วิธีคำนวณอย่างถูกต้องและเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED

เราแต่ละคนได้เห็น ไดโอดเปล่งแสง. LED ขนาดเล็กธรรมดาดูเหมือนเลนส์พลาสติกรูปกรวยบนขานำไฟฟ้าซึ่งภายในมีแคโทดและขั้วบวก ในแผนภาพ LED แสดงเป็นไดโอดปกติซึ่งลูกศรจะแสดงแสงที่ปล่อยออกมา ดังนั้น LED จะใช้ในการรับแสงเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแคโทดไปยังขั้วบวก - ทางแยก pn แสงที่มองเห็นถูกเปล่งออกมา

การประดิษฐ์ของ LED เกิดขึ้นในปี 1970 ที่ห่างไกลเมื่อหลอดไส้ถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้แสงในทุก แต่วันนี้ที่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ 21 ในที่สุด LED ก็เข้ามาแทนที่แหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

เครื่องหมายบวกสำหรับ LED อยู่ที่ไหนและเครื่องหมายลบอยู่ที่ไหน

ในการเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งจ่ายไฟอย่างถูกต้องคุณต้องสังเกตขั้วก่อน ขั้วบวกของ LED เชื่อมต่อกับเครื่องหมายบวก“ +” ของแหล่งพลังงานและแคโทดไปยังเครื่องหมายลบ“ -” แคโทดเชื่อมต่อกับลบมีเอาต์พุตสั้นขั้วบวกตามลำดับยาว - ขายาวของ LED อยู่ที่เครื่องหมายบวก“ +” ของแหล่งพลังงาน

ดูข้างใน LED: อิเล็กโทรดขนาดใหญ่คือแคโทดมันคือลบอิเล็กโทรดขนาดเล็กซึ่งมีลักษณะเหมือนปลายขาเป็นบวก ถัดจากแคโทดแล้วเลนส์ LED ก็มีลักษณะแบนราบ

อย่าถือเตารีดบัดกรีเป็นเวลานาน

ลีดไฟ LED ควรบัดกรีอย่างเรียบร้อยและรวดเร็วเนื่องจากชุมทางเซมิคอนดักเตอร์กลัวความร้อนมากเกินไปดังนั้นคุณต้องสัมผัสหัวแร้งสั้น ๆ ด้วยปลายของมันที่ขาบัดกรีแล้วถอดหัวแร้งออก มันจะดีกว่าที่จะถือขา LED บัดกรีด้วยแหนบในระหว่างกระบวนการบัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนจะถูกลบออกจากขาในกรณีที่

จำเป็นต้องมีตัวต้านทานเมื่อตรวจสอบ LED

เรามาถึงสิ่งที่สำคัญที่สุด - วิธีเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งพลังงาน ถ้าคุณต้องการ ตรวจสอบประสิทธิภาพ LEDจากนั้นอย่าเชื่อมต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟ หากแหล่งจ่ายไฟของคุณคือ 12 โวลต์ให้ใช้ตัวต้านทาน 1 kOhm เป็นอนุกรมโดยมี LED ที่อยู่ระหว่างการทดสอบเพื่อความปลอดภัย

อย่าลืมขั้วไฟฟ้า - ตะกั่วที่ยาวไปยังขั้วบวก, ตะกั่วจากขั้วไฟฟ้าภายในขนาดใหญ่ไปยังลบ หากคุณไม่ได้ใช้ตัวต้านทานไฟ LED จะดับอย่างรวดเร็วหากคุณตั้งใจใช้แรงดันไฟฟ้าเกินกว่าที่กำหนดกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะไหลผ่านทางแยก p-n และไฟ LED จะเกือบจะล้มเหลวทันที

สี LED

ไฟ LED มีสีที่ต่างกัน แต่สีของแสงไฟไม่ได้ถูกกำหนดโดยสีของเลนส์ LED สีขาว, แดง, น้ำเงิน, ส้ม, เขียวหรือเหลือง - เลนส์สามารถโปร่งใสและถ้าคุณเปิดมันจะกลายเป็นสีแดงหรือสีน้ำเงิน ไฟ LED สีน้ำเงินและสีขาวมีราคาแพงที่สุด โดยทั่วไปองค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ส่งผลกระทบต่อสีของการเรืองแสงของ LED และสีของเลนส์เป็นปัจจัยรอง

ไฟ LED RGB หลายสี บรรจุในหนึ่งกรณีหลายจุดแยก pn เปล่งแสงซึ่งแต่ละสีให้การเรืองแสงของตัวเอง ด้วยการรวมความสว่างของส่วนประกอบเข้ากับกระแสหรือความถี่พัลส์ปัจจุบัน (สำหรับคริสตัลสีแดง, สีเขียวและสีน้ำเงิน) คุณจะได้รับเฉดสีใด ๆ แน่นอนที่นี่ต้องการตัวต้านทานที่สมดุลสำหรับแต่ละช่องสี

ค้นหาค่าตัวต้านทานสำหรับ LED

ตัวต้านทานเชื่อมต่อเป็นอนุกรมพร้อม LED ฟังก์ชั่นของตัวต้านทานคือการ จำกัด กระแสทำให้มันใกล้เคียงกับค่าเล็กน้อยของ LED เพื่อที่ LED จะไม่ไหม้ทันทีและจะทำงานในโหมดปกติ เราคำนึงถึงข้อมูลเบื้องต้นดังต่อไปนี้:

