Светодиод горит от одной батарейки

Как подключить светодиод к батарейке: 1,5 и 3 Вольта, 9В Крона

Светодиод горит от одной батарейки

Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах.

Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.

К каким батарейкам можно подключать светодиод?

В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.

Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах.

Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер.

Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:

T= (C*Uбат)/(Uраб.led*Iраб.led)

В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.

При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.

Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В

К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для сверхьярких светодиодов эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В.

Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения.

Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.

Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.

Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.

3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу.

Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.

В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.

Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.

Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.

Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.

Как подключить от 3В батарейки

Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным.

Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик.

Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.

От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод

Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.

Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:

  • входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
  • максимальный выходной ток до 2.4 А.
  • количество подключаемых LED от 1 до 5.
  • частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.

Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6.

Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет регулировать яркость свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM).

Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

Источник: http://ledno.ru/svetodiody/kak-podklyuchit-led-k-batareike.html

Подключаем светодиод от одной батарейки на 1,5В

Светодиод горит от одной батарейки

Многие видели миниатюрные карманные фонарики, работающие от одной батарейки 1,5 вольта. Теоретически этого напряжения не хватит для того, чтобы засветить белый светодиод.

Значит под корпусом скрыто какое-то устройство, повышающее напряжение до нужного уровня. Это устройство можно сделать своими руками в течение получаса, используя недорогие и доступные детали.

О том, как светодиод подключить к батарейке 1,5В во всех деталях расскажет эта статья.

Схема и принцип её работы

Схема питания светодиода от батарейки на 1,5В представлена на рисунке.

Основные функциональные элементы – однокаскадный транзисторный усилитель и импульсный трансформатор, за счет которого достигается глубокая положительная обратная связь.

Ток базы транзистора ограничивается резистором R1, а для оптимизации выходных параметров установлен диод VD1 и конденсатор С1, о которых будет сказано немного позже.

Схема питания светодиода от одной батарейки работает по принципу блокинг-генератора.

Формирование импульсов осуществляется за счет отпирания транзистора и перехода его в режим насыщения при помощи положительной обратной связи. Выход из насыщения происходит за счет уменьшения тока базы.

Транзистор закрывается, и энергия трансформатора сбрасывается в нагрузку. В результате светодиод вспыхивает на короткий промежуток времени.

Теперь более детально рассмотрим работу схемы, представленной на рисунке. Известно, что ток в катушке индуктивности не может измениться мгновенно. Сначала, в момент подачи напряжения от батарейки транзистор находится в закрытом состоянии.

Постепенное нарастание тока в коллекторной, а затем и в базовой обмотке, приводит к плавному отпиранию транзистора. Это приводит к росту тока коллектора, который протекает и через коллекторную обмотку.

Данное увеличение тока трансформируется в базовую обмотку и ещё больше увеличивает ток базы.

В результате такого лавинообразного процесса в транзистор входит насыщение. В режиме насыщения коллекторный ток перестаёт нарастать, а значит, напряжение на базовой обмотке станет равным нулю. Это приведёт к снижению тока базы и выходу транзистора из насыщения.

Напряжение на базовой обмотке меняет полярность, что способствует практически мгновенному запиранию транзистора. В результате вся накопленная энергия устремляется в нагрузку. Светодиод вспыхивает и пропускает через себя ток, который уменьшается от значения тока коллектора до нуля.

На этом временном интервале в трансформаторе происходит обратный блокинг-процесс, который приводит к очередному отпиранию транзистора. Далее цикл повторяется.

Схема работает на частоте в несколько десятков килогерц. Поэтому тысячи вспышек в секунду воспринимаются человеческим глазом как постоянное свечение.

Но схему можно немного доработать, исключив провалы тока через светодиод до нуля, и добавив в неё сглаживающий конденсатор и диод.

Конденсатор С1 соединяют параллельно светодиоду, соблюдая полярность, а диод VD1 – последовательно, в цепь протекания тока нагрузки. VD1 предотвращает разряд конденсатора на открытый транзистор.

Подключение светодиода к батарейке, согласно данной схеме, требует соблюдения одного правила: нельзя включать собранное устройство без нагрузки (может сгореть транзистор).

Расчет и детали сборки

Все радиодетали, необходимые для практической реализации, стоят недорого или имеются в запасах радиолюбителей. Исключение составляет трансформатор, над которым придётся немного поработать.

