Så här bygger du med lysdioder!
Lysdioder har funnits länge. De senaste åren har man dock lyckats konstruera extra ljusstarka typer som dessutom håller på att bli riktigt prisvärda. Det gör dem till utmärkta redskap för oss amatörer – i blinkers, bromsljus, positionsljus och annat kul. Fördelen med lysdioder – eller ”LED” som proffsen kallar dem (”Light Emitting Diode”) är också att de drar mycket lite ström och därför utgör minimal extrabelastning för batteriet.Ni som höll er vakna under grundskolans fysiklektioner kommer säkert ihåg ”Ohms lag”. Dess formler behövs för att räkna fram fungerande kretslösningar men det är mycket enkel matematik som alla kan följa. Först tänkte jag gå igenom principen för hur man skall räkna och sedan tillämpa detta genom att bygga ett litet extra bromsljus. Häng med! Vi tar det tråkiga först – Ohms lag-grejen. En lysdiod tillverkas efter noggranna specifikationer över hur stor spänning (mäts i Volt) som den maximalt får anslutas till. Lägger du för stor spänning över lysdioden går den sönder, så enkelt är det. Med rätt spänning håller den däremot mycket länge. Låt oss titta på hur en elkrets med ett batteri och en lysdiod kan se ut:
Längst till vänster ser du symbolen för ett batteri, med plus och minuspolen utsatta. Minuspolen är (oftast på en mc) ansluten till chassit/jordplanet. Elsymbolen för en lysdiod kan variera lite men en diod ser nästan alltid ut som en ”pil” där strömmen flyter från ”+” till ”-”. Ett förkopplingsmotstånd måste man oftast ha för att se till så att rätt spänning hamnar över lysdioden.Exempel: Om batteriet håller 12V och lysdioden max får ha 2V över sig måste motståndet beräknas så att 10V hamnar över det.
När du köper lysdioder är det några viktiga fakta som du måste veta. Saknas dessa – avstå från köp! Det första är som sagt hur stor spänning som dioder max får belastas med (kallas ofta ”framspänning”) – mäts i volt, förkortas ”V”. Vidare behöver man veta hur stor ström dioden drar – mäts i milliampere, förkortas ”mA”. Sedan är det faktiskt också bra att veta spridningsvinkeln, dvs hur stort område som dioden sprider sitt ljus. Mäts i grader. En lysdiod som har en spridningsvinkel på mindre än 10 grader syns i princip bara rakt framifrån. 20 grader är OK, mer än 30 grader är att föredra.
Beräkna förkopplingsmotstånd.
För att beräkna värdet på ett förkopplinsmotstånd måste vi alltså använda gamle Ohms lag. Den lyder så här:U=R x I . ”U” är spänningen (volt), ”R” är motståndsvärdet (Ohm) och ”I” är strömmen (ampere). Vi tar exemplet i figuren ovan.
Batteriet är på 12V, lysdioden behöver 2V och drar 20 mA ström (20 mA = 0,02 A). Vi vill nu veta vilket värde motståndet skall ha för att 10V skall hamna över det. Strömmen (i detta fall 20 mA) ”rinner” från batteriets pluspol, genom lysdioden, genom motståndet och till jord. Den förändras inte på vägen. Motståndsvärdet ”R” beräknas så här: Om ”U=R x I” så blir R=U/I. Vårt exempel ger: R=10/0,02=500 Ohm.
Välj rätt motstånd och beräkna effekten.
Nu är det inte bara att gå ut och köpa ett ”500 Ohms motstånd”. Motstånd säljs i standardserier med givna värden. Köper du t.ex. en färdig motståndssats hos Clas Ohlson eller Kjell&Co följer dessa oftas ”E12″ serien. Närmaste värden för vårt exempel där är 470 resp. 560 Ohm. Välj alltid det högre värdet (trots att lysdioden då kanske inte lyser 100% maximalt). Dels för att det ger längre livslängd men också för att du per automatik får en liten ”buffert” mot överspänningar i systemet (vem har inte hört talas om generatorer som överladdar pga. trasiga laddningsregulatorer?) Alla ”vanliga” motstånd som du köper i elektronikaffärerna är för det mesta gjorda för att hålla för 0,25 Watts belastning. Det är effekten som mäts i Watt, precis som på en glödlampa. För att vara säker på att vårt lilla förkopplingsmotstånd inte brinner upp måste vi därför beräkna hur stor effekt som utvecklas. Ohms lag har en formel för det med, den lyder: P=U x I där ”P” är effekten, mätt i Watt. Exeplet ovan ger P=10 x 0,02=0,2 W vilket säger oss att ett 0,25 Watt-motstånd precis räcker till. TIPS! När man bygger något med många lysdioder bör man först räkna ut hur många man kan lägga i serie för att nå så nära matningsspänningen som möjligt. Flera sådana serier kan sedan läggas parallellt! Säg t.ex. att du har 12V matningsspänning, och dioder med 2V framspänning, då går det exakt 6 st. i serie och inget förkopplingsmotstånd behövs.
Praktiskt exempel – vi bygger ett litet extrabromsljus!
Det här är en grej jag byggde till min egen hoj förra vintern. Jag hade bytt glödlampan i bakljuset mot en färdig platta med 32 lysdioder. Det var väl OK men jag tyckte att det gärna fick lysa lite starkare när jag bromsade. Då det fanns plats över i bakljuset byggde jag ett litet extrabromsljus med fyra ”superstarka” 10 mm lysdioder från Classe (art. nr. 36-1684) De har visserligen en ganska dålig spridningsvinkel men syns bra rakt bakifrån, vilket ju är det viktigaste. Enligt katalogen har denna diod följande data: Framspänning – 1,8V, strömförbrukning: 20 mA.
Ett elschema över bromsljuset ser då ut så här:
Jag började med att mäta spänningen över mitt mc-batteri när det var obelastat. Det visade 12,9 V. Detta blir då min matningsspänning till bromsljuset (ditt batteri kan ha en annan spänning, mät!). Jag fick plats med 4 dioder och motståndet beräknades så här: Först måste vi veta hur stor spänning som hamnar över motståndet. Det blir 12,9V – 7,2V (4×1,8V) = 5,7 V. Motståndet ”R” beräknades som R=U/I= 5,7/0,02=285 Ohm. Enligt standarvärdena på motstånd har man då antingen 270 eller 330 Ohm att välja på – jag valde 330 Ohm.
TIPS: Små motstånd är oftast färgkodade och man brukar få med tabell över detta. Motsåndet har fyra färgringar och skall läsas så här: Håll motståndet med den silver- eller guldfärgade ringen åt höger. Färgringen längst till vänster anger första siffran, färgring nummer två anger andra siffran, färgring nummer tre hur många nollor man skall lägga till
Exempel: (från vänster till höger) Röd-röd-brun-silver. Tabellen ger oss 2 -2 – 1, vilket blir 220 Ohm. Silver anger hur mycket värdet kan avvika, i detta fall 10% (se tabellen).
Nu är det dax att omsätta ord till handling! Lysdioderna måste ju monteras i något och här finns det många vägar att gå. Dels kan man ta någon form av ickeledande material, t.ex. plast, borra en massa hål och limma fast dioderna. Det finns färdiga diodsocklar att köpa osv. Själv valde jag att använda ett experimentkort med färdiga kopparbanor (från Classe, förstås, man är ju en lat biker!). Experimentkort kan sågas till lagom form och kopparbanorna kan ev. skäras av för att bilda lämpliga ”banor”. Här är nu delarna till bromsljuset:
TIPS: Det ena benet på en lysdiod är alltid lite längre än det andra. Det är det benet som skall anslutas/vändas mot ”+” polen på batteriet!
Efter lite lödning ser det färdiga kretskortet ut så här – från komponentsidan respektiva lödsidan:
Som du ser av bilden har jag filat till kanterna på kretskortet så att det passar in i mitt bakljus. Nu är det bara att klämma på plats mellan skruvfästena för bakljusglaset och låsa fast kretskortet med ett par klickar smältlim. Sladdarna har jag anslutit/lött fast på baksidan av den runda diodplattan.
Sen är det bara att skruva samman allt och prova! Kostnad för detta ”projekt” : Mindre än en hundring och då finns det material kvar till kommande byggen!
Nedan: Översta bilden visar det vanliga bakljuset och den understa när man bromsar.
Är det något i min text du finner oklart – eller hittar du rentav fel – hör av dig. Annars önskar jag dig lycka till med dina lysdiodprojekt. Gör du något du tycker blir extra bra så dela gärna med dig av dina tips till oss andra glada amatörer!
Mvh Björn