Calculul unui rezistor pentru un LED. Calculator online

Când se conectează LED-uri cu putere redusă, cel mai des este folosit un rezistor de stingere. Aceasta este cea mai simplă schemă de conectare, care vă permite să obțineți luminozitatea necesară fără a utiliza altele scumpe. Cu toate acestea, în ciuda simplității sale, pentru a asigura o funcționare optimă este necesar să se calculeze rezistența pentru LED.

LED-ul ca element neliniar

Să luăm în considerare o familie de caracteristici curent-tensiune (caracteristici volt-amperi) pentru LED-uri de diferite culori:

Această caracteristică arată dependența curentului care trece prin dioda emițătoare de lumină de tensiunea aplicată acesteia.

După cum se poate observa în figură, caracteristicile sunt neliniare. Aceasta înseamnă că, chiar și cu o mică modificare a tensiunii de câteva zecimi de volt, curentul se poate schimba de mai multe ori.

Cu toate acestea, atunci când lucrează cu LED-uri, acestea folosesc de obicei secțiunea cea mai liniară (așa-numita regiune de lucru) a caracteristicii curent-tensiune, unde curentul nu se schimbă atât de brusc. Cel mai adesea, producătorii indică în caracteristicile LED-ului poziția punctului de funcționare, adică valorile tensiunii și curentului la care se atinge luminozitatea declarată.

Figura arată valorile tipice ale punctelor de funcționare pentru LED-urile roșii, verzi, albe și albastre la 20 mA. Aici puteți observa că ledurile de culori diferite cu același curent au căderi de tensiune diferite în zona de lucru. Această caracteristică trebuie luată în considerare la proiectarea circuitelor.

Caracteristicile prezentate mai sus au fost obținute pentru diodele emițătoare de lumină conectate în direcția înainte. Adică, polul negativ al sursei de alimentare este conectat la catod, iar polul pozitiv este conectat la anod, așa cum se arată în imaginea din dreapta:

Caracteristica completă curent-tensiune arată astfel:

Aici puteți vedea că comutarea inversă este inutilă, deoarece LED-ul nu va emite, iar dacă este depășit un anumit prag de tensiune inversă, acesta va eșua ca urmare a defecțiunii. Emisia are loc numai atunci când este pornită în direcția înainte, iar intensitatea strălucirii depinde de curentul care trece prin LED. Dacă acest curent nu este limitat de nimic, atunci ledul va intra în regiunea de defecțiune și se va arde. Dacă trebuie să instalați sau nu un LED care funcționează, atunci vă va fi util un articol care detaliază toate metodele.

Cum să alegeți un rezistor pentru un singur LED

Pentru a limita curentul diodei emițătoare de lumină, puteți utiliza un rezistor conectat după cum urmează:

Acum stabilim ce rezistor este necesar. Pentru a calcula rezistența, se utilizează formula:

unde U supply este tensiunea de alimentare,

U pad - cădere de tensiune pe LED,

I este curentul LED necesar.

În acest caz, puterea disipată de rezistor va fi proporțională cu pătratul curentului:

De exemplu, pentru LED-ul roșu Cree C503B-RAS, căderea tipică de tensiune este de 2,1 V la 20 mA. Cu o tensiune de alimentare de 12 V, rezistența rezistorului va fi

Din gama standard de rezistențe E24, selectăm cea mai apropiată valoare nominală - 510 Ohmi. Atunci puterea disipată de rezistor va fi

Astfel, va fi necesar un rezistor de stingere cu o valoare nominală de 510 Ohmi și o putere de disipare de 0,25 W.

Poate părea că la tensiuni scăzute de alimentare puteți conecta LED-uri fără rezistor. Acest videoclip arată clar ce se va întâmpla cu o diodă emițătoare de lumină pornită în acest fel la o tensiune de numai 5 V:

LED-ul va funcționa la început, dar după câteva minute se va arde pur și simplu. Acest lucru este cauzat de natura neliniară a caracteristicii curent-tensiune, așa cum sa discutat la începutul articolului.

Nu conectați niciodată un LED fără o rezistență de stingere, chiar și la tensiune de alimentare scăzută. Acest lucru duce la epuizarea acestuia și, în cel mai bun caz, la un circuit deschis și, în cel mai rău caz, la un scurtcircuit.

Calculul unui rezistor la conectarea mai multor LED-uri

Într-o conexiune în serie, este utilizat un rezistor, care setează același curent întregului lanț de LED-uri. Trebuie luat în considerare faptul că sursa de alimentare trebuie să furnizeze o tensiune mai mare decât căderea totală de tensiune pe diode. Adică, la conectarea a 4 LED-uri cu o cădere de 2,5 V, va fi necesară o sursă cu o tensiune mai mare de 10 V. Curentul va fi același pentru toți. Rezistența rezistenței în acest caz poate fi calculată folosind formula:

unde este tensiunea de alimentare,

- suma căderilor de tensiune pe LED-uri,

- curent de consum.

