Come calcolare correttamente e scegliere una resistenza per un LED

Ognuno di noi ha visto diodi emettitori di luce. Un piccolo LED normale sembra una lente a cono di plastica su gambe conduttive, all'interno delle quali sono presenti un catodo e un anodo. Nel diagramma, il LED è rappresentato come un diodo normale, da cui le frecce indicano la luce emessa. Quindi il LED viene utilizzato per ricevere luce quando gli elettroni si spostano dal catodo all'anodo - giunzione pn viene emessa luce visibile.

L'invenzione del LED avvenne nei lontani anni '70, quando furono utilizzate lampade a incandescenza per ottenere la luce in tutto. Ma oggi, all'inizio del 21 ° secolo, i LED hanno finalmente preso il posto delle fonti più efficaci di luce elettrica.

Dov'è il segno più per il LED e dov'è il segno meno?

Per collegare correttamente il LED alla fonte di alimentazione, è necessario innanzitutto osservare la polarità. L'anodo del LED è collegato al più "+" della fonte di alimentazione e il catodo al meno "-". Il catodo collegato al meno ha un'uscita corta, l'anodo, rispettivamente, è lungo - la gamba lunga del LED si trova sul "+" più della fonte di alimentazione.

Guarda dentro il LED: l'elettrodo grande è il catodo, è il meno, l'elettrodo piccolo, che sembra proprio l'estremità della gamba, è il vantaggio. E accanto al catodo, l'obiettivo a LED ha un taglio piatto.

Non tenere il saldatore a lungo

I cavi LED devono essere saldati in modo ordinato e rapido, perché la giunzione dei semiconduttori ha molta paura del calore in eccesso, quindi è necessario toccare il saldatore con le punte con una puntura sulla gamba saldata, quindi prendere da parte il saldatore. È meglio tenere la gamba a LED saldata con una pinzetta durante il processo di saldatura per garantire che il calore venga rimosso dalla gamba per ogni evenienza.

Resistenza richiesta quando si controlla il LED

Veniamo alla cosa più importante: come collegare il LED a una fonte di alimentazione. Se vuoi controllare le prestazioni del LED, quindi non collegarlo direttamente alla batteria o all'alimentazione. Se l'alimentazione è di 12 volt, utilizzare una resistenza da 1 kOhm in serie con il LED in prova per fissarlo.

Non dimenticare la polarità: un lungo vantaggio per un vantaggio, un vantaggio da un grande elettrodo interno a un negativo. Se non si utilizza un resistore, il LED si brucerà rapidamente, se si supera accidentalmente la tensione nominale, una grande corrente scorrerà attraverso la giunzione p-n e il LED si guasterà quasi immediatamente.

Colore LED

I LED sono disponibili in diversi colori, ma il colore del bagliore non è sempre determinato dal colore dell'obiettivo LED. Bianco, rosso, blu, arancione, verde o giallo: l'obiettivo può essere trasparente e, se lo si accende, si rivelerà rosso o blu. I LED blu e bianchi sono i più costosi. In generale, la composizione di un semiconduttore influenza principalmente il colore del bagliore di un LED e il colore della lente come fattore secondario.

LED RGB multicolore contenere in un caso diverse giunzioni pn che emettono luce, ognuna delle quali dà il proprio colore di luce. Combinando la luminosità dei componenti con le correnti o le frequenze degli impulsi di corrente (per i cristalli rosso, verde e blu), è possibile ottenere qualsiasi tonalità. Qui, ovviamente, sono necessari resistori di bilanciamento per ciascun canale di colore.

Trova il valore della resistenza per il LED

Il resistore è collegato in serie con il LED. La funzione del resistore è di limitare la corrente, avvicinarla al valore nominale del LED in modo che il LED non si bruci istantaneamente e funzioni nella normale modalità nominale. Prendiamo in considerazione i seguenti dati iniziali:

• Vps è la tensione della fonte di alimentazione;

• Vdf - caduta di tensione diretta sul LED in modalità normale;

• Se è la corrente nominale del LED in modalità luce normale.

Ora prima di trovare il valore della resistenza richiesta R, si noti che la corrente nel circuito seriale sarà costante, la stessa in ogni elemento: la corrente Se attraverso il LED sarà uguale alla corrente Ir attraverso la resistenza di limitazione.

Pertanto, Ir = If. Ma Ir = Ur / R - secondo la legge di Ohm. E Ur = Vps-Vdf. Pertanto, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Cioè, conoscendo la tensione della fonte di alimentazione, la caduta di tensione sul LED e la sua corrente nominale, è possibile scegliere facilmente la resistenza di limitazione appropriata.

Se il valore di resistenza trovato non può essere selezionato dalla serie standard di valori nominali dei resistori, viene preso un resistore con un valore leggermente più grande, ad esempio invece dei 460 Ohm trovati, vengono presi 470 Ohm, che sono sempre facili da trovare. La luminosità del LED diminuirà leggermente.

Esempio di selezione della resistenza:

Supponiamo che ci sia un alimentatore da 12 volt e un LED che necessita di 1,5 volt e 10 mA per un normale bagliore. Selezioniamo una resistenza di spegnimento. 12-1,5 = 10,5 volt dovrebbero cadere sul resistore e la corrente nel circuito seriale (fonte di alimentazione, resistenza, LED) dovrebbe essere di 10 mA, quindi dalla legge di Ohm: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1050 ohm. Selezioniamo 1,1 kOhm.

Quale potenza dovrebbe essere la resistenza? Se R = 1100 Ohm e la corrente è 0,01 A, quindi, secondo la legge di Joule-Lenz, l'energia termica Q = I * I * R = 0.11 J verrà rilasciata ogni secondo sul resistore, che equivale a 0,11 W. Una resistenza da 0,125 W farà, anche un margine rimarrà.

Collegamento serie LED

Se hai l'obiettivo di collegare più LED in una singola sorgente luminosa, è meglio eseguire la connessione in serie. Ciò è necessario per non aggrappare la resistenza a ciascun LED, al fine di evitare inutili perdite di energia. I LED dello stesso tipo, dello stesso lotto, sono più adatti per la connessione seriale.

Supponiamo che sia necessario combinare in modo coerente 8 LED da 1,4 volt con una corrente di 0,02 A per collegarsi a una fonte di alimentazione da 12 volt. Ovviamente, la corrente totale sarà di 0,02 A, ma la tensione totale sarà di 11,2 volt, quindi 0,8 volt a una corrente di 0,02 A dovrebbero dissiparsi sul resistore. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohm. Scegli una resistenza con potenza minima di 43 ohm.

La connessione parallela di stringhe di LED non è l'opzione migliore

Se hai una scelta, è meglio collegare i LED in serie, non in parallelo. Se si collegano più LED in parallelo attraverso un resistore comune, quindi a causa della diffusione dei parametri dei LED, ognuno di essi non si troverà su un piano di parità con gli altri, alcuni si illumineranno più intensamente, prendendo più corrente e alcuni si attenueranno. Di conseguenza, uno qualsiasi dei LED brucerà prima a causa del rapido degrado del cristallo. È meglio per il collegamento in parallelo dei LED, se non ci sono alternative, applicare una resistenza di limitazione su ciascun circuito.

Vedi anche: Semplici schemi di collegamento a LED