Как правильно устанавливать светодиоды на машину

Установка светодиодов на машину вместо традиционных лампочек накаливания имеет массу преимуществ. Проблема состоит в том, что получить их возможно только лишь при условии правильного подключения. Как правило, подключенные абы как светодиоды быстро перегорают, что с учетом их стоимости по сравнению с теми же лампочками накаливания – не очень приятно. В статье детально рассмотрена данная проблема, а также простыми словами рассказано, как ее обойти.

Преимущества светодиодных источников света

Сегодня еще не все автолюбители по достоинству смогли оценить преимущества светодиодных источников света. А заключаются они в следующем:

  1. Лучшая автономность. Если сравнить лампочку накаливания и светодиодную сборку с одинаковой силой свечения, то первая потребляет из бортовой сети в 5-10 раз больше энергии, чем вторая. Это означает, что при заглушенном двигателе (когда не работает генератор) оставленная включенной LED подсветка проработает от АКБ в 5-10 раз дольше.
  2. Меньший нагрев. Светодиоды тоже способны греться, но в целом, если они подключены не по китайской схеме (на износ), то тепла они излучают гораздо меньше, чем лампы накаливания. А это положительно влияет на безопасность, а также сохраняет светорассеивающие элементы от пожелтения и помутнения.
  3. Снижение нагрузки. Если заменить на светодиодные все лампочки накаливания в автомобиле, то за счет снижения нагрузки на генератор можно даже немного топлива сэкономить. Если кто не знал, то при включенном ближнем свете с традиционными лампочками, топлива уходит на 5% больше, чем при выключенном.
  4. Компактность. За счет этого преимущества светодиоды можно аккуратно спрятать в машине практически везде (в нижней части дверей, в бардачке и так далее), обеспечив, при этом, яркую подсветку какого-либо пространства.
  5. Разнообразие цветов. Если лампочки накаливания способны светить только желтоватым светом, то светодиоды могут быть и белыми, и желтыми, и синими, и красными. Дополнительных светофильтров применять для этого уже нет надобности.
  6. Нечувствительность к вибрациям. Одно из самых актуальных для автомобиля преимуществ, так как от вибрации у ламп накаливания просто-напросто отваливается нить. У светодиодов ничего такого нет – их можно трясти сколь угодно сильно, и им ничего не будет.
  7. Долговечность. Если лампочки накаливания, в среднем, рассчитаны на работу в течение 1000 часов, то LED продукция способна безотказно прослужить около 10 000 часов, что, на минуточку, аж в 10 раз больше.

Опять же, подчеркнем, что все вышеописанные преимущества доступны только тогда, когда светодиоды в авто своими руками подключены правильно. Но к этому мы еще вернемся.

Недостатки LED

А перед этим пройдемся вкратце по недостаткам светодиодов в случае использования их в автомобиле вместо традиционных лампочек накаливания:

  1. Высокая цена. Любые «новые» технологии стоят дороже устаревших по умолчанию. Несмотря на то, что первые светодиоды появились намного раньше, чем многие из нас, они до сих пор гораздо дороже, чем традиционные лампочки накаливания. При этом, в технологии их изготовления нет ничего такого, что заставляло бы производителей так задирать ценник. Повышенная цена в данном случае – это плата за преимущества, которые рассмотрены выше.
  2. Сложности с подключением. Если обычную лампочку накаливания достаточно просто вставить в цоколь, то с подключением светодиодов придется повозиться. Они не «переваривают» отклонений по току и напряжению, что в автомобильной бортовой сети – явление вполне естественное.
  3. Направленное свечение. В силу своего устройства любой светодиод большую часть света отдает в том направлении, в котором направлен его кристалл. Исправить этот недостаток можно только за счет применения рассеивающих линз или путем установки нескольких разнонаправленных светодиодов.
  4. Не всегда качественное исполнение. Это один из самых больших недостатков современной LED продукции. Найти сегодня действительно качественные светодиоды практически невозможно. В большинстве случаев, даже при правильном подключении, светят они далеко не 10 000 часов. По этой причине покупать откровенно дешевые светодиоды – бессмысленно. Никакой экономии от такой покупки вы не получите.
  5. Перегрев. То, что выше позиционировалось, как преимущество, в случае с так называемыми светодиодами для поверхностного монтажа – не работает. Такие элементы греются, и требуют эффективного охлаждения. А все потому, что производитель пытается выжать как можно больше света из светодиодов все меньших и меньших размеров.