Deci, 4 LED-uri verzi Kingbright L-132XGD cu o tensiune de 2,5 V și un curent de 10 mA cu o alimentare de 12 V vor necesita o rezistență.

În același timp, trebuie să disipeze puterea

Când este conectată în paralel, fiecare diodă emițătoare de lumină este limitată de propriul rezistor. În acest caz, puteți utiliza o sursă de alimentare de joasă tensiune, dar consumul de curent al întregului circuit va fi suma curenților consumați de fiecare LED. De exemplu, 4 LED-uri galbene BL-L513UYD de la Betlux Electronics cu un consum de 20 mA fiecare vor necesita un curent de cel puțin 80 mA de la sursă atunci când sunt conectate în paralel. Aici, rezistența și puterea rezistențelor pentru fiecare pereche „led-rezistor” sunt calculate în același mod ca atunci când conectați un singur LED.

Vă rugăm să rețineți că atât conexiunile în serie, cât și în paralel folosesc aceeași sursă de alimentare. Numai în primul caz veți avea nevoie de o sursă cu o tensiune ridicată, iar în al doilea - cu un curent ridicat.

Nu puteți conecta mai multe LED-uri în paralel la o rezistență, deoarece fie toate vor arde foarte slab, fie una dintre ele se poate deschide puțin mai devreme decât celelalte și un curent foarte mare va curge prin el, ceea ce îl va dezactiva.

Programe pentru calcularea rezistenței

Cu un număr mare de LED-uri conectate, mai ales dacă sunt conectate atât în serie, cât și în paralel, calcularea manuală a rezistenței fiecărui rezistor poate fi problematică.

Cel mai simplu mod în acest caz este să utilizați unul dintre numeroasele programe pentru calcularea rezistenței. Calculatorul online de pe site-ul cxem.net este foarte convenabil in acest sens:

Include o mică bază de date cu cele mai comune LED-uri, astfel încât nu trebuie să introduceți manual valorile de tensiune și curent, ci doar introduceți tensiunea de alimentare și selectați din listă dioda emițătoare de lumină dorită. Programul va calcula rezistența și puterea rezistențelor și, de asemenea, va desena o diagramă de conectare sau o diagramă de circuit.

De exemplu, acest calculator a fost folosit pentru a calcula rezistența pentru trei XLamp MX3 la o tensiune de alimentare de 12 V:

Programul are și o funcție foarte utilă: vă va spune codul de culoare al rezistenței necesare.

Un alt program simplu pentru calcularea rezistenței, răspândit pe internet, a fost dezvoltat de Serghei Voitevich de pe portalul ledz.org.

Aici selectați manual metoda de conectare a LED-urilor, tensiune și curent. Programul nu necesită instalare, doar despachetați-l în orice director.

Concluzie

Un rezistor de stingere este cel mai simplu limitator de curent pentru un circuit LED. Curentul și, prin urmare, intensitatea strălucirii și durabilitatea LED-ului depind de selecția acestuia. Cu toate acestea, trebuie amintit că la curenți mari, puterea semnificativă va fi eliberată pe rezistor, deci este mai bine să folosiți drivere pentru a alimenta LED-urile de mare putere.

LED-urile sunt radioelemente moderne, economice, de încredere utilizate pentru indicarea luminii. Credem că toată lumea știe despre asta! Pe baza acestei experiențe există o dorință atât de mare de a folosi LED-uri pentru proiectarea unei game largi de circuite electrice, atât în electronice de larg consum, cât și pentru mașini. Dar aici apar anumite dificultăți. La urma urmei, cele mai comune LED-uri au o tensiune de alimentare de 3...3,3 volți, iar tensiunea de bord a mașinii este nominal de 12 volți și uneori crește la 14 volți. Desigur, aici apare o presupunere logică că, pentru a conecta LED-urile la rețeaua de 12 volți a mașinii, va fi necesară scăderea tensiunii. Articolul va fi dedicat acestui subiect, conectând LED-ul la rețeaua de bord a vehiculului și reducând tensiunea.

Două principii de bază despre cum puteți conecta un LED la 12 volți sau puteți reduce tensiunea la sarcină

Înainte de a trece la anumite circuite și descrierile acestora, aș dori să vorbesc despre două opțiuni fundamental diferite, dar posibile, pentru conectarea unui LED la o rețea de 12 volți.

