Главная » 2013 » Март » 21 » Подсветка выключателя или как запитать светодиод от сети.
21:38
Подсветка выключателя или как запитать светодиод от сети.
Подсветка сетевого выключателя своими руками или как запитать светодиод от сети.
 
 
Подсветка выключателя На написание этой статьи меня сподвигла просьба товарища соорудить подсветку для выключателя удлинителя, чтобы при использовании его визуально было видно есть ли напряжения на розетках. Казалось бы элементарная задача для реализации своими руками, и неоднократно описанная в интернете, но поскольку еще возникают вопросы,  может описание ее решение именно в этом блоге окажется для кого-то наиболее доходчиво.
Подобную схему можно применить и для подсветки обычного настенного выключателя. Такие простые схемы включения светодиодов часто применяются в бытовой технике для индикации их состояния и облегчения поиска в темноте.
В статье будут приведены  как конкретные примеры, так и методы расчета нескольких вариантов подключения одного или нескольких светодиодов к сети переменного тока 220в, чтобы каждый мог либо выбрать либо рассчитать под свои условия подходящий для себя вариант. Только

при расчетах учитывайте, что для увеличения надежности вашей схемы, значение напряжения сети нужно брать равным 300-320в (амплитудное значение), а ток протекающий через светодиод на треть меньше номинального. Каждый из приведенных вариантов включения работоспособен и опробован лично автором статьи.
Опробование схем производилось с двумя типами светодиодов (цветной 1.7в 17ма  и белый 3.2в  20ма), такие светодиоды как правило начинают уверенно светится уже при токе 5-7 мА. Если используются двух- или четырехкристальные светодиоды, то номинальный потребляемый ими ток увеличится соответственно в два или четыре раза, поэтому применение таких светодиодов с данными схемами я не рекомендую из-за значительного тепловыделения на активных токоограничивающих элементах схемы.
При питании светодиода от постоянного напряжения, достаточно включить последовательно с ним токоограничивающий резистор, сопротивление которого легко рассчитать по формуле:
 
Закон Ома (расчет резистора для светодиода)
 Как видно из формулы при питании одного-трех светодиодов соединенных последовательно от источника достаточно высокого напряжения, величина падения напряжения на самом светодиоде не играет большой роли. (при последовательном соединении Uсд будет равно сумме падений напряжений на каждом светодиоде, например для трех светодиодов Uсд = 9.6в. Подставив в формулу получим номинал резистора 17670 Ом...)
Если лень производить расчеты, можно еще рассчитать параметры резистора на этом сайте, вставив свои параметры в таблицу.
 
Если вам в руки попал неизвестный светодиод, то попробовать грубо определить его параметры можно экспериментально по этой методике использующей его стабилизирующие свойства.
 
Особенность питания светодиода сетевым переменным напряжением заключается в наличии импульсов высокого напряжения прикладываемых к светодиоду в обратной полярности. Во время этих импульсов pn-переход светодиода закрыт ток практически равен нулю, и практически все сетевое напряжение прикладывается с кристаллу светодиода, а у большинства светодиодов максимально допустимая величина обратного напряжения составляет 30-60 вольт. Поэтому все схемы подключения светодиода от сети переменного тока предназначены во первых для ограничения прямого тока протекающего через светодиод, а во вторых для ограничения прикладываемого к нему обратного  напряжения.
 
Вариант первый:
 
Самый простой и распространенный вариант подключения светодиода к сети состоит из светодиода, диода и резистора (сопротивления).
 
Схема с одним резистором и диодом 
В этой схеме используется любой маломощный светодиод, диод с обратным напряжением более 350в подходящих габаритов (КД105, КД209, 1N4007, 1N4937...) и резистор сопротивление которого рассчитывается по той же формуле (см. выше). Несмотря на то, что при расчете, сопротивление получится менее 20 КОм, для уменьшения нагрева лучше все же его увеличить, конечно яркость свечения при этом несколько уменьшится но в целях индикации этого будет более чем достаточно. В такой схеме можно без изменений параметров элементов подключать несколько светодиодов соединенных последовательно соблюдая полярность. Правда если один из светодиодов выйдет из строя то светится не будет вся линейка.
Для уменьшения навесных элементов, можно немного видоизменить ее исключив из схемы диод но включив несколько диодов встречно параллельно :
 
