Подсветка под шкафы на кухне из светодиодной ленты: выбор элементов, схемы, монтаж своими руками. Схемы подсветки электрических выключателей Схема включения светодиода в выключатель в квартире

⁰

Светодиодная подсветка под шкафами на кухне — это эргономично, красиво и современно. В статье мы расскажем о том, как правильно выбрать элементы системы, какие схемы соединения бывают, как установить ленту в качестве самостоятельного элемента и в специальном коробе (профиле).

Выбор светодиодной ленты для подсветки под шкафы — интересное, эффектное и не слишком сложное для домашнего мастера решение. Такое дополнительное освещение, несомненно, выполняет и эстетические задачи — выделяет отдельные функциональные зоны, акцентирует цветом декоративные элементы, задаёт модный, современный тон дизайну кухни.

Выбор светодиодной ленты

Важной характеристикой светодиодной ленты для монтажа под шкафы на кухне является устойчивость к парам воды. Недостаточная влагозащищённость может привести к короткому замыканию, а, значит, и к риску возникновения пожара. При покупке ленты нужно обращать внимание на степень защиты оболочки, которая маркируется двузначным числом после латинских букв IР. Первая цифра указывает на защиту от пыли и грязи, механических повреждений. Вторая цифра — защита от влаги. Оценивается защищённость прибора или устройства по шкале от 0 до 9 по обоим параметрам.

По герметичности (влаго- и пылезащищённости) светодиодные лампы и ленты могут иметь маркировку:

IР33 — открытый тип токопровода, для кухонь не рекомендуется;
IР65 — односторонняя герметичность той стороны, на которой размещены электронные элементы, допускается для монтажа во влажной среде кухонного пространства;
IР67, IP68 — двухсторонняя, полная герметичность ленты — рекомендуется для монтажа на кухне.

Если у выбранной лампы или ленты со светодиодами недостаточная защищённость, необходимо использовать защитный плафон или специальные профили, чтобы в совокупности обеспечить должный уровень безопасности.

Чтобы светодиодная лента давала достаточно света, важно правильно выбрать удельную мощность, которая характеризуется количеством светодиодов на погонный метр. Каждый тип ленты может иметь различное число светодиодов. Это можно определить и визуально, и ознакомившись с характеристикой изделия.

Для декоративных целей обычно достаточно 30 или 60 светодиодов на метр. Чтобы полноценно осветить рабочую поверхность, лучше выбрать ленту со 120 или 240 диодами.

Подсчитывая освещённость, нужно учитывать потребляемую лентой мощность, помня, что по сравнению с лампами накаливания, световой поток светодиодов выше примерно в 5 раз.

Таблица. Расчёт мощности ленты

Цифры в маркировке ленты обозначают размер одного светодиода:

SMD-3528 — диоды размером 3,5х2,8 мм;
SMD-5050 — диоды размером 5,0х5,0 мм.

Для монохромных лент с указанными характеристиками световой поток, измеряемый в люменах и являющийся ещё одной характеристикой светодиодов, будет максимальным. Для полихромных лент RGB, цвет которых задаётся в зависимости от установок регулятора или контроллера управления, общее количество кристаллов в каждом диоде соответствует комбинации базовых цветов, включающихся не одновременно. Следовательно, при работе только части кристаллов, дающих определённый цвет, световой поток будет ниже.

Цвета монохромных диодов с собственным свечением кристалла бывают:

красный;
оранжевый;
жёлтый;
зелёный;
синий;
фиолетовый.

Цвет монохромных диодов характеризуется узким спектром свечения, что стоит учитывать при выборе подсветки. Цвет предметов и, главное, продуктов существенно искажается, они могут выглядеть не так как под естественным светом или освещенные люминесцентными лампами.