В итоге получается, что для того, чтобы избежать недостатков, и получить все преимущества светодиодной продукции, необходимо, во-первых, покупать качественные дорогие светодиоды, а во-вторых – правильно их подключать.

Особенности подключения светодиодов в авто своими руками

В первую очередь, разберемся, почему перегорают светодиоды на автомобиле. Этому есть несколько причин:

  • дешевая подделка;
  • неправильное подключение;
  • перегрев.

И если решение первой и последней причин вполне очевидное, то правильное подключение нуждается в более детальном рассмотрении.

Характеристики светодиодов

При подключении светодиодов в машине всегда нужно начинать с их характеристик. Их можно узнать несколькими способами – по описанию там, где покупаем, либо путем самостоятельных измерений. Последний вариант рассмотрен ниже.

В плане правильного подключения нас интересуют всего две характеристики:

  1. Номинальный ток.
  2. Падение напряжения.

Рассмотрим для начала один простой светодиод, допустим, белого цвета. Как правило, ток, при котором такие светодиоды светят ярко и долго, составляет порядка 20 мА или 0,02 А. Если на такой светодиод подать ток выше указанного, то он быстро деградирует и перестанет светить. Если же меньший – то он будет либо тусклее светить, либо вовсе не подаст признаков жизни.

Падение напряжения указывает на то, на сколько вольт понизится напряжение после прохождения тока через светодиод. В случае с нашим белым светодиодом это падение напряжения составит около 3 В.

Подключение обычных светодиодов

Теперь посмотрим, что будет, если подключить наш светодиод к бортовой сети, в которой при работающем двигателе поддерживается напряжение 14,5 В, а ток ограничен только пусковыми возможностями АКБ (700 А примерно). При таком подключении на светодиоде упадет законных 3 В, а оставшийся потенциал 14,5 – 3 = 11,5 В останется без какой-либо нагрузки. В результате произойдет то же самое, что и в случае, если мы соединим между собой два провода, на концах которых есть 11,5 В. Запомните: светодиод ток в цепи никак не ограничивает!

В цепи потечет ток, который в соответствии с законом Ома будет равен напряжению, разделенному на сопротивление. Светодиод в расчет не берем, так как его сопротивление сравнительно маленькое. Допустим, сопротивление проводов, которыми светодиод подключен к батарее, составляет 1 Ом (на самом деле меньше). При напряжении 11,5 В по цепи, включая и наш светодиод (ток в любой точке цепи всегда одинаковый), потечет ток, равный 11,5 В / 1 Ом = 11,5 А. Как видим, это в 575 раз превышает номинальный ток, при котором светодиод может нормально светиться. При таком подключении он сгорает моментально.

Как мы можем уменьшить ток в этой цепи? Один из самых простых способов – увеличить сопротивление ее сопротивление этому току. К примеру, если вместо рассмотренного выше 1 Ома оно будет 100 Ом, то ток в цепи потечет уже 11,5 В / 100 Ом = 0,115 А или 115 мА. А это уже намного ближе к номинальному току нашего светодиода, чем 11,5 А.

Таким образом, подобрав сопротивление и добавив его в цепь, мы обеспечим для нашего светодиода оптимальный для его работоспособности ток. С вопросом, как рассчитать сопротивление (резистор) для светодиода – проблем нет. Авторы предлагают поделить 11,5 В на 0,02 А и дело в шляпе – вам нужен резистор сопротивлением 575 Ом.

Проблема в том, что большинство источников в Интернете начинаются именно с этого. И незнакомый с электроникой пользователь путается на первом же шаге, не понимая, почему надо рассчитывать сопротивление не для 3 В, которые падают на светодиоде, а именно для оставшихся (не упавших) 11,5 В.

Но теперь в свете представленных объяснений это должно быть понятно. Потому переходим к более сложным ситуациям. Это необходимо, поскольку один единственный светодиод в машине мало кто подключает, так как светит он откровенно слабо, и его даже для нормальной подсветки бардачка не хватит.

