громкий щелчок при включении контактов.
• Возможен быстрый износ подвижных частей (при очень интенсивном использовании).

Практически полностью избавиться от перечисленных недостатков можно установкой электронных реле, но такие устройства будут стоить значительно дороже электромеханических (в 2–3 раза).

Советы и рекомендации

Перед приобретением и установкой импульсного реле нелишним будет ознакомиться с наиболее распространенными ошибками, которые могут возникнуть на данном этапе. Опытные мастера, которые занимаются установкой коммутационных систем этого типа, часто советуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Если приобретается электронное реле импульсного типа, то лучше отдать предпочтение моделям, оснащенным таймером. Благодаря наличию этой функции можно задать автоматическое отключение электроэнергии после определенного промежутка времени. Такая функция будет очень полезна для организации освещения на улице, а также в помещениях, которые посещаются часто, но ненадолго.
• Если планируется устанавливать выключатели (кнопки) с подсветкой, то следует заранее уточнить у продавца возможность работы реле с такими элементами электрической арматуры. Многие ИР очень чувствительны к появлению даже незначительного тока в электрической цепи и наличие резистивного элемента приведет к активации системы. Кроме того, прибор может испортиться, ведь катушка будет находиться постоянно под напряжением.
• Во время выполнения монтажных работ, все детали по которым движется электрический ток, должны быть хорошо изолированы. Для этой цели можно использовать специальные термоусадочные кембрики, а также ПВХ-изоленту.
• Если в доме есть маленький ребенок, то лучше установить кнопки для активации реле повыше. Такие изделия хорошо изолированы и практически безопасны во время эксплуатации, но дети часто начинают играть с кнопочками подолгу удерживая их во включенном состоянии. Подобные действия часто приводят к выходу из строя импульсные реле электромеханического типа.
• Большая часть моделей импульсных реле с катушкой рассчитана на 220 В. Такие изделия очень просто подключить к электрической сети, но если необходимо обеспечить высокий уровень безопасности во влажных помещениях, то следует выбирать модели на 12 или  24 Вольта.
• Если необходимо установить несколько импульсных реле, которые будут использоваться для выключения различных световых приборов, то следует выбирать модели с центральным управлением. Такое устройство можно принудительно выключить, подав на один из его контактов электрический ток. Следовательно, если соединить с одним выключателем несколько таких элементов, то можно одним нажатием кнопки погасить весь свет в доме.
• Если нет желания или возможности приобретать новые кнопки для включения света посредством импульсного реле, то можно переделать обычные выключатели. Для этой цели необходимо установить небольшие пружины под клавиши, чтобы после прекращения нажатия они возвращались в исходное положение.
• При установке большого количества импульсных выключателей, для экономии места, кнопки можно располагать в одном подрозетнике.

Импульсное реле является очень интересным по своей конструкции и функционалу изделием, которое можно и нужно использовать для организации более комфортного управления осветительными приборами. Если будет выбрано качественное устройство, а установка изделия будет осуществлена без ошибок, то такая система прослужит в течение многих лет.

Хорошая реклама

Источник: https://VashUmnyiDom.ru/osveshhenie/impulsnoe-rele-dlya-upravleniya-osveshheniem.html

3 схемы управления освещением на импульсном реле

Систему управления освещением на импульсных реле уженельзя назвать каким-то ноу-хау. Появилась она очень давно.

Однако широкая практика внедрения и использованиябистабильных реле, так их еще называют по-научному, вместо старых проверенныхвременем проходных выключателей, получает все большее распространение именносейчас.

Конечно, есть и более современные устройства, основанныена управлении по Wi-Fi сигналуили подключенные к ПЛК (PLC), однакоимпульсники (блокировочные реле) более доступны по деньгам широкому кругурядовых пользователей.

В среднем их цена колеблется в пределах 1000 — 1500рублей за штуку, в зависимости от производителя и функциональности (встроенныйтаймер, функция центрального управления и т.п.)

