Как подключить диод к компьютеру

Обновлено: 06.07.2024

Что такое светодиод и как он работает

Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода. Причина сего поведения кроется в следующем. Выражаясь простым бытовым языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять такую мощность, которую физически не способен выдержать.

Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.

Какие бывают светодиоды

Во-первых, светодиоды можно разделить по цветам: красный , желтый, зеленый , голубой , фиолетовый , белый. Большинство современных светодиодов выполнено из бесцветного прозрачного пластика, поэтому невозможно определить цвет светодиода не включив его.

Во-вторых, светодиоды можно разделить по номинальному току потребления. Широко распространены модели с током потребления 10 миллиампер (мА) и 20 мА. Следует помнить, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток. Именно поэтому мы вынуждены использовать ограничительные резисторы.

Светодиод(ы) можно подключить к компьютеру разными способами.

Для подключения светодиодов в качестве простого освещения удобно использовать разъемы блока питания, выдающие 5 и 12 вольт. Для подключения светодиодов в качестве светомузыки удобно использовать LPT порт компьютера.

Подключение светодиодов к блоку питания

Рассмотрим схему подключения одного светодиода.

При питании от 5 В последовательно со светодиодом необходимо включить ограничительный резистор номиналом от 100 до 200 Ом.

При питании от 12 В последовательно со светодиодом требуется включить ограничительный резистор номиналом от 400 до 900 Ом.

Рассмотрим схему подключения двух светодиодов.

При питании двух светодиодов от 5 вольт, в схему надо включить резистор до 100 Ом. Некоторые светодиоды в такой схеме будут светиться слишком тускло (даже без резистора).

При питании двух светодиодов от 12 В, в схему надо включить резистор от 250 до 600 Ом.

Рассмотрим схему подключения трех и четырех светодиодов.

При питании трех светодиодов от 12 В, следует использовать резистор номиналом от 100 до 250 Ом.

Некоторые светодиоды в такой схеме включения будут светиться слишком тускло (даже без резистора).

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Методика расчета питания светодиода».

Выше приведены схемы последовательного включения светодиодов. Существуют также способы параллельного включения светодиодов. Обратите внимание, что под параллельным включением подразумевается схема в которой, когда аноды и катоды всех светодиодов непосредственно сходятся в две точки (два пучка).

Такие схемы, как правило, не экономичны и небезопасны, как для блока питания, так и для светодиодов. Кроме того, схемы параллельного включения более сложны в расчетах, требовательны к источнику питания, поэтому мы будем пользоваться ими только в особых случаях. Просто посмотрим как выглядит такая схема.

Рекомендую никогда не использовать эту схему включения светодиодов. Но если все же условия требуют параллельного включения то советую использовать следующий вариант.

Такая схема параллельного включения светодиодов практически избавлена от опасности последовательного выгорания светодиодов. В данном случае вместо ограничиельного резистора включено несколько обычных выпрямительных диодов разных марок (НЕ светодиодов).

Благодаря падению напряжения на этих диодах, до светодиодов доходит напряжение уже не 5 Вольт, а значительно меньше. Ограничительные диоды подбираются так, чтобы до светодиодов доходило напряжение равное их падению напряжения в открытом состоянии.

Эта схема используется используется автором для круглосуточного светодиодного освещения квартиры.

Подключение светодиодов к LPT порту

При питании светодиода от LPT порта необходимо последовательно со светодиодом можно включить резистор номиналом до 100 Ом. В большинстве случаев, при питании светодиода от LPT порта резистор бывает не нужен. LPT порт предварительно должен быть переведен в режим EPP. Подробное описание способа подключения светодиодов к LPT порту содержится в статье «LPT порт и 12 светодиодов».

Внимание! При подключении светодиодов к сети питания 220 вольт следует строго соблюдать меры по обеспечению электробезопасности.

При подключении светодиода к бытовой электросети переменного тока следует использовать ограничительный резистор номиналом 15 кОм для тока 10 мА или 30 кОм для тока 20 мА. Для дополнительной защиты светодиода в цепь можно дополнительно включить обычный диод. В этой схеме светодиод будет светиться лишь в полсилы.

В этой схеме светодиоды будут светиться в полную силу.

Обе схемы позволяют последовательно включить огромное количество светодиодов (до 70 штук).

Следует осознавать, что подключение светодиодов к розетке 220 В создает повышенную опасность поражения электрическим током.

Универсальный принцип расчета ограничительного резистора описан в статье «Универсальная методика рассчета питания светодиодов».