Primul, acesta este momentul în care tensiunea scade din cauza faptului că o rezistență suplimentară a consumatorului este conectată în serie cu LED-ul, care este un microcircuit stabilizator de tensiune. În acest caz, o anumită parte a tensiunii se pierde în microcircuit, transformându-se în căldură. Aceasta înseamnă că al doilea, rămas, merge direct către consumatorul nostru - LED-ul. Din această cauză, nu se arde, deoarece nu trece toată tensiunea totală prin ea, ci doar o parte. Avantajul utilizării unui microcircuit este faptul că este capabil să mențină automat o anumită tensiune. Cu toate acestea, există și dezavantaje. Nu veți putea reduce tensiunea sub nivelul pentru care este proiectat. Al doilea. Deoarece microcircuitul are o anumită eficiență, scăderea față de intrare și ieșire va diferi cu 1-1,5 volți în jos. De asemenea, pentru a utiliza microcircuitul, va trebui să utilizați un radiator disipator bun instalat pe acesta. Până la urmă, în esență, căldura generată de microcircuit este pierderea pe care nu am revendicat-o. Adică ceea ce tăiem de la un potențial mai mare pentru a obține unul mai mic.

Al doilea Opțiune de alimentare cu LED atunci când tensiunea este limitată de un rezistor. Acest lucru este asemănător cu a lua o conductă mare de apă și a o îngusta. În acest caz, debitul (debitul și presiunea) ar scădea semnificativ. În acest caz, doar o parte din tensiune ajunge la LED. Aceasta înseamnă că poate lucra și fără pericolul de a fi ars. Dezavantajul utilizării unui rezistor este că are și eficiență proprie, adică irosește și tensiunea nerevendicată în căldură. În acest caz, poate fi dificil să instalați rezistența pe radiatorul. Ca urmare, nu este întotdeauna potrivit pentru includerea într-un circuit. Un alt dezavantaj este faptul că rezistorul nu menține automat tensiunea într-o limită dată. Când tensiunea din circuitul comun scade, acesta va furniza aceeași tensiune inferioară LED-ului. În consecință, situația opusă va apărea atunci când tensiunea în circuitul comun crește.

Desigur, ambele opțiuni nu sunt ideale, deoarece atunci când funcționează din surse portabile de energie, fiecare dintre ele va cheltui o parte din energia utilă pe căldură. Și asta este relevant! Dar ce să facă, acesta este principiul muncii lor. În acest caz, sursa de energie își va cheltui o parte din energie nu pentru acțiuni utile, ci pentru căldură. Aici panaceul este de a folosi modularea lățimii pulsului, dar acest lucru complică semnificativ circuitul... Prin urmare, ne vom concentra în continuare pe primele două opțiuni, pe care le vom lua în considerare în practică.

Conectarea unui LED printr-o rezistență la 12 volți într-o mașină (prin intermediul unui rezistor)

Să începem, ca în paragraful de mai sus, cu opțiunea de conectare a LED-ului la o tensiune de 12 volți printr-un rezistor. Pentru a înțelege mai bine cum are loc căderea de tensiune, vă vom prezenta mai multe opțiuni. Când 3 LED-uri sunt conectate la 12 volți, 2 și 1.

Conectarea unui LED printr-o rezistență la 12 volți într-o mașină (prin intermediul unui rezistor)

Deci avem un LED. Tensiunea sa de alimentare este de 3,3 volți. Adică, dacă am lua o sursă de alimentare de 3,3 volți și am conecta un LED la ea, atunci totul ar fi grozav. Dar în cazul nostru, există o tensiune crescută, care nu este dificil de calculat folosind formula. 14,5-3,3= 11,2 volți. Adică, trebuie să reducem inițial tensiunea cu 11,2 volți și apoi să aplicăm tensiune doar la LED. Pentru a calcula rezistența, trebuie să știm ce curent circulă în circuit, adică curentul consumat de LED. În medie, aceasta este de aproximativ 0,02 A. Dacă doriți, vă puteți uita la curentul nominal în fișa de date pentru LED. Ca rezultat, conform legii lui Ohm, se dovedește. R=11,2/0,02=560 Ohm. Se calculează rezistența rezistenței. Ei bine, desenarea unei diagrame este și mai ușor.

Puterea rezistorului este calculată folosind formula P=UI=11,2*0,02=0,224 W. O luăm pe cea mai apropiată conform seriei standard.

Conectarea a 2 LED-uri printr-o rezistență la 12 volți într-o mașină (printr-un rezistor)

Prin analogie cu exemplul anterior, totul este calculat la fel, dar cu o singură condiție. Deoarece există deja două LED-uri, căderea de tensiune pe ele va fi de 6,6 volți, iar restul de 14,5-6,6 = 7,9 volți va rămâne pentru rezistor. Pe baza acestui lucru, schema va fi după cum urmează.