Трансформатор изготавливается своими руками из ферритового кольца, демонтированного из неисправной компактной люминесцентной лампы или импульсного блока питания.

Внешний диаметр кольца составляет около 10 мм с возможным допуском в обе стороны. Для намотки используются два одножильных провода одинаковой длины сечением 0,5 мм2.

Идеально подходит витая пара, применяемая в сетевом LAN подключении.

Оба провода (желательно разных цветов) складывают друг к другу и наматывают на кольцо, укладывая витки по окружности. Всего должно получиться 20 витков.

При этом начала проводов выходят с одной стороны, а концы – с другой. После этого начало провода одного цвета соединяют с концом провода другого цвета и подключают их к плюсу батарейки.

Два оставшихся конца соединяют с коллектором транзистора и резистором.

Транзистор выбирают исходя из наибольшего тока коллектора с двойным запасом, чтобы избежать перегрева. В данном случае подойдёт КТ315В или КТ3102А. Вместо них можно установить импортный BC547А с параметрами:

  • максимальный ток коллектора – 100 мА;
  • максимальное напряжение коллектор-эмиттер – 45В;
  • коэффициент усиления h21Э – 100-220.

Желательно выбрать транзистор со значением h21Э близким к 100.

Задавшись наибольшим рабочим током коллектора 25 мА, можно рассчитать ток базы: IБ =IK/ h21Э=25/100=0,25 мА.

Теоретически сопротивление резистора R1 можно рассчитать по формуле: R1=(UБАТ-UБЭ)/IБ =(1,5-0,6)/0,00025=3600 Ом.

Однако на практике достаточно резистора номиналом 1кОм, так как в расчете не учитывается входное сопротивление источника питания и высокочастотный режим работы и ток намагничивания, который является балластной составляющей тока коллектора. Также следует учесть, что по мере снижения ЭДС батарейки резистор с меньшим сопротивлением окажется более эффективным. С резистором 1кОм-0,125Вт±5% амплитудное значение тока светодиода не превышает 26 мА.

Схему можно питать не только от батарейки 1,5В, но и от пальчикового аккумулятора 1,2В.

Диод VD1 в данном случае должен обладать малым падением напряжения в открытом состоянии. Для этой цели подойдут диоды Шоттки типа 1N5817-1N5819, у которых падение напряжения на малых токах составляет 0,2-0,4В. Конденсатор C1 – электролитический на 10 мкФ-6,3В. Этой ёмкости достаточно, чтобы сгладить пульсации тока на светодиоде.

Во время работы батарейка теряет ёмкость, и напряжение на её выводах снижается. При этом светодиод будет продолжать светиться, пока соблюдается условие: UБАТ>UБЭ (в среднем 0,6В). Таким образом, схема питания светодиода от одной батарейки позволяет с максимальной эффективностью использовать пальчиковую батарейку.

Печатная плата

Печатную плату простейшего блокинг-генератора можно скачать здесь. Это односторонняя плата размером 10 на 20 мм, которая легко помещается в корпусе фонарика.

Готовую плату с деталями и проводками к светодиоду желательно поместить в термотрубку и разместить рядом с батарейкой.

Если применить smd транзистор и резистор, исключив диод с конденсатором, то можно сделать плату ещё меньшего размера для самого маленького фонарика.

Послесловие

Рассмотренное схемотехническое решение эффективно в случае включения 1-3 светодиодов любого цвета с максимальным током до 30 мА. Чтобы запитать более мощный светодиод от одной батарейки, потребуется внести некоторые коррективы. В приведенной схеме можно снизить сопротивление резистора, тем самым увеличив амплитуду тока коллектора (но не более максимального паспортного значения).

Для подключения светодиода 1W придётся все детали схемы заменить на более мощные: трансформатор с сердечником большего размера и транзистор с током коллектора не менее 500 мА. Во время наладки схемы для фонаря на одной батарейке нужно пользоваться осциллографом, чтобы проконтролировать ток светодиода.

В интернете можно найти много схем подключения светодиода к батарейке. При этом авторы не стесняются демонстрировать фото своих измерений, где ток в нагрузке превышает допустимое значение для маломощного светодиода (30 мА).

Почему же светодиод не перегорает? Дело в том, что большая часть мультиметров измеряет переменное напряжение и ток только в диапазоне 40-400 Гц и об этом сказано в инструкции. Но многие радиолюбители не знают этого нюанса.

