Indicator LED de nivel al tensiunii de rețea. Indicator de tensiune, tipuri, funcții, instrucțiuni de utilizare

LED-urile au fost utilizate de mult timp în orice tehnologie datorită consumului redus, compactității și fiabilității ridicate ca afișare vizuală a funcționării sistemului. Indicatorul LED de tensiune este dispozitiv util, necesar amatorilor și profesioniștilor pentru a lucra cu electricitate. Principiul este utilizat la iluminarea întrerupătoarelor de perete și a comutatoarelor filtre de rețea, indicatoare de tensiune, șurubelnițe de testare. Un astfel de dispozitiv poate fi realizat cu propriile mâini datorită caracterului său relativ primitiv.

Indicator de tensiune AC 220 V

Să luăm în considerare prima, cea mai simplă versiune a unui indicator de rețea pe un LED. Este folosit în șurubelnițe pentru a găsi faza de 220 V Pentru a o implementa vom avea nevoie de:

LED;
rezistor;
diodă.

Puteți alege absolut orice LED (HL). Caracteristicile diodei (VD) ar trebui să fie aproximativ următoarele: tensiune directă, cu un curent direct de 10-100 mA - 1-1,1 V. Tensiune inversă 30-75 V. Rezistorul (R) trebuie să aibă o rezistență de cel puțin 100 kOhm, dar nu mai mult de 150 kOhm, altfel luminozitatea indicatorului va scădea. Un astfel de dispozitiv poate fi realizat independent într-o formă articulată, chiar și fără utilizarea unei plăci de circuit imprimat.

Circuitul unui indicator de curent primitiv va arăta similar, doar că este necesar să folosiți capacitatea.

Indicator de tensiune AC și DC până la 600 V

Următoarea opțiune este puțin mai mult sistem complex, datorită prezenței în circuit, pe lângă elementele deja cunoscute nouă, doi tranzistori și o capacitate. Dar versatilitatea acestui indicator vă va surprinde plăcut. Poate verifica în siguranță prezența tensiunii de la 5 la 600 V, atât directă, cât și alternativă.

Elementul principal al circuitului indicator de tensiune este un tranzistor cu efect de câmp (VT2). Valoarea tensiunii de prag care va permite indicatorului să funcționeze este fixată de diferența de potențial poartă-sursă, iar tensiunea maximă posibilă determină căderea la sursa de scurgere. Funcționează ca stabilizator de curent. Printr-un tranzistor bipolar (VT1) se realizează feedback pentru a menține valoarea setată.

Principiul de funcționare Indicator LED este după cum urmează. Când se aplică o diferență de potențial la intrare, în circuit va apărea un curent, a cărui valoare este determinată de rezistența (R2) și de tensiunea joncțiunii bază-emițător a tranzistorului bipolar (VT1). Pentru ca un LED slab să se aprindă, este suficient un curent de stabilizare de 100 μA. Pentru a face acest lucru, rezistența (R2) ar trebui să fie de 500-600 ohmi, dacă tensiunea bază-emițător este de aproximativ 0,5 V. Este necesar ca un condensator (C) să fie nepolar, cu o capacitate de 0,1 μF, servește ca protecția LED-ului împotriva supratensiunilor de curent. Selectăm un rezistor (R1) cu o valoare de 1 MOhm, acesta acționează ca sarcină pentru tranzistorul bipolar (VT1). Funcţiile diodei (VD) în caz de indicaţie tensiune DC– aceasta este testarea și protecția stâlpilor. Și pentru a verifica tensiunea alternativă, joacă rolul unui redresor, întrerupând semiunda negativă. Tensiunea sa inversă trebuie să fie de cel puțin 600 V. În ceea ce privește LED-ul (HL), alegeți astfel încât strălucirea lui la curenți minimi să fie vizibilă.

Indicator de tensiune auto

Dintre domeniile în care utilizarea unui indicator de tensiune LED are beneficii incontestabile, putem evidenția funcționarea baterie auto. Pentru ca bateria să funcționeze mult timp, este necesar să controlați tensiunea la bornele sale și să o mențineți în limitele specificate.

Vă invităm să acordați atenție diagramei indicator auto tensiune pornită, cu ajutorul căreia veți înțelege cum să faceți singur dispozitivul. Un LED RGB se deosebește de unul obișnuit prin prezența a 3 cristale multicolore în interiorul carcasei sale. Această proprietate vom folosi fiecare culoare pentru a ne semnala nivelul de tensiune.

Circuitul este format din nouă rezistențe, trei diode zener, trei tranzistoare bipolare și un LED cu trei culori. Vă rugăm să rețineți ce elemente sunt recomandate pentru a fi selectate pentru implementarea schemei.

R1=1, R2=10, R3=10, R4=2,2, R5=10, R6=47, R7=2,2, R8=100, R9=100 (kOhm).
VD1=10, VD2=8,2, VD3=5,6 (V).
VT – BC847C.
HL – LED RGB.

Rezultatul unui astfel de sistem este următorul. LED-ul se aprinde:

verde – tensiune 12-14 V;
albastru – tensiune sub 11,5 V;
roșu – tensiune peste 14,4 V.