Deoarece curentul din circuit nu s-a schimbat, puterea rezistorului rămâne neschimbată.

Conectarea a 3 LED-uri printr-o rezistență la 12 volți într-o mașină (printr-un rezistor)

Și încă o opțiune, când aproape toată tensiunea este stinsă de LED-uri. Aceasta înseamnă că rezistența va fi și mai mică ca valoare. Total 240 ohmi. Este atașată o diagramă pentru conectarea a 3 LED-uri la rețeaua de bord a mașinii.

În cele din urmă, tot ce avem de spus este că calculele au folosit o tensiune nu de 12, ci de 14,5 volți. Această tensiune crescută apare de obicei în rețeaua electrică a mașinii atunci când este pornită.
De asemenea, nu este greu de estimat că atunci când conectați 4 LED-uri, nu va trebui să utilizați deloc nicio rezistență, deoarece fiecare LED va avea 3,6 volți, ceea ce este destul de acceptabil.

Conectarea unui LED printr-un stabilizator de tensiune la 12 volți într-o mașină (printr-un microcircuit)

Acum să trecem la un circuit stabilizat de alimentare cu LED de 12 volți. Aici, așa cum am spus deja, există un circuit care își reglează propria rezistență internă. Astfel, LED-ul va fi alimentat în mod constant, indiferent de supratensiunile din rețeaua de bord. Din pacate, dezavantajul utilizarii microcircuitului este faptul ca tensiunea minima stabilizata care poate fi atinsa va fi de 5 volti. Cu această tensiune puteți găsi cele mai cunoscute microcircuite - stabilizatoare KR142 EH 5B sau un analog străin L7805 sau L7805CV. Aici singura diferență este în producător și curentul nominal de funcționare de la 1 la 1,5 A.

Deci, tensiunea rămasă de la 5 la 3,3 volți va trebui stinsă conform aceluiași exemplu ca în cazurile anterioare, adică prin utilizarea unui rezistor. Cu toate acestea, reducerea tensiunii cu un rezistor cu 1,7 volți nu mai este la fel de critică ca cu 8-9 volți. Stabilizarea tensiunii în acest caz va fi încă observată! Iată o schemă de conexiuni pentru cipul stabilizator.
După cum puteți vedea, este foarte simplu. Oricine o poate implementa. Nu mai dificil decât lipirea aceluiași rezistor. Singura condiție este instalarea unui calorifer care va elimina căldura din microcircuit. Este necesar să-l instalați. Schema spune că microcircuitul poate alimenta 10 circuite LED, dar de fapt acest parametru este subestimat. De fapt, dacă aproximativ 0,02 A trece prin LED, atunci acesta poate alimenta până la 50 de LED-uri. Dacă trebuie să furnizați energie la o cantitate mai mare, atunci utilizați un al doilea circuit independent identic. Utilizarea a două microcircuite conectate în paralel nu este corectă. Deoarece caracteristicile lor sunt ușor diferite unele de altele, datorită caracteristicilor individuale. Drept urmare, unul dintre microcircuite va avea șansa să se ardă mult mai repede, deoarece modurile sale de funcționare vor fi diferite - supraestimate.
Am vorbit deja despre utilizarea microcircuitelor similare în articolul „Încărcător de 5 volți într-o mașină”. Apropo, dacă tot decideți să alimentați LED-ul folosind PWM, deși nu merită, atunci acest articol vă va dezvălui și toate secretele implementării unui astfel de proiect.

Pentru a rezuma despre conectarea unui LED la 12 volți într-o mașină cu propriile mâini

Pentru a rezuma, despre conectarea unui LED la o rețea de 12 volți, putem spune despre simplitatea designului circuitului. Atât cu cazul în care se folosește un rezistor, cât și cu un microcircuit - stabilizator. Toate acestea sunt ușor și simple. Cel puțin acesta este cel mai simplu lucru pe care îl poți întâlni în electronică. Deci, toată lumea ar trebui să poată conecta un LED la rețeaua de 12 volți de la bordul mașinii, cu siguranță. Dacă acest lucru este prea greu, atunci nu ar trebui să vă ocupați deloc de ceva mai complex.

Video despre conectarea unui LED la o rețea într-o mașină

Și acum, pentru a vă face mai ușor să estimați ce valoare a rezistenței aveți nevoie și ce putere pentru cazul dvs. specific, puteți utiliza calculatorul de selecție a rezistenței

Elementele LED sunt din ce în ce mai utilizate în activitățile umane, cum ar fi iluminatul interior, lămpile stradale, lanternele și iluminatul acvariului. În industria auto, grupurile de LED-uri sunt utilizate pe scară largă pentru a ilumina luminile de parcare, luminile de frână și semnalizatoarele.