Белый монохромный светодиод представляет собой полупроводник, излучающий ультрафиолет с покрытием люминофором. Принцип действия аналогичен привычным для большинства люминесцентным лампам. Оттенок так же может быть от «тёплого» до «холодного» и указывается в виде соответствующей температуры свечения, измеряемой в Кельвинах как у привычных светодиодных ламп .

Цвет поверхности печатной платы, на которой расположены светодиоды, обычно белый, однако можно подобрать и другие цвета: коричневый, жёлтый, чёрный, которые будут лучше смотреться на мебели при открытой установке. Для удобства монтажа лента снабжена клейкой лентой на обратной стороне.

Выбор блока питания и дополнительных устройств

Включать светодиодную ленту в бытовую розетку нельзя — сразу же сгорит. Рассчитана она на работу при постоянном токе с напряжением 24 или 12 В, полученный через соответствующий импульсный преобразователь (блок питания). Мощность устройства должна соответствовать совокупной потребляемой мощности всех подключённых лент. Например, нужно подключить три бобины по 5 м SMD-5050, мощностью 7,2 Вт/пог. м. Совокупная мощность составляет:

5 м · 7,2 Вт/пог. м = 36 Вт

Блок питания выбирают с запасом в 20%, следовательно, понадобится устройство мощностью не менее 45 Вт.

Конструкция блока может быть разной:

Герметичный, компактный блок в пластиковом корпусе.
Герметичный блок питания в алюминиевом корпусе. Дорогой, климатоустойчивый, часто используется в наружном, уличном освещении.
Открытый блок в перфорированном корпусе. Наиболее габаритный, недорогой, требует дополнительной защиты от прямого попадания влаги. Есть мощные модели — достаточно одного блока для всей подсветки.
Сетевой блок питания. Небольшая мощность, до 60 Вт, не требует монтажа. Для нескольких лент потребуются отдельные блоки питания.

Блок питания для кухни должен быть влагоустойчивым или устанавливаться в месте, защищённом от влаги. Желательно, чтобы драйвер содержал защиту от перепадов напряжения, что продлевает срок службы светодиодов.

Светодиодные ленты не рекомендуется соединять последовательно, иначе износ будет высокой, а светимость неравномерной. При подключении нескольких лент правильно использовать усилитель, обеспечивающий равномерную токоподачу на различные участки электрической цепи.

При желании, подсветка может подключаться через диммер — устройство, плавно понижающее мощность и светимость осветительных приборов. Так можно поддерживать подсветку в режимах «работа» и «отдых».

Для управления светодиодной лентой используются ШИМ-контроллеры, способные обеспечить правильную форму пульсирующего тока для регулировки яркости светодиодов

Усилители и диммеры подбираются к системе подсветки по силе тока.

Схемы подключения светодиодной подсветки

Основные правила соединения элементов подсветки в схему и монтажа:

соблюдайте полярность;
питайте через блок питания с напряжением 12 или 24 В в соответствии с типом ленты и маркировкой, размещая его как можно ближе к ленте (максимальное удаление — 10 м);
ленту не стоит круто изгибать, перекручивать. Лучше разрезать и выполнить угол пайкой (с осторожностью, заизолировав затем токопроводящие дорожки термоусадочной трубкой) или специальным коннектором. Пайка, по мнению мастеров, обеспечивает контакт без электрических потерь;
чем меньше соединений и чем толще сечение провода, тем меньше потерь электрического тока;
ленту высокой мощности лучше монтировать в профиль (короб);
отрезки лент длиннее 5 м соединять только параллельно;
блок питания располагайте в вентилируемом месте, защищая его от перегрева.

Места, в которых светодиодную ленту можно разрезать, обычно показаны на самом изделии.

Ниже приведены основные схемы соединения для монохромных и RGB-лент.

