Светодиоды в авто, доработка.
Всем привет! Пока последние теплые деньки и выдались свободные полдня — решил посвятить их доработке в плане доведения до ума светодиодных ламп в передних габаритах, ну и попутно — свет в багажнике. Суть в том, что за время эксплуатации поменял не мало светодиодных ламп по причине их банального сгорания, да, стОят копейки, но когда одна из ламп благополучно расплавила свой цоколь и вывалилась из разъема в фару — вот тут момент с ее выпылесосиванием через шланг и побудил меня слегка доработать машинку.
Чуть-чуть теории. Светодиодные лампы рассчитаны на напряжение 12 вольт, в работающей машинке на выходе — около 14.4 вольт, да, ярко, но не долго, в результате — просто счастливы продавцы светодиодных ламп!)))
Лекцию по физике я озвучивать не стану, но честно, слегка полопатил всезнающий интернет на предмет, что таки наиболее эффективно и безопасно можно сделать. В итоге остановился на установке неких стабилизаторов тока на основе LM317T. Да, именно тока, а не напряжения.
Новенькие лампы недавно приехали с Китая, стоимость их около 50 рэ. Путем не сложного подбора (потенциометром) было установлено значение необходимого сопротивления, паяльник в руки и вперед. Получилась некая сборочка, устанавливаемая вразрез плюсового провода к габаритной лампе. Собственно, подключение очень наглядно на схеме.
Сопротивление 56 Ом и мощностью 1Вт, старое доброе МЛТ-1.
Ну и соответственно тест сборки перед установкой. Тестировал на напряжении 18 вольт около часа — никаких изменений в значениях нет, нагрева элементов нет.
Напряжение с блока питания — на входе в сборку = 14.5 вольт, напряжение на лампе = 11.2 В, ток = 22.5 мА
Напряжение с блока питания — на входе в сборку = 18.2 вольт, напряжение на лампе не растет, ток также!
Резюме: лампы светят не как звезда по имени солнце, но яркости вполне достаточно, ну и главное, теперь надеюсь лампы будут работать долго!
Дорабатываем китайские светодиодные автолампы
Заказывал с www.dealextreme.com разных, белых и жёлтых разной модификации, чтобы посмотреть вообще что это такое.
Такие как на фото стоят у китайцев 4-5 баксов за пару, светодиоды довольно яркие сами по себе — так называемые 5050.
Накрайняк на светодиоды разберу, получается дешевле чем у нас в магазинах покупать рассыпухой.
Потестировал немного дома от 12В БП. Оказалось что все они очень сильно греются, а потребление их сильно зависит от напряжения питания. Повышение напряжения с 12 до 14В приводит к повышению потребляемого тока процентов на 40, т.е. диоды при 14.4В будут греться неимоверно и деградировать.
Валялись у меня эти лампы месяц или 2 и вот решил разобрать одну чтобы обследовать на предмет возможности установки в них стабилизатора тока.
Диоды включены в 4 последовательные цепочки по 2 диода (с резистором
300 Ом) + 1 цепочка с 1 диодом (с резистором 0.125 Вт 462 Ома), ну а цепочки запараллелены.
В принципе стабилизатор реально встроить 🙂
Купил несколько LM317 и чип-резисторы для неё 18, 20, 22, 24 Ома.
LM317 стоят 10р, чип-резисторы — копейки.
Итак, суть переделки:
— Сделать в последовательных цепочках по 3 светодиода вместо 2, т.е. вместо 5 цепочек получится 3 по 3 диода в каждой. Этим мы сведём нагрев стабилизатора к минимуму. Кроме того, это снизит общее потребление лампы, теперь для такого же как и раньше свечения потребуется 60-65 мА на лампу вместо 100 мА.
— Добавить стабилизатор тока на LM317, для которого кроме самой LM317 нужен всего 1 токозадающий резистор. Я для пробы впаял 20 Ом, что соответствует току 60-65 мА или по 20 мА через каждый диод. Теперь лампам будут не страшны скачки и повышения напряжения, которые есть в любой машине.
Собираем «цилиндр» лампы из 6 плат учитывая изменения в последовательности включения:
Пока стабилизатор на проводах:
Развёл и вытравил платки для стабилизаторов тока светодиодных ламп. Размеры плат 9×18 мм.
Собрал 4 лампы со стабилизаторами тока. 2 лампы слева — не переделанные (с резисторами).