Естественно мультиметр не может измерить ток светодиода, пульсирующий с частотой десятки кГц, и отображает на экране случайное число.

Источник: https://ledjournal.info/shemy/svetodiod-ot-batarejki.html

Как запитать светодиодную ленту от батареек — 2 способа

Светодиод горит от одной батарейки

Чаще всего светодиодная лента подключается через специальные блоки питания. Они понижают и выпрямляют сетевое переменное напряжение 220В до необходимых 12В или 24В, в зависимости от вида и марки изделия.

Однако можно все это дело подключить и от простой батарейки или их связки из нескольких штук.

Недостатки и преимущества

У традиционного блока питания есть несколько не очевидных на первый взгляд недостатков:

  • во-первых, его нужно правильно подобрать и рассчитать соответствующую мощность

Ошибка может привести к тому, что он либо сгорит, либо лента будет тускло светить, так и не выйдя на полную яркость. 

  • сложная схема подключения

Особенно это относится к подсветке с дополнительными усилителями, контроллерами и т.п.

  • куча проводов, которые нужно тянуть от блока питания через всю комнату до места подключения к ленте

Плюс не забывайте про провода 220В – от распредкоробки или выключателя, которыми необходимо подключить сам источник питания.

  • необходимость наличия поблизости переменного напряжения 220В

Если это подсветка потолка, то постоянной головной болью становится вопрос – куда же спрятать эту совсем не миниатюрных размеров коробочку. Зачастую приходится мастерить специальную нишу.

Именно исходя из этих недостатков, многие и задумываются о подключении светодиодной подсветки через батарейки. Сразу вырисовываются преимущества такого решения:

  • такой led лентой можно осветить даже те помещения, где полностью отсутствует напряжение 220В (гараж, сарай, дача без света)
  • получается удобная и безопасная подсветка на кухне (в особенности рабочей поверхности столешницы)
  • сразу же отпадает необходимость прокладки десятков метров не нужной проводки
  • ну и больше не нужно ломать голову, куда же спрятать этот большой, тяжелый блок

Условия применения led подсветки от батареек

Однако такое подключение светодиодной ленты имеет свои ограничения. И применять его можно не везде и не всегда.

Самый главный недостаток – это малая протяженность и малая мощность.

При большой длине Led ленты, например освещение по всему периметру дома или комнаты не малых размеров, все таки придется использовать обычный блок питания с традиционным сетевым напряжением 220V.

Так где же можно применять светодиодные ленты от батареек?

  • шкафы

Это могут быть как шкафчики в спальне (с одеждой и обувью), так и на кухне (с посудой и различными кухонными принадлежностями).

  • книжные полки или картины

Такая подсветка уже не будет портить внешний вид полотна уродливыми проводами, а только подчеркивать его красоту.

  • гаражные помещения небольшой площади
  • погреб в гараже или сарае

Здесь на полную сказывается главное преимущество подсветки от батареек – автономность и независимость от переменного сетевого напряжения.

  • временная подсветка помещений при аварийных ситуациях и полном отсутствии электроснабжения в доме или квартире
  • подсветка рабочей поверхности на кухне, подсветка ванной комнаты или балкона

Только не забывайте в этом случае использовать светодиодную ленту влагозащищенного и герметичного исполнения с защитой IP 55,65.

  • сценическая одежда для выступлений
  • спортивные тренажеры, велосипеды

Дополнить варианты применения вы можете самостоятельно, в зависимости от ваших фантазий и потребности.

Самым главным условием запуска и продолжительной работоспособности светодиодной ленты от батареек, будет мощность и уровень заряда (емкость) источника питания.

При этом использовать можно любые типы и виды батареек, в том числе и аккумуляторные. Причем данный вариант даже более предпочтителен.

  • во-первых такой источник будет многоразовым

Заканчивается заряд, батарейку отсоединяете, подзаряжаете и пользуетесь подсветкой дальше. В большинстве своем, именно аккумуляторные модели и рекомендуется использовать на кухне и в ванной.

То есть там, где помимо светодиодного освещения, есть еще и традиционное.

  • во-вторых это экономически выгоднее

Отпадает необходимость хранить залежи запасных батареек и своевременно докупать новые.

