Про светодиоды в салонной подсветке

[dtc]

Добрый день. Прочитал тему про светодиоды (замену лампочек на них), решил вставить свои пять копеек.

 

Немного теории (кому не интересно - листаем сразу к практике):

Светодиод от лампочки отличается следующими свойствами:

 

- он, гадость такая, полярный. Его нельзя вставить просто любой стороной, и он будет светиться. Важно соблюдать плюс и минус при подключении

 

- он загорается не от мощности, а от тока. Мощность, как мы помним из школьного курса физики, это P=U*I, где U - напряжение, а I - сила тока. Лампочка горит от того, что у нее накаливается ниточка, и яркость ее свечения напрямую зависит от мощности. У лампочки есть номинал в тех самых Ваттах (в маркировке лампочки - Вт), которые обозначают мощность, которую надо вкорячить в лампочку, чтобы она загорелась. Ток на участке цепи равен I = U / R, где R - сопротивление лампы, которое статично (на самом деле это почти так, там при повышении температуры оно растёт, но замнём для ясности). Если в формулу мощности запихнуть формулу тока, то учитывая, что сопротивление - константа, становится ясно, что яркостью лампочки можно управлять только напряжением. 

А вот светодиоду почти пофигу на напряжение. Указанные в номинальных параметрах 3 Вольта вполне себе корректно работают и в бортовой сети автомобиля. Яркость светодиода рулится по току. Т.е. дал ему 10 мА - светит во всю силу, дал 5 мА - поток почти в половину меньше.

 

- светодиод имеет умопомрачительную надёжность. Во-первых, сама наработка на отказ составляет сотни тысяч часов, во-вторых, светодиод вообще не боится тряски (чего боятся лампы накаливания), ну и в-третьих у светодиода нет такой беды, как холодный старт, когда нагреваем спиральку и ее сопротивление еще минимально и через нее бегут адовы токи в лампочке.

 

- светодиод, в отличие от лампы, загорается и гаснет почти мгновенно, поэтому его так любят в стоп-сигналах Формулы-1 с ее бешенными скоростями и минимальным временем реакции.

 

Плюшек много, но вот свойство светодиода работать по току рождает кучу проблем и отзывов вида "поставил-сгорело". Дело в том, что имеют место быть два явления:

- нужно больше золота, или все стараются вытащить из светодиода максимум его яркости. А почему? А потому что узконаправленный пучок света освещает узкий участок в отличие от лампы накаливания с ее более-менее равномерным свечением. Как это починить - будет чуть ниже.

- напряжение в бортовой сети - не 12В. Оно болтается от 11 (ниже не интересно - не заведёте) до 15В (генератор старательно накачивает АКБ). А светодиоду очень дурно, если превысить ток даже на 10%, деградация очень быстрая и необратимая, как лампочка он не остынет и работать дальше не будет.

 

Чего делать, или практика:

1.Выбираем светодиоды. Нас интересует пока только один параметр - сила свечения (Iv, мКд). Есть куча советских светодиодов с силой свечения в 10-20 мКд. Вот их радостно берут, потом охреневают от того, насколько тускло он светит, и начинают уменьшать сопротивление в надежде поиграть с током по аналогии с напряжением в лампе. Нет, он, конечно, станет светить ярче. Это как жопой на сковородку - в последний раз весьма скромные вокальные таланты любого воссияют с новой силой. Но недолго. 

Я предпочитаю брать с мКд в диапазоне от 80 до 150. Сильно увлекаться тоже не надо - возьмете светодиоды для прожекторов - не сможете их запустить, им драйвер надо-с, и к любым колебаниям по току они относятся на порядок болезненнее, тут же выпуская из себя белый дым.

Чем больше к верхней границе - тем лучше.

 

2. Покупаем набор резисторов. Стоит рублей 120, обычные выводные на 0,125 Вт. Там по десятку в каждой пачке, но можно будет поиграться с яркостью.

 

3. Считаем сопротивление из худших условий, т.е. 15В. На светодиоде ещё есть падение напряжения в 1,5В, так что запас в 10% есть. R = U / I, или R = 15 / I, где I - рабочий ток по характеристикам светодиода. Допустим для этого https://www.chipdip.ru/product/l-1513ec светодиода рабочий ток - 10 мА. Получается R = 15 / 0,01 = 1500 = 1,5к (иногда пишут 1к5).