Использование светодиодов в моддинге очень популярно, в связи с невысокой сложностью их подключения и неплохим получаемым визуальным эффектом от их применения. Именно по этой причине к вашему вниманию предлагается практический гайд по подключению светодиодов в компьютере. Данный гайд ориентирован на моддеров, которые только начинают применять светодиоды в своих моддинг-проектах и в нем я расскажу о трех самых популярных способах подключения питания к светодиодам, в зависимости от разъема: от 4-pin molex, от 3-pin или от USB.

Необходимое: Для выполнения этого гвайда по подключению светодиодов нам понадобятся следующие вещи:

Светодиоды. Тут все понятно, собственно их мы и будем подключать.)
Резисторы. Необходимы для снижения напряжения и силы тока от источника питания до величин, необходимых подключаемому светодиоду.
Разъемы. Ими светодиоды будут подключатся к источникам питания в компьютере.
Паяльник со всем необходимым для пайки.
Термоусадочная трубка. Понадобится для обеспечения аккуратного внешнего вида и безопасности спаянного соединения.
Мультиметр (тестер). Для проверки напряжений и целостности соединений.
Кусачки и/или лезвие. Для снятия изоляции и работы с проводами.

Как видно из списка приведенного выше, никаких сложных, дорогих или хитрых приспособлений нам для выполнения данного гвайда не понадобится. Да и сама операция по подключению светодиодов тоже не отличается особой сложностью. Перейдет к детальному описанию различных способов подключения светодиодов в компьютере. Подключение светодиода к разъему 4-pin molex4-pin molex является одним из самых распространенных разъемов питания в компьютере. Именно при помощи molex-разъемов подключалось раньше (да и сейчас в старых моделях) питание к жестким дискам и оптическим приводам. Также при помощи molex-разъемов подключается часть вентиляторов и большинство компьютерных аксессуаров, например панелей управления, ламп подсветки и тому подобных устройств. Как видно из его названия, 4-pin molex содержит в себе четыре контакта: +12 В (обычно это желтый провод), +5 В (обычно это красный провод), а так же два контакт земли (черные провода). Соответственно, при подключении светодиода к 4-pin molex у вас есть возможность выбрать куда именно подключать светодиоды, а именно к 12 или 5 вольтам.

В нашем случае я буду подключать четырехкристальный 10мм светодиод зеленого свечения, который работает от 3.2 вольт и потребляет 80 мА к источнику 12 вольт. Понадобится нам резистор с сопротивлением в 120 Ом. Сам разъем 4-pin molex можно либо купить отдельно, либо использовать разъем взятый из чего-то старого/ненужного устройства, например удлинителя, разветвителя или переходника.

Подключение светодиода к разъему 3-pin

Подключение светодиода к разъему USB

Целью подключения светодиодной ленты к компьютеру может быть как моддинг системного блока, так и просто оформление квартиры в преддверии Нового Года. Можно ли подключить светодиодную ленту к компьютеру? Можно. В статье мы разберем как это реализовать.

Перед подключением, следует знать 3 основных проблемы, с которыми вы можете столкнуться:

Напряжение питания светодиодной ленты может быть 12В, 24В, 220В. Последний вариант по понятным причинам использовать нет никакого смысла. Напряжение 24В в компьютере не присутствует, поэтому потребуется дополнительный преобразователь. Оптимальный вариант – 12В.
Блок питания компьютера формирует несколько значений напряжения. Наиболее практичным будет использование напряжения 5В и 12В. Именно эти значения вырабатываются самой мощной частью блока питания и допускают подключение мощной нагрузки. Исходя из напряжения питания светодиодной ленты, нужно использовать выход БП 12В.
Для подключения можно использовать USB порт, на нем присутствует напряжение 5В с допустимым током до 500мА. Учитывая, что у ноутбука иной возможности подключить светодиодную ленту нет, то этому варианту нужно уделить пристальное внимание.

Разберем, как подключить светодиодную ленту к ПК, какие трудности можно при этом встретить и как предотвратить порчу компьютера при изготовлении самодельных устройств.

Используем порт USB

Подключение к USB порту настольного компьютера может потребоваться в случае недоступности разъема порта внутреннего питания, а при использовании ноутбука это единственный возможный вариант подключения светодиодной ленты. Иных интерфейсов для получения необходимого напряжения не существует. Подключение светодиодов к USB сопряжено с рядом трудностей:

Несоответствие напряжения USB напряжению питания светодиодной ленты (5В против 12);
Низкий допустимый ток нагрузки. Стандартом предусмотрен ток не более 500мА.