А еще они более ремонтно-пригодны. При выходе из строякакой-то одной релюшки, у вас перестанет работать всего лишь одна зонаосвещения, а не пропадет свет во всем доме, как это будет с PLC.

Давайте рассмотрим, как это все работает, по каким схемам подключается и постараемся разобраться, лучше это или хуже проходных выключателей.

Импульсные реле или проходные выключатели

В длинных коридорах, на лестницах при подъеме с первого на второй этаж, в спальнях, очень удобно включать свет при входе, а выключать его совсем в другом месте (на выходе или возле кровати).

Везде в таких случаях электрики рекомендуют устанавливать проходные (маршевые) и перекрестные выключатели.

В чем же существенная разница между ними и импульсными реле? И почему все отказываются от выключателей?

Как выглядит схема подключения на проходных? Как правило, питание первых делом подводится к ответвительной коробке под потолком, а далее от нее к самим выключателям. Для монтажа применяется трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1.5мм2.

Чем больше переключателей вы будете ставить, тем больше проводов вам потребуется.

При монтаже проходных двухклавишников, у вас уже появляется 6 контактов, к каждому из которых нужно подвести провода.

А попробуйте такой пучок грамотно соединить враспредкоробке? Не всякий электрик сразу разберется с такой схемой подключения.

При этом каждый из выключателей пропускаетнепосредственно через себя весь ток нагрузки. А значит при коммутациях или короткомзамыкании, вполне возможно выгорание контактов.

Еще одной особенностью проходных является отсутствие фиксированного положения клавиши. Вы не можете по ее состоянию понять, включен выключатель или отключен, как это делается на одноклавишнике.

Это будет напрямую зависеть от других “собратьев”,собранных в одну цепочку. Что не всегда удобно и требует привыкания.

Обратите внимание, простые одноклавишники или двухклавишники здесь не подойдут.

За редким исключением, например для реле Меандр РИО-2. Но об этом чуть позже.

Исходя из этого факта, на импульсные реле нельзя подавать сигнал слишком длительное время, иначе у него сгорит катушка. Некоторые производители предупреждают, что время непрерывной подачи сигнала на их моделях должно составлять не более 1 минуты.

А некоторые детки очень любят поиграться с такими кнопочками, после чего они и выходят из строя.

Кнопочные выключатели внешне напоминают обычные, тольковнутри их конструкции имеется возвратная пружинка, которая после каждогонажатия возвращает клавишу и контакт в исходное положение.

Есть и двухклавишные кнопки в одном корпусе.

Они пригодятся, когда вы захотите подключить от одного реле общее освещение на кухне и одновременно подсветку рабочей зоны столешницы.

Либо в зале – люстру и подсветку по периметру, плюсотдельно бра.

Многие вместо специальных выключателей используют подпружиненныекнопки для дверных звонков.

Самое главное преимущество всех этих реле заключается в том, что кнопки между собой подключаются параллельно и для этого достаточно двухжильного провода.

В независимости от того, какое количество кнопок вы задействуете – две, три, четыре и т.д.

Это существенно экономит затраты на кабель и упрощает подключение освещения.

Схема на проходныхвыключателяхСхема на импульсном реле

Как видите, во втором случае присутствует минимум двойная экономия (двухжильный кабель вместо четырехжильного, меньшее количество соединений, больше свободного места в распредкоробках). Функционал освещения в комнате от этого нисколько не пострадал.

Как подключить импульсное реле

Чтобы правильно подключить импульсное реле, нужнопонимать какие у него есть контакты и за что они отвечают.

 Как правило, это:

• два контакта на катушку питания А1-А2

На один из них, фаза либо ноль приходят постоянно, а на другой, как раз-таки и подается импульс после нажатия кнопки.

• силовые контакты 1-2, 3-4 и т.д.

Проходя через них, ток поступает на светильник.