Aspectul LED-urilor

Elementele separate cu culori diferite asigură iluminarea tabloului de bord și indică o scădere a nivelului lichidului de răcire al radiatorului. Este imposibil să enumerați toate domeniile de utilizare a acestora: de la decorarea unui copac de Anul Nou, iluminarea unui acvariu, până la dispozitive pentru rachete și tehnologie spațială.

Ele înlocuiesc treptat lămpile cu incandescență convenționale. Numeroase magazine online vând online benzi LED și alte produse de iluminat. Puteți găsi, de asemenea, un calculator pentru calcularea circuitelor de driver pentru ele, dacă trebuie să le reparați sau să le faceți singur. Există o serie de motive pentru această dezvoltare rapidă.

Principalele avantaje

consum redus de energie;
Eficiență ridicată;
tensiuni joase;
aproape fără încălzire;
grad ridicat de siguranță electrică și la incendiu;
corp robust: absența filamentelor fragile și a becurilor de sticlă le face rezistente la influențele mecanice și vibraționale;
funcționarea fără inerție asigură o funcționare rapidă, nu se petrece timp pentru încălzirea filamentului;
rezistență, dimensiune mică și durabilitate;
durata de viata continua de cel putin 5 ani;
o gamă largă de spectru (culori) și capacitatea de a proiecta un element separat pentru a crea iluminare difuză sau direcțională.

Există mai multe dezavantaje semnificative:

Preț mare.
Intensitatea fluxului luminos al unui element individual este scăzută.
Cu cât este mai mare tensiunea sursei de alimentare necesare, cu atât structura elementelor LED este mai rapid distrusă. Problema supraîncălzirii se rezolvă prin instalarea unui calorifer.

Parametri și caracteristici

LED-urile au mult mai multe avantaje decât dezavantaje, dar din cauza costului ridicat, oamenii nu se grăbesc să achiziționeze dispozitive de iluminat bazate pe LED-uri. Oamenii care au cunoștințele necesare cumpără elemente individuale și asamblează ei înșiși lămpi pentru acvariu, fac conexiuni la tablourile de bord ale mașinilor, luminile de frână și dimensiunile. Dar pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegeți bine principiile de funcționare, parametrii și caracteristicile de proiectare ale LED-urilor.

Opțiuni:

Curent de funcționare;
tensiune de operare;
culoarea fluxului luminos;
unghi de împrăștiere:
tip de coajă.

O caracteristică a modelelor este diametrul și forma lentilei, care determină direcția și gradul de dispersie a fluxului luminos. Partea din spectrul de culoare a strălucirii este determinată de impuritățile adăugate cristalului semiconductor al diodei. Fosforul, indiul, galiul și aluminiul oferă iluminare de la roșu la galben.

Compoziția de azot, galiu, indiu va face spectrul în gama de culori albastru și verde; dacă adăugați un fosfor la un cristal din spectrul albastru (cian), puteți obține lumină albă. Unghiurile de direcție și dispersie ale fluxurilor sunt determinate de compoziția cristalului, dar într-o măsură mai mare de forma lentilei LED.

Pentru a menține lumea vie a acvariului, este necesar procesul de fotosinteză a algelor. Acest lucru necesită spectrul corect și un anumit nivel de iluminare a acvariului, ceea ce LED-urile fac bine.

Calculul parametrilor și circuitelor

După ce ați decis culoarea, direcția fluxului de iluminare și tensiunea sursei de alimentare, puteți cumpăra LED-uri. Dar pentru a asambla circuitul necesar, trebuie să calculați rezistorul LED din circuit, care suprimă tensiunea de alimentare crescută. Cunoaștem curentul și tensiunea de funcționare după valorile lor nominale.

Trebuie avut în vedere că un LED este un semiconductor care are polarități.

Dacă polaritățile sunt inversate, acesta nu se va aprinde și chiar poate eșua. Un bun exemplu pentru calcularea rezistenței de stingere în circuitele de conectare cu LED-uri este echipamentul de iluminat al mașinii. Un element LED este utilizat pentru a indica starea unui anumit parametru tehnic; opțional, se ia un nivel scăzut de lichid de răcire a radiatorului.

Schema de conectare a LED-urilor

R = Uak. – Uwork./eu lucrez.
R = 12V – 3V/00,2A = 450 Ohm = 0,45 kOhm.

Uac este tensiunea sursei de alimentare, în cazul nostru o baterie auto de 12V;
Urab – tensiunea de funcționare a LED-ului;
I slave – curentul de funcționare al LED-ului.