Схема прямого подключения светодиодной ленты. Несоклько лент подключаются параллельно к одному источнику тока

Подключение светодиодной ленты с использованием диммера для регулировки яркости

Несоклько светодиодных лент, включенные с использованием диммера или ШИМ-контроллера, должны подключаться с помощью усилителя

Схема подключения светодиодных лент RGB

RGB-ленты подключают к контроллеру четырьмя проводами, три из которых отвечают за один из цветов, четвёртый является общим. Маркировка: R — red (красный цвет), G — green (зелёный), В — blue (голубой). Провод «V-плюс» — общий. Подключение проще всего выполнить с помощью коннектора, но можно и аккуратно припаять. Для автономного подключения контроллера и усилителя иногда в схеме соединения используют два блока питания.

Инструменты и материалы для монтажа светодиодных лент

Для самостоятельной установки светодиодной ленты под кухонные шкафы потребуется:

соединение элементов можно выполнить различными способами , при этом потребуются: паяльник, припой, канифоль и термоусадочная трубка, или наконечники для проводов и обжим для наконечников, или коннекторы;
ножницы;
изоляционная лента, двухсторонний скотч, элементы крепежа;
инструмент для выпиливания отверстий в мебели для прокладки проводов, например — электролобзик;
выбранные светодиодные ленты;
блок питания и другие элементы электросхемы, при необходимости — диммер, усилители, контроллер;
короб (профиль) — при выполнении соответствующего монтажа;
кабель.

Важно понимать, что светодиоды все равно выделяют тепло во время свечения. Направлено оно в подложку, основу диода. Чтобы не допустить перегрева полупроводников, из-за чего существенно снижается их срок службы, желательно приклеивать ленту на специальный алюминиевый профиль или подложку с высокой теплопроводностью.

Выбор сечения кабеля

Как правило, для установки подсветки на кухне используют кабель сечением 0,5-2,5 мм 2 .

I — сила тока, I = P/U или I = U/R (P — мощность, U — напряжение, R — сопротивление);
ρ — удельное сопротивление, для медного кабеля ρ = 0,0175 Oм·мм 2 /м;
L — длина кабеля;
ΔU — максимально допустимый перепад напряжения между блоком питания (БП) и нагрузкой (лентами), ΔU = U БП -UΣ лент, если напряжение БП — 12 В и лент — 12 В, то ΔU принимают в 5-10%, т. е. 0,6-1,2 В.

Сечение кабеля зависит и от длины проводки, чем длиннее провод, тем меньше мощности подведётся к источнику света, что видно из следующей таблицы:

Длина проводов, м	Мощность, выделяемая на нагрузке, Вт
	Сечение провода
	1,5 мм 2	2,5 мм 2	4 мм 2	6 мм 2
0	50,0	50,0	50,0	50
2	45,5	47,2	48,2	48,8
4	41,5	44,6	46,5	47,7
6	38,1	42,3	44,9	46,5
8	35,0	40,1	43,4	45,5
10	32,4	38,1	42,0	44,4

Монтаж светодиодной ленты под кухонные шкафы

Основой хорошо проведённой установки является продуманное планирование — как выбрать, где и какие элементы схемы расположить.

Светодиод даёт направленный пучок света, чаще всего это сектор 120° строго по центральной оси полупроводника. Реже встречаются варианты на 90°, 60° и 30°. Закрепив ленту снизу подвесного шкафчика и отступив от стенки, на вертикальной поверхности образуется весьма четкая полоса, притом волнистая между светом и тенью, что может пагубно сказаться на общей картине.

Нужно распределять источник света так, чтобы разделительная полоса света и тени от подсветки приходилась на естественную границу, например, между окантовкой рабочей поверхности и облицовкой стены. В самом простом случае ленту монтируют впритык к стене, чтобы осветить её полностью. Подбирая различные варианты, можно с выгодой для общего дизайна поработать с визуальной «глубиной» рабочей поверхности.

Ленты с диодами, имеющие узкий сектор освещения, можно крепить на самом краю под шкафом, чтобы стена вовсе не освещалась. Универсальным способом по распределению света является использование алюминиевых профилей со светорассеивающими защитными плёнками. Даже высотой бортиков профиля при желании можно сформировать требуемую форму пятна освещённости.