Acest lucru se întâmplă din cauza unui circuit asamblat corect. Folosind un potențiometru (R4) și o diodă zener (VD2), se setează cea mai joasă limită de tensiune. De îndată ce diferența de potențial dintre bornele bateriei devine mai mică decât valoarea specificată, tranzistorul (VT2) se închide, VT3 se deschide și cristalul albastru induce. Dacă tensiunea la bornele este în intervalul specificat, atunci curentul trece prin rezistențele (R5, R9), dioda zener (VD3), LED-ul (HL) luminează în mod natural verde, tranzistorul (VT3) este în închis. stare, iar al doilea (VT2) este oprit. Folosind Setări rezistor variabil(R2), tensiunea ce depășește 14,4 V va fi indicată de un LED roșu.

Indicator de tensiune pe LED bicolor

O altă schemă de indicație populară este cea care utilizează un LED cu două culori pentru a afișa starea de încărcare a bateriei sau pentru a semnala când o lampă este aprinsă sau stinsă într-o altă cameră. Acest lucru poate fi foarte convenabil, de exemplu, dacă întrerupătorul de lumină din subsol este situat înaintea scărilor care duc în jos (apropo, nu uitați să citiți un articol interesant despre asta). Înainte de a coborî acolo, aprinzi lumina și indicatorul devine roșu, când stingi vezi strălucire verde pe cheie. În acest caz, nu trebuie să intri într-o cameră întunecată și să simți schimbarea acolo. Când ieși din subsol, știi după culoarea LED-ului dacă lumina din subsol este aprinsă sau nu. În același timp, monitorizezi starea de sănătate a becului, deoarece dacă se arde, LED-ul roșu nu se va aprinde. Iată o diagramă a unui indicator de tensiune pe un LED cu două culori.

În concluzie, putem spune că acestea sunt doar schemele de bază posibile pentru utilizarea LED-urilor pentru a indica tensiunea. Toate sunt simple și chiar și un amator le poate face. Nu au folosit circuite integrate scumpe sau ceva de genul acesta. Recomandăm tuturor electricienilor amatori și profesioniști să achiziționeze un astfel de aparat pentru a nu-și pune niciodată în pericol sănătatea, demarând lucrări de reparații fără a verifica prezența tensiunii.

În orice tehnologie, LED-urile sunt folosite pentru a afișa modurile de funcționare. Motivele sunt evidente - cost redus, consum ultra-scăzut de energie, fiabilitate ridicată. Deoarece circuitele indicatoare sunt foarte simple, nu este nevoie să achiziționați produse fabricate din fabrică.

Din abundența de circuite pentru realizarea unui indicator de tensiune pe LED-uri cu propriile mâini, puteți alege cel mai mult cea mai buna varianta. Indicatorul poate fi asamblat în câteva minute din cele mai comune radioelemente.

Toate aceste circuite sunt împărțite în indicatori de tensiune și indicatori de curent în funcție de scopul lor.

Lucrează cu o rețea de 220 V

Să luăm în considerare cea mai simpla varianta– verificarea fazei.

Acest circuit este un indicator luminos de curent găsit pe unele șurubelnițe. Un astfel de dispozitiv nici măcar nu necesită alimentare externă, deoarece diferența de potențial dintre firul de fază și aer sau mână este suficientă pentru ca dioda să strălucească.

Pentru a afișa tensiunea de rețea, de exemplu, verificând prezența curentului în conectorul prizei, circuitul este și mai simplu.

Cel mai simplu indicator de curent pe LED-urile de 220 V este asamblat folosind capacitatea pentru a limita curentul LED-ului și o diodă pentru a proteja împotriva semi-undă inversă.

Verificarea tensiunii DC

Adesea este nevoie să sune circuitul de joasă tensiune al aparatelor de uz casnic sau să se verifice integritatea unei conexiuni, de exemplu, un fir de la căști.

Ca limitator de curent, puteți folosi o lampă cu incandescență de putere redusă sau un rezistor de 50-100 Ohm. În funcție de polaritatea conexiunii, dioda corespunzătoare se aprinde. Această opțiune este potrivită pentru circuite de până la 12V. Pentru mai mult înaltă tensiune va trebui să măriți rezistența rezistorului de limitare.

Indicator pentru microcircuite (sondă logică)

Dacă este necesar să se verifice performanța unui microcircuit, o sondă simplă cu trei stări stabile va ajuta în acest sens. Dacă nu există semnal (circuit deschis), diodele nu se aprind. Dacă există un zero logic pe contact, apare o tensiune de aproximativ 0,5 V, care deschide tranzistorul T1 dacă există unul logic (aproximativ 2,4 V), se deschide tranzistorul T2;

Această selectivitate se realizează datorită diferiților parametri ai tranzistorilor utilizați. Pentru KT315B tensiunea de deschidere este de 0,4-0,5V, pentru KT203B este de 1V. Dacă este necesar, puteți înlocui tranzistoarele cu altele cu parametri similari.

Pentru că trebuie să rezolvați cu competență două probleme simultan:

Limitați curentul direct prin LED pentru a preveni arderea acestuia.
Protejați LED-ul de defectarea prin curent invers.

