Подключение светодиода в автомобиле своими руками: знание — сила

Светодиодный свет на сегодняшний день является популярным способом освещения не только в квартирах, но и современных автомобилях. Диоды могут использоваться как для установки в ДХО и противотуманные фары, так и для ближнего света, а также обустройства освещения в салоне машины. Подробнее о том, что представляет светодиод, как подключить его своими руками и какие бывают виды таких лампочек, вы сможете узнать из этого материала.

Характеристики светодиодов

Светодиоды представляют собой диоды, который могут светиться в случае протекания через них тока. Свет светодиодной ленты или лампочки зависит от того, какие добавки были использованы при создании проводника. К примеру, желтое и красное освещение, а также оттенки этих цветов, возможны в результате добавления в проводник фосфора, алюминия, индия и гелия. Если в проводник добавляется люминофор голубого свечения, то цвет диода будет белым. На сегодняшний день в продаже можно найти лампы десятков различных цветов и оттенков, но их цвет зависит не от цвета корпуса самого диода, а непосредственно от химических добавок.

Также следует отметить, что диодные элементы в прозрачном корпусе могут светиться при подключении в автомобиле абсолютно любым цветом.

Такое освещение имеет множество достоинств, среди которых:

• если сравнивать с обычными лампочками накаливания, то в данном случае уровень энергопотребления будет в десять раз меньше;
• довольно высокий ресурс эксплуатации, который может составить до десяти лет беспрерывной работы;
• также такие лампы очень прочны и практически не восприимчивы к вибрациям и ударам;
• огромное разнообразие цветов и оттенков;
• возможность функционирования при низком напряжении;
• диодные устройства в целом экологически чисты и безопасны с пожарной точки зрения — такие конструкции не содержат ядовитых элементов, соответственно, они не греются, а значит, возгорания исключаются.

Маркировка

Что касается основных характеристик и маркировки, то об этом расскажем далее. Кристалл диодного компонента монтируется в рефлектор, который изначально задает необходимый угол рассеивания. Этот световой поток проходит через специальный корпус, выполненный из эпоксидной смолы, а когда он доходит до линзы, он сразу же рассеивается. Причем рассеивается он на угол, который зависит от конструкции линзы, он может составлять от 5 до 160 градусов.

Что касается маркировки, то такие диодные элементы можно условно разделить на два типа:

1. Видимого излучения. Обычно используются в качестве индикаторов, а также источников подсветки в различных устройствах и девайсах.
2. Инфракрасного диапазона. Такие устройства применяются в ПДУ, датчиках, контроллерах, а также всевозможных приемо-передаточных устройствах, работающих в инфракрасном диапазоне.

В любом случае, такие источники освещения маркируются при помощи цветового кода. Для начала следует выявить тип диода в соответствии с его конструкцией, а потом уточнить его по маркировке, приведенной в таблице.

Руководство по подключению

Теперь предлагаем узнать, как осуществляется включение светодиода после подключения плюса и минуса, какую схему для этого использовать можно, а какую — нельзя.

В случае с автомобилем, двенадцативольтовая бортовая сеть позволяет реализовать большие возможности в плане подключения плюса и минуса. Если производится реализация схемы в авто, то она может быть последовательной по три элемента. Большее количество деталей, как правило, в сеть уже не включаются, поскольку необходимо помнить о снижении уровня напряжения под нагрузкой. К примеру, если оно даже снизится незначительно, на один вольт, до 11 В, то это может стать причиной большой потери потока света. При обустройстве схемы и подключении плюса можно использовать резистор, но если его нет под рукой, то специалисты рекомендуют применять в таких случаях низковольтный драйвер.

Его использование обусловлено тем, что он также функционирует от двенадцативольтовой сети и также он оснащается специальным регулятором напряжения на выходе. Кроме того, драйвер должен иметь и настройку ампер, что позволит оптимально распределить ток и обеспечить качественное освещение. Кроме того, его конструкция значительно проще, чем если сравнивать с подключением к бытовой сети, такая цепь исключает необходимость использования дополнительного трансформатора, только дроссель.

