Πώς να υπολογίσετε σωστά και να επιλέξετε μια αντίσταση για μια λυχνία LED

Κάθε ένας από εμάς έχει δει LED. Μια συνηθισμένη μικρή LED μοιάζει με ένα πλαστικό κώνο-φακό πάνω σε αγώγιμα πόδια, μέσα στο οποίο υπάρχει μια κάθοδος και μια άνοδος. Στο διάγραμμα, η λυχνία LED απεικονίζεται ως κανονική δίοδος, από την οποία τα βέλη υποδεικνύουν το εκπεμπόμενο φως. Έτσι, το LED χρησιμοποιείται για να δέχεται φως όταν τα ηλεκτρόνια κινούνται από την κάθοδο στην άνοδο - pn εμφανίζεται ορατό φως.

Η εφεύρεση του LED πραγματοποιήθηκε στις απομακρυσμένες δεκαετίες του 1970, όταν οι λαμπτήρες πυρακτώσεως χρησιμοποιήθηκαν για να αποκτήσουν φως σε όλους. Αλλά σήμερα, στις αρχές του 21ου αιώνα, οι LED έλαβαν τελικά τη θέση των πιο αποτελεσματικών πηγών ηλεκτρικού φωτός.

Πού είναι το σύμβολο συν για το LED και πού είναι το σύμβολο μείον;

Για να συνδέσετε σωστά τη λυχνία LED στην πηγή τροφοδοσίας, πρέπει πρώτα να παρατηρήσετε την πολικότητα. Η άνοδος της λυχνίας LED συνδέεται με το συν "+" της πηγής ρεύματος και η κάθοδος με το μείον "-". Η κάθοδος που συνδέεται με το μείον έχει μια μικρή έξοδο, η άνοδος, αντίστοιχα, είναι μεγάλη - το μακρύ σκέλος της λυχνίας LED βρίσκεται στο "+" της πηγή ενέργειας.

Κοιτάξτε μέσα στο LED: το μεγάλο ηλεκτρόδιο είναι η κάθοδος, είναι στο μείον, το μικρό ηλεκτρόδιο, το οποίο μοιάζει ακριβώς με το τέλος του ποδιού, είναι το πλεονέκτημα. Και δίπλα στην κάθοδο, ο φακός LED έχει μια επίπεδη κοπή.

Μην κρατάτε το συγκολλητικό για μεγάλο χρονικό διάστημα

Τα καλώδια των οδηγήσεων θα πρέπει να συγκολληθούν τακτικά και γρήγορα, επειδή η διασταύρωση ημιαγωγών είναι πολύ φοβισμένη από την υπερβολική θερμότητα, γι 'αυτό πρέπει να αγγίξετε το συγκολλητικό σίδερο με μικρές διαδρομές του συγκολλητικού σιδήρου και στη συνέχεια να απομακρύνετε το συγκολλητικό σίδερο. Είναι καλύτερο να κρατάτε το συγκολλημένο πόδι LED με τσιμπιδάκια κατά τη διαδικασία συγκόλλησης για να διασφαλίσετε ότι η θερμότητα αφαιρείται από το πόδι μόνο σε περίπτωση.

Απαιτείται αντίσταση κατά τον έλεγχο LED

Έρχομε στο πιο σημαντικό πράγμα - πώς να συνδέσετε το LED σε μια πηγή ενέργειας. Αν θέλετε ελέγξτε τη λυχνία LED για την απόδοση, τότε μην τη συνδέετε απευθείας στη μπαταρία ή στην τροφοδοσία. Εάν η τροφοδοσία ρεύματος είναι 12 βολτ, χρησιμοποιήστε μια αντίσταση 1 kOhm σε σειρά με το υπό δοκιμή LED για ασφάλεια.

Μην ξεχνάτε την πολικότητα - ένα μακρύ οδηγό σε ένα συν, ένα καλώδιο από ένα μεγάλο εσωτερικό ηλεκτρόδιο σε ένα μείον. Εάν δεν χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση, η λυχνία LED θα καεί γρήγορα, αν κατά λάθος υπερβείτε την ονομαστική τάση, ένα μεγάλο ρεύμα θα ρέει μέσω της διακλάδωσης p-n και η λυχνία LED θα αποτύχει σχεδόν αμέσως.

Χρώμα LED

Οι λυχνίες LED έρχονται σε διαφορετικά χρώματα, αλλά το χρώμα της λάμψης δεν καθορίζεται πάντα από το χρώμα του φακού LED. Λευκό, κόκκινο, μπλε, πορτοκαλί, πράσινο ή κίτρινο - ο φακός μπορεί να είναι διαφανής και αν το ενεργοποιήσετε θα γίνει κόκκινο ή μπλε. Τα μπλε και λευκά LED είναι τα πιο ακριβά. Γενικά, η σύνθεση ενός ημιαγωγού επηρεάζει το χρώμα της λάμψης του LED και το χρώμα του φακού ως δευτερεύον παράγοντα.

Πολύχρωμα LED RGB περιέχουν σε μία περίπτωση αρκετές συνδέσεις pn που εκπέμπουν φως, εκάστη των οποίων δίδει το δικό της χρώμα λάμψης. Συνδυάζοντας τη φωτεινότητα των εξαρτημάτων με τα ρεύματα ή τις τρέχουσες συχνότητες παλμών (για κόκκινα, πράσινα και μπλε κρύσταλλα), μπορείτε να πάρετε οποιαδήποτε σκιά. Εδώ, βεβαίως, χρειάζονται αντιστάσεις αντιστάθμισης για κάθε κανάλι χρώματος.