Для формирования необходимого напряжения нужно приобрести или изготовить своими руками преобразователь 5В → 12В. Следует понимать, что повышение напряжения в 2,5 раза вызовет снижение допустимого тока на такую же величину, то есть до тока 200мА. Именно на такой ток потребления светодиодной ленты нужно ориентироваться при подключении источников света.

Превышение максимально допустимого тока чревато выходом USB порта из строя.

Преобразователь напряжения 5В → 12В

При использовании специализированного ШИМ-контроллера, к примеру LM2577, потребуется минимальное количество элементов. Стоимость его невысока, а собранное устройство начинает работать сразу, без дополнительной настройки.

Что необходимо иметь:

Микросхема ШИМ-контроллера LM2577;
несколько радиоэлементов согласно принципиальной схемы;
разборный USB разъем;
соединительные провода.

Данная схема является универсальной и позволяет получить на выходе напряжение в широком диапазоне. За уровень напряжения отвечают резисторы R1 и R2:

Uвых = 1.23 * (1 + R1 / R2)

Несколько подробнее об элементной базе и работе схемы. Схема представляет собой широтно-импульсный преобразователь в стандартном включении микросхемы так, как показано в технической документации. Электролитические конденсаторы на входе и выходе питания предназначены для сглаживания пульсаций постоянного напряжения. Их емкость не критична. Главное, чтобы она была не меньше указанной на схеме. Рабочее напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше максимально используемого, то есть, в нашем случае не менее 20В.

Резистор и конденсатор, подключенные к выводу 1 микросхемы являются частотозадающей цепью. Здесь номиналы должны быть соблюдены строго.

То же самое относится к индуктивности между выводами 4 и 5. Значение индуктивности катушки должно составлять 100 мкГн. Не больше и не меньше.

Специфические требования предъявляются к диоду. В данной схеме используется высокочастотный диод Шоттки. Диоды такого типа обладают высоким быстродействием, а самое главное, низким падением напряжения на переходе. Применяя обычный высокочастотный выпрямительный диод, получим сильные просадки выходного напряжения при изменении тока потребления нагрузки. Марка диода может быть любой, поскольку в данной схеме используется низкие значения напряжения и тока. Главное условие – использование диода Шоттки.

Разборный USB штекер

Для начала распайка USB разъема. В гнезде имеется четыре контакта. Два крайних это те, которые нам нужны. Чтобы не путаться с расположением лицевой и тыльной стороны, проще определить полярность любым вольтметром, воткнув штекер в любое свободное гнездо. Пометьте чем-нибудь плюсовой вывод.

Схема собирается на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Собранный преобразователь выглядит следующим образом:

Преобразователь в сборе

Как видно, светодиодную ленту подключить через USB самому не так уж трудно. Самое главное при подключении светодиодной ленты USB, это правильно выполнить монтаж радиоэлементов.

Помните, светодиодная лента работающая от USB порта должна иметь ток потребления не более 200 мА.

Питание светодиодов от блока питания компьютера

Данный способ наиболее прост и надежен. Подключение светодиодной ленты к блоку питания компьютера можно выполнить без нарушения гарантии на БП (т.е. без вскрытия корпуса). Блоки питания современных компьютеров имеют несколько резервных разъемов. Открыв боковую крышку системного блока, можно увидеть жгут проводов, отходящих от блока питания. Разъемы выглядят следующим образом:

Выводы блока питания ПК

Наибольший интерес представляют разъемы под номерами 1 и 2. Первый служит для подключения дисковода, который давно уже не используется, а второй для подключения CD и жестких дисков.

В обоих случаях используются провода черного и желтого цвета. Черный – это минусовой вывод, а желтый включен в цепь формирования 12В.

Проще всего бокорезами отрезать необходимые провода от разъемов и подпаять к ним провода к светодиодной ленте, соблюдая полярность. Но так делайте только если уверены, что к данным разъемам не будете ничего подключать.

Чтобы не нарушать гарантии и обойтись минимальным вмешательством, можно приобрести переходник для подключения питания устройств SATA и обрезать провода уже на нем.

Мощные блоки питания современных стационарных компьютеров допускают нагрузку в цепи 12В до десятка и более ампер. Таким образом, длина ленты может быть значительной.

Следует учесть токи, которые потребляют системные устройства ПК – материнская плата, видеокарта, жесткий диск и CD-rom. Мощность блока питания и токи, которые могут потребляться в цепях питания, указаны на боковой стенке БП на его бирке. Но практически всегда в цепи питания соблюдается значительный запас по мощности.

Продаваемые светодиодные ленты, по большей части, не имеют данных о потребляемом токе. Примерно его можно определить, зная тип светодиодов и их количество на 1м ленты.