Подключим теперь два светодиода последовательно, учитывая, что на каждом из них упадет по 3 В, а ток в любой точке цепи – одинаковый. В итоге двух светодиодах будет падать напряжение 6 В, а для оставшихся 14,5 В – 6 В = 8,5 В рассчитываем сопротивление. Делим это напряжение на нужный нам ток и получаем 8,5 В / 0,02 А = 425 Ом.

Теперь три. На них в сумме упадет уже 9 В. А значит остаток 14,5 В – 9 В = 5,5 В делим на ток 0,02 А и получаем сопротивление 275 Ом.

Четыре. Общее падение напряжения составит 12 В. На остаток 2,5 В берем резистор 2,5 В / 0,02 А = 125 Ом.

Что делать, если нам надо больше светодиодов? Все просто. Нужно использовать любую цепочку из вышеописанных, и подключать их параллельно. Но обязательно для каждой такой цепочки должен быть свой резистор. Именно по этой причине в популярных сегодня светодиодных лентах светодиоды собраны в небольшие сегменты из 3-4 светодиодов со своим резистором.

Подключение светодиодных лент

Кстати, о птичках, то есть, о светодиодных лентах. Несмотря на то, что у них уже есть свои сопротивления, ограничивающие ток, подключать их напрямую к бортовой сети автомобиля все равно нежелательно. Дело в том, что рассчитано все это на напряжение 12 В, а в машине, как мы знаем – 14,5 В. И тут начинаются пляски с бубном.

Проблема заключается в том, что обычным маленьким резистором погасить эти оставшиеся 14,5 В – 12 В = 2,5 В уже не получится. И вот почему. Допустим, вы хотите организовать подсветку в багажном отделении, установив в нем метр светодиодной ленты, на которой имеется 60 светодиодов. Мощность такого отрезка может составлять около 14 Вт. Это значит, что она при 12 В будет потреблять ток 14 Вт / 12 В = 1,16 А. Ток в цепи одинаковый везде, а потому такой же потечет и через наш резистор. Рассчитаем его номинал. Для этого 2,5 В делим на 1,16 А и получаем всего 2,1 Ом. При таком сопротивлении, напряжении и токе несложно подсчитать, что на резисторе будет рассеиваться мощность около 3 Вт. Чтобы он не сгорел от перегрева, он должен быть рассчитан на такую мощность. А это уже не обычные резисторы, а специфические – керамические или алюминиевые. Они побольше и подороже.

Теоретически, можно обойтись и маленькими дешевыми резисторами. Но в таком случае придется резать ленту на кусочки, и к каждую из них подсоединять через свой резистор. Но это нецелесообразно, потому вряд ли кто-то так делает.

Драйверы для светодиодной продукции

Чтобы не использовать керамический или алюминиевый резистор, и не заморачиваться с расчетом и поиском требуемого номинала, можно подключать светодиодные ленты, лампы-кукурузки и другие LED источники в автомобиле через драйвер. Он представляет собой маленькую плату, которая автоматически поддерживает на выходе напряжение 12 В независимо от скачков в бортовой сети.

Драйверов таких сегодня бесчисленное множество, и стоят они (если на небольшую мощность) буквально копейки. Подбирать их необходимо с учетом того, какой ток будет потреблять та или иная подключенная нагрузка. Через такие драйверы желательно подключать абсолютно все «светодиодное» в машине. И дневные ходовые огни, и фары головного света, и задние фонари, и любые подсветки. При этом, подключить все вышеперечисленное на один драйвер не получится. Опять же, из-за мощности. Обойтись одной платой можно только в случае с несколькими маломощными нагрузками.

Итог

Светодиодное освещение в машине – это современно, экономично, эстетично и довольно надежно. Но чтобы получить эти, и другие преимущества LED технологии, светодиоды должны быть качественными и правильно подключенными. Сделать это, как понятно из рассмотренного материала, не так уж и сложно. Особенно, если разобраться в теме, а не пытаться подключать LED методом «научного тыка». Да. Многие лампы и ленты будут работать и без всяких драйверов. Но, к сожалению, недолго.

Наверх