Как известно, несмотря на то, что автомобильная электроцепь имеет 12 вольт, при запущенном моторе параметр напряжения может варьироваться в районе 13.5-15 вольт. Однако, если в системе происходят скачки, то этот параметр может увеличиться до 30 вольт. При отключенном силовом агрегате уровень напряжения должен составлять в районе 12-13 вольт, в данном случае все зависит от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея.

Так что при обустройстве схемы в любом случае нужно использовать стабилизатор либо стабилизированный блок питания. Тем более, что продукты китайского производства с трудом переносят скачки напряжения, поскольку в целом качество проводника на кристалле оставляет желать лучшего. Если же вы используете более качественные, фирменные варианты источников освещения, то они могут функционировать и без стабилизаторов, для них это безопасно (автор видео — канал KAR AutoCity).

Процедура установки диодных элементов в автомобиль может отличаться, в зависимости от того, какую схему вы хотите обустроить и как вы ее будете подключать.

Ниже представлен универсальный вариант этапов сборки, который позволит вам правильно все сделать:

1. Перед тем, как производить сборку, ознакомьтесь с технической документацией. Вы должны точно знать характеристики источников освещения, в частности, сколько вольт в вашей цепи будет подавать каждый LED.
2. Следующим этапом будет составление схемы подключения. Вариантов таких схем в Сети достаточно много, вы без проблем сможете найти что-то для себя. При составлении схемы учтите напряжение питания в электросети.
3. Далее, вам необходимо будет вычислить уровень потребляемой мощности цепи в целом.
4. Когда вы сделаете это, необходимо будет подобрать либо стабилизатор, либо соответствующий блок, либо драйвер, который подойдет для вашей электросхемы по мощности. Также не лишним будет правильно рассчитать резистор на тот случай, если вы планируете использовать питание со стабилизированным напряжением.
5. Затем вам нужно найти правильную полярность на элементах источников освещения. Вы должны точно знать, где плюс, а где — минус. Используя паяльник и расходный материал (олово, канифоль), припаяйте провода к плюсу и минусу, после чего можно подключить источник питания (то есть кабель от бортовой сети). Подключение в данном случае будет зависеть от ваших целей — если вы хотите, чтобы освещение работало при включенном зажигании, то нужно протянуть кабель именно от зажигания.
6. После того, как провода будут припаяны, необходим надежно и плотно вмонтировать диодные элементы на радиатор и зафиксировать их. Далее, собранная конструкция подключается к бортовой сети авто. Если при подключении ничего не перегорело, то проверьте на всякий случай параметр потребления энергии, нагрев диодных элементов, а также ток, который они потребляют. Если ток оказался более высоким или более низким, чем вы планировали, то этот показатель следует подкорректировать.
   Учтите, хоть диоды и нормально переносят вибрации и удары, все компоненты схемы должны быть надежно зафиксированы. Это позволит предотвратить неисправности в работе источников освещения, а также появление посторонних звуков, обусловленных тряской незакрепленных элементов.

Видео «Как сделать стабилизатор напряжения для светодиодов своими руками»

Чтобы предотвратить перегорание диодных источников света, можно попытаться своими руками сделать соответствующий стабилизатор, подробная инструкция приведена на видео (автор ролика — канал Создано в Гараже).

Светодиодные автомобильные лампы. Светлое будущее уже здесь

Удивительно, как быстро светодиоды вытеснили ксенон с олимпа автомобильной моды. Ещё недавно потолком их применения были индикаторные лампочки и карманные калькуляторы, а сегодня светодиоды везде: в телевизорах и смартфонах, в уличном освещении и наружной рекламе, в квартирах и, конечно, в автомобилях. Топовые комплектации дорогих машин щеголяют светодиодной оптикой, оставив ксенон версиям попроще. Что уж говорить об обычных «галогенках», постепенно уходящих в прошлое. Массовое производство диодов делает их доступнее — купить светодиоды для автомобиля сегодня может каждый. Но перед походом в магазин давайте узнаем о них чуть больше.

Технология LED

Light-Emitting Diode (LED), светоизлучающий диод — полупроводник, который светится при пропускании электрического тока. Особенность светодиода — заранее заданный цвет, который зависит от химического состава компонентов. Например, первые светодиоды на основе фосфида галлия были исключительно красными.

