Паралельне з'єднання світлодіодів: опис, плюси і мінуси

Новий рік – самий світлий і добрий свято для більшості населення нашої країни. Люди прикрашають ялинки і чекають чогось світлого і доброго. Проте святковий настрій неможливо створити без правильної ілюмінації, в якості якої традиційно виступають гірлянди. Їх виготовляють з лампочок розжарювання, неону. Однак найбільш економічними і безпечними по праву вважаються вироби з світлодіодів. Такі гірлянди можна зібрати навіть своїми руками. Необхідно лише дотримуватися деяких правил монтажу. Сьогоднішня стаття розповість про паралельному з'єднанні світлодіодів, як воно виконується і коли застосовується.

Які види комутації LED-елементів існують

Розрізняють два основних типи з'єднання – послідовне і паралельне. Кожен з них застосовується в своїй області. Наприклад, якщо мова йде про новорічних електричних гірляндах, то тут частіше виконується послідовне з'єднання. Воно дозволяє використовувати лампочки розжарювання або неон, призначені для низької напруги. Наприклад, сполучені послідовно лампочки 4.5 в кількості 50 шт. вільно витримують напругу 220 В. При подібній комутації плюс одного випромінювача з'єднується з мінусом іншого, і так на протязі всього ланцюга.


Але подібне правило не стосується світлодіодних новорічних електричних гірлянд. Справа в тому, що для коректної роботи LED-компонентів не підходить змінний струм домашньої мережі. Для нормального функціонування їм необхідний стабілізуючий блок живлення. Це означає, що напруга в будь-якому разі повинно бути низьким. Адже набагато простіше стабілізувати 12В, ніж 220 В.

Нюанси підключення світлодіодів

Як відомо, існує послідовне і паралельне з'єднання світлодіодів. В такому випадку виникає питання, чому для гірлянд з лампами та неоном вибирається одне, а для LED-елементів інше? Тут справа в характеристиках випромінювачів. Кожен з світлодіодів має свій показник падіння напруги. За умови, що стабілізуючий блок живлення не занадто потужний, велика кількість LED-елементів послідовно до нього підключити не вдасться. Саме з цієї причини в гірляндах використовується паралельна комутація.


Хтось може сказати, що достатньо взяти БЖ потужніший, адже при цьому контролювати напругу на світлодіодах буде простіше (воно буде рівним на кожному з них). Але тут постає ось яка проблема. Навіть якщо брати звичайну гірлянду з світлодіодів на 50 LED-елементів, адаптер таких розмірів, що під невеликий ялинкою його приховати не вдасться. Корисна інформація! Якщо падіння напруги на чіпах вище, ніж номінал блоку живлення, довготривалу роботу такий адаптер може не витримати.

Паралельне і послідовне з'єднання LED-компонентів: видеоразъяснения

Трохи інформації про з'єднання світлодіодів можна почерпнути з наступного відеоролика. У ньому наочно продемонстровано, що воно собою являє.

Що потрібно для комутації LED-елементів

Паралельне з'єднання світлодіодів передбачає використання обмежувальних резисторів і випромінювачів, максимально наближених один до одного за характеристиками. Якщо підбір LED-елементів за показниками нескладний, то опір, необхідний для їх коректної роботи потрібно ще вирахувати. Варто розібратися, які формули для цього застосовуються.
При паралельному з'єднанні світлодіодів розрахунок опору слід розпочати з його обчислення номінального опору, вимірюється в Ом. Для цього необхідно різниця напруги джерела живлення та LED-елемента розділити на твір струму світлодіода на коефіцієнт 075. Дані з LED-елементів при цьому беруться з технічної документації. Для нормальної роботи ланцюга потрібно обчислення ще одного параметра. При паралельному з'єднанні світлодіодів розрахунок резистора по потужності також украй важливий. Він проводиться наступним чином. Необхідно квадрат різниці напруги джерела живлення і LED-елемента розділити на отримане з попередніх обчислень опір.

Як зробити гірлянду з світлодіодів своїми руками

Розрахувавши резистори і припаявши їх до катодів LED-елементів, слід визначитися з напругою блоку живлення, який буде використовуватися. Найбільш зручний варіант – це застосування контролера від старої китайської гірлянди. Це пристрій не тільки виступить в ролі стабілізатора, але і позбавить від розв'язання питання, як зробити миготіння світлодіодів при паралельному з'єднанні. Далі необхідно розтягнути провід, відзначити маркером майбутні місця розташування випромінювачів. За відмітками знімаються невеликі відрізки ізоляції – по 15-20 мм. Цю роботу слід виконувати обережно, щоб не пошкодити жилу дроту. Облудив зачищені місця, можна припаяти до них світлодіоди. Отриману спайку необхідно заізолювати разом з частиною LED-елементи, внаслідок чого збільшиться міцність з'єднання. Для цих цілей краще використовувати прозорий скотч, який не буде перешкоджати проходженню світлового потоку.

Комутація вийшла гірлянди з контролером

Якщо відкрити корпус китайського пристрою, на зворотному від живильного проводу стороні, з краю, можна побачити 2 або 3 вихідних контакту. Якщо їх 2 відразу зрозуміло, як виробляти пайку, якщо 3 то використовуються крайні, а центральний залишається порожнім. При подібній роботі не слід використовувати потужний паяльник з товстим жалом – виникає небезпека зіпсувати обладнання. Якщо іншого виходу немає, то необхідно намотати на накінечник без ізоляції мідний дріт, перетином 4 або 6 мм 2 таким чином, щоб кінець жили був довший на 3-4 див. Наслідком таких дій стане зменшення температури жала паяльника і більш акуратна робота. Після того як паралельно з'єднані світлодіоди і китайський контролер стали однією гірляндою, можна провести її перевірку, включивши зроблений своїми руками прилад у мережу. Кнопка на корпусі дасть можливість перемикання режимів миготіння.