Puteți calcula rezistența rezistenței de stingere într-un circuit cu o conexiune în serie a unui anumit număr de LED-uri. Această opțiune poate fi folosită pentru a ilumina instrumentele de pe panoul frontal sau ca lumini de frână pentru o mașină.

Diagrama conexiunii în serie a LED-urilor și a rezistenței la stingere

Calculul rezistenței este similar:

R = Uak – Urab*n / Iwork.

R = 12V – 3V * 3/ 0,02A = 150 Ohm = 0,15 kOhm.

n – număr de LED-uri 3 buc.

Merită să luăm în considerare cazul cu șase LED-uri; în semafor, se folosește un număr mai mare, dar metodologia de calcul a rezistenței și de construire a circuitului va fi aceeași.

R = Uak – Urab*n / Irab
R = 12V – 18 V/002A – tensiunea de funcționare a diodelor depășește tensiunea sursei de alimentare, în acest caz diodele vor trebui împărțite în 2 grupe de trei diode și conectate într-un circuit paralel. Facem calcule pentru fiecare grup separat.

Calculul anterior cu trei LED-uri într-un circuit cu o conexiune serială arată că pentru conexiunea în paralel în fiecare grup valoarea rezistenței ar trebui să fie de 0,15 kOhm.

În ciuda încălzirii ușoare, lămpile cu LED nu funcționează fără un radiator. De exemplu, pentru a ilumina un acvariu, deasupra este instalat un capac, punct în care sunt atașate surse de lumină sau bandă LED. Pentru a evita supraîncălzirea acestuia, se folosește un profil de aluminiu. Pentru fabricarea radiatoarelor încep să fie folosite materiale plastice speciale care disipează căldura. Experții nu recomandă să le faci singur, deși nimeni nu interzice luarea de măsuri pentru a îmbunătăți disiparea căldurii de la lămpile puternice. Este bine să folosiți ca calorifer cuprul, care are o conductivitate termică ridicată.

Pe multe site-uri puteți găsi un calculator care vă permite să selectați un circuit, să introduceți parametrii diodei și să calculați online un rezistor pentru un LED sau un grup.

În magazinele specializate puteți cumpăra discuri cu software și puteți instala drivere pe computerul de acasă. Programul cu drivere poate fi ușor descărcat gratuit online sau achiziționat dacă plătiți electronic pe site.

Caracteristici de luat în considerare:

Nu este recomandat să conectați LED-urile într-un circuit paralel printr-o singură rezistență. Dacă o diodă se defectează, va fi aplicată prea multă tensiune celorlalte, ceea ce va duce la defectarea tuturor diodelor. Dacă întâlniți un astfel de circuit, puteți utiliza un calculator online pentru a-l calcula și a-l reface adăugând rezistențe separate la LED-uri.

Schema de conectare in paralel

Calculele pot avea ca rezultat valori ale rezistenței care nu coincid cu valorile standard, apoi este selectată o rezistență puțin mai mare. Este convenabil să utilizați calculatorul online aici.
Când tensiunea de funcționare a LED-urilor și sursa de alimentare coincid în circuitele de uz casnic pentru lanterne și ghirlande de brad, uneori nu se folosește o rezistență. În acest caz, LED-urile individuale strălucesc cu luminozitate diferită, aceasta este cauzată de răspândirea parametrilor lor. În aceste cazuri, se recomandă utilizarea convertoarelor pentru creșterea tensiunilor.

Mai jos este unul dintre cele mai simple circuite de driver de lampă LED.

Diagrama și fotografia driverului de lampă MR-16

Circuitul este asamblat folosind condensatorul C1 și rezistența R1 în loc de transformator. Tensiunea este furnizată pe puntea de diode. Limitarea curentului este asigurată de condensatorul C1, care creează rezistență, dar nu disipează căldura, ci reduce tensiunea atunci când este conectat în serie la circuitul de alimentare.

Tensiunea redresată este netezită cu ajutorul condensatorului electrolitic C2. Rezistența R1 este proiectată pentru a descărca condensatorul C1 atunci când alimentarea este oprită. R1 și R2 nu participă la funcționarea circuitului. Rezistorul R2 este proiectat pentru a proteja condensatorul C2 de defectare dacă există o întrerupere a circuitului de alimentare al lămpii.

Fotografia arată o vedere a șoferului din ambele părți. Cilindrul roșu este imaginea condensatorului C1, cel negru este C2.

Rezistor. Video

Acest videoclip va răspunde la întrebarea ce este un rezistor și cum funcționează. Simplitatea prezentării face posibil chiar și pentru un începător să învețe materialul.

Având în vedere toate cele de mai sus, puteți face un calcul independent corect al rezistenței pentru LED și puteți cumpăra într-un magazin specializat ceva care va fi cu adevărat util în fermă.