Dacă ignorați oricare dintre aceste puncte, LED-ul va fi acoperit instantaneu cu un bazin de cupru.

În cel mai simplu caz, puteți limita curentul prin LED cu un rezistor și/sau un condensator. Și puteți preveni defecțiunile de la tensiune inversă folosind o diodă convențională sau un alt LED.

Prin urmare, cel mai simplu circuit pentru conectarea unui LED la 220V este format din doar câteva elemente:

Dioda de protecție poate fi aproape orice, pentru că tensiunea sa inversă nu va depăși niciodată tensiunea directă pe LED, iar curentul este limitat de un rezistor.

Rezistența și puterea rezistenței de limitare (balast) depind de curentul de funcționare al LED-ului și se calculează conform legii lui Ohm:

R = (U în - U LED) / I

Și puterea de disipare a rezistenței se calculează după cum urmează:

P = (U în - U LED) 2 / R

unde Uin = 220 V,
U LED - tensiunea directă (de operare) a LED-ului. De obicei, se află în intervalul de 1,5-3,5 V. Pentru unul sau două LED-uri poate fi neglijat și, în consecință, simplificați formula la R = U în / I,
I - curent LED. Pentru LED-urile indicatoare convenționale, curentul va fi de 5-20 mA.

Exemplu de calcul al unui rezistor de balast

Să presupunem că trebuie să obținem curentul mediu prin LED = 20 mA, prin urmare rezistența ar trebui să fie:

R = 220V/0,020A = 11000 Ohm(luați două rezistențe: 10 + 1 kOhm)

P = (220V) 2 /11000 = 4,4 W(luați cu rezervă: 5 W)

Valoarea necesară a rezistenței poate fi luată din tabelul de mai jos.

Tabelul 1. Dependența curentului LED de rezistența rezistenței de balast.

Rezistența rezistenței, kOhm	Valoarea amplitudinii curentului prin LED, mA	Curent mediu LED, mA	Curentul mediu al rezistenței, mA	Puterea rezistenței, W
43	7.2	2.5	5	1.1
24	13	4.5	9	2
22	14	5	10	2.2
12	26	9	18	4
10	31	11	22	4.8
7.5	41	15	29	6.5
4.3	72	25	51	11.3
2.2	141	50	100	22

Alte opțiuni de conectare

În circuitele anterioare, dioda de protecție a fost conectată spate în spate, dar poate fi plasată astfel:

Acesta este al doilea circuit pentru pornirea LED-urilor de 220 de volți fără driver. În acest circuit, curentul prin rezistor va fi de 2 ori mai mic decât în prima opțiune. Și, prin urmare, va elibera de 4 ori mai puțină putere. Acesta este un plus sigur.

Dar există și un minus: tensiunea de rețea completă (amplitudinea) este aplicată diodei de protecție, astfel încât nicio diodă nu va funcționa aici. Va trebui să găsiți ceva cu o tensiune inversă de 400 V sau mai mare. Dar în zilele noastre aceasta nu este deloc o problemă. De exemplu, dioda omniprezentă de 1000 de volți - 1N4007 (KD258) - este perfectă.

În ciuda concepției greșite obișnuite, în timpul semiciclurilor negative ale tensiunii de rețea, LED-ul va fi încă într-o stare de defecțiune electrică. Dar datorită faptului că rezistența joncțiunii p-n polarizate invers a diodei de protecție este foarte mare, curentul de defectare nu va fi suficient pentru a deteriora LED-ul.

Atenţie! Toate cele mai simple circuite pentru conectarea LED-urilor de 220 volți au o conexiune galvanică directă la rețea, așa că atingerea ORICE punct al circuitului este EXTREM DE PERICULOASĂ!

Pentru a reduce valoarea curentului de atingere, trebuie să înjumătățiți rezistorul în două părți, astfel încât să iasă așa cum se arată în imagini:

Datorită acestei soluții, chiar dacă faza și zero sunt inversate, curentul care trece printr-o persoană către „pământ” (dacă este atins accidental) nu poate depăși 220/12000 = 0,018A. Și asta nu mai este atât de periculos.

Ce zici de pulsații?

În ambele scheme, LED-ul se va aprinde numai în timpul semiciclului pozitiv al tensiunii de rețea. Adică va pâlpâi la o frecvență de 50 Hz sau de 50 de ori pe secundă, iar intervalul de pulsații va fi egal cu 100% (10 ms pornit, 10 ms oprit și așa mai departe). Va fi vizibil pentru ochi.

În plus, atunci când LED-urile pâlpâitoare luminează orice obiecte în mișcare, de exemplu, palele ventilatorului, roțile de bicicletă etc., va apărea inevitabil un efect stroboscopic. În unele cazuri, acest efect poate fi inacceptabil sau chiar periculos. De exemplu, atunci când lucrezi la o mașină, poate părea că tăietorul este nemișcat, dar de fapt se rotește cu o viteză vertiginoasă și așteaptă doar să pui degetele acolo.