Вот простейшая схема подключения одного импульсного реле на группу кнопочных выключателей.

Схема №1

Обратите внимание, что в импульсном реле нагрузка вовсе не проходит через кнопку. Нажимая ее, вы всего лишь даете импульс на катушку, которая и замыкает силовой контакт.

В некоторых моделях подавать управляющий импульс можно как через фазный проводник, так и через нулевой.

Некоторые разновидности имеют сразу несколько контактов. От них можно подключать две, три и более групп освещения.

Прохождение всей нагрузки через реле означает, что подгорание или выгорание контактов на кнопках практически исключено. Многие, радуясь такому обстоятельству, смело занижают сечение линий освещения до 0,5мм2 или 0,75мм2. Либо вообще “кидают” витую пару.

Однако не забывайте про правила, где четко говорится, что все групповые линии на светильники в жилых помещениях должны выполняться проводниками сечением минимум 1,5мм2.

При этом обратите внимание, все реле (группа или одиночное) должны обязательно подключаться после автомата.

Он защищает:

• кабель на цепи управления

Без него при коротком замыкании у вас просто сгорит эл.проводка.

Само реле не защищает ни от перегрузок, ни от КЗ.

Поэтому при сборке схемы в щитке, на каждый автоматосвещения вы как бы “навешиваете” по одному или несколько импульсных реле.

Централизованное управление освещением одной кнопкой

На моделях с так называемым центральным или централизованным управлением, помимо вышеперечисленных, есть еще дополнительные клеммы ON и OFF.

При подаче напряжения на них, реле принудительно либоотключается (OFF), либо включается (ON).

Они используются при сборке схемы с мастер кнопкой или мастер выключателем. То есть, выходя из дома, всего с одной кнопки вы централизованно можете отключить свет на всех этажах и во всех комнатах.

Схема №2 — с центральным управлением

У имульсников ABB блокцентрального управления можно докупить отдельно и присоединить его с левойстороны от реле E290.

Только будьте предельно внимательны при сборке такой схемы управления в трехфазном щите на 380В.

При наличии трехфазки, некоторые группы освещения запитывают от разных фаз, дабы равномерно распределить нагрузку.

В этом случае нельзя все контакты OFF и ON на релюшках соединять перемычками, как это зачастую и делают в однофазных щитках. Придется выносить все цепи управления на отдельный автомат и именно с него подавать одноименную фазу для вкл-выкл всех импульсных реле одновременно.

И то, такое возможно при использовании эл.механических моделей.Для электронных придется делать развязку через промежуточные реле.

Работа реле в нестандартных ситуациях

Многие задаются вопросом, а что будет с реле приисчезновении напряжения в доме и последующем его появлении? Не включатся ли вданном случае все светильники разом? Нет, такого не произойдет.

Однако статус положения контактов будет зависеть от конкретноймодели. С памятью они или нет. Если память присутствует, то ранее включенныелампочки загорятся вновь. Там, где памяти нет, контакты просто разомкнутся.

А что будет, если два человека нажали на две кнопкиодновременно? Это будет воспринято как одноразовое нажатие. То есть, лампочкалибо загорится, либо потухнет, в зависимости от своего предыдущего положения.

Этого вполне хватает для организации освещения в квартире или загородном доме.

Если вы захотите подключить более мощную нагрузку, тогда придется задействовать в схеме пускатель, либо выбирать модели на большие токи.

Помимо щитовых вариантов, есть еще и навесные, для установки за подвесной потолок или непосредственно в распредкоробку.

С их помощью можно организовать перевод освещения в своейквартире с одноклавишников на импульсники. Меняете в монтажных коробкахвыключатели на кнопки и делаете переключения проводов в распаечной коробке.

Вот так выглядит данная схема при подключении импульсного реле, непосредственно в распределительной коробке под потолком.

Схема №3

При этом у вас мало что меняется в электрощитке, а вы получаете отличный вариант управления освещением, аналогичный проходным выключателям.