În circuitele cu LED-uri, acestea sunt utilizate în mod necesar pentru limitare. Acestea protejează împotriva arderii și defectării premature a elementelor LED. Problema principală este selecția exactă a parametrilor necesari, motiv pentru care calculatorul de rezistență pentru LED-uri este foarte popular în rândul specialiștilor. Pentru a obține cele mai precise rezultate, veți avea nevoie de date despre tensiunea sursei de alimentare, tensiunea directă a LED-ului însuși și curentul său calculat, precum și schema de conectare și numărul de elemente.

Cum se calculează rezistența rezistențelor limitatoare de curent

În cel mai simplu caz, când lipsesc datele inițiale necesare, valoarea tensiunii directe a LED-urilor poate fi determinată cu mare precizie de culoarea strălucirii. Datele tipice despre acest fenomen fizic sunt rezumate într-un tabel.

Multe LED-uri au un curent nominal de 20 mA. Există și alte tipuri de elemente în care acest parametru poate atinge o valoare de 150 mA și mai mare. Prin urmare, pentru a determina cu exactitate curentul nominal, veți avea nevoie de date despre caracteristicile tehnice ale LED-ului. Dacă informațiile necesare lipsesc complet, curentul nominal al elementului este considerat convențional ca fiind de 10 mA, iar tensiunea directă este de 1,5-2 volți.

Numărul de rezistențe de limitare a curentului depinde direct de schema de conectare a elementelor semiconductoare. De exemplu, dacă utilizați, vă puteți descurca complet cu un singur rezistor, deoarece puterea curentului în toate punctele va fi aceeași.

În cazul unei conexiuni în paralel, un rezistor de stingere nu va mai fi suficient. Acest lucru se datorează faptului că caracteristicile LED-urilor nu pot fi exact aceleași. Toate au propriile rezistențe și același consum diferit de curent. Adică, un element cu rezistență minimă consumă mai mult curent și poate defecta prematur.

În consecință, dacă cel puțin un LED conectat în paralel se defectează, aceasta va duce la creșterea tensiunii pentru care elementele rămase nu sunt proiectate. Drept urmare, vor înceta să mai funcționeze. Prin urmare, cu o conexiune paralelă, fiecare LED este prevăzut cu propriul rezistor.

Toate aceste caracteristici sunt luate în considerare în calculatorul online. Calculele se bazează pe formula de determinare a rezistenței: R = Uquenching/ILED. La rândul său, Uquenching = Upower - ULED.

Un LED mic obișnuit arată ca un con de lentilă din plastic pe picioare conductoare, în interiorul căruia există un catod și un anod. În diagramă, LED-ul este reprezentat ca o diodă obișnuită, din care lumina emisă este afișată prin săgeți. Deci, LED-ul servește la producerea de lumină atunci când electronii se deplasează de la catod la anod - este emisă lumină vizibilă.

Invenția LED-ului datează din anii 1970, când lămpile cu incandescență erau folosite pentru a produce toată lumina. Dar astăzi, la începutul secolului XXI, LED-urile au luat în sfârșit locul celor mai eficiente surse de lumină electrică.

Unde este „plusul” LED-ului și unde este „minus”?

Pentru a conecta corect un LED la o sursă de alimentare, trebuie mai întâi să respectați polaritatea. Anodul LED-ului este conectat la plus „+” al sursei de alimentare, iar catodul este conectat la minus „-”. Catodul conectat la minus are un cablu scurt, anodul, în consecință, are un cablu lung - piciorul lung al LED-ului - la plus „+” al sursei de alimentare.

Aruncă o privire în interiorul LED-ului: electrodul mare este catodul, acesta este minusul, electrodul mic, care arată ca capătul unui picior, este plus. Iar lângă catod, lentila LED are o tăietură plată.

Nu țineți fierul de lipit pe picior mult timp

Conductoarele LED-ului trebuie lipite cu atenție și rapid, deoarece joncțiunea semiconductoare este foarte frică de excesul de căldură, așa că trebuie să atingeți pentru scurt timp vârful fierului de lipit cu vârful de piciorul lipit și apoi mutați fierul de lipit în latura. Este mai bine să țineți piciorul LED lipit cu penseta în timpul procesului de lipire pentru a vă asigura că căldura este îndepărtată de pe picior, pentru orice eventualitate.

Este necesar un rezistor la testarea unui LED

Ajungem la cel mai important lucru - cum să conectați un LED la o sursă de alimentare. Dacă doriți, atunci nu ar trebui să-l conectați direct la baterie sau la sursa de alimentare. Dacă sursa de alimentare este de 12 volți, atunci utilizați un rezistor de 1 kOhm în serie cu LED-ul testat pentru rezervă.