Pentru a face ondulația mai puțin vizibilă, puteți dubla frecvența de comutare a LED-ului folosind un redresor cu undă completă (punte de diode):

Vă rugăm să rețineți că, în comparație cu circuitul #2, cu aceeași valoare a rezistenței, am primit de două ori curentul mediu. Și, în consecință, de patru ori puterea de disipare a rezistențelor.

În acest caz, nu există cerințe speciale pentru puntea de diode, principalul lucru este că diodele care o compun pot rezista la jumătate din curentul de funcționare al LED-ului. Tensiunea inversă pe fiecare dintre diode va fi complet neglijabilă.

O altă opțiune este de a organiza comutarea spate în spate a două LED-uri. Apoi, unul dintre ele va arde în timpul semi-undului pozitiv, iar al doilea - în timpul semi-undului negativ.

Trucul este că, cu această conexiune, tensiunea inversă maximă pe fiecare dintre LED-uri va fi egală cu tensiunea directă a celuilalt LED (mai câțiva volți maxim), astfel încât fiecare dintre LED-uri va fi protejat în mod fiabil de defecțiuni.

LED-urile trebuie amplasate cât mai departe posibil prieten mai apropiat unui prieten. În mod ideal, încercați să găsiți un LED dual, în care ambele cristale să fie plasate într-o singură carcasă și fiecare să aibă propriile terminale (deși nu am mai văzut așa ceva).

În general, pentru LED-urile care îndeplinesc o funcție de indicator, cantitatea de ondulație nu este foarte importantă. Pentru ei, cel mai important lucru este diferența cea mai vizibilă dintre stările de pornire și oprire (indicație pornit/oprit, redare/înregistrare, încărcare/descărcare, normal/de urgență etc.)

Dar atunci când creați lămpi, ar trebui să încercați întotdeauna să reduceți pulsațiile la minimum. Și nu atât din cauza pericolelor efectului stroboscopic, cât din cauza lor influență nocivă pe corp.

Ce pulsații sunt considerate acceptabile?

Totul depinde de frecvență: cu cât este mai scăzută, cu atât pulsațiile sunt mai vizibile. La frecvențe de peste 300 Hz, ondulațiile devin complet invizibile și nu sunt deloc normalizate, adică chiar și 100% sunt considerate normale.

În ciuda faptului că pulsațiile luminoase la frecvențe de 60-80 Hz și mai mari nu sunt percepute vizual, cu toate acestea, ele pot provoca oboseală oculară crescută, oboseală generală, anxietate, scăderea performanței vizuale și chiar dureri de cap.

Pentru a preveni consecințele de mai sus, standard international IEEE 1789-2015 recomandă un nivel maxim de ondulație de luminanță pentru 100 Hz de 8% (garantat nivel sigur- 3%). Pentru o frecvență de 50 Hz, acestea vor fi de 1,25%, respectiv 0,5%. Dar asta este pentru perfecționiști.

De fapt, pentru ca pulsațiile de luminozitate ale LED-urilor să nu mai fie măcar oarecum enervante, este suficient ca acestea să nu depășească 15-20%. Acesta este exact nivelul de pâlpâire al lămpilor cu incandescență putere medie, dar nimeni nu s-a plâns vreodată de ei. Și SNiP nostru rusesc 23-05-95 permite o pâlpâire ușoară de 20% (și numai pentru o muncă deosebit de minuțioasă și responsabilă, cerința este crescută la 10%).

Conform GOST 33393-2015 "Clădiri și structuri. Metode de măsurare a coeficientului de pulsație de iluminare" Pentru a evalua magnitudinea pulsațiilor, se introduce un indicator special - coeficientul de pulsație (Kp).

Coeff. pulsațiile sunt în general calculate folosind o formulă complexă folosind o funcție integrală, dar pentru oscilațiile armonice formula este simplificată la următoarea:

K p = (E max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,

unde E max este valoarea maximă de iluminare (amplitudine), iar E min este minimă.

Vom folosi această formulă pentru a calcula capacitatea condensatorului de netezire.

Puteți determina foarte precis pulsațiile oricărei surse de lumină folosind panou solar si osciloscop:

Cum se reduce ondulația?

Să vedem cum să conectați un LED la o rețea de 220 de volți pentru a reduce ondulația. Pentru a face acest lucru, cel mai simplu mod este să lipiți un condensator de stocare (netezire) în paralel cu LED-ul:

Datorită rezistenței neliniare a LED-urilor, calcularea capacității acestui condensator este o sarcină destul de netrivială.

Cu toate acestea, această sarcină poate fi simplificată făcând câteva ipoteze. În primul rând, imaginați-vă LED-ul ca un rezistor fix echivalent:

Și în al doilea rând, pretindeți că luminozitatea LED-ului (și, în consecință, iluminarea) are o dependență liniară de curent.

Calculul capacității condensatorului de netezire

Să presupunem că vrem să obținem coeficientul. ondulație de 2,5% la un curent prin LED-ul de 20 mA. Și să avem la dispoziție un LED, pe care 2 V scade la un curent de 20 mA Frecvența rețelei, ca de obicei, este de 50 Hz.