Сам монтаж, при некотором навыке работы с инструментом, не представляет большой сложности.

Пропускаем кабель к месту соединения, как можно незаметнее, высверливая на тыльной стороне шкафа отверстие небольшого диаметра.
Светодиодную ленту небольшой мощности можно крепить непосредственно на подготовленную и обезжиренную поверхность нижней части кухонных шкафчиков. Ленты отмеренной длины, имеющие клеящий слой, просто прикладывают к выбранному месту и прижимают, снимая защитную пленку непосредственно перед монтажом. Если такого слоя нет — понадобится двусторонний скотч. Чтобы замаскировать ленту, можно оградить её профилем в тон шкафа.
Закрепляем блок питания, делаем электрическую разводку, аккуратно закрепляя провода с помощью клипс или двустороннего скотча.
Соединяем все элементы в схему, обязательно проверяем тестером проводку на короткое замыкание между питающими проводами и только после этого подключаем к сети. Подсветка готова.

Если ввиду повышенной мощности или из эстетических соображений планируется установка ленты в профиль, то сначала проще уложить светодиодную ленту в профиль и подключить выводы питания. После этого с помощью двустороннего скотча профиль закрепляется на шкафчиках. Придётся менять последовательность только в том случае, если профиль крепится с помощью саморезов, вкрученных с его внутренней стороны впотай.

На следующем видео тот же мастер, что и в предыдущем ролике, даёт советы о монтаже ленты в короб.

Электрочайники – термосы, или термопоты, исправно служат 2 – 3 года, затем обычно выходят из строя. Основные причины этого: перестают кипятить воду, не наливают кипяток и из-за протекания воды. В Интернете много материалов о ремонте термопотов, но почти нет схем. В статье кратко описаны модели термопотов, схемы которых срисованы с изделий, с неисправностями которых автор сталкивался при ремонте. В статье приведены примеры схемных решений, применённых в большинстве моделей современных термопотов, несмотря на большое количество клонов, выпускаемых различными фирмами..

На приведённых схемах обозначения большинства деталей соответствуют указанным на платах. У разных моделей термопотов схемы вторичного электропитания и блоков управления сильно отличаются. Все термопоты имеют емкость для кипячения воды из нержавеющей стали. В её нижней части закреплены термоэлектронагреватели, ТЭН-ы, обычно их два, для кипячения и подогрева воды, в этом случае они находятся в одном блоке, который имеет три вывода. На дне емкости закреплен термовыключатель на температуру 88 – 96 град.С или термодатчик, подающие сигнал для отключения ТЭН-а кипятильника при достижении нужной температуры воды. На боковой стенке емкости закреплены включённые последовательно термовыключатель на температуру 102 – 110 град.С и предохранитель FU на 125 град.С/10А, помещённый в силиконовую трубку. Они отключают электропитание термопота при повышении температуры емкости для кипячения из-за отсутствии воды или в случае короткого замыкания. Для подачи горячей воды в термопотах используют однотипные электродвигатели постоянного тока на напряжение 12 В, с центробежным насосом.

Большинство деталей термопотов размещено на двух платах. Плата управления, на которой расположены кнопки управления и светодиоды находится в верхней части корпуса. Основная плата, на которой находятся большинство силовых разъёмов, блоки управления, реле, источники и стабилизаторы вторичного напряжения находится в нижней части корпуса под ёмкостью для кипячения воды. Обе платы соединяются между собой жгутами проводов с разъёмами.