При подключении в щитовой от стандартного импульсникасразу нескольких светильников, а не одной лампочки, обязательно монтируйтекросс-модуль или клеммники.

Заводить по два, три кабеля на одно реле навряд липолучится (не даст ограничение по толщине провода). Придется их раскидывать поразным колодкам.

Какие еще разновидности импульсных реле существуют? Есть например, с функцией задержки по времени.

Это дает вам время спокойно пройти по освещенным дорожкамдо калитки и только после этого свет автоматически выключится.

Такой способ не требует даже установки отдельныхвыключателей на улице.

Еще к таким реле можно подключить вытяжной вентилятор вванной. Выходя из ванной комнаты, нажимаете на кнопку, а вентилятор продолжаетработать заданный вами промежуток времени.

Какие недостатки есть у импульсных реле? Некоторые моделиотдельных производителей чувствительны к перепадам напряжения.

Еще многих раздражает постоянное клацанье и щелчки при работе реле. Особенно этим грешат эл.механические разновидности. Они состоят из рычажной и контактной системы, катушки, плюс пружины.

Отличить их можно по рычагу с лицевой стороны. С егопомощью реле вручную переводится из одного положения в другое.

В электронные встроена плата с микроконтроллером. В нихклацать особо нечему, и они менее шумны.

У ABB очень большой выбор по добавлению к основной модели E290 всяких накладок и дополнительных «плюшек».

У Меандр РИО-2 есть полезная функция для работы с обычными одноклавишными выключателями.

Для этого данную релюшку нужно перевести в режим №2 и к каждому из входов Y, Y1 и Y2 подключить свой выключатель света (всего 3шт).

В итоге вы получите режим работы перекрестных выключателей на основе обычных одноклавишников. При нажатии любого из них (вкл или выкл), будет изменяться выход и переключаться контакты на самом реле, зажигая или гася лампочку.

Источник: https://svetosmotr.ru/3-shemy-upravleniya-osveshheniem-na-impulsnom-rele/

Правильные схемы подключения светодиода

На сегодняшний день существуют сотни разновидностей светодиодов, отличающихся внешним видом, цветом свечения и электрическими параметрами. Но всех их объединяет общий принцип действия, а значит, и схемы подключения к электрической цепи тоже базируются на общих принципах. Достаточно понять, как подключить один индикаторный светодиод, чтобы затем научиться составлять и рассчитывать любые схемы.

Распиновка светодиода

Прежде чем перейти к рассмотрению вопроса о правильном подключении светодиода, необходимо научиться определять его полярность. Чаще всего индикаторные светодиоды имеют два вывода: анод и катод. Гораздо реже в корпусе диаметром 5 мм встречаются экземпляры, имеющие 3 или 4 вывода для подключения. Но и с их распиновкой разобраться тоже несложно.

Всего существует 3 надёжных способа определения полярности: визуальный, с помощью мультиметра и путём подключения к источнику напряжения. Каждый из них по-своему уникален и интересен, в связи с чем данная тема вынесена в отдельную статью: «Где плюс, а где минус?»

SMD-светодиоды могут иметь 4 вывода (2 анода и 2 катода), что обусловлено технологией их производства. Третий и четвёртый выводы могут быть электрически незадействованными, но использоваться в качестве дополнительного теплоотвода. Приведенное расположение выводов не является стандартом. Для вычисления полярности лучше сначала заглянуть в datasheet, а затем подтвердить увиденное мультиметром. Визуально определить полярность SMD-светодиода с двумя выводами можно по срезу. Срез (ключ) в одном из углов корпуса всегда расположен ближе к катоду (минусу).

