Jak poprawnie obliczyć i wybrać rezystor dla LED

Każdy z nas widział LED. Zwykła mała dioda LED wygląda jak plastikowa stożkowa soczewka na przewodzących nogach, wewnątrz której znajduje się katoda i anoda. Na schemacie dioda LED jest przedstawiona jako zwykła dioda, z której strzałki wskazują emitowane światło. Tak więc dioda LED służy do odbierania światła, gdy elektrony przemieszczają się z katody na anodę - złącze pn emitowane jest światło widzialne.

Wynalezienie diody LED nastąpiło w odległych latach 70. XX wieku, kiedy to lampy żarowe zostały wykorzystane do uzyskania światła we wszystkich. Ale dzisiaj, na początku XXI wieku, diody LED ostatecznie zastąpiły najbardziej efektywne źródła światła elektrycznego.

Gdzie jest znak plus diody LED i gdzie jest znak minus?

Aby prawidłowo podłączyć diodę LED do źródła zasilania, musisz najpierw obserwować biegunowość. Anoda LED jest podłączona do plusa „+” źródła zasilania, a katoda do plusa „-”. Katoda podłączona do minusa ma krótką moc wyjściową, odpowiednio anoda jest długa - długa noga diody LED znajduje się na plusie „+” źródła zasilania.

Zajrzyj do wnętrza diody LED: duża elektroda jest katodą, to w minusie, mała elektroda, która wygląda jak koniec nogi, jest plusem. A obok katody soczewka LED ma płaski krój.

Nie trzymaj lutownicy przez długi czas

Przewody LED należy lutować starannie i szybko, ponieważ złącze półprzewodnikowe bardzo obawia się nadmiernego ciepła, dlatego należy dotknąć lutownicy krótkimi pociągnięciami lutownicy, a następnie usunąć lutownicę z drogi. Podczas lutowania lepiej jest trzymać lutowaną nóżkę LED pęsetą, aby na wszelki wypadek usunąć ciepło z nogi.

Wymagany rezystor podczas sprawdzania diody LED

Dochodzimy do najważniejszej rzeczy - jak podłączyć diodę LED do źródła zasilania. Jeśli chcesz sprawdź diodę LED pod kątem wydajności, nie podłączaj go bezpośrednio do akumulatora ani do źródła zasilania. Jeśli Twój zasilacz ma napięcie 12 woltów, użyj szeregowego rezystora 1 kOhm z testowaną diodą LED dla bezpieczeństwa.

Nie zapomnij o polaryzacji - długim odprowadzeniu na plus, ołowiu z dużej elektrody wewnętrznej na minus. Jeśli nie użyjesz rezystora, dioda LED szybko się przepali, jeśli przypadkowo przekroczysz napięcie znamionowe, duży prąd przepłynie przez złącze p-n, a dioda LED prawie natychmiast ulegnie awarii.

Kolor LED

Diody LED występują w różnych kolorach, ale kolor poświaty nie zawsze zależy od koloru soczewki LED. Biały, czerwony, niebieski, pomarańczowy, zielony lub żółty - soczewka może być przezroczysta, a jeśli ją włączysz, okaże się czerwona lub niebieska. Niebieskie i białe diody LED są najdroższe. Ogólnie skład półprzewodnika wpływa na kolor poświaty LED i kolor soczewki jako czynnik wtórny.

Wielokolorowe diody LED RGB zawierają w jednym przypadku kilka połączeń pn emitujących światło, z których każde daje własny kolor blasku. Łącząc jasność komponentów z prądami lub częstotliwościami impulsów prądowych (dla kryształów czerwonego, zielonego i niebieskiego), możesz uzyskać dowolny odcień. Tutaj oczywiście dla każdego kanału koloru potrzebne są rezystory równoważące.

Znajdź wartość rezystora dla diody LED

Rezystor jest połączony szeregowo z diodą LED. Funkcja rezystora polega na ograniczeniu prądu, zbliżeniu go do wartości nominalnej diody LED, aby dioda LED nie wypaliła się natychmiast i działała w normalnym trybie nominalnym. Bierzemy pod uwagę następujące dane początkowe:

• Vps to napięcie źródła zasilania;

• Vdf - bezpośredni spadek napięcia na diodzie LED w trybie normalnym;

• If jest prądem znamionowym diody LED w trybie normalnego oświetlenia.

Teraz zanim znajdziesz wartość wymaganego rezystora R, zauważamy, że prąd w obwodzie szeregowym będzie stały, taki sam w każdym elemencie: prąd Jeżeli przez diodę LED będzie równy prądowi Ir przez rezystor ograniczający.

Dlatego Ir = If. Ale Ir = Ur / R - zgodnie z prawem Ohma. A Ur = Vps-Vdf. Zatem R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Oznacza to, że znając napięcie źródła zasilania, spadek napięcia na diodzie LED i jego prąd znamionowy, możesz łatwo wybrać odpowiedni rezystor ograniczający.

Jeśli znalezionej wartości rezystancji nie można wybrać ze standardowej serii wartości rezystorów, to na przykład brany jest rezystor o nieco większej wartości, zamiast znalezionych 460 omów, 470 omów, które zawsze są łatwe do znalezienia. Jasność diody LED bardzo nieznacznie spadnie.

Przykład wyboru rezystora:

Załóżmy, że istnieje zasilacz 12 V i dioda LED, która potrzebuje 1,5 V i 10 mA do normalnego świecenia. Wybieramy rezystor gaszenia. 12-1,5 = 10,5 wolta powinno spaść na rezystor, a prąd w obwodzie szeregowym (źródło zasilania, rezystor, dioda LED) powinien wynosić 10 mA, dlatego zgodnie z prawem Ohma: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 omów. Wybieramy 1,1 kOhm.

Jaką moc powinien mieć rezystor? Jeśli R = 1100 Ohm, a prąd wynosi 0,01 A, to zgodnie z prawem Joule-Lenza energia cieplna Q = I * I * R = 0,11 J będzie uwalniana co sekundę na rezystorze, co odpowiada 0,11 W. Rezystor 0,125 W wystarczy, nawet margines pozostanie.

Połączenie szeregowe LED

Jeśli chcesz połączyć kilka diod LED w jedno źródło światła, najlepiej wykonać połączenie szeregowe. Jest to konieczne, aby nie przyklejać rezystora do każdej diody LED, aby uniknąć niepotrzebnych strat energii. Diody LED tego samego typu z tej samej partii są najbardziej odpowiednie do połączenia szeregowego.

Załóżmy, że musisz konsekwentnie łączyć 8 diod LED 1,4 wolta z prądem 0,02 A, aby podłączyć się do źródła zasilania 12 woltów. Oczywiście całkowity prąd wyniesie 0,02 A, ale całkowite napięcie wyniesie 11,2 V, dlatego 0,8 V przy prądzie 0,02 A powinno rozproszyć się na oporniku. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 omów. Wybierz rezystor o minimalnej mocy 43 omów.

Równoległe połączenie łańcuchów LED nie jest najlepszą opcją

Jeśli masz wybór, najlepiej podłączyć diody LED szeregowo, a nie równolegle. Jeśli podłączysz kilka diod LED równolegle przez jeden wspólny rezystor, to z powodu rozproszenia parametrów diod LED, każda z nich nie będzie na równi z innymi, niektóre będą świecić jaśniej, przyjmując większy prąd, a niektóre ściemnią wręcz przeciwnie. W rezultacie każda z diod LED pali się wcześniej z powodu szybkiej degradacji kryształu. Lepiej jest dla równoległego połączenia diod LED, jeśli nie ma alternatywy, należy zastosować rezystor ograniczający do każdego obwodu.

Zobacz także: Proste schematy połączeń LED