Схема термопота Elenberg ТН-6030, приведена на Рис. 1. Ранее, в 2014 году автор выкладывал её на сайте go-radio, поэтому дана ссылка на этот сайт. Схема ТН-6030 достаточно простая и полностью аналоговая. Постоянно через ТЭН подогрева воды ЕК1 и диод VD9 течёт пульсирующий ток только в одном направлении, поэтому сопротивление этого ТЭН-а в два раза меньше, чем аналогичного, той же мощности ТЭН-а подогрева в других моделях, где он питается переменным током. При включении электромотора, через него и диод VD10 начинает течь постоянный пульсирующий ток другой полярности, до 150 мА, а через ТЭН ЕК1 идёт переменный ток. Автоматическое включение и выключение ТЭН-а кипячения воды ЕК2, производится термовыключателем SF1. Принудительное включение ТЭН-а ЕК2 длительностью до 2-х минут производится контактами К1.1 реле К1. На транзисторы VT1 – VT2 каскада управления реле К1 постоянное напряжение 14 В, стабилизированное цепочкой R3 и VD6, подаётся с диодного моста VD1 – VD4. Частой неисправностью этой модели термопота является выгорание контактов термовыключателя SF1, потому что через него проходит весь ток ТЭН-а ЕК2. Заменить термовыключатель не сложно, надо отвернут два винта на фланце, и переставить два силовых разъёма. Подробные видеозаписи этой замены есть в Интернете.

Другая неисправность, плохая работы насоса подачи горячей воды. Её причина – увеличение трения оси ротора электромотора, работающего при повышенной температуре из-за ухудшения качества смазки. Магнитная муфта сцепления насоса состоит из магнитного диска, надетого на вал ротора электромотора и крыльчатки насоса, надетую на полуось в крышке корпуса насоса. В основании крыльчатки также закреплён магнитный диск. Между двумя магнитными дисками установлена герметичная прокладка. Рис. 2.

Автор смазывал точки опоры ротора на торцах корпуса электромотора обычным веретенным маслом. Помогало на пару месяцев. Трудно добраться до передней точки опоры, приходилось разбирать насос и заливать масло под магнитный диск, и проворачивать его пальцем, в этот момент электромотор находится в вертикальном положении, чтобы масло затекло в нужное место. Остатки масла сливают через край. Снимать диск с оси ротора не надо, пара съёмов и он не будет держаться на оси ротора. Проще сразу заменить двигатель с насосом.

Протечки воды в термопотах возникают редко, обычно вследствие механических повреждений. Однажды причиной появления воды под чайником оказалась малозаметная трещина в верхней части пластмассового корпуса, под крышкой, проходящая вдоль закраины ёмкости для кипячения воды. В эту щель проникал пар, который затем конденсировался на внутренней поверхности стенок корпуса, пластик вдоль трещины крошился. Тот чайник ремонту не подлежал.

Схема термопота Vitek VT-1188 показана на рис. 3. В этой модели вторичное напряжение 12 - 14 В на блоки управления подаётся с трансформатора Т1, установленного внизу корпуса под ёмкостью для воды, и с выпрямительного моста VD1 – VD4. Напряжение 5 В со стабилизатора ic2 поступает для питания процессора ic1, который управляет всей работой термопота. По команде оптопары ic3 процессор ic1 должен сигнализировать о срабатывании защиты, SF1 или FU1, хотя, непонятно как -- зуммер в этой модели не установлен. На дне ёмкости для кипячения установлен термодатчик RT из двух соединённых параллельно термисторов MF58 отрицательным ТКС в корпусах КД-3. Температуру отключения кипятильника устанавливается вручную кнопкой sw2. Термопоты VT-1188 и VT-1187 не имеют ТЭН-а для подогрева воды, из-за чего включение и выключение ТЭН-а для кипячения, ЕК1 происходит чаще, чем в других моделях. Поэтому у VT-1188 чаще сгорают контакты реле и перегорает ТЭН. Случай выгорания крепёжного вывода реле на плате описан в . При возникновении всех этих неисправностей у чайника нормально работают индикация, двигатель насоса, нет только кипячения воды. При пригорании и залипании контактов реле, или пробое транзистора Q1, может не отключаться режим кипячения. При ремонте этих поломок неисправные детали заменяют.

