Доступность и относительно низкая цена сверхъярких светодиодов (LED) позволяет использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые использующие светодиоды в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарее? Прочитав этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения диодов можно использовать в том или ином случае, как производить расчеты элементов схемы.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
В принципе, можно просто включить светодиод, используя любую батарейку. Электронные схемы, разработанные любителями и профессионалами, успешно позволяют это сделать. Другой вопрос — как долго схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батареей или батареями будет работать непрерывно.
Чтобы оценить это время, важно знать, что одной из основных характеристик любой батареи, будь то химический элемент или аккумуляторная батарея, является емкость. Емкость аккумуляторной батареи — C выражается в ампер-часах. Например, емкость обычных батареек размера ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0,5 до 2,5 ампер-часов. Светоизлучающие диоды, с другой стороны, имеют рабочий ток в десятки или сотни миллиампер. Поэтому можно приблизительно оценить, сколько времени прослужит батарея, по формуле:
T= (C*Ubat)/(Urad.led*Irad.led)
В этой формуле числитель — это работа, которую может совершить аккумулятор, а знаменатель — мощность, потребляемая светоизлучающим диодом. Эта формула специально не учитывает эффективность схемы и тот факт, что полностью использовать емкость батареи крайне проблематично.
При разработке устройств с батарейным питанием обычно заботятся о том, чтобы потребляемый ими ток не превышал 10 — 30% от емкости батареи. Исходя из этого и вышеприведенной формулы, можно оценить, какой объем батареи определенной емкости необходим для питания данного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа питания светодиода от одной батарейки AA. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1,5 В. Для сверхъярких светодиодов это напряжение находится в диапазоне от 3,2 до 3,4 В. Поэтому необходимо создать преобразователь напряжения для питания светодиода от одной батареи. Ниже вы найдете простой двухтранзисторный преобразователь напряжения, который может питать от 1 до 2 сверхъярких светодиодов с рабочим током 20 мА.
Этот преобразователь представляет собой блокирующий генератор, собранный из транзистора VT2, трансформатора T1 и резистора R1. Блокирующий генератор генерирует импульсы напряжения, в несколько раз превышающие напряжение питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и C3 являются компонентами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилизатор VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе C2 превышает 3,3 В, затвор открывается, и на резисторе R2 образуется падение напряжения. В то же время первый транзистор открывается и блокирует VT2, блокирующий генератор останавливается. Это стабилизирует выходное напряжение инвертора на уровне 3,3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют низкое падение напряжения в разомкнутой цепи.
Трансформатор T1 может быть намотан на ферритовом кольце 2000HN. Диаметр кольца может составлять 7 — 15 мм. В качестве сердечника могут быть использованы кольца от преобразователей энергосберегающих ламп, катушки фильтров компьютерных блоков питания и т.д. Обмотки изготовлены из эмалированного провода диаметром 0,3 мм, по 25 витков каждая.
Эту схему можно безболезненно упростить, отключив стабилизирующие элементы. В принципе, схема может обойтись без дросселя и одного из конденсаторов C2 или C3. Эта упрощенная схема может быть собрана вручную даже начинающим радиолюбителем.
Схема также полезна тем, что она будет работать непрерывно, пока напряжение питания не упадет до 0,8 В.
Как подключить от 3В батарейки
Можно подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В без использования дополнительных деталей. Рабочее напряжение светодиода немного выше 3 В, поэтому он не будет светить на полную мощность. Иногда это может быть даже полезно. Например, используя светодиод с выключателем и диск с батарейкой на 3 В (обычно известный как таблетка), используемый в материнских платах компьютеров, можно сделать небольшой ключ-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в самых разных ситуациях.
Этот 3-вольтовый планшет с батареей может питать светодиодную лампу
Используя пару 1,5-вольтовых батареек и коммерческий или домашний инвертор для питания одного или нескольких светодиодов, можно создать более серьезный проект. Схема одного такого инвертора (бустера) показана на рисунке ниже.
Усилитель, созданный на основе микросхемы LM3410 и нескольких дополнительных компонентов, имеет следующие характеристики:
- Входное напряжение 2,7 — 5,5 В.
- Максимальный выходной ток до 2,4 А.
- Количество подключаемых светодиодов от 1 до 5.
- Частота преобразования от 0,8 до 1,6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя измерительный резистор R1. Хотя в спецификации указано, что микросхема предназначена для подключения 5 светодиодов, в действительности она может подключать до 6 светодиодов. Это связано с тем, что максимальное выходное напряжение схемы составляет 24 В. LM3410 позволяет регулировать яркость светодиодов (диммирование). Для этого используется четвертый вывод микросхемы (DIMM). Регулировка яркости может быть выполнена путем изменения входного тока 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 лучше последовательно соединить 3 светодиода с рабочим током 20 мА. Как и в случае с батареей 3 В, они не будут светить с полной яркостью, но батарея прослужит дольше.
Схема питания батареи «Крона
Трудно охватить в одном материале все многообразие способов подключения светодиодов к аккумуляторам различного напряжения и емкости. Мы постарались рассказать вам о самой надежной и простой конструкции. Мы надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
