Устанавливаем светодиоды в поворотники автомобиля
Достаточно часто владельцы автомобилей стремятся их оформить особым образом. Одним из возможных вариантов решения этой задачи является использование светодиодных поворотников. Кроме такого применения, данный полупроводниковый элемент может использоваться в фарах, освещении авто, внешнем оформлении (например, габаритные огни).
Изготовить светодиодные поворотники своими руками сможет каждый, нужно только захотеть
Некоторые идут еще дальше и для выражения большей индивидуальности устанавливают внутри салона их. Одним из примеров такого использования может быть вставка ленты из светодиодов в дверь. При остановке они включаются, водитель или пассажир могут легко покинуть транспортное средство.
Видео: светодиодные поворотники ВАЗ своими руками
Типы светодиодов
Светодиод – это полупроводниковый радиокомпонент, который под воздействием электрического тока начинает светиться. Основой элемент в них – это кремний. В зависимости от использованного типа примеси в этот полупроводниковый элемент светодиод может изменять свой свет.
Наиболее часто используются следущие виды подобных микроэлектронных компонентов:
- В качестве примеси используются алюминий, галлий, азот. В зависимости от концентрации цветовая гамма изменяется от голубого до зеленого цвета.
- На основе индия, гелия, фосфора. Цвет может быть в пределах от красного до желтого.
На сегодняшний день полупроводниковая промышленность производит светодиоды всех возможных цветов. Поэтому с этим проблем не возникает.
Один светодиод вряд ли сможет осветить поворотник, а вот несколько, запросто справятся с этой задачей
По мощности они подразделяются на маломощные и силовые. Силовые рассчитаны на ток более 0,35 А. В свою очередь, маломощные работают до этого значения.
Возможные схемы подключения
На сегодняшний день наиболее часто используются следующие схемы подключения светодиодов:
- Подобное подключение используется для коммутации длинной цепочки светодиодов (например, по периметру автомобиля). В качестве источника напряжения используется блок питания конденсаторного типа. Токоограничивающий элемент в такой схеме – это конденсатор. В качестве преобразователя переменного напряжения в постоянное используется диодный мост в сочетании с фильтром (обычно это комплект из резистора и конденсатора). Обязательно последовательно с цепочкой диодов устанавливается защитный резистор, который берет на себя избыток напряжения.
- Вторым вариантом выступает соединение светодиодов в гирлянды по 3-6 штук последовательно. Между собой параллельно может соединено несколько таких гирлянд в зависимости от источника питания. Роль последнего в данной схеме играет стабилизированный блок питания с напряжением 12-24В. В подобной схеме также обязательно устанавливается защитный резистор последовательно с каждой гирляндой.
- Последний, третий вариант подключения – это напрямую. В такой схеме может работать только силовой диод, который рассчитан на ток более 0,35А.
Одна из схем подключения светодиодов
У светодиода всего две ножки для подключения – анод и катод. Анод в обязательном порядке подключается только к положительному полюсу источника питания. В свою очередь, катод к отрицательному. При другом подключении этот полупроводниковый элемент не будет работать.
Требования к исполнителю и инструменту
При проведении любого радиоэлектронного монтажа обязательно используются тестер (для проведения замеров), паяльник, пинцет, бокорезы (если их нет в наличии, то можно использовать плоскогубцы, которые тоже могут выполнить эту задачу). Для выполнения вычислений и определения необходимых значений понадобится калькулятор. Среди расходных материалов можно выделить стеклотекстолит (из него делается печатная плата – основание для крепления данного полупроводникового элемента), припой, канифоль, флюс для пайки и цапонлак.
Без тестера сделать поворотники на светодиодах будет трудно
Подбор наиболее подходящей серии элементов
Основные параметры любого устройства данной серии – это номинальный ток и номинальное напряжение. То есть рабочее значения данных параметров, при которых светодиод сохраняет свои исходные свойства. Расчет производится по закону Ома для участка цепи. В каждом авто есть источник тока с заданными параметрами – током и напряжением. С другой стороны у нас есть характеристики необходимого светодиода. Разница между первым и вторым значениями – это будут характеристики резистора, который необходимо включить последовательно в цепь. А зная параметры последнего, всю схему можно собрать без особого труда.
Проведем расчет для наиболее простой схемы, которая состоит из стабилизированного источника напряжения, светодиода и защитного резистора. В остальных случаях методика остается практически такой же, но только за счет большего количества использованных элементов усложняется расчет.