С платками стабилизаторов лампы стали чуть длиннее — на 3 мм.
Яркость свечения на глаз такая же как и была на резисторах. Потребление ламп со стабилизатором 0,75Вт, с резисторами было 1,2 Вт, но самое главное — никакого нагрева. Светодиоды холодные, LM317 еле тёплая.
Ещё по капле клея на основание, ну и конечно же термоусадка (метр 32р):
Доработка светодиодных ламп стоп-габарит с Али. Ч.1
Приобрел я как-то на Али эти лампы с цоколем BAY15d, давно хотелось заменить в авто сзади обычные двухрежимные лампочки.
Часто езжу с габаритами днём и, само собой, в тёмное время суток, колбы ламп со временем начинают чернеть, а лампы перегорают.
Купил эти лампочки скорее из-за скидок в полцены и для «допиливания напильником».
Сделаны они на светодиодах типа 3535, довольно ярких.
Итак, проверка — подключаем их от настольного БП. Классическое поведение али-ламп — режимы Габарит и Стоп светят очень ярко и почти не отличаются визуально. И лампы в режиме Стоп греются не по-детски, несмотря на алюминиевый конусный радиатор.
Разбираем лампы с помощью нагрева термофеном и тонкой острой отвертки (патрон и радиатор склеены суперклеем). В патроне находится миниатюрная плата двухрежимного драйвера и на радиаторе приклеено 5 плат со светодиодами, включенными по 2 последовательно на плате. Причем платы наполовину висят в воздухе, не касаясь алюминия.
Замеряем ток при питании 14В — в режиме Габарит потребление 0,12А, в режиме Стоп 0,34А. И серьезный нагрев при Стопе. Естественно, почти 5 Вт нужно куда-то рассеивать — а некуда и особо нечем ))).
Доработка заключается в уменьшении потребляемого тока в 2 режимах, и соответственно, уменьшении нагрева, и изменении индикации — чтобы режимы отличались друг от друга визуально раза в 4, как и в штатной лампе накаливания 21/5 Вт.
Схема лампы сделана на м/с 17EA E04A, нигде не нашел её описание, она включена как стабилизатор тока. Электросхему перечертил по дорожкам и прозвонкой тестером.
В первую очередь меняем низкоомный резистор R1 типа 1206 сопротивлением 0,47 Ом на 1 Ом. Ток в режиме Стоп снижается в 2 раза, до 0,17А, и лампа может довольно долго работать в этом режиме без перегрева. Яркость при этом осталась очень высокой.
Ток в режиме Габарит пропорционально уменьшился и составил 0,04А (40мА). Но нам нужно его уменьшить ещё больше отдельно от режима Стоп.
Для этого изменяем номинал R4 типа 0603 с 10 до 15-22 кОм. Чем более сопротивление, тем меньше будет яркость Габарита. При сопротивлении 15 кОм ток составляет 0,026А (26мА).
Источником запасных деталей может послужить материнская плата от компа.
Наконец, оптимальные режимы найдены и осталось установить лампы в машину.
Для лучшего охлаждения и расположения светодиодов в фокусе задних фонарей можно добавить отрезок алюминиевой трубки между радиатором и патроном лампы. А также приклеить теплопроводным клеем платы светодиодов к радиатору.
Не исключено, что придется добавить обманки в виде резисторов для режима Стоп или Габарит.
Продолжение следует…)))
Итак, при установке ламп выявилась их несовместимость с авто — при включении габаритов лампы светятся на максимум. При нажатии тормоза лампы также горят, не снижая и не повышая яркость.
Как оказалось, в патронах на задние фонари на моем авто неправильная обратная полярность — на корпус лампы подаётся плюс, а на контакты Габарит и Стоп подаются минусы.
А лампы сделаны под прямую полярность — на корпусе минус, а на контакты подаются плюсы.
Будем думать дальше, как поступить с этими лампами…
Как продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп без применения стабилизаторов
Предупреждение: Будет много букв, но вроде все по делу. Статья рассчитана на новичков, умеющих пользоваться паяльником.
Часть 1. Предисловие
Наверное, многие из вас меняли штатные лампы накаливания в плафонах салона, в подсветке номера, в габаритных огнях, в приборной панели и т.д., на светодиодные лампы.
Как правило, при подобных заменах используются уже готовые автомобильные светодиодные лампы, рассчитанные на напряжение 12 вольт.