Фотография основной платы VT-1188. Рис. 4.

Схема термопота VT-1191 показана на Рис. 5. Источник вторичного напряжения для блоков управления импульсный, сделан на микросхеме VIPer 12A по бестрансформаторной схеме. Постоянное напряжение 18 В на его выходе фильтруется конденсаторами EL3, C3 и дросселем L2, затем понижается стабилитроном ZD2 до 12 В. Схема управления работает на процессоре ic1, маркировки на его корпусе нет, имеется только этикетка с указанием модели термопота. Напряжение 5 В на ic1 подается со стабилизатора на транзисторе Q4 и стабилитроне ZD3. В термопоте VT-1191 имеется два ТЭН-а: ЕК1 для кипячения и ЕК2 для подогрева воды. Контакты К1,1 реле К1 поочерёдно подключают выводы одного из них к сети в зависимости от напряжения на выводе №5 ic1, которое через разъём CN1, светодиод HL2 и R7 поступает на базу транзистора Q1. Через термовыключатель SF2 протекает небольшой базовый ток транзистора Q2, поэтому SF2 соединён с платой, и выводом № 4 ic1 слаботочным разъёмом. Электромотор включается транзистором Q3 при появлении «+» на выводе №3 ic1. Неисправность термопота проявлялась в том, что он не кипятил и не наливал воду, горел только зелёный индикатор HL3. Причиной поломки был выход из строя процессора ic1.

Рис.6 Фотография основной платы VT-1191, закреплённой в корпусе термопота.

Советов по ремонту термопотов дано уже много, но я добавлю ещё два:

1) Фотографировать весь процесс разборки и ремонта чайника. Это потом облегчит его последующую сборку и особенно, установку силовых разъёмов. (Рис. 6).

2) Если корпуса слаботочных разъёмов, установленных на платах, даже незначительно шатаются на своих местах, эти корпуса надо приклеить к плате и пропаять контакты. Нарушение контактов разъёмов после ремонта и сборки термопота может привести к появлению новых неисправностей.

Список литературы

«Ремонт реле электрочайника Vitek VT-1188»
Журнал «Радио» 2016-8-35.

Основной принцип работы электронагревательных устройств почти одинаков. Для нагрева нужно иметь нагревательный элемент - спираль, который играет в роль излучателя ИК лучей, благодаря которым происходит принудительный нагрев.

В электрочайниках реализована достаточно простая схема, основной элемент которой - ТЭН. В основном тут применяется плоский ТЭН, который расположен на дне чайника, под металлической крышкой. Сетевое напряжение поступает в спиталь, который имеет определенное сопротивление. Спираль расположен внутри тэна. Тепловая энергия от спирали передается к тэну, последний нагревает воду. Использование тэна объясняется тем, что он делает чайник безопасным, нет опасности поражения током, поскольку сам нагревательный элемент-спираль не имеет прямого контакта с водой, он не замкнут с тэном, поэтому ток не передается воде. В простейшем виде схема электрочайника выглядит так:

Электрочайник может иметь таймер (временное реле), терморегулятор, индикатор напряжения, выключатель питания. Более сложная принципиальная схема:

Терморегулятор имеет стандартную схему, если конечно чайник не из дорогих. Схема управления напряжением спирали, в более продвинутых моделях, достаточно проста - развязка из динистора и тиристора. Тиристор управляет нагрузкой, а динистор задает режим работы тиристора (по сути управляет тиристором). Динистор или диодный тиристор - это по сути диод, который имеет определенное напряжение срабатывания, которое задается при помощи регулятора. То есть, управляя напряжением, мы можем управлять температурой. Проще говоря, ТЭН нагревает воду до нужной температуры - вот и весь принцип работы электрочайника. В наши дни на рынке можно встретить электрочайники с полностью автоматическим управлением, которые будут нагревать воду до заданной температуры, затем отключатся автоматически. К ним относится группа чайников-термосов - термопот. Так как стоимость чайника-термоса довольно высока, то во многих случаях самостоятельный ремонт термопота не только оправдан, но и необходим. Схема блока управления и фото печатной платы с деталями показаны ниже:

Уже тестируются чайники с ультразвуковым нагревом - чайник, который не греется, но греет воду. Но пока не полностью изучено влияние таких чайников, поэтому в продаже они встречаются очень редко.