Потребляемый лентой ток
Тип светодиодов	Количество светодиодов на 1 м	Потребляемый ток, А
Тип светодиодов	Количество светодиодов на 1 м	1м	2м	3м	4м
SMD3528	30	0.2	0.4	0.6	0.8
	60	0.4	0.8	1.2	1.6
	120	0.8	1.6	2.4	3.2
SMD5050	30	0.6	1.2	1.8	2.4
SMD5050	60	1.2	2.4	3.6	4.8

В маркировке светодиодов цифры обозначают их размеры:

Таким образом, если запас по току в цепи 12В составляет 4 ампера и более, то без особых последствий можно подключить 4м светодиодной ленты SMD3528 с плотностью 120 светодиодов на метр или 3м SMD5050 с плотностью 60 светодиодов.

Последний совет! Перед тем, как подключить светодиодную ленту к компьютеру, внимательно проверьте полярность подключения, отсутствие замыканий в соединительных проводах. Не страшно, если перегорит лента или ее отдельный участок из-за неправильного подключения. Хуже, когда неисправность возникнет на стороне ПК.

Чтобы подсветить клавиатуру компьютера необязательно покупать портативный светодиодный модуль. Решить вопрос можно самостоятельно с помощью одного или нескольких светодиодов, резистора и USB разъёма. Вся конструкция легко собирается своими руками в считаные минуты. Более изощрённые пользователи ПК могут сделать подсветку от USB из светодиодной ленты. Но обо всём по порядку.

Распиновка USB

Всем известно, что телефон при подключении к компьютеру начинает заряжаться. Этот факт говорит о том, что на контактах USB присутствует напряжение, которое можно использовать для питания светодиода. Стандартный разъём USB 2.0 имеет 4 контакта, два из которых нужны для передачи данных, а два – для питания подключаемого устройства. Подробная распиновка USB 2.0 показана на рисунке. Стандартная нагрузочная способность USB порта составляет по току – 500 мА, по напряжению 5В, что позволяет подключать к разъему целую линейку из слаботочных светодиодов.

Схема подключения

USB разъём – это, пожалуй, основная деталь собираемой конструкции. Его можно купить в разборном корпусе или использовать ненужный, но рабочий шнур от любого периферийного устройства. В зависимости от удалённости системного блока от места монтажа подсветки, нужно посчитать длину провода. В некоторых моделях клавиатур сбоку имеется дополнительный USB разъём, который можно использовать для организации подсветки.

Светодиода

Схема подключения одного светодиода показана на рисунке. Для её реализации понадобится ответная часть разъёма USB, резистор, двухжильный провод и светодиод с высокой яркостью свечения. Если USB-штекер куплен отдельно, то его необходимо разобрать, освободив внутреннюю часть с контактами под пайку. Определившись со светодиодом, рассчитывают сопротивление резистора:

U_ПИТ – напряжение питания от USB порта, равное 5В;
U_LED – прямое напряжение светодиода, которое зависит от цвета свечения;
I_LED – номинальный рабочий ток светодиода.

Более подробно о том, как правильно выбрать и рассчитать токоограничивающий резистор, можно прочитать здесь.

Если используется готовый USB шнур с разъёмом, то свободные концы проводов зачищают и с помощью мультиметра вызванивают два крайних питающих проводка. Затем их припаивают к светодиоду через резистор по вышеуказанной методике. Незадействованные информационные проводки укорачивают и изолируют, чтобы избежать короткого замыкания. Теперь подсветка готова к работе.

Светодиодной ленты

Чтобы подсветка обладала более высокой светоотдачей, используют светодиодную ленту. Особенно это актуально для освещения выдвижной полки компьютерного стола. Светодиодный отрезок наклеивают с краю под столешницей, обеспечивая равномерный световой поток на поверхности клавиатуры. Чтобы ленту запитать от USB порта, дополнительно потребуется повышающий преобразователь с 5 до 12 вольт, который придётся сделать своими руками либо приобрести в магазине электроники.

Но проще пойти другим путём. Компьютерный блок питания выдаёт необходимое +12В, которое присутствует на 4-х проводном molex разъёме внутри системного блока. Всё что требуется – это купить ответную часть molex разъёма со штырьками, припаять к нему и к светодиодной ленте провод питания нужной длины, который вывести через заднюю стенку системного блока. Плюс ленты соединяют с жёлтым проводом molex, а минус – с любым чёрным.

Нагрузочная способность шины +12В компьютерного блока питания в десятки раз больше, чем у USB, что даёт возможность сделать подсветку клавиатуры желаемой яркости.

Читайте также: