Да будет свет!

Приветствую вас, уважаемые коллеги-моделисты! Продолжаю делиться маленькими секретами нашего ремесла, на это раз речь пойдет об использовании светодиодов при постройке моделей. Заранее прошу прощения у знатоков радиоэлектроники за максимально упрощенное изложение материала, статья адресована прежде всего тем, кто с терминами «вольт» и «ампер» сталкивался в последний раз на школьных уроках физики.

На фотографии в заголовке в качестве образца представлено несколько светодиодов, номенклатура этих приборов очень разнообразна – можно подобрать экземпляр практически любого цвета, размера и формы. А так светодиоды обозначаются на схемах:

Итак, светодиод – это полупроводниковый прибор, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток. Для практической работы важно усвоить два простых правила. Первое - так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении его в электрическую цепь необходимо соблюдать полярность. При неправильном включении светодиод гореть не будет. Второе – для нормальной работы светодиоду нужны определенные параметры электропитания (величина тока и напряжения), поэтому подключать его к гальванической батарее нужно через резистор. Если не соблюдать это правило – светодиод сгорит (исключение составляют приборы, изначально рассчитанные на напряжение 12 вольт).

Остановлюсь на этих двух моментах подробнее. Рекомендую приобретать светодиоды в специализированных магазинах (кстати, цена на них весьма демократична), в этом случае вы будете точно знать их наименование, следовательно, без труда сможете найти документацию производителя (например, здесь), в которой будет содержаться вся необходимая информация: цоколевка (расположение и назначение выводов), рабочее напряжение и максимально допустимый прямой ток. Для начала определяем выводы, к катоду подводится напряжение отрицательной полярности («минус»), к аноду – положительной («плюс»).

Теперь пришло время несложных математических расчетов. Чтобы диод не сгорел от чрезмерного тока, последовательно с ним ставят ограничивающий резистор. Для расчета сопротивления этого резистора нужно знать напряжение питания схемы (т.е. напряжение батареи), прямое напряжение и ток светодиода (эта информация есть в справочниках и документации производителя).

Формула имеет такой вид:

R = (V S - V L) / I, где:

• R – сопротивление ограничительного резистора;
• VS – напряжение питания;
• VL – напряжение светодиода;
• I – ток светодиода.

Если ток будет в миллиамперах, а напряжение в вольтах, сопротивление получим в килоомах. Теперь конкретный пример. Для имитации заднего габаритного фонаря модели куплен светодиод красного цвета свечения, с рабочим напряжением 2 вольта и током 20 миллиампер. Учитывая набольшие габариты модели, в качестве источника питания удобно использовать батарею 23А с напряжением 12 вольт.

Подстановка этих значений в формулу ((12-2) : 20) дает результат 0,5 килоома. Выбираем из стандартного ряда сопротивлений ближайшее большее значение – 510 Ом. Еще один пример: если тот же светодиод будет питаться от дисковой батареи на 3 вольта (CR 2032 или подобной), сопротивление резистора составит (3-2) : 20 = 0,05 килоома, или 50 Ом (ближайшее типовое значение 51 Ом).

Для тех, кто не хочет заморачиваться с расчетом, дам универсальный совет: используйте батарею на 12 вольт, и резистор на 1…1,5 килоом. При таких параметрах не сгорит ни один светодиод, но немного уменьшится яркость свечения по сравнению со «сложным» вариантом. Мощность резистора во всех рассмотренных случаях может быть 0,125 или 0,25 ватта. Небольшое замечание по монтажу: как и все полупроводники, светодиоды чувствительны к перегреву, поэтому используйте паяльник мощностью до 40 Вт и не грейте выводы больше 2…3 секунд.

В заключение – несколько примеров конструкции фонарей. Для моделей болидов 70-х…80-х годов прошлого столетия удобно использовать обычные светодиоды со сферической головкой диаметром 3 мм, на фото показан один из этапов сборки Ferrari 312T2.

На современных шасси, где используются светодиодные фонари, удобнее применять миниатюрные SMD компоненты. Такой светодиод можно приклеить к картонному формеру, который вклеивается в заднюю часть корпуса. Чтобы избежать чрезмерной засветки находящихся рядом с диодом деталей, его нужно обернуть полоской картона. Отверстия в развертке фонаря пробиваются заточенной иглой от шприца. Фотографии иллюстрируют сказанное на примере моделей Mercedes GP W02 и Renault R29.

Статья затрагивает далеко не все возможные аспекты применения светодиодов, поэтому на возникающие вопросы готов ответить в соответствующем разделе форума.

Сергей «serge25rus» Нарзуков.