Расчет схемы подключения светодиодов
Например, в авто есть источник, значения которого соответственно равны 0,02А и 24В. Причем источник постоянного напряжения (например, аккумуляторная батарея). На светодиод необходимо, чтобы приходило 0,02А и 2В. Теперь определяем значение падения потенциала на резисторе:
UR= Uпит-Uд,
где UR – падение потенциала на резисторе, В
Uпит – напряжение источника питания, В
Uд – номинальное (рабочее) падение потенциала на диоде, В
По приведенной ранее формуле получаем UR=24-2=22В. Все элементы данной схемы соединены между собой последовательно. Как результат, ток негде не ответвляется, в любой точке цепи будет равен 0,02А. В итоге получаем значение сопротивления резистора по закону Ома:
R= UR/IR,
где R – сопротивление резистора, Ом
IR – ток в цепи, А
Подставив необходимые значения, получаем R=22/0,02=1100 Ом. Далее определяем второй по важности параметр любого резистора – это мощность. Она определяется по формуле:
РR= IR * UR.
В итоге получается РR=0,02 * 22 = 0,44Вт. Из существующего ряда резисторов выбираем ближайшие наибольшие значения – 1,1 кОм и 0,5 Вт. На этом можно считать расчет оконченным – параметры всех элементов электрической цепи определены.
Один из примеров использования светодиодов
Одним из наиболее распространенных применений данных элементов в авто – в качестве сигнала поворота. Теперь рассмотрим то, как сделать светодиодные поворотники из обычных.
Порядок действий следующий:
- Выбирается наиболее подходящая схема подключения
- Осуществляется выбор необходимого светодиода
- Далее производится расчет всех остальных радиокомпонентов электрической цепи
- На основании проведенных вычислений выбирается защитные резисторы и прочие компоненты
- Затем составляется перечень необходимых радиокомпонентов. С этим перечнем необходимо посетить ближайший магазин такого профиля и в нем покупается все необходимое оборудование
- Выполняется разработка всей необходимой документации (в том числе рисунка печатной платы и ее монтажный чертеж)
- Потом необходимо сделать печатную плату для монтажа на ней радиодеталей. Для этого наносится на плату стеклотекстолита заранее разработанный рисунок с помощью лака. Высверливаются все необходимые отверстия для монтажа радиодеталей. Она погружается в хлорное железо. После того, как рисунок на плате вытравился, она достается. Промывается обычной водой. Затем защитный слой удаляется с помощью растворителя. На следующем этапе идет снова промывка проточной водой. И только после этого она просушивается. По окончании всех выполненных процедур мы получаем готовую плату для дальнейшей работы. Поскольку поворотников всего 4, то и платы должно быть изготовлено также 4.
- На следующем этапе на основании схемы и разработанного чертежа платы выполняется монтаж всех элементов схемы. По окончанию сборки все контакты вскрываются обязательно цапонлаком (он обеспечит необходимую изоляции и защиту схемы в случае попадания сюда влаги)
Демонтаж старых поворотников нужно делать аккуратно, чтобы не повредить лакокрасочное покрытие
- Потом необходимо демонтировать старые поворотники и аккуратно их разобрать. Причем так, чтобы не повредить.
- Старый элемент освещения (лампа) полностью отключается и снимается.
- Места стыков, где раньше все было залито клеем, необходимо зачистить с помощью надфиля и наждачной бумаги. Затем этот стык обезжиривается с помощью спирта. Дальше все это промывается водой и должно высохнуть.
- На месте старого элемента освещения устанавливаются новые светодиодные поворотники. В случае необходимости можно внести незначительные конструкционные изменения, которые позволили бы упростить процесс монтажа.
- Дальше выполняется сборка в обратном порядке. Необходимо нанести клей на стык и склеить разобранный поворотник. Затем необходимо выдержать время до тех пор, пока клей не застынет. В дальнейшем этот поворотник устанавливается на старое место и к нему подключаются старые провода.
- На следующем этапе необходимо внести изменения в систему электроснабжения транспортного средства. Для этого выполняется разрыв старых проводов и в него вклинивается дополнительный стабилизированный источник питания (можно отдельно приобрести или сделать самому). Причем устанавливается его выход на светодиод. На вход подается напряжение с контактной группы промежуточного реле. Наиболее удобно этот элемент разместить в приборной панели автомобиля. На завершающем этапе необходимо проверить полярность подключения визуально. Анод должен быть подключен в обязательном порядке только к положительному полюсу источника питания. В свою очередь, катод к отрицательному. При другом подключении этот полупроводниковый элемент не будет работать, и даже может выйти из строя.
- Затем необходимо провести осмотр собранной схемы и сравнить ее с начальным вариантом на соответствие.
- Далее подается питание и проверяется работоспособность схемы. Если все отлично, то монтаж закончен. В противном случае необходимо найти причину неисправности и устранить ее.
Видео: самодельные поворотники
Заключение
В данной статье рассмотрено то, как сделать светодиодные поворотники своими собственными силами. Чего-то сложного в этом нет и при достаточной квалификации и хорошо подготовленной предварительной работе ее можно сделать без особых проблем. За счет такой схемной модернизации можно добиться существенной экономии ресурса аккумулятора и значительно продлить срок его службы.