Применять можно любые типы:

Главное, собрав их необходимое количество, получить требуемые 10-12 вольт.

Как подключить – 1-й способ

Для подключения вам понадобятся следующие материалы:

  • сами батарейки

Их суммарное напряжение при последовательном подключении должно быть от 8 до 12В. Есть модели А23, они сразу идут на 12В.

Правда хватит такой емкости на очень короткие, маломощные кусочки ленты до 0,5м. При непрерывной работе не более 30-60 минут.

  • паяльник
  • флюс
  • припой
  • многожильные медные провода сечением 0,5-0,75мм2
  • переключатель-тумблер
  • ну и естественно сама светодиодная лента

Самым проблематичным моментом сборки и подключения будет пайка проводов к батарейке.

Порядок пайки следующий:

  • сперва нужно хорошо зачистить контакты

Берете кусочек наждачной бумаги или маленький напильник и аккуратно зачищаете верхний слой напыления с плюса и минуса на батарейке.

  • залуживаете кончики медных проводов
  • наносите флюс и припаиваете провода к батарейке – красный к плюсу, черный – к минусу

Если это временная и очень маломощная подсветка, то некоторые не парятся с паяльником, а просто обеспечивают контакт на батарейке за счет магнитиков.

На некоторых моделях батареек даже есть отверстие, куда можно предварительно вставить проводок.

  • то же самое проделываете с кнопкой или тумблером

Только через него пропускаете всего один провод (плюсовой) и припаиваете его на вход тумблера. Выход пускаете на ленту.

  • пайку проводов на светодиодной ленте нужно выполнять с обязательным соблюдением полярности

Плюс на светодиодной ленте обычно подписывается +12V или просто ”+”. Минус – ”GND”. На RGB подсветке все цвета являются минусовыми контактами.

Чтобы сделать более универсальное устройство, вместо скрученных между собой изолентой батареек, лучше использовать, так называемую кассету или контейнер.

Это уже фактически готовый сменный корпус. Иногда даже с проводами.

Все что вам остается, это припаять тумблер к плюсовому выходу.

В таком устройстве уже не придется каждый раз распаивать-запаивать батарейки, когда они разрядятся.

Просто меняете их, вытаскивая из своих посадочных мест и устанавливаете другие. Причем собрать такую схему можно на несколько уровней напряжения.

Если проводков на кассете нет, то прикупите специальные контакты.

Таким образом вам уже не придется иметь дело с пайкой проводов к самим батарейкам. Кстати, для подключения проводов к светодиодной ленте, также не обязательно иметь паяльник.

Воспользуйтесь коннекторами.

Их существует разнообразное количество. Причем не только для подключения ленты с лентой, но и для подачи на нее питания.

Сколько времени будет светить

Как примерно высчитать, сколько времени будет работать та или иная светодиодная лента на батарейках и какие батарейки под нее лучше подобрать?

Для начала вам нужно узнать название самой ленты и какие светодиоды в ней используются. Вбиваете эту марку в гугл и ищите параметры.

Самый главный – это напряжение и потребляемый светодиодом ток.

Допустим, потребляемый ток одного светодиода RGB ленты, при работе одного канала (свечение красным цветом) будет 18мА. Если работают все 3 цвета, то ток уже достигает 54мА.

Далее подсчитываете, сколько таких светодиодов будет в вашей подсветке. И умножаете этот ток на их количество.

Например, при 50 диодах и свечении ленты на максимальной мощности, общий потребляемый ток будет составлять – 2700мА.

Довольно существенная величина. Такой ток могут выдать аккумуляторные батарейки 18650. Для 12 вольтовой подсветки вам понадобится собрать их в магазине минимум 3 штуки.

Емкость аккумулятора 18650 в самых популярных моделях составляет 2600мА/ч. Есть больше и меньше. Эти цифры означают – данная подсветка на батарейках 18650 при токе потребления 2600мА, будет непрерывно светиться около 1 часа.

Если потребляемый ток превышает номинальный ток разряда аккумулятора, соответственно и лента будет гореть значительно меньший временной промежуток, и наоборот.

Только при этом не забывайте, что у небольших батареек, не рекомендуется превышать ток разряда больше чем в полтора-два раза от ее емкости.

Иначе батарейки быстро испортятся.

Источник: https://svetosmotr.ru/kak-zapitat-svetodiodnuyu-lentu-ot-batareek/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.