Kako ispravno izračunati i odabrati otpornik za LED

Svatko od nas je vidio svjetlećom diodom, Obični mali LED izgleda poput plastične konusne leće na vodljivim nogama, unutar koje se nalaze katoda i anoda. Na dijagramu je LED prikazan kao obična dioda, iz koje strelice označavaju odašiljenu svjetlost. Tako se LED koristi za primanje svjetlosti kada se elektroni kreću od katode do anode - pn spoj emituje se vidljiva svjetlost.

Izum LED-a dogodio se dalekih 1970-ih, kada su se žarulje sa žarnom niti koristile za dobivanje svjetla u svim. Ali danas, na početku 21. stoljeća, LED su napokon zauzeli mjesto najučinkovitijih izvora električne svjetlosti.

Gdje je plus za LED, a gdje minus minus?

Da biste pravilno povezali LED na izvor napajanja, prvo morate promatrati polaritet. Anoda LED diode spojena je s plus "+" izvora napajanja, a katoda na minus "-". Katoda spojena na minus ima kratak izlaz, anoda je dugačka - dugačak dio LED diode nalazi se na plus "+" izvora napajanja.

Pogledajte unutra LED: velika elektroda je katoda, ona je do minus, mala elektroda, koja izgleda baš kao i kraj nogu, je plus. A uz katodu, LED leća ima ravni rez.

Ne držite lemljenje