Deoarece am decis că luminozitatea depinde liniar de curentul prin LED și am reprezentat LED-ul în sine ca un simplu rezistor, putem înlocui cu ușurință iluminarea în formula pentru calcularea coeficientului de ondulare cu tensiunea de pe condensator:

K p = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%

Înlocuim datele originale și calculăm U min:

2,5% = (2V - U min) / (2V + U min) ⋅ 100% => U min = 1,9V

Perioada fluctuațiilor de tensiune în rețea este de 0,02 s (1/50).

Astfel, oscilograma de tensiune de pe condensator (și, prin urmare, pe LED-ul nostru simplificat) va arăta cam așa:

Să ne amintim trigonometria și să calculăm timpul de încărcare al condensatorului (pentru simplitate, nu vom ține cont de rezistența rezistorului de balast):

t sarcina = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1,9/2) / (2 ⋅ 3.1415⋅ 50) = 0,0010108 s

În restul perioadei, Conderul va fi externat. Mai mult, perioada în acest caz trebuie redusă la jumătate, deoarece Folosim un redresor cu undă completă:

t descărcare = T - t încărcare = 0,02/2 - 0,0010108 = 0,008989 s

Rămâne de calculat capacitatea:

LED C=I ⋅ dt/dU = 0,02 ⋅ 0,008989/(2-1,9) = 0,0018 F (sau 1800 µF)

În practică, este puțin probabil ca cineva să instaleze un condensator atât de mare de dragul unui LED mic. Deși, dacă scopul este obținerea unei ondulații de 10%, atunci este nevoie de doar 440 uF.

Creștem eficiența

Ați observat câtă putere este eliberată prin rezistența de stingere? Puterea care se irosește. Este posibil să o reduceți cumva?

Se dovedește că încă se poate! Destul în schimb rezistență activă(rezistor) ia unul reactiv (condensator sau inductor).

Probabil că vom elibera imediat clapeta de accelerație din cauza volumului său și posibile probleme cu EMF autoindus. Și te poți gândi la condensatori.

După cum se știe, un condensator de orice capacitate are o rezistență infinită pt DC. Dar rezistența AC este calculată folosind această formulă:

Rc = 1/2πfC

adică decât capacitate mai mare Cși cu cât frecvența curentă este mai mare f- cu cat rezistenta este mai mica.

Frumusețea este că în reactanță puterea este și reactivă, adică ireală. Pare să fie acolo, dar parcă nu este acolo. De fapt, această putere nu funcționează, ci pur și simplu se întoarce înapoi la sursa de alimentare (priză). Contoare de uz casnic nu este luat în calcul, deci nu va trebui să plătiți pentru el. Da, creează o încărcare suplimentară în rețea, dar este puțin probabil să vă deranjeze mult ca utilizator final =)

Astfel, circuitul nostru de alimentare cu LED-uri de la 220V ia următoarea formă:

Dar! În această formă este mai bine să nu îl utilizați, deoarece în acest circuit LED-ul este vulnerabil la zgomotul de impuls.

Porniți sau opriți dispozitivele puternice situate pe aceeași linie ca și dvs sarcină inductivă(motor aer condiționat, compresor frigider, aparat de sudura etc.) duce la apariția unor supratensiuni foarte scurte în rețea. Condensatorul C1 reprezintă o rezistență aproape zero pentru ei, prin urmare un impuls puternic va merge direct la C2 și VD5.

Un alt moment periculos apare dacă circuitul este pornit în momentul antinodului de tensiune din rețea (adică chiar în momentul în care tensiunea din priză este la valoarea sa de vârf). Deoarece C1 în acest moment este complet descărcat, apoi există prea multă supratensiune de curent prin LED.

Toate acestea în timp duc la degradarea progresivă a cristalului și la o scădere a luminozității strălucirii.

Pentru a evita astfel de consecințe triste, circuitul trebuie completat cu un mic rezistor de stingere de 47-100 Ohmi și o putere de 1 W. În plus, rezistența R1 va acționa ca o siguranță în cazul defecțiunii condensatorului C1.

Se pare că circuitul pentru conectarea unui LED la o rețea de 220 de volți ar trebui să fie astfel:

Și mai rămâne o mică nuanță: dacă deconectați acest circuit de la priză, atunci o cantitate de încărcare va rămâne pe condensatorul C1. Tensiunea reziduală va depinde de momentul în care circuitul de alimentare a fost întrerupt și în unele cazuri poate depăși 300 de volți.

Și deoarece condensatorul nu are unde să se descarce decât prin rezistența sa internă, încărcarea poate fi reținută pentru o perioadă foarte lungă de timp (o zi sau mai mult). Și în tot acest timp Conderul te va aștepta pe tine sau pe copilul tău, prin care poate fi descărcat corespunzător. Mai mult, pentru a primi un șoc electric, nu trebuie să intri în adâncurile circuitului, trebuie doar să atingi ambele contacte ale mufei.

Pentru a ajuta condensatorul să scape de sarcina inutilă, conectăm orice rezistor de înaltă rezistență (de exemplu, 1 MOhm) în paralel cu acesta. Acest rezistor nu va avea niciun efect asupra modului de funcționare proiectat al circuitului. Nici măcar nu se va încălzi.