Βρείτε την τιμή αντίστασης για τη λυχνία LED

Η αντίσταση συνδέεται σε σειρά με το LED. Η λειτουργία του αντιστάτη είναι να περιορίσει το ρεύμα, να το πλησιάσει στην ονομαστική τιμή της λυχνίας LED έτσι ώστε η λυχνία LED να μην καεί αμέσως και θα λειτουργούσε σε κανονική ονομαστική λειτουργία. Λαμβάνουμε υπόψη τα ακόλουθα αρχικά δεδομένα:

• Vps είναι η τάση της πηγής ενέργειας.

• Vdf - άμεση πτώση τάσης στο LED σε κανονική λειτουργία.

• Αν είναι το ονομαστικό ρεύμα του LED σε κανονική λειτουργία φωτισμού.

Τώρα πρίν βρείτε η τιμή του απαιτούμενου αντιστάτη R, σημειώστε ότι το ρεύμα στο σειριακό κύκλωμα θα είναι σταθερό, το ίδιο σε κάθε στοιχείο: το ρεύμα Εάν μέσω της LED θα είναι ίσο με το ρεύμα Ir μέσω της περιοριστικής αντίστασης.

Επομένως, Ir = Αν. Αλλά Ir = Ur / R - σύμφωνα με το νόμο του Ohm. Και Ur = Vps-Vdf. Επομένως, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Δηλαδή, γνωρίζοντας την τάση της πηγής ισχύος, την πτώση τάσης στο LED και το ονομαστικό ρεύμα, μπορείτε εύκολα να επιλέξετε την κατάλληλη περιοριστική αντίσταση.

Εάν η προκύπτουσα τιμή αντίστασης δεν μπορεί να επιλεγεί από την τυπική σειρά ονομαστικών τιμών αντίστασης, τότε λαμβάνεται ένας αντιστάτης ελαφρώς μεγαλύτερης τιμής, αντί για τα ευρισκόμενα 460 Ohms, λαμβάνονται 470 Ohms, τα οποία είναι πάντα εύκολο να βρεθούν. Η φωτεινότητα της λυχνίας LED θα μειωθεί πολύ ελαφρώς.

Παράδειγμα επιλογής αντιστάσεων:

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει μια τροφοδοσία ισχύος 12 volt και μια λυχνία LED που χρειάζεται 1,5 volt και 10 mA για μια κανονική λάμψη. Επιλέγουμε μια αντίσταση απόσβεσης. 12-1,5 = 10,5 βολτ θα πρέπει να πέσει στην αντίσταση και το ρεύμα στο σειριακό κύκλωμα (πηγή ισχύος, αντίσταση, LED) θα πρέπει να είναι 10 mA, επομένως από το νόμο του Ohm: R = U / I = 10,5 / 1050 ohm. Επιλέγουμε 1,1 kOhm.

Ποια δύναμη θα πρέπει να είναι η αντίσταση; Εάν R = 1100 Ohms και το ρεύμα είναι 0.01 Α, τότε σύμφωνα με τον νόμο Joule-Lenz, η θερμική ενέργεια Q = I * I * R = 0.11 J θα απελευθερώνεται κάθε δευτερόλεπτο στην αντίσταση, η οποία ισοδυναμεί με 0,11 W. Μια αντίσταση 0.125 W θα κάνει, ακόμα και ένα περιθώριο θα παραμείνει.

Σύνδεση σειράς LED

Αν έχετε στόχο να συνδέσετε διάφορα LED σε μία μόνο πηγή φωτός, είναι καλύτερο να πραγματοποιήσετε τη σύνδεση σε σειρά. Αυτό είναι απαραίτητο για να μην προσκολληθεί η αντίσταση σε κάθε LED, προκειμένου να αποφευχθούν άσκοπες απώλειες ενέργειας. Οι λυχνίες LED του ίδιου τύπου, από την ίδια παρτίδα, είναι οι πλέον κατάλληλες για σειριακή σύνδεση.

Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να συνδυάσετε σταθερά 8 LED 1,4 volts με ρεύμα 0,02 A για να συνδεθείτε με πηγή ισχύος 12 volt. Προφανώς, το συνολικό ρεύμα θα είναι 0.02 Α, αλλά η συνολική τάση θα είναι 11.2 βολτ, επομένως 0.8 βολτ σε ένα ρεύμα 0.02 Α θα πρέπει να διαχέεται στην αντίσταση. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohm. Επιλέξτε αντίσταση με ελάχιστη ισχύ 43 ohms.

Η παράλληλη σύνδεση των συμβολοσειρών LED δεν είναι η καλύτερη επιλογή

Εάν έχετε μια επιλογή, είναι καλύτερο να συνδέσετε τα LED σε σειρά, όχι παράλληλα. Αν συνδέσετε πολλές παράλληλες λυχνίες μέσω μιας κοινής αντίστασης, τότε εξαιτίας της εξάπλωσης των παραμέτρων των LED, καθένα από αυτά δεν θα είναι ίσο με τους άλλους, μερικοί θα λάμψουν φωτεινότερα, θα πάρουν περισσότερο ρεύμα και μερικοί θα είναι πιο ασταθές αντίθετα. Ως αποτέλεσμα, οποιαδήποτε από τα LED θα καεί νωρίτερα λόγω της ταχείας υποβάθμισης του κρυστάλλου. Είναι καλύτερο για την παράλληλη σύνδεση των LED, αν δεν υπάρχει εναλλακτική λύση, εφαρμόστε μια περιοριστική αντίσταση σε κάθε κύκλωμα.

Δείτε επίσης: Απλά διαγράμματα σύνδεσης LED