Паралельне з'єднання світлодіодних стрічок

Відрізки LED-смуги при підключенні до блоку живлення не повинні бути довше 5 м. А ось якщо потрібна велика протяжність, їх з'єднують. Але робити це потрібно тільки в паралель. Багато «умільці» кажуть, що можна виконати і послідовну комутацію, але це дуже велика помилка. Справа в тому, що при такому підключенні різко зростає навантаження на струмопровідні нитки першої стрічки, в результаті чого вони починають перегорить. А ось при паралельному з'єднанні світлодіодів 12 вольт такого не відбувається – доріжки розраховані на довжину смуги до 5 м.

LED-стрічки також використовуються в якості гірлянд. Найбільш поширене їх застосування – вулична підсвічування типу «Дюралайт». Для її виготовлення використовується силіконова трубка, в яку поміщається світлодіодна смуга. Такі гірлянди морозостійкі і вологонепроникні, не бояться опадів і бруду. Застосовуються в оформленні вуличних новорічних ялинок, стовбурів дерев, протягуються між фонарными стовпами.

Особливості пайки SMD-компонентів

Для виготовлення LED-стрічки використовуються монтуються на поверхню СМД-світлодіоди. Їх особливість в тому, що без спеціального обладнання замінити згорілий елемент не вдасться. Справа в тому, що тут необхідна станція – звичайним паяльником легко перегріти чіпи, які не переносять занадто високої температури. Нерідкі випадки, коли занадто самовпевнені домашні майстри примудрялися замінити SMD-компоненти за допомогою звичайного приладу, проте через 2-3 години безперервної роботи світлодіодна стрічка знову виходила з ладу. Взагалі, LED-смуга – це універсальний пристрій, що застосовується в різних областях. Це може бути підсвічування підвісних стель, меблів, салону автомобіля або комп'ютерної клавіатуривсього і не перерахувати.

Кілька порад по створенню гірлянди

Вибираючи колір майбутнього ялинкової прикраси, не варто звертати уваги на RGB елементи. Збірка для починаючого майстра може стати дуже складною, а витрачати зайві гроші, щоб після підключити їх як звичайні компоненти, буде недозволеною розкішшю. Краще всього виконати паралельне з'єднання світлодіодів різного кольору. Звичайно, доведеться провести додаткові розрахунки параметрів резисторів, однак результат буде набагато цікавіше, ніж при використанні однотонних випромінювачів. Зрозуміло, що готова гірлянда на світлодіодах в магазині коштує досить дешево. Але слід розуміти, що виготовлене своїми руками виріб здасться у багато разів красивіше. А задоволення від того, що все вийшло так, як задумано не виміряти ніякими грошима. При виготовленні подібних прикрас слід бути гранично уважним, стежити, щоб не залишилося оголених ділянок, а дроти всередині контролера не перехлестнулись. Контакти повинні бути пропаяні якісно, щоб уникнути нагріву. Необхідно розуміти, що вона буде розташовуватися на ялинці, а хвоя дуже швидко спалахує за рахунок міститься в ній смоли. Живильний кабель, що йде від контролера на розетку, має сенс замінити – китайські виробники намагаються економити на всьому. Саме з цієї причини жили цього проводу трохи товщі волосся. Після розтину корпусу контролера має сенс перевірити якість пайки з'єднань та контактів у дешевих моделях це хворе місце.

Часто допускаються помилки при створенні паралельного з'єднання

Від цього ніхто не застрахований, проте слід намагатися, щоб подібного не відбувалося. Основними помилками, які допускають не тільки новачки, а іноді і професіонали, можна назвати: Ігнорування необхідності підключення світлодіода з обмежувальним резистором. Комутація декількох LED-компонентів через одне опір. У подібному випадку якщо буде пробитий один з елементів, струм на інших значно підвищиться. Чим це загрожує, говорити не варто. Послідовне підключення світлодіодів з різними характеристиками. Недостатній опір. Струм, що проходить через випромінювач, буде занадто великим, що призведе до підвищення температури і виходу елемента з ладу. Підключення світлодіодів до побутової мережі без пристрою обмеження зворотного напруги. Струм мережі 220 В змінний, а значить в момент, коли синусоїда перетне вісь, відбудеться пробій p-n переходу елемента, що призведе до його виходу з ладу. Мала потужність опору. Навіть при правильному паралельному з'єднанні світлодіодів подібна помилка призведе до сильного нагрівання резистора, плавленню ізоляції і короткого замикання. Залишається порадити домашнім майстрам, уважніше ставитися до подібної роботи і не допускати перерахованих помилок.

Замість епілогу

Знати, яке з'єднання називається послідовним, а яке паралельним і вміти його виконати зобов'язаний кожен поважаючий себе домашній майстер. Ці навички знадобляться не тільки при виготовленні гірлянд. З різними видами з'єднань можна зіткнутися де завгодно. Наприклад, в домашній електромережі всі розетки підключені паралельно, в той час як вимикачі мають послідовну комутацію. Головне – пам'ятати про основні правила, дотримуватися їх і бути уважним до дрібниць. У цьому випадку будь-яка робота, за яку візьметься домашній майстер, буде виконана безпечно, надійно та на належному рівні.