Astfel, diagrama completată pentru conectarea unui LED la o rețea de 220V (ținând cont de toate nuanțele și modificările) va arăta astfel:

Valoarea capacității condensatorului C1 pentru a obține curentul necesar prin LED poate fi luată imediat din, sau o puteți calcula singur.

Calculul unui condensator de stingere pentru un LED

Nu voi da calcule matematice obositoare, vă voi oferi imediat o formulă gata făcută pentru capacitate (în Farads):

C = I / (2πf√(intrare U 2 - LED U 2))[F],

unde I este curentul prin LED, f este frecvența curentului (50 Hz), U in este valoarea efectivă a tensiunii rețelei (220V), U LED este tensiunea pe LED.

Dacă calculul este efectuat pentru un număr mic de LED-uri conectate în serie, atunci expresia √(U 2 input - U 2 LED) este aproximativ egală cu U input, prin urmare formula poate fi simplificată:

C ≈ 3183 ⋅ I LED / U in[µF]

și, deoarece facem calcule pentru Uin = 220 volți, atunci:

C ≈ 15⋅I LED[µF]

Astfel, la pornirea LED-ului la o tensiune de 220 V, pentru fiecare 100 mA de curent, vor fi necesare aproximativ 1,5 μF (1500 nF) de capacitate.

Pentru cei care nu se pricep la matematică, valorile precalculate pot fi luate din tabelul de mai jos.

Tabelul 2. Dependența curentului prin LED-uri de capacitatea condensatorului de balast.

C1	15nF	68 nF	100nF	150 nF	330 nF	680 nF	1000 nF
eu LED	1 mA	4,5 mA	6,7 mA	10 mA	22 mA	45 mA	67 mA

Câteva despre condensatori în sine

Se recomandă utilizarea condensatoarelor de suprimare a zgomotului din clasa Y1, Y2, X1 sau X2 pentru o tensiune de cel puțin 250 V ca condensatoare de amortizare. Au o carcasă dreptunghiulară cu numeroase marcaje de certificat. Arata asa:

În scurt:

X1- utilizat în dispozitivele industriale conectate la retea trifazata. Aceste condensatoare sunt garantate să reziste la o supratensiune de 4 kV;
X2- cele mai comune. Folosit la aparatele de uz casnic cu tensiune nominală rețele de până la 250 V, rezistă la supratensiuni de până la 2,5 kV;
Y1- functioneaza la tensiune nominala de retea de pana la 250 V si suporta o tensiune de impuls de pana la 8 kV;
Y2- un tip destul de comun, poate fi folosit la tensiuni de rețea de până la 250 V și poate rezista la impulsuri de 5 kV.

Este permisă utilizarea condensatoarelor cu film domestic K73-17 la 400 V (sau mai bine, la 630 V).

Astăzi, „batoanele de ciocolată” chinezești (CL21) sunt răspândite, dar datorită fiabilității lor extrem de scăzute, vă recomand cu căldură să rezistați tentației de a le folosi în circuitele dumneavoastră. Mai ales ca condensatori de balast.

Atenţie! Condensatorii polari nu trebuie folosiți niciodată ca condensatori de balast!

Deci, ne-am uitat la cum să conectăm un LED la 220V (circuite și calculele lor). Toate exemplele oferite în acest articol sunt potrivite pentru unul sau mai multe LED-uri de putere redusă, dar sunt complet nepractice pentru lămpi puternice, de exemplu, lămpi sau spoturi - pentru ele este mai bine să folosiți ceea ce se numește șoferi.

EL Yakovlev. Ujgorod
Există o serie de dispozitive atât pentru uz casnic, cât și pentru uz industrial, care nu au indicatoare de prezență în rețea la intrarea surselor de alimentare. Este bine dacă puteți judeca indirect acest lucru după prezența indicațiilor în sursele de alimentare secundare, dar dacă nu există? De exemplu, unele unități radar la sol ale aeronavei sunt situate în coloana de antrenare a antenei la o înălțime de peste cinci metri deasupra solului. Cele mai multe tensiuni sunt indicate, cu excepția tensiunii înalte 2kV. Pentru a obține această tensiune, se folosește un transformator separat de 220 V / 2 kV cu propria siguranță în circuitul primar, astfel încât, fără indicație, defecțiunea siguranței sau defectarea transformatorului este practic foarte dificil de determinat.
Cel mai indicat este să folosiți un LED pentru a indica prezența unei rețele. Dimensiunile sale sunt mici si nu este greu de instalat in orice echipament, inclusiv in aparatura casnica.
Schema Fig. 1 este extrem de simplu. Divizor rezistiv tensiunea R1 / R2 limitează tensiunea pe LED-ul VD1, care se aprinde în timpul semi-undelor pozitive ale tensiunii de rețea. Schema, ca și altele din acest articol, a fost testată experimental și a fost operațională. Cu toate acestea, în timpul semi-undelor negative ale rețelei, când LED-ul VD1 este în stare blocată, i se aplică o tensiune care depășește valoarea admisibilă conform specificațiilor. Acest lucru nu este practic. Apare o altă dilemă. Deci, dacă utilizați R1 din valoarea nominală indicată în sursa originală (pentru a limita puterea disipată de rezistor și încălzirea acestuia), atunci trebuie să selectați tipul de LED pe baza luminozității maxime a luminii la curenți mici de de ordinul 1 ... 3 mA. Și asta este deja dificil: ce mai actuale LED, cu atât mai multă putere va fi disipată de rezistor.