Простейшая схема подключения светодиода

Нет ничего проще, чем подключить светодиод к низковольтному источнику постоянного напряжения. Это может быть батарейка, аккумулятор или маломощный блок питания. Лучше, если напряжение будет не менее 5 В и не более 24 В. Такое подключение будет безопасным, а для его реализации понадобится лишь 1 дополнительный элемент – маломощный резистор. Его задача – ограничить ток, протекающий через p-n-переход на уровне не выше номинального значения. Для этого резистор всегда устанавливают последовательно с излучающим диодом.

Всегда соблюдайте полярность при подключении светодиода к источнику постоянного напряжения (тока).

Если из схемы исключить резистор, то ток в цепи будет ограничен только внутренним сопротивлением источника ЭДС, которое очень мало. Результатом такого подключения станет мгновенный выход из строя излучающего кристалла.

Расчёт ограничительного резистора

Взглянув на вольт-амперную характеристику светодиода, становится понятно: насколько важно не ошибиться при расчёте ограничительного резистора. Даже небольшой рост номинального тока приведёт к перегреву кристалла и, как следствие, к снижению рабочего ресурса. Выбор резистора производят по двум параметрам: сопротивлению и мощности. Сопротивление рассчитывают по формуле:

• U – напряжение питания, В;
• ULED – прямое падение напряжения на светодиоде (паспортное значение), В;
• I – номинальный ток (паспортное значение), А.

Полученный результат следует округлить до ближайшего номинала из ряда Е24 в большую сторону, а затем рассчитать мощность, которую должен будет рассеивать резистор:

R – сопротивление резистора, принятого к установке, Ом.

Более подробную информацию о расчётах с практическими примерами можно получить в статье о расчете резистора для светодиода.  А тот, кто не желает погружаться в нюансы, может быстро рассчитать параметры резистора с помощью онлайн-калькулятора.

Включение светодиодов от блока питания

Речь пойдёт о блоках питания (БП), работающих от сети переменного тока 220 В. Но даже они могут сильно отличаться друг от друга выходными параметрами. Это могут быть:

• источники переменного напряжения, внутри которых есть только понижающий трансформатор;
• нестабилизированные источники постоянного напряжения (ИПН);
• стабилизированные ИПН;
• стабилизированные источники постоянного тока (светодиодные драйверы).

Подключить светодиод можно к любому из них, дополнив схему нужными радиоэлементами. Чаще всего в качестве блока питания применяют стабилизированные ИПН на 5 В или 12 В. Данный тип БП подразумевает, что при возможных колебаниях напряжения сети, а также при изменении тока нагрузки в заданном диапазоне напряжение на выходе изменяться не будет. Это преимущество позволяет подключать к БП светодиоды, используя только резисторы.

И именно такой принцип подключения реализован в схемах с индикаторными светодиодами. Подключение мощных светодиодов и светодиодных матриц нужно производить через стабилизатор тока (драйвер). Несмотря на их более высокую стоимость, только так можно гарантировать стабильную яркость и продолжительную работу, а также исключить преждевременную замену дорогостоящего светоизлучающего элемента.

Такое подключение не требует наличия дополнительного резистора, а светодиод присоединяется непосредственно к выходу драйвера с соблюдением условия:

• Iдрайвера – ток драйвера по паспорту, А;
• ILED – номинальный ток светодиода, А.

При несоблюдении условия, подключенный светодиод перегорит от перегрузки по току.

В качестве источника питания можно использовать даже одну пальчиковую батарейку на 1,5 В. Но для этого придётся собрать небольшую электрическую схему, которая позволит повысить напряжение питания до нужного уровня. О том, как это сделать, можно узнать из статьи «Как подключить светодиод от батарейки на 1,5 В».

Последовательное подключение

Собрать рабочую схему на одном светодиоде – несложно. Другое дело, когда их несколько. Как правильно подключить 2, 3 … N светодиодов? Для этого нужно научиться рассчитывать более сложные схемы включения. Схема последовательного подключения представляет собой цепь из нескольких светодиодов, в которой катод первого светодиода соединен с анодом второго, катод второго с анодом третьего и так далее. Через все элементы схемы течёт ток одинаковой величины:

А падения напряжений суммируются:

Исходя из этого, можно сделать выводы:

• объединять в последовательную цепь целесообразно только светодиоды с одинаковым рабочим током;
• при выходе из строя одного светодиода произойдёт обрыв цепи;
• количество светодиодов ограничено напряжением БП.

