Como calcular corretamente e escolher um resistor para um LED

Cada um de nós viu LED. Um pequeno LED comum se parece com uma lente cônica de plástico nas pernas condutoras, dentro da qual existe um cátodo e um ânodo. No diagrama, o LED é representado como um diodo regular, a partir do qual as setas indicam a luz emitida. Então o LED é usado para receber luz quando os elétrons se movem do cátodo para o ânodo - junção pn luz visível é emitida.

A invenção do LED ocorreu na distante década de 1970, quando lâmpadas incandescentes foram usadas para obter luz total. Mas hoje, no início do século XXI, os LEDs finalmente substituíram as fontes mais eficazes de luz elétrica.

Onde está o sinal de mais para o LED e onde está o sinal de menos?

Para conectar corretamente o LED à fonte de energia, primeiro observe a polaridade. O ânodo do LED está conectado ao sinal de mais "+" da fonte de energia e o cátodo ao sinal de menos "-". O cátodo conectado ao sinal de menos possui uma saída curta, o ânodo, respectivamente, é longo - a perna longa do LED está no sinal de mais "+" da fonte de energia.

Olhe dentro do LED: o eletrodo grande é o catodo, é o menos, o eletrodo pequeno, que se parece exatamente com o final da perna, é a vantagem. E ao lado do cátodo, a lente LED tem um corte plano.

Não segure o ferro de soldar por muito tempo

Os fios do LED devem ser soldados de maneira organizada e rápida, porque a junção de semicondutores tem muito medo de excesso de calor; portanto, você precisa tocar o ferro de soldar com suas pontas com uma picada na perna soldada e, em seguida, retirar o ferro de soldar. É melhor segurar a perna de LED soldada com pinça durante o processo de solda para garantir que o calor seja removido da perna, apenas por precaução.

Resistor necessário ao verificar o LED

Chegamos ao ponto mais importante - como conectar o LED a uma fonte de energia. Se você quiser verifique o LED quanto ao desempenho, não o conecte diretamente à bateria ou à fonte de alimentação. Se sua fonte de alimentação for de 12 volts, use um resistor de 1 kOhm em série com o LED em teste para segurança.

Não se esqueça da polaridade - uma ligação longa a uma vantagem, uma ligação de um eletrodo interno grande a um sinal de menos. Se você não usar um resistor, o LED queima rapidamente, se você acidentalmente exceder a tensão nominal, uma grande corrente fluirá através da junção p-n e o LED falhará quase imediatamente.

Cor do LED

Os LEDs vêm em cores diferentes, mas a cor do brilho nem sempre é determinada pela cor da lente LED. Branco, vermelho, azul, laranja, verde ou amarelo - a lente pode ser transparente e, se você a ligar, ficará vermelha ou azul. LEDs azuis e brancos são os mais caros. Em geral, a composição de um semicondutor afeta principalmente a cor do brilho de um LED e a cor da lente como fator secundário.

LEDs RGB multicoloridos contêm em um caso várias junções pn emissoras de luz, cada uma delas com sua própria cor de brilho. Ao combinar o brilho dos componentes com correntes ou frequências de pulso atuais (para cristais vermelhos, verdes e azuis), você pode obter qualquer tonalidade. Aqui, é claro, são necessários resistores de balanceamento para cada canal de cores.

Encontre o valor do resistor para o LED

O resistor é conectado em série com o LED. A função do resistor é limitar a corrente, aproximar-se do valor nominal do LED para que o LED não se queime instantaneamente e funcione no modo nominal normal. Levamos em consideração os seguintes dados iniciais:

• Vps é a voltagem da fonte de energia;

• Vdf - queda direta de tensão no LED no modo normal;

• Se é a corrente nominal do LED no modo de luz normal.

Agora antes de encontrar o valor do resistor requerido R, observe que a corrente no circuito serial será constante, a mesma em cada elemento: a corrente If através do LED será igual à corrente Ir através do resistor limitador.

Portanto, Ir = If. Mas Ir = Ur / R - de acordo com a lei de Ohm. E Ur = Vps-Vdf. Assim, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Ou seja, sabendo a tensão da fonte de alimentação, a queda de tensão no LED e sua corrente nominal, você pode escolher facilmente o resistor limitador apropriado.

Se o valor da resistência encontrada não puder ser selecionado a partir da série padrão de classificações de resistores, será utilizado um resistor de um valor ligeiramente maior, por exemplo, em vez dos 460 Ohms e 470 Ohms encontrados, que são sempre fáceis de encontrar. O brilho do LED diminuirá muito levemente.

Exemplo de seleção de resistores:

Suponha que haja uma fonte de alimentação de 12 volts e um LED que precise de 1,5 volts e 10 mA para um brilho normal. Selecionamos um resistor de têmpera. 12-1,5 = 10,5 volts devem cair no resistor, e a corrente no circuito serial (fonte de energia, resistor, LED) deve ser 10 mA, portanto, segundo a lei de Ohm: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohm. Selecionamos 1,1 kOhm.

Qual a potência do resistor? Se R = 1100 Ohms e a corrente for 0,01 A, então, de acordo com a lei de Joule-Lenz, a energia térmica Q = I * I * R = 0,11 J será liberada a cada segundo no resistor, o que equivale a 0,11 W. Um resistor de 0,125 W servirá, mesmo uma margem permanecerá.

Conexão em série LED

Se você tem o objetivo de conectar vários LEDs em uma única fonte de luz, é melhor executar a conexão em série. Isso é necessário para não prender seu resistor a cada LED, a fim de evitar perdas desnecessárias de energia. LEDs do mesmo tipo, do mesmo lote, são mais adequados para conexão serial.

Suponha que você precise combinar consistentemente 8 LEDs de 1,4 volts com uma corrente de 0,02 A para conectar a uma fonte de energia de 12 volts. Obviamente, a corrente total será de 0,02 A, mas a tensão total será de 11,2 volts, portanto, 0,8 volts a uma corrente de 0,02 A deve dissipar-se no resistor. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohms. Escolha um resistor com potência mínima de 43 ohms.

Conexão paralela de strings de LED não é a melhor opção

Se você tiver escolha, é melhor conectar os LEDs em série, não em paralelo. Se você conectar vários LEDs em paralelo por meio de um resistor comum, devido à dispersão nos parâmetros dos LEDs, cada um deles não estará em pé de igualdade com os outros, alguns brilharão mais brilhantes, terão mais corrente e outros ficarão mais escuros. Como resultado, qualquer um dos LEDs queimará mais cedo devido à rápida degradação do cristal. É melhor para a conexão paralela de LEDs; se não houver alternativa, aplique um resistor limitador em cada circuito.

Veja também: Diagramas de conexão LED simples