În diagrama din fig. 2, unul dintre deficiențele remarcate ale diagramei din fig. 1 este eliminat - în timpul semi-undelor negative ale tensiunii de rețea, LED-ul VD1 este șuntat de rezistența diodei deschise VD2. Căderea de tensiune pe el nu depășește 0,8 V.
Din păcate, eficiența majorității dispozitivelor este scăzută. Suntem obișnuiți să suportăm asta, deși pot exista multe modalități de a-l îmbunătăți. Deci, dacă în locul diodei VD2 (Fig. 2) se folosește un LED (Fig. 3), atunci consumul de energie al circuitului va rămâne același, fiabilitatea funcționării nu se va schimba, iar intensitatea luminii indicatorului se va dubla, pentru că în timpul semi-undelor negative ale tensiunii de rețea, LED-ul VD2 (Fig. 3) nu numai că va proteja LED-ul VD1, ci va emite și lumină.
Prin instalarea diodei VD2 (Fig. 4), puteți reduce puterea disipată de rezistența R1 la jumătate față de circuitul prezentat în Fig. 1.
Pentru a crește fiabilitatea LED-ului, este recomandabil să-l ocoliți cu o diodă cu polarizare inversă VD3 (Fig. 5).
Încălzirea rezistenței divizorului de tensiune de intrare este eliminată prin utilizarea reactanței condensatorului C1 (Fig. 6). Dacă se folosește un LED VD1 cu putere de lumină ridicată cu un curent scăzut prin el (2...3 mA), atunci capacitatea condensatorului C1 poate fi de aproximativ 33 nF. Dacă este problematică achiziționarea unui astfel de LED, atunci este suficient să creșteți capacitatea condensatorului. Aproximativ, putem presupune că un condensator cu o capacitate de 0,1 μF are o reactanță la o frecvență de 50 Hz de aproximativ 32 kOhm. În același timp, poate furniza un curent LED de aproximativ 7 mA la o tensiune de rețea de 220 V.
Rezistorul R1 limitează supratensiunea de curent prin LED atunci când tensiunea de rețea este aplicată circuitului.
Rezistorul R2 este de protecție. La deconectarea dispozitivului de la rețea
Este implicat în descărcarea condensatorului. Prezența diodelor VD1, VD2 este necesară pentru funcționarea condensatorului C1 pe curent alternativ.
La utilizarea a două LED-uri (Fig. 7), principiul de funcționare al circuitului este păstrat, dar luminozitatea totală a indicatorului se dublează fără a crește consumul de energie. Dacă totuși vă limitați la un LED, atunci acesta poate fi inclus în spațiul diodelor diagonale VD1...VD4 (Fig. 8). Redundanța circuitului este compensată prin utilizarea de diode de joasă tensiune, cu o putere mică, tensiune admisibilă, de exemplu, KD522.
Pentru a crește conținutul de informații al circuitului de control al tensiunii, puteți utiliza LED-uri intermitente (prețul lor este de aproximativ 3 UAH).
În circuitul din Fig. 9, pentru a permite funcționarea unui LED standard, de exemplu AL307B, este utilizat un dinistor simetric VD1 de tip DB3 în modul de impuls. Acum, aceste produse semiconductoare sunt disponibile pe majoritatea piețelor radio la un preț de 25 de copeici, dar nu sunt solicitate - nu au apreciat încă toate capacitățile acestor dinistori simetrici foarte mici (de dimensiunea unei diode KD522, de exemplu).
Condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1 și dioda VD3. Când este atinsă tensiunea de avarie a dinistorului VD1, acesta conectează LED-ul VD2 la condensatorul C1 (prin rezistorul R2). Descărcând condensatorul, LED-ul VD2 clipește puternic. Frecvența fulgerului poate fi modificată prin modificarea capacității condensatorului C1. Astfel, la schimbarea capacității de la 10 la 30 μF, frecvența fulgerului s-a schimbat de la aproximativ 2 la 0,7 Hz. Diagrama poate fi amplasată cu ușurință placa de circuit imprimat(Fig. 11), se poate folosi și instalarea pe perete.
Dacă aveți un LED cu două culori, de exemplu R/G, atunci este recomandabil să utilizați circuitul prezentat în Fig. 10. Are o funcționalitate grozavă. Când comutatorul SA1 (prezentat în desen) este deschis, LED-ul VD1 (roșu) se va aprinde. Acest lucru se va întâmpla în semi-undele pozitive ale tensiunii de rețea. Datorită faptului că capacitatea condensatorului C1 este de multe ori mai mare decât rezistența de sarcină RH, LED-ul VD2 (verde) nu se va aprinde.
Dacă există un circuit deschis în circuitul de sarcină RH, atunci LED-urile VD 1 (R) și VD2 (G) vor fi aprinse în serie. Culoarea luminilor indicatoare indică acest lucru.
Când sarcina RH este pornită de comutatorul SA1, circuitul LED VD1 (R) este ocolit, iar acest LED nu se aprinde. LED-ul VD2 (verde) se aprinde în semi-undele negative ale tensiunii de rețea. Scopul elementelor C2 R2 este similar cu scopul elementelor C1, respectiv R1.
Rezistorul R3 este folosit pentru a descărca condensatorii după deconectarea tensiunii de alimentare de la dispozitiv.
Diodele VD3, VD4 pot fi de curent și tensiune scăzută, de exemplu, de tip KD522.
În concluzie, aș dori să atrag atenția asupra caracterului indicativ al elementelor de circuit indicate în desene. Valorile lor specifice depind de parametrii LED-urilor utilizate, în special, de cantitatea de curent LED necesară pentru a asigura o luminozitate acceptabilă. Valorile necesare ale valorilor elementelor circuitului sunt specificate în timpul prototipării.
Circuitul radio nr. 3, 2006