Параллельное подключение

Если от БП с напряжением, например, 5 В, необходимо зажечь несколько светодиодов, то их придется соединить между собой параллельно. При этом последовательно с каждым светодиодом нужно поставить резистор. Формулы для расчёта токов и напряжений примут следующий вид:

Таким образом, сумма токов в каждой ветви не должна превышать максимально допустимый ток БП. При параллельном подключении однотипных светодиодов достаточно рассчитать параметры одного резистора, а остальные – будут такого же номинала.

Все правила последовательного и параллельного подключения, наглядные примеры, а также информацию о том, как нельзя включать светодиоды, можно найти в данной статье.

Смешанное включение

Разобравшись со схемами последовательного и параллельного подключения, пришло время комбинировать. Один из вариантов комбинированного подключения светодиодов показан на рисунке.

Кстати, именно так устроена каждая светодиодная лента.

Включение в сеть переменного тока

Подключать светодиоды от БП не всегда целесообразно. Особенно, если речь идёт о необходимости сделать подсветку выключателя или индикатор наличия напряжения в сетевом удлинителе. Для подобных целей достаточно будет собрать одну из простых схем подключения светодиода к сети 220 В. Например, схема с токоограничительным резистором и выпрямительным диодом, защищающим светодиод от обратного напряжения. Сопротивление и мощность резистора вычисляют по упрощённой формуле, пренебрегая падением напряжения на светодиоде и диоде, так как оно на 2 порядка меньше напряжения сети:

Из-за большой мощности рассеивания (2–5 Вт), резистор часто заменяют неполярным конденсатором. Работая на переменном токе, он как бы «гасит» лишнее напряжение и почти не нагревается.

Подключение мигающих и многоцветных светодиодов

Внешне мигающие светодиоды ничем не отличаются от обычных аналогов и могут мигать одним, двумя или тремя цветами по заданному производителем алгоритму. Внутреннее отличие состоит в наличии под корпусом ещё одной подложки, на которой расположен интегральный генератор импульсов. Номинальный рабочий ток, как правило, не превышает 20 мА, а падение напряжения может варьироваться от 3 до 14 В. Поэтому перед подключением мигающего светодиода нужно ознакомиться с его характеристиками. Если их нет, то узнать параметры можно экспериментальным путём, подключившись к регулируемому БП на 5–15 В через резистор сопротивлением 51-100 Ом.

В корпусе многоцветного RGB-светодиода расположены 3 независимых кристалла зелёного, красного и синего цвета. Поэтому при расчёте номиналов резисторов нужно помнить, что каждому цвету свечения соответствует своё падение напряжения.

Ещё раз о трёх важных моментах

1. Прямой номинальный ток – главный параметр любого светодиода. Занижая его, мы теряем в яркости, а завышая – резко сокращаем срок службы. Поэтому лучшим источником питания является светодиодный драйвер, при подключении к которому через светодиод всегда будет протекать постоянный ток нужной величины.
2. Напряжение, приведенное в datasheet к светодиоду, не является определяющим и лишь указывает на то, сколько вольт упадёт на p-n-переходе при протекании номинального тока. Его значение необходимо знать для того, чтобы правильно вычислить сопротивление резистора, если светодиод будет работать от обычного БП.
3. Для подключения мощных светодиодов важно не только надёжное электропитание, но и качественная система охлаждения. Установка на радиатор светодиодов с мощностью потребления более 0,5 Вт станет залогом их стабильной и продолжительной работы.

Источник: https://ledjournal.info/shemy/podklyuchenie-svetodioda.html