Обычно светодиоды подключаются к 220В при помощи драйвера, рассчитанного под их характеристики. Но если требуется подключить только один маломощный светодиод, например, в качестве индикатора, то применение драйвера становится нецелесообразным. В таких случаях возникает вопрос — как подключить светодиод к 220 В без дополнительного блока питания.

Основы подключения к 220 В

В отличие от , который питает светодиод постоянным током и сравнительно небольшим напряжением (единицы-десятки вольт), сеть выдает переменное синусоподобное напряжение с частотой 50 Гц и средним значением 220 В. Поскольку светодиод пропускает ток только в одну сторону, то светиться он будет только на определенных полуволнах:

То есть led при таком питании светится не постоянно, а мигает с частотой 50 Гц. Но из-за инерционности человеческого зрения это не так заметно.

В то же время напряжение обратной полярности, хотя и не заставляет led светиться, все же прикладывается к нему и может вывести из строя, если не предпринять никаких защитных мер.

Способы подключения светодиода к сети 220 В

Самый простой способ (читайте про все возможные ) – подключение при помощи гасящего резистора, включенного последовательно со светодиодом. При этом нужно учесть, что 220 В – это среднеквадратичное значение U в сети. Амплитудное значение составляет 310 В, и его нужно учитывать при расчете сопротивления резистора.

Кроме того, необходимо обеспечить защиту светоизлучающего диода от обратного напряжения той же величины. Это можно сделать несколькими способами.

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более).

Рассмотрим схему подключения более подробно.

В схеме используется выпрямительный диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 В. При изменении полярности все напряжение будет приложено именно к нему, и led оказывается защищенным от пробоя.

Такой вариант подключения наглядно показан в этом ролике:

Также здесь описывается, у стандартного маломощного светодиода и рассчитать сопротивление гасящего резистора.

Шунтирование светодиода обычным диодом.

Здесь подойдет любой маломощный диод, включенный встречно-параллельно с led. Обратное напряжение при этом будет приложено к гасящему резистору, т.к. диод оказывается включенным в прямом направлении.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов:

Схема подключения выглядит следующим образом:

Принцип аналогичен предыдущему, только здесь светоизлучающие диоды горят каждый на своем участке синусоиды, защищая друг друга от пробоя.

Обратите внимание, что подключение светодиода к питанию 220В без защиты ведет к быстрому выходу его из строя.

Схемы подключения к 220В при помощи гасящего резистора обладают одним серьезным недостатком: на резисторе выделяется большая мощность.

Например, в рассмотренных случаях используется резистор сопротивлением 24 Ком, что при напряжении 220 В обеспечивает ток около 9 мА. Таким образом, мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет:

9 * 9 * 24 = 1944 мВт, приблизительно 2 Вт.

То есть для оптимального режима работы потребуется резистор мощностью не менее 3 Вт.

Если же светодиодов будет несколько, и они будут потреблять больший ток, то мощность будет расти пропорционально квадрату тока, что сделает применение резистора нецелесообразным.

Применение резистора недостаточной мощности ведет к его быстрому перегреву и выходу из строя, что может вызвать короткое замыкание в сети.

В таких случаях в качестве токоограничивающего элемента можно использовать конденсатор. Преимущество этого способа в том, что на конденсаторе не рассеивается мощность, поскольку его сопротивление носит реактивный характер.

Здесь показана типовая схема подключения светоизлучающего диода в сеть 220В при помощи конденсатора. Поскольку конденсатор после отключения питания может хранить в себе остаточный заряд, представляющий опасность для человека, его необходимо разряжать при помощи резистора R1. R2 защищает всю схему от бросков тока через конденсатор при включении питания. VD1 защищает светодиод от напряжения обратной полярности.

Конденсатор должен быть неполярным, рассчитанным на напряжение не менее 400 В.

Применение полярных конденсаторов (электролит, тантал) в сети переменного тока недопустимо, т.к. ток, проходящий через них в обратном направлении, разрушает их конструкцию.

Емкость конденсатора рассчитывается по эмпирической формуле:

где U – амплитудное напряжение сети (310 В),

I – ток, проходящий через светодиод (в миллиамперах),

Uд – падение напряжения на led в прямом направлении.

Допустим, нужно подключить светодиод с падением напряжения 2 В при токе 9 мА. Исходя из этого, рассчитаем емкость конденсатора при подключении одного такого led к сети:

Данная формула действительна только для частоты колебаний напряжения в сети 50 Гц. На других частотах потребуется пересчет коэффициента 4,45.

Нюансы подключения к сети 220 В

При подключении led к сети 220В существуют некоторые особенности, связанные с величиной проходящего тока. Например, в распространенных выключателях освещения с подсветкой, светодиод включается по схеме, изображенной ниже:

Как видно, здесь отсутствуют защитные диоды, а сопротивление резистора выбрано таким образом, чтобы ограничить прямой ток led на уровне около 1 мА. Нагрузка в виде лампы также служит ограничителем тока. При такой схеме подключения светодиод будет светиться тускло, но достаточно для того, чтобы разглядеть выключатель в комнате в ночное время. Кроме того, обратное напряжение будет приложено в основном к резистору при разомкнутом ключе, и светоизлучающий диод оказывается защищенным от пробоя.

Если требуется подключить к 220В несколько светодиодов, можно включить их последовательно на основе схемы с гасящим конденсатором:

При этом все led должны быть рассчитаны на одинаковый ток для равномерного свечения.

Можно заменить шунтирующий диод встречно-параллельным подключением светодиодов:

Параллельное (не встречно-параллельное) подключение led в сеть недопустимо, поскольку при выходе одной цепи из строя через другую потечет удвоенный ток, что вызовет перегорание светодиодов и последующее короткое замыкание.

Еще несколько вариантов недопустимого подключения светоизлучающих диодов в сеть 220В описаны в этом видео:

Здесь показано, почему нельзя:

включать светодиод напрямую;
последовательно соединять светодиоды, рассчитанные на разный ток;
включать led без защиты от обратного напряжения.

Безопасность при подключении

При подключении к 220В следует учитывать, что выключатель освещения обычно размыкает фазный провод. Ноль при этом проводится общим по всему помещению. Кроме того, электросеть зачастую не имеет защитного заземления, поэтому даже на нулевом проводе присутствует некоторое напряжение относительно земли. Также следует иметь в виду, что в некоторых случаях провод заземления подключается к батареям отопления или водопроводным трубам. Поэтому при одновременном контакте человека с фазой и батареей, особенно при монтажных работах в ванной комнате, есть риск попасть под напряжение между фазой и землей.

В связи с этим, при подключении в сеть лучше отключать и ноль, и фазу при помощи пакетного автомата во избежание поражения током при прикосновении к токоведущим проводам сети.

Заключение

Описанные здесь способы подключения светодиодов в сеть 220В целесообразно применять только при использовании маломощных светоизлучающих диодов в целях подсветки или индикации. Мощные led так подключать нельзя, поскольку нестабильность сетевого напряжения приводит к их быстрой деградации и выходу из строя. В таких случаях нужно применять специализированные блоки питания светодиодов – драйверы.