Figura nr. 1 prezintă diagrama indicator simplu tensiunea de rețea.

R1 limitează curentul direct prin LED-ul HL1. C1 este folosit ca element de balast, care a îmbunătățit condițiile termice ale dispozitivului de afișare. Cu o jumătate de undă negativă a tensiunii de rețea, dioda zener VD1 funcționează ca o diodă obișnuită, protejând LED-ul de defectarea în polarizare inversă. Cu o jumătate de undă pozitivă, curentul trece prin LED, deoarece dioda zener este închisă. O diodă zener este utilizată în circuit numai atunci când dispozitivul este conectat la rețea, fixând tensiunea pe circuitul HL1 R1, limitând creșterea curentului prin LED.
Tensiunea de stabilizare a diodei Zener este selectată mai mare decât căderea de tensiune directă pe LED. Capacitatea condensatorului C1 depinde de curentul direct al LED-ului.
Figura nr. 2 prezintă o diagramă a unui indicator îmbunătățit de tensiune de rețea, acest indicator poate semnala o abatere a tensiunii de rețea de la valoarea nominală. Caracteristica principală circuitul este LED-ul strălucește la semiunda pozitivă a tensiunii de rețea, dar numai la o anumită amplitudine egală cu pragul de funcționare și se stinge atunci când valoarea tensiunii instantanee scade la zero. Acest lucru elimină fenomenul de histerezis și crește acuratețea indicației.
La intrarea indicatorului există un limitator de tensiune format dintr-o diodă VD1 și o diodă zener VD2. LED-ul HL1 indică prezența tensiunii de rețea. Circuitele formate din divizoare de tensiune R2 R3 și R4 R5 dispozitive de prag pe dinistorii VS1 VS2 și LED-uri conectate în serie cu acestea sunt proiectate direct pentru a indica abaterile tensiunii de rețea. Folosind R3, pragul inferior este setat atunci când tensiunea rețelei este cu 5% sub tensiunea nominală și R5 pentru pragul superior când tensiunea rețelei este cu 5% mai mare decât tensiunea nominală.
Dacă tensiunea rețelei este normală, LED-urile HL1 și HL2 se aprind. Când tensiunea scade, HL2 se stinge, iar când tensiunea crește, HL3 se vindecă.
Figura nr. 3 prezintă o diagramă a dispozitivului de semnalizare a siguranței arsă FU1. Dacă siguranța este intactă, atunci căderea de tensiune pe ea este foarte mică și LED-ul nu se aprinde.

Când o siguranță se arde sau nu există niciun contact în suportul siguranței, tensiunea Up este aplicată printr-o rezistență mică de sarcină Rn circuitului indicator și LED-ul HL1 se aprinde.
R1 este selectat din condiția ca un curent de 5...10 mA să circule prin HL1. VD1 protejează LED-ul de tensiune inversă și redresează tensiunea alternativă. Dioda Zener VD2 protejează HL1 de suprasarcină de curent continuu. Rezistența R1 se calculează prin formula:

Unde UVD1, UHL1 este căderea de tensiune între elementele VD1 și HL1, IHL1 este curentul de funcționare al LED-ului.
Trebuie remarcat faptul că atunci când alimentați sarcina curent alternativÎn loc de Upit, ar trebui să înlocuiți 0,5 Upit în formulă. Dacă tensiunea este de cel puțin 27V și puterea de sarcină este mai mare de 15W, rezistența R1 poate fi determinată prin formula:

Literatură - O sută de microcircuite cu indicatoare. Yu.A. Bystrov, A.P. Gapunov, G.M. Persianov (Biblioteca de radio de masă, numărul 1134) 1990.

Articole înrudite

Conectați-vă folosind:

Articole aleatorii

25.09.2014
Frecvențametrul măsoară frecvența semnalului de intrare în intervalul 10 Hz...50 MHz, cu un timp de numărare de 0,1 și 1 s, o abatere de frecvență de 10 MHz (față de valoarea fixă), și numără și impulsurile cu afișarea intervalului de numărare (până la 99 s). Impedanța de intrare este de 50...100 Ohmi la o frecvență de 50 MHz și crește la câțiva kOhmi în domeniul de frecvență joasă. Baza frecvențeimetrului...