ВСЕ!!!!!! 1,5к - это минимальное сопротивление. Если вы вкорячили 1,5к, и вам по прежнему мало яркости - ищите более яркий светодиод, или навешивайте два светодиода, или забейте на затею и верните лампочки.

Оффтоп про ссылку: Чип и Дип - это бутик электроники. Да, там есть практически все и всегда в наличии. Но есть более адекватные по ценам магазины, например вольтмастер или Терра электроника, где те же самые позиции стоят в 2-3 раза дешевле. Если вам надо срочно и что то простое и вы готовы переплатить - можно там. Если покупаете более чем на 500 руб - голос разума советует найти альтернативу.

 

4. Чего делать с пятнышком направленного пучка. Светодиод фигачит кружочек, у него даже в характеристиках есть рассеивание в градусах (угол конуса света, который излучает светодиод). В результате если начинаем возиться с штатной посветкой, к примеру, приборки, то получаем такого себе леопарда - все в пятнышках, убожество и шатание. Чтобы немного исправить эффект - берем надфиль или наждачку и матуем линзу светодиода. Повредить вы ничего не сможете (сам светодиод - это бледно-жёлтая блямба между выводами, остальное - это пластик, формирующий луч). Ситуацию исправляет, но немного.

 

5. Определившись с максимальным током, начинаем подключать диодиики по очереди к набору резисторов из 2. Не гонитесь за "выжги глаз". Мне вполне хватало сопротивления на 3,3К чтобы подсветить кнопки так, чтобы они светились наравне с штатной подсветкой.

 

6. После примерки все аккуратно паяем. На фото пример, который я нашёл в своём блоке ЭСП. Мало того, что светодиоды там неяркие советские, явно из папиной радиоллы, так еще резистор на 800 Ом, что давало ток в 15 мА (ну да, чтобы это чудо прокачать, вкорячить туда надо знатно), и холодная пайка. Холодная не в смысле холодной сварки, а в смысле того, что припой ничего не паял. Он наляпан. Если надо - напишу как правильно выполнять пайку, но если у вас что то вроде того, как на фото - переделывайте. В машине такого быть не должно. Отвалится.

 

За сим, пожалуй, все. На последок - фото результата. Так как это ЭСП, сделал чуть менее ярким, резистор на 3,7к

 

 

 

[dtc]

Фото с папиной радиоллой и намазыванием припоя соплями

[dtc]

Немного про цвет светодиодов.

 

Сейчас вообще есть любые, бери какой хочешь, но чаще всего можно найти белые, зелёные, красные, жёлтые и синие. 

 

К сожалению, если мы стремимся сделать так, чтобы подсветка оставалась оригинальной, нам не подойдут ни одни из озвученных. Дело в том, что свет лампы - жёлтый, и все светофильтры, которые есть в салонах наших машин, ориентированы именно на это. Причём он не совсем жёлтый, потому тупо засунуть туда жёлтый светодиод - не самая лучшая затея, половина лам стоит без серьезных светофильтров, будет у вас в машине половина жёлтой.

 

К счастью, я нашёл на просторах прекрасный вариант. Его part number - GNL-3014UEC, имеет диаметр 3 мм (влезет почти везде), яркость 150 мКд и угол в 25 градусов (не самый впечатляющий показатель, но гораздо лучше чем 15-20). Рабочий ток его - 20 мА. Это означает, что минимальное сопротивление, которое можно вкорячивать - 820 ОМ.

 

Единственное, на что стоит обратить внимание - резистор. Есть резисторы на 0,125 Вт, 0,25, 0,5 ну и так далее. Так вот, 0,125 тут не подойдёт. P = U*I, или в упрощённом виде, не учитывая падения напряжения - 15В*0,02А = 0,3 Вт. Т.е. если мы собираемся из него выкачать максимум возможного, нам понадобятся резисторы на 0,5 Вт. Искренне не рекомендую юзать резисторы на 0,125 при таких токах - они может и не сгорят (как повезёт), но будут активно греться, что может привести к весьма плачевным результатам. Вот такого, думаю, не случится

но бережёного, как говорится...

 

Всем удачи в экспериментах.