Nu uitați de polaritate - conductorul lung este pozitiv, conductorul de la electrodul mare intern este negativ. Dacă nu utilizați un rezistor, LED-ul se va arde rapid; dacă depășiți accidental tensiunea nominală, un curent mare va curge prin joncțiunea p-n, iar LED-ul se va defecta aproape imediat.

LED-urile vin într-o varietate de culori, dar culoarea luminii nu este întotdeauna determinată de culoarea lentilei LED. Alb, roșu, albastru, portocaliu, verde sau galben - lentila poate fi transparentă, dar când îl porniți, se dovedește a fi roșu sau albastru. LED-urile albastre și albe sunt cele mai scumpe. În general, culoarea strălucirii LED-ului este influențată în primul rând de compoziția semiconductorului, iar ca factor secundar de culoarea lentilei.

Găsirea valorii rezistenței pentru LED

Rezistorul este conectat în serie cu LED-ul. Funcția rezistorului este de a limita curentul, de a-l apropia de valoarea nominală a LED-ului, astfel încât LED-ul să nu se ardă instantaneu și să funcționeze în modul nominal normal. Luăm în considerare următoarele date inițiale:

Vps - tensiunea de alimentare;

Vdf - căderea de tensiune directă pe LED în modul normal;

Dacă - curentul nominal al LED-ului în modul normal de iluminare.

Acum, înainte de a găsi , observăm că curentul din circuitul serie va fi constant, același în fiecare element: curentul If prin LED va fi egal cu curentul Ir prin rezistorul limitator.

Prin urmare Ir = Dacă. Dar Ir = Ur/R - conform legii lui Ohm. A Ur = Vps-Vdf. Astfel, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Adică, știind tensiunea sursei de alimentare, căderea de tensiune pe LED și curentul nominal al acestuia, puteți selecta cu ușurință un rezistor de limitare adecvat.

Dacă valoarea rezistenței găsite nu poate fi selectată din gama standard de valori ale rezistenței, atunci luați un rezistor cu o valoare puțin mai mare, de exemplu, în loc de 460 ohmi găsiti, luați 470 ohmi, care sunt întotdeauna ușor de găsit. Luminozitatea LED-ului va scădea foarte ușor.

Exemplu de selectare a rezistenței:

Să presupunem că există o sursă de alimentare de 12 volți și un LED care are nevoie de 1,5 volți și 10 mA pentru a străluci normal. Să alegem un rezistor de stingere. Rezistorul ar trebui să scadă 12-1,5 = 10,5 volți, iar curentul din circuitul în serie (sursă de alimentare, rezistor, LED) ar trebui să fie de 10 mA, prin urmare, din Legea lui Ohm: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ohm. Selectați 1,1 kOhm.

Ce putere ar trebui sa aiba rezistenta? Dacă R = 1100 Ohmi și curentul este de 0,01 A, atunci, conform legii Joule-Lenz, energia termică Q = I*I*R = 0,11 J va fi eliberată pe rezistor în fiecare secundă, ceea ce este echivalent cu 0,11 W. Un rezistor cu o putere de 0,125 W va face, chiar va fi ceva rezervă.

Conectarea în serie a LED-urilor

Dacă scopul tău este să conectezi mai multe LED-uri într-o singură sursă de lumină, atunci cel mai bine este să faci conexiunea în serie. Acest lucru este necesar pentru ca fiecare LED să nu aibă propriul rezistor pentru a evita pierderile inutile de energie. LED-urile de același tip, din același lot, sunt cele mai potrivite pentru conectarea în serie.

Să presupunem că trebuie să conectați 8 LED-uri de 1,4 volți fiecare cu un curent de 0,02 A în serie pentru a vă conecta la o sursă de alimentare de 12 volți. Evident, curentul total va fi de 0,02 A, dar tensiunea totală va fi de 11,2 volți, deci 0,8 volți la un curent de 0,02 A trebuie disipat în rezistor. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ohm. Selectăm un rezistor de 43 ohmi de putere minimă.

Conectarea în paralel a lanțurilor LED nu este cea mai bună opțiune

Dacă aveți de ales, cel mai bine este să conectați LED-urile în serie și nu în paralel. Dacă conectați mai multe LED-uri în paralel printr-un rezistor comun, atunci, din cauza variației parametrilor LED-urilor, fiecare dintre ele nu va fi pe picior de egalitate cu celelalte, unele vor străluci mai puternic, acceptând mai mult curent, iar altele, dimpotrivă, va fi mai slab. Ca rezultat, unul dintre LED-uri se va arde mai devreme din cauza degradării rapide a cristalului. Este mai bine să conectați LED-urile în paralel, dacă nu există alternativă, să aplicați propriul rezistor de limitare pentru fiecare lanț.