• Vps คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน

• Vdf - แรงดันตกโดยตรงบน LED ในโหมดปกติ

• หากเป็นค่าเล็กน้อยของ LED ในโหมดแสงปกติ

ตอนนี้ก่อนที่คุณจะพบ ค่าของตัวต้านทานที่จำเป็น Rโปรดทราบว่ากระแสในวงจรอนุกรมจะมีค่าคงที่เหมือนกันในแต่ละองค์ประกอบ: ปัจจุบันหากผ่าน LED จะเท่ากับกระแส Ir ผ่านตัวต้านทาน จำกัด

ดังนั้น Ir = ถ้า แต่ Ir = Ur / R - เป็นไปตามกฎหมายของโอห์ม และ Ur = Vps-Vdf ดังนั้น R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If

นั่นคือเมื่อทราบถึงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแรงดันตกที่ LED และกระแสไฟของอันดับคุณสามารถเลือกตัวต้านทาน จำกัด ที่เหมาะสมได้อย่างง่ายดาย

หากไม่สามารถเลือกค่าความต้านทานที่พบได้จากชุดมาตรฐานของตัวต้านทานมาตรฐานดังนั้นตัวต้านทานที่มีค่าสูงกว่าเล็กน้อยตัวอย่างเช่นแทนที่จะพบ 460 โอห์มจะถ่าย 470 โอห์มซึ่งหาได้ง่าย ความสว่างของ LED จะลดลงเล็กน้อยมาก

ตัวอย่างการเลือกตัวต้านทาน:

สมมติว่ามีแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์และ LED ที่ต้องการ 1.5 โวลต์และ 10 mA สำหรับการเรืองแสงปกติ เราเลือกตัวต้านทานดับ 12-1.5 = 10.5 โวลต์ควรตกบนตัวต้านทานและกระแสในวงจรอนุกรม (แหล่งพลังงานตัวต้านทาน LED) ควรมีค่า 10 mA ดังนั้นจากกฎของโอห์ม: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1,050 โอห์ม เราเลือก 1,1 kOhm

ตัวต้านทานควรใช้พลังงานเท่าใด? ถ้า R = 1100 Ohms และกระแสคือ 0.01 A ดังนั้นตามกฎหมายของ Joule-Lenz พลังงานความร้อน Q = I * I * R = 0.11 J จะถูกปล่อยทุกวินาทีบนตัวต้านทานซึ่งเท่ากับ 0.11 W ตัวต้านทาน 0.125 W จะทำแม้กระทั่งระยะขอบจะยังคงอยู่

การเชื่อมต่อซีรีย์ LED

หากคุณมีเป้าหมายในการเชื่อมต่อไฟ LED หลายดวงเข้ากับแหล่งกำเนิดแสงเดี่ยววิธีที่ดีที่สุดคือทำการเชื่อมต่อแบบอนุกรม สิ่งนี้จำเป็นเพื่อไม่ให้ตัวต้านทานของคุณยึดติดกับ LED แต่ละตัวเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานที่ไม่จำเป็น ไฟ LED ประเภทเดียวกันจากรุ่นเดียวกันนั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

สมมติว่าคุณต้องรวมไฟ LED 8 ดวงที่ 1.4 โวลต์กับกระแส 0.02 A อย่างสม่ำเสมอเพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน 12 โวลต์ เห็นได้ชัดว่ากระแสรวมจะเป็น 0.02 A แต่แรงดันไฟฟ้ารวมจะเป็น 11.2 โวลต์ดังนั้น 0.8 โวลต์ที่ปัจจุบันที่ 0.02 A ควรกระจายไปที่ตัวต้านทาน R = U / I = 0.8 / 0.02 = 40 โอห์ม เลือกตัวต้านทานที่พลังงานต่ำสุด 43 โอห์ม

การเชื่อมต่อแบบขนานของสตริง LED ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด

หากคุณมีทางเลือกที่ดีที่สุดคือการเชื่อมต่อไฟ LED แบบอนุกรมไม่ใช่แบบขนาน หากคุณเชื่อมต่อ LED หลายตัวพร้อมกันผ่านตัวต้านทานทั่วไปหนึ่งตัวเนื่องจากการแพร่กระจายในพารามิเตอร์ของ LED แต่ละตัวจะไม่ตรงกับตัวอื่น ๆ บางตัวจะเรืองแสงสว่างขึ้นใช้กระแสไฟฟ้ามากขึ้นและบางส่วนจะหรี่ลงในทางตรงกันข้าม เป็นผลให้ไฟ LED ใด ๆ จะเผาไหม้ก่อนหน้านี้เนื่องจากการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของคริสตัล มันจะดีกว่าสำหรับการเชื่อมต่อแบบขนานของไฟ LED หากไม่มีทางเลือกอื่นให้ใช้ตัวต้านทาน จำกัด ในแต่ละวงจร

ดูเพิ่มเติมที่: ไดอะแกรมการเชื่อมต่อ LED ที่เรียบง่าย