 
В результате каждый светодиод (или линейка) будет питаться от полуволны нужной полярности и одновременно ограничивать обратное напряжение не горящей ветви.
Правда у такой схемы есть два существенных недостатка:
- более сильный нагрев токоограничивающего резистора. Мощность резистора в этой схеме нужно выбирать в два раза больше чем в предыдущей при том же значении сопротивления. Можно включать вместо одного, последовательно два или три резистора уменьшив их сопротивление так же в два или три раза. А если яркость свечения светодиодов достаточна на уровне "неонки", сопротивление резистора и вовсе можно увеличит до 150 Ком. В таком исполнении его нагрев не будет ощущаться даже если использовать небольшой полватный резистор. 
- при выходе из строя (обрыве) одного из светодиодов, скорее всего выйдет из строя светодиод в параллельной ветки и все светодиоды не будут светится.
 

Вариант второй : 
 
 Чтобы значительно снизить тепловыделение элементов схемы , вместо активного сопротивления (резистор) можно использовать реактивное - (конденсатор) или составное (резистор + конденсатор). Окончательная схема этого варианта будет выглядеть примерно так :
Где:
R2 и конденсатор - служат комбинированным токоограничивающим сопротивлением (в принципе схема будет работать и без R2 но все же не исключайте его);
Емкость конденсатора можно увеличить до 0.33 mФ или даже 0.47 мФ если вы хотите немного увеличить яркость свечения светодиода, при указанной насхеме емкости 0.22мФ максимальный ток будет ограничен на уровне 13-15 мА, конечно номинальное напряжение конденсатора должно быть более 350в. 
R1 - для разряда конденсатора после отключения устройства (в целях безопасности);
VD1 - диод, ограничивающий импульсы обратного напряжения. Характеристики этого диода могут быть гораздо скромнее чем в предыдущим варианте - ток не менее тока потребления используемого светодиода, обратное напряжение не менее номинального напряжения светодиода, если светодиодов несколько, то суммы напряжений. Для схемы с одним-тремя светодиодами можно использовать диод подобный КД522, но лучше не заморачиваться и поставить тот же 1N4007 или 1N4937 что и в предыдущих схемах.
Так же как и в первом варианте, количество светодиодов можно увеличить без изменения параметров радиоэлементов схемы и диод VD1 можно заменить встречно включенными светодиодами:
 
 

 


Вариант третий : 
 
Лично я остановился именно на этом варианте несмотря на то что в нем используется немного больше радиоэлементов.
Промышленный образец светодиодного индикатора 
 
 
Эта схема взята из промышленного индикатора AD22-22DS который используется в силовых щитах управления различным электрооборудованием. В ней применен все тот же комбинированный ограничитель тока (резистор + конденсатор) и диодный мост, не дающий попасть обратному напряжению на светодиод. 
 
Промышленный светодиодный индикатор сети
 
На фото не видно диодного моста, но на самом деле он есть.....  :-))
Диодный мост встроен в светодиод, или светодиод в диодный мост, в общем на одной подложке расположено пять полупроводниковых кристаллов  один светодиод и четыре - диодный мост.
Светодиод с встроенным диодным мостом
 
 Мы конечно будем использовать обычный светодиод и диодный мост соберем сами на малогабаритных диодах выдерживающих обратное напряжение более 350в (КД105, КД209, 1N4007, 1N4937 или готовый диодный мост подобный RS207...).
 
Собранная простая схема включения светодиода в сеть
 
При указанных на схеме номиналах максимальный ток, протекающий через светодиод будет около 10 мА. Такого значения вполне достаточно при использовании светодиода в качестве индикатора а в случае бросков напряжения в сети мы продлим срок эксплуатации индикатора. Но если вы все-же хотите увелиичить протекающий через светодиод ток, вот табличка с некоторыми фиксированными параметрами С1 и R2, которые надо изменить в схеме :
 
 С1  R2
Максимальный ток
через светодиод
0.22 мкФ 100  Ом  0.5 Вт 11 мА
0.33 мкФ 100  Ом  0.5 Вт 15 мА
0.68 мкФ 100  Ом  0.5 Вт 35 мА
1 мкФ 100  Ом  0.5 - 1 Вт 50 мА
 
 
Как и в предыдущих вариантах, можно включать несколько светодиодов соединенных последовательно (я попробовал четыре) не меняя номиналов радиоэлементов применяемых в схеме.
 Приведенная схема достаточно надежна и работает непрерывно годами в щитах управления, но если чей то зоркий глаз усмотрит мерцания светодиода (100 Гц) при его свечении, можно параллельно светодиоду впаять электролитический конденсатор емкостью несколько сот микрофарад и напряжением большем напряжения падения на светодиоде или линейке светодиодов.
 