До конца XX века светодиоды использовались мало, поскольку были весьма дорогими. Прорыв совершили японцы, создавшие в начале 1990-х годов дешёвый синий светодиод из нитрида галлия. А покрыв его жёлто-зелёным люминофором, переизлучающим часть синего спектра, удалось добиться свечения белого цвета. За эти открытия Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуре присуждена Нобелевская премия по физике.

Сегодня промышленно выпускаются красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, фиолетовый и пурпурный светодиоды. Этого вполне достаточно, ведь их комбинации дают всю воспринимаемую человеком цветовую палитру. Белый цвет, получаемый из синих диодов, имеет разную цветовую температуру в зависимости от состава люминофора: он может быть как тёплым, так и холодным, по аналогии с газоразрядными лампами.

Преимущества светодиодов

Чем же так хороши светодиоды? По сравнению с привычными источниками света — лампами накаливания и газоразрядными лампами — у диодов довольно много преимуществ. Перечислим основные.

Высокая эффективность

Световая отдача (количество люмен света на каждый потребленный ватт) диодов почти в 10 раз выше, чем у ламп накаливания и ксеноновых ламп. Например, чтобы создать световой поток 1200 Лм, понадобится лампа накаливания мощностью 100 Вт, а диодной лампе достаточно 12 Вт. Схожей экономичностью могут похвастать только энергосберегающие люминесцентные лампы, которые в автомобилях не используются.

Прочность и вибростойкость

С детства мы знаем, что с лампой накаливания нужно обращаться аккуратно: чтобы порвать нить, не обязательно даже ронять лампу — достаточно просто с силой встряхнуть её. В галогенных автомобильных лампах используют более прочные нити, но и они со временем утончаются и перегорают. В газоразрядных лампах нитей нет, но малейшее повреждение стеклянной колбы для них фатально. А вот диодная лампа твердотельная, и хрупких элементов в ней просто нет.

Долгий срок службы

Ресурс светодиодной лампы — до 100 тысяч часов, при ежедневном свечении в течение 8 часов качественный диод проработает 34 года. Такие показатели недостижимы для других типов ламп: самые живучие люминесцентные работают не больше 20 тысяч часов, а дешёвый ксенон нередко ломается и после 3 тысяч. Галогенная лампа светит 2–4 тысячи часов, а простая лампа накаливания — всего 1 тысячу. Как видно, разница с диодами огромна. Кстати, светодиоды не умирают моментально, как другие лампы — признаком их скорой кончины служит потускневший свет.

Отсутствие инерционности

При включении диодам не нужно время на прогрев, как ксеноновым лампам: они включаются сразу на полную яркость, и так же моментально выключаются, без плавного затухания. Кстати, количество циклов включения-выключения не оказывает особого влияния на срок службы светодиодов, в то время как лампы накаливания часто сгорают при включении, да и ксеноновыми «моргать» не рекомендуется.

Морозостойкость

Светодиоды не чувствительны к низким температурам, а сами кристаллы на морозе работают даже эффективнее. Температура -40°C для них совершенно нормальна, поэтому светодиоды так популярны у производителей светящихся вывесок уличной рекламы. А вот высокую температуру светодиоды, как и любые полупроводники, не любят: нагрев до 60–80°C для них нежелателен, так что в сауне диодную лампу вы не встретите. А для светодиодов большой мощности требуется дополнительное охлаждение (об этом — ниже).

Экологичность и безопасность

Бытовые и автомобильные светодиоды не дают ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а в их конструкции нет ртути и фосфора, как в газоразрядных лампах. В отличие от последних, диодам не требуется особая утилизация — они относятся к малоопасным отходам. И даже порезаться разбитым стеклом лампы не получится — стекла у светодиодов тоже нет.

Особенности автомобильных светодиодов

В автомобилях светодиоды используются повсеместно: в панели приборов и подсветке салона, в стоп-сигналах, поворотниках и ходовых огнях — везде их применение давно отлажено. Даже если с завода в этих узлах стояли обычные лампы накаливания, их замена на светодиоды не вызывает сложностей. Исключение — ближний свет фар, с ним пока не всё так просто.