По сравнению с лампами накаливания, преимущества светодиодных ламп известны, это малое энергопотребление, большой выбор цветов свечения, меньший нагрев, а также существенно больший срок службы.
Однако, для долгой и счастливой жизни светодиода весьма важно, чтобы протекающий через него ток не превышал заданных производителем величин. При превышении максимально допустимого тока, происходит быстрая деградация кристаллов светодиодов, и лампа выходит из строя.
Поэтому, в «правильные» светодиодные лампы уже встроен стабилизатор тока (драйвер). Но такие лампы, как правило, стоят недешево. В связи с этим, в автолюбительской среде гораздо большее распространение получили дешевые светодиодные лампы, не имеющие встроенного стабилизатора. Примеры таких ламп на фото 1:
Из-за отсутствия стабилизатора, такие лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения в бортовой сети автомобиля. Кроме того, хитрые узкоглазые производители ламп рассчитывают их параметры, как правило, на максимальное напряжение 12В. Однако, как известно, при работе двигателя напряжение в бортсети составляет 13.
Один из способов продлить жизнь таким лампам — это подключение их через стабилизаторы напряжения, которые защитят лампы от скачков напряжения в бортовой сети автомобиля и подадут на лампы стабильные 12В. Однако, такой способ имеет ряд существенных недостатков:
Недостаток 1. Для установки стабилизаторов требуется вмешательство в электропроводку автомобиля, на что пойдет не каждый автовладелец, особенно в гарантийный период.
Недостаток 2. По схемотехнике, стабилизаторы делятся на линейные и импульсные. Линейные довольно сильно греются при относительно небольших токах, а импульсные генерируют высокочастотные помехи, которые влияют на качество приема радио.
Недостаток 3. Ламп в автомобиле много, и на каждую (пусть даже группу ламп) поставить стабилизатор проблематично.
Недостаток 4. Возврат к штатным лампам накаливания может потребовать демонтажа ранее установленных стабилизаторов.
Поэтому, в данной статье я предлагаю способ, как существенно продлить срок службы светодиодных ламп, без использования стабилизаторов. Речь пойдет о простой доработке самих светодиодных ламп.
Часть 2. Немного теории
Мне приходилось разбирать множество автомобильных светодиодных ламп. Несмотря на разный внешний вид, тип цоколя и габаритные размеры, практически все недорогие лампы конструктивно похожи, с небольшими вариациями, которые я отмечу далее.
Итак, среднестатистическая автомобильная светодиодная лампа выполнена по типовой схеме, представленной на рис. 2 (приведен пример для 9 светодиодов):
Обозначение элементов на схеме, слева направо:
R0 : Резистор-обманка для систем контроля исправности ламп. О нем я, возможно, сделаю отдельный материал, здесь его пока не рассматриваем. Этот резистор может присутствовать, а может и нет. I0 — ток через резистор R0.
VDS1 : Диодный мост. Так как для светодиодов важна полярность подключения, диодный мост позволяет подключать лампу как обычную лампу накаливания, не думая о полярности. Самые дешевые лампы не имеют диодного моста, но, в последнее время, он часто присутствует даже в малогабаритных бесцокольных лампах. Диодный мост установлен в лампу чисто для удобства пользователя.
R1-R3 : Токоограничивающие резисторы для цепочек из трех светодиодов HL1.1-HL1.3 и т.д. Эти резисторы задают ток, протекающий через каждую из цепочек светодиодов. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток через светодиоды.
HL1.1-HL1.3 : Цепочка из трех светодиодов. В разных по конструкции светодиодных лампах, количество цепочек и количество светодиодов в цепочке может быть различным, но часто используются именно цепочки из трех светодиодов. На данной схеме для примера показана лампа с тремя цепочками по три светодиода в каждой. Есть лампы, состоящие вообще из одного светодиода, но схемотехника у них такая же.
I1-I3 : ток через цепочки, например, I1 — ток через цепочку R1-HL1-HL2-HL3 и т.д. Суммарный ток, потребляемый лампой, равен сумме токов Iобщ=I0+I1+I2+I3.