Все три варианта можно включать непосредственно в сеть или подключить параллельно выключателю освещения. Во втором случае индикатор будет гореть при выключенном освещении облегчая поиск выключателя. При использовании энергосберегающих газоразрядных лампочек малой мощности возможно их периодическое подмигивание. Для избавления от этого эффекта можно попробовать включить параллельно выводов лампы не электролитический конденсатор небольшой емкости (около 0.1-0.33 мФ) напряжением более 350в.

Четвертый вариант:
 
Для питания светодиода , выполняющего роль индикации этот способ слишком затратный. Его можно посоветовать для полноценного питания мощного светодиода или линейки осветительных светодиодов а также если необходима гальваническая развязка от сети высокого напряжения. Либо у вас дома просто валяется ненужное зарядное от старого мобильного телефона ....
 Для реализации такой задачи нам потребуется собрать полноценный трансформаторный или импульсный блок питания, обеспечивающий необходимый ток. Желательно (особенно для мощных и лазерных светодиодов) чтобы этот блок питания имел возможность стабилизации выдаваемого в нагрузку тока и предел стабилизации - регулировался.
В простейшим случае для питания светодиода током до 500 мА можно использовась ненужное зарядное устройство от сотового телефона, тем самым придав ему "вторую жизнь". Вот к примеру плата из одной такой зарядки, схема выполнена на микросхеме 3706M-E1.
 Принципиальная схема зарядного устройства мобильного телефона (схема из datasheet)
 

Плата блока питания с "зарядки" мобильника

 
Для питания светодиода также нужно подобрать (расчитать) токоограничивающий резистор. 
 
 

Основные правила обращения с светодиодами:
- не перегревайте светодиод при пайке и не паяйте подключенный светодиод.
- не допускайте превышения номинального тока протекающего через светодиод и его нагрева при работе.
- в первых трех вариантах ОБЯЗАТЕЛЬНО  соблюдайте полярность подключения светодиода при наладке, при несоблюдении полярности светодиод будет поврежден высоким обратным напряжением. Полярность светодиода определяется только "прозвонкой" или подключением через токоограничивающий резистор при  напряжении меньшем номинального обратного для выбранного светодиода . 
- в первых трех вариантах питания светодиода, все элементы схемы не имеют гальванической развязки от сети, т.е. высокое напряжение может присутствовать на всех элементах схемы, поэтому все работы по монтажу схем, в целях избежание поражения электрическим током, нужно производить при полном отключении схем от сети !
 

фОТО К СТАТЬЕ   ФОТО К СТАТЬЕ
 
                     Похожие темы:
 
Ремонт указателя направления эвакуации АСТО12   Ремонт указателя направления эвакуации АСТО12
Как своими руками сделать светильник из светодиодной ленты   Светодиодный светильник своими руками
Вывеска для дома с подсветкой своими руками   Простая вывеска- указатель улицы и номера дома с подсветкой своими руками 
Светильник для подсветки клавиатуры ноутбука своими руками   Светильник для подсветки клавиатуры ноутбука своими руками
Светодиодный фонарик с питанием от "Кроны" своими руками   Светодиодный фонарик с питанием от "Кроны" своими руками
 
Просмотров: 127424 | Добавил: yuriks75 | Рейтинг: 5.0/1
Понравился блог ? Нажми чтобы посоветовать в гугле. >>
Всего комментариев: 10
0
9  
Можно схему посмотреть последнего "мобильного" варианта? очень заинтересовало!

0
10  
Для экспериментов брались готовые платы с зарядных устройств мобильников. Если интересует принципиальная схема то для примера можно посмотреть в даташите на используемую микросхему (ссылка в статье).

0
7  
а можно вместо светодиодов использовать светодиодную ленту???