Обязательное требование для головного освещения — выраженная свето-теневая граница (СТГ), ведь фары должны светить направленно. Их задача — освещать дорогу впереди и обочину, не ослепляя встречные машины. Для этого в классической фаре есть рефлектор — отражатель, формирующий правильный световой пучок. К сожалению, рефлектор для галогенных ламп накаливания подходит далеко не всем светодиодным.

Автомобильная фара — это продуманная оптическая система фокусировки света, рассчитанная на определённый размер источника. У галогенной лампы свет излучает тонкая нить накаливания, именно под неё и заточен рефлектор. При кустарной замене лампы на светодиодную, у которой диоды излучают свет во все стороны, оптическая схема нарушается, и фара светит абы как: вверх, вбок, «ёлочкой» и т. д. Чтобы результат не разочаровал, светодиодные лампы нужно правильно выбирать и скрупулёзно настраивать.

Для рефлекторных фар лучше всего подходят светодиодные лампы головного света, в которых диоды имитируют нить накаливания и расположены с двух сторон в одной плоскости. Чем диоды мельче и плотнее друг к другу, тем лучше: толстые отдельно стоящие диоды не впишутся в галогенную оптическую схему. Для производителей ламп это дилемма, ведь размер и количество диодов напрямую влияют на яркость, а компактные мощные диоды стоят прилично. Поэтому в недорогих китайских лампах много дешёвых диодов, торчащих во все стороны, как новогодняя гирлянда. Хорошие брендовые лампы выглядят скромнее: обычно у них несколько небольших, но качественных диодов, расположенных в ряд.

В линзованной оптике проблемы со свето-теневой границей нет, ведь там её формирует специальная перегородка. Но есть другая сложность с равномерностью освещения. Галогенные и ксеноновые лампы создают более яркое световое пятно в самом важном для водителя месте — на дороге впереди. Но со светодиодной лампой линза светит полностью равномерно и на дорогу, и на обочину, и прямо перед бампером. Это несколько размывает внимание при ночной езде.

При этом светодиодные лампы отлично показывают себя в дальнем свете и в противотуманных фарах — что в рефлекторной оптике, что в линзованной. Дневные ходовые огни и «ангельские глазки» вообще делаются только на диодах, там их преимущества бесспорны. Но вот с ближним светом пока есть нюансы. Конечно, они касаются исключительно нештатной установки диодов вместо галогенных или ксеноновых ламп. У заводских диодных фар, где оптическая схема изначально спроектирована под светодиоды, с ближним светом всё отлично.

При установке светодиодов в поворотники нужно помнить о реле, сигнализирующем о неисправности лампы. Из-за малой мощности диодов поворотники могут начать моргать с аварийной частотой, как будто одна из ламп сгорела. Проблему решает добавление в цепь дополнительного сопротивления.

Охлаждение светодиодов

Известно, что светодиодная лампа, в отличие от галогенной, не нагревает фару. Но это не значит, что сам диод при этом не греется — законы физики никто не отменял. Конечно, светодиоды малой мощности, которые ставят в габаритные огни, подсветку салона, ходовые огни и поворотники, нагреваются незначительно. Но мощные лампы головного света — другое дело, там диодный чип греется ощутимо. И его нужно охлаждать, иначе драйвер лампы (обычно в виде отдельной коробочки, похожей на блок розжига галогена) существенно снизит яркость.

Охлаждение мощных светодиодных ламп бывает активным и пассивным. Активное — с маленьким вентилятором в корпусе лампы, как на процессоре ноутбука — предпочтительнее, с ним яркость диода точно будет стабильной. Но оно требует чистого подкапотного пространства. Если автомобиль ездит по пыльным дорогам и бездорожью, то надёжнее будет пассивное охлаждение без движущихся деталей.

Самостоятельная замена галогенных ламп на светодиодные в любом случае оправдана: их яркость, низкий расход энергии и долговечность оценит любой автолюбитель. Но к установке диодов в фары головного света нужно подходить вдумчиво, хорошо разобравшись, что именно вы делаете и какого результата хотите добиться.

Источник https://avtozam.com/elektronika/svet/podklyuchenie-svetodioda-svoimi-rukami/
Источник http://hyperauto.ru/articles/poleznaya-informaciya/svetodiodnye-avtomobilnye-lampy-lipe/