Чтобы повысить надежность работы лампы, правильно ставить на каждую из цепочек отдельный токоограничивающий резистор R1-R3. В этом случае выход из строя светодиодов в одной из цепочек не повлияет на ток через другие цепочки. Однако, в целях экономии, производители дешевых ламп ставят один общий резистор на все цепочки. Такие лампы менее надежны, но выяснить это суждено уже покупателю. Упрощенная схема лампы с одним токоограничивающим резистором приведена на схеме на рис. 3:
От теории перейдем к практике. Я не буду грузить вас сложными расчетами, просто покажу, что и как делать.
Часть 3. Доработка автомобильных светодиодных ламп, не имеющих встроенного стабилизатора тока
Для доработки ламп понадобятся:
1. Паяльные принадлежности — паяльник на 25-40 Вт, флюс, припой.
2. Наличие мультиметра и паяльного фена приветствуется.
3. Набор резисторов требуемой мощности и номиналов. Возможно, для определения типа и номиналов резисторов, придется предварительно разобрать одну лампу для изучения.
Пример 1: Цилиндрические лампы типа C5W или C10W
Отпаиваем металлические контактные колпачки, нагревая их феном или паяльником сбоку, в месте соприкосновения с платой. Под одним из колпачков видим резистор-обманку R0, о нем поговорим в следующей записи (фото 4):
На фото 5 слева направо видим диодный мост VDS1, две цепочки светодиодов HL1-HL2 по три светодиода в каждой, и общий токоограничивающий резистор R1. Это означает, что данная лампа выполнена по упрощенной схеме с одним резистором (см. рис. 3).
Для сравнения, на фото 6 приведена более «правильная» лампа, где используются три токоограничивающих резистора, по одному на каждую цепочку:
На фото 7 показана светодиодная лампа со светодиодной матрицей (технология COB). Такие лампы легко отличить по внешнему виду, на них не видно отдельных светодиодов. Для матрицы COB используется один токоограничивающий резистор R1. В данном конкретном случае, это не удешевление:
Доработка лампы очень простая и сводится к замене токоограничивающих резисторов на резисторы большего номинала. Тем самым мы уменьшаем ток через светодиоды, в результате они меньше греются и дольше служат.
Я провел ряд измерений на различных светодиодных лампах, и для себя сделал следующие выводы:
Вывод 1: Большинство дешевых ламп рассчитаны производителем на максимальное напряжение 12В, не более. При работе в реальных условиях, при напряжении в бортсети порядка 13.5-14.5В, светодиоды работают с перегрузкой и быстро выходят из строя.
Вывод 2: Увеличение номинала токоограничивающего резистора в 2-3 раза не сильно сказывается на яркости свечения лампы, но пропорционально снижает ток через светодиоды, чем существенно продлевает их ресурс.
Вывод 3: Даже при уменьшении тока в 3-5 раз по сравнению с исходным, светодиодные лампы светят ярче, чем аналогичные лампы накаливания.
Отпаяв колпачки и получив доступ плате, выпаиваем заводской резистор и вместо него впаиваем свой, с увеличенным сопротивлением.
На фото 8 заводской резистор сопротивлением 22 Ом заменен на резистор сопротивлением 100 Ом (почти в 5 раз больше):
Подбором номинала резистора можно изготовить лампы для различных применений, например, для освещения салона сделать поярче, в подсветку номера — поменьше яркостью и т.д. Например, на фото 9, для подсветки номера, я поставил резисторы сопротивлением 150 Ом (в 7 раз больше штатного 22 Ом), яркость все равно осталась больше штатных ламп накаливания:
Пример 2. Бесцокольные лампы T10 W5W
Отгибаем контактные усики и разбираем лампу (фото 10):
Видим, что лампа имеет простейшую конструкцию, без диодного моста, питание на светодиоды подается через один токоограничивающий резистор (фото 11):
Еще одна распространенная разновидность лампы W5W, с одним мощным светодиодом. Разбирается аналогично предыдущему примеру (фото 12):
Здесь в конструкции питание подается через два последовательно включенных резистора. Это сделано для того, чтобы резисторы поменьше грелись (фото 13):
Пример 3. Малогабаритные лампы T5 для приборной панели
Как правило, из-за ограниченного размера, в конструкции таких ламп оставлен лишь один светодиод и один токоограничивающий резистор. Разбираются аналогично лампам W5W, путем отгибания усиков (фото 14-15):
14. Лампы для приборной панели
Все рассмотренные лампы дорабатываем аналогично, просто заменяем штатные резисторы на свои, с увеличенным в 2-3-5 раз номиналом. Сопротивление резистора подбираем, в зависимости от требуемой яркости свечения.
Часть 4. Некоторые практические советы
Совет 1. В лампах различного размера и конструкции, могут использоваться различные по типу и размеру элементы. Как правило, компоновка деталей лампы довольно плотная, поэтому запаять вместо штатных другие типоразмеры часто бывает затруднительно, из-за ограниченного свободного места. Поэтому, заранее подбирайте подходящие детали, но при этом чтобы мощность нового резистора не была меньше мощности штатного (фото 16):
Совет 2. При работе с паяльным феном, легко повредить горячим воздухом соседние детали, например, светодиоды. Поэтому, перепаивая резисторы, закрывайте другие детали от воздействия горячего воздуха. Я, например, просто прикрывал светодиоды пинцетом (фото 17):
Совет 3. При выпаивании колпачков ламп C5W и C10W, часть припоя может вытечь. При сборке лампы, для надежной пайки колпачков, можно заранее добавить припоя на контактные пятачки платы, тогда при нагреве припой надежно соединит плату и колпачок.
Совет 4. Некоторые лампы со светодиодными матрицами COB, для красоты прикрыты декоративными пластиковыми стеклами. Эти стекла ухудшают теплоотвод, рекомендую их снять, на внешний вид подсветки по факту это никак не влияет, а охлаждаться лампа будет лучше (фото 19):
И в завершение, небольшой прикол. Интересно, откуда на лампе взялась надпись «КОЛЯ», нанесенная промышленным способом? (фото 20):
Данная простая доработка позволяет существенно продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп, даже без использования стабилизаторов тока или напряжения.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Как своими руками радикально продлить жизнь автомобильным светодиодам
Сразу оговоримся, что в этом материале речь пойдет не о «колхозных» светодиодных лампах, которые некоторые автовладельцы вставляют в фары головного света вместо штатных «галогенок». Так поступать действующее российское законодательство не велит. Поэтому мы поговорим о «светодиодных модернизациях» различных второстепенных электросистем атомобиля. Например — освещение салона, подсветка багажника, габаритные огни и тому подобные вещи.
Типичная ситуация: человек меняет в них штатные «галогенки» на «светодиоды», но уже через 2—4 месяца новенькая лампочка начинает мерцать, а потом и вовсе может «умереть». Почему так происходит? Автомобильные светодиоды рассчитаны на работу при номинальном напряжении не более 12 Вольт. Если оно выше, диод перегревается, работает на износ и быстро выходит из строя.
В электросетях большинства реальных автомобилей напряжение колеблется в пределах 13—14,5 Вольт. Чтобы оно не убивало светодиод в лампе, в качестве своего рода стабилизатора напряжения в ней обычно используют дополнительное электрическое сопротивление — резистор. Чтобы ограничить мощность, подаваемую на сам светодиод (или цепочку диодов, как в некоторых автолампах).
Цены в магазинах на светодиодные лампы с одинаковыми цоколями порой разнятся в десятки раз. От безродного «китая» за 100 рублей до продукции известных европейских брендов по 500–1000 целковых. За такие деньги можно надеяться на защиту от скорого перегорания.
Однако если речь идет о покупке, например, сразу нескольких лампочек в салон, суммарные затраты «на свет» отпугивают от крутых брендов подавляющее большинство автовладельцев. И те выбирают тот самый «китай», либо, в надежде на удовлетворительное для себя соотношение цены и качества, что-то поприличнее — рублей за 200—300. Но и тут степень резисторной защиты светодиодов, как правило, не гарантирована.
Ведь чем более мощное сопротивление производитель автолампы применит, тем вероятнее, что потенциальный покупатель сочтет его продукцию менее яркой по сравнению с аналогом от конкурента…
Короче! Если вы сэкономили на стоимости светодиодной лампы, но не хотите, чтобы она быстро «сдохла» из-за слишком высокого для нее напряжения в бортовой электросети, придется не только вставить ее в плафон, но и слегка поковыряться в электропроводке! И добавить в электроцепь питания светодиодной лампы дополнительный резистор номиналом 50—150 Ом. Более точно сказать сложно — это зависит от конкретной модели и производителя светодиодной лампочки.
Да, светить она будет чуть слабее чем без дополнительного сопротивления в электроцепи (хотя все равно намного ярче чем старая галогеновая лампа), зато после такой модернизации светодиоды гарантированно прослужат очень-очень долго.