0
8  
Если имеется ввиду двенадцативольтовая светодиодная лента, то нормально питать ее от конденсаторного блока питания будет проблематично (разве что небольшой кусочек на 3-9 светодиодов). Для светодиодной ленты большой длины лучше всеже применить импульсный или трансформаторный блок питания соответствующей мощности.
Вышеприведенные простые конденсаторные схемы питания светодиодов больше подходят для применения их в качестве индикации а не освещения.

5  
вот еслибыпо подробней о зарядке с мобильного и одноватных диодах для ламп...

6  
Зарядное устройство от большинства современных мобильных телефонов как правило представляет из себя импульсный блок питания с выходным напряжением около пяти вольт и способным выдавать в нагрузку ток 0.5 - 1А. Этого вполне достаточно для запитывания одного-двух мощных светодиодов или целой линейки маломощных. Кроме этого такие зарядные устройства имеют достаточно малогабаритные размеры платы, ее легко интегрировать в свое устройство.
Большинство мощных светодиодов питаются напряжением 3.2-3.6 вольт, соответственно при мощности светодиода в 1 Ватт через него должен протекать ток около 0.3 ампера. Для ограничения тока в простейшем случае можно использовать последовательно включенный резистор. Все примерно как на последнем фото статьи.

3  
Схема довольна проста – резистор, диод, светодиод как в статье первый вариант, но вся изюминка в светодиодах. Сопротивления подбирал по яркости свечения и какой наминал резистора в схеме не помню, но знаю что 0.25Вт и больше 100 кОм. Лезть в выключатель нет особого желания, но вот под рукой оказался индикатор заземления и фазы в еврорезетках, собственного производства. Схема включения такая же, резистор в цепи светодиода красного свечения 0.25Вт 200 кОм, зелёного 0.25Вт 510 кОм !!!. Как называется эти светодиоды я не знаю, когда покупал попросил дайте малогабаритные светодиоды в прозрачном корпусе зелёного и красного свечения. Вчера экспериментировал со светодиодом зеленого свечения, он начинал загораться при токе 0.04 ма!!!, при токе 0.1 ма светит «нормально».

4  
Спасибо за дополнения.

2  
Теперь о схеме подключения. Ранее я использовал такую схему : Последовательно соединены конденсатор и светодиод, параллельно светодиоду подключены диод в обратном направлении и цепочка из нескольких диодов в прямом направлении. Диод служит для защиты светодиода от обратного напряжения и для перезарядки конденсатора. Цепочка из диодов выполняет роль стабилизатора (например из 4-ёх диодов Uст = 4*0.6 = 2.4В) и защищает светодиод от большого напряжения и тока, так как здесь отсутствует ограничивающий резистор. Без этой цепочки светодиод выйдет из строя сразу после первого включения! После замены старых советских выключателей на новые современные я от этой схемы отказался. Критерием выбора следующей схемы были минимум деталей и минимальный ток потребления.

1  
Хочу поделиться своим опытом использования светодиодов в выключателях в сети 220 В. Светодиод устанавливаю в самой клавише выключателя. В том месте, где нажимают на клавишу для включения сверлю отверстие, вставляю в него светодиод, так чтобы он не выступал, а был на одной на поверхности с клавишей. Это даёт возможность в темноте легко определить место куда нажимать. Затем закрепляю термоклеем, а выводы делаю гибким проводом. В качестве светодиодов использую светодиоды диаметром 3мм в прозрачном корпусе зелёного свечения.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Возможно вас заинтересует : 

Причины ложных срабатываний систем охранно-пожарных сигнализаций (24086)[Пожарная сигнализация]
Установка bluetooth в мотошлем своими руками (16487)[Может пригодится]
Видеонаблюдение для дома своими руками (8433)[Может пригодится]
Зачем мне нужен сайт ? или Как создать свой сайт "чайнику" (24934)[Разное]
Линейный двухпозиционный пожарный извещатель ИП212-04 "Луч-1" (7921)[Пожарная сигнализация]
Видеонаблюдение дома своими руками (92057)[Может пригодится]
Выдвижная полка для сканера (11888)[Может пригодится]
Обзор дымового пожарного извещателя ИП212-5м (7269)[Пожарная сигнализация]
Локализатор неисправности шлейфа сигнализации (6872)




 
             Copyright http://oruki.ru/ 2012 -©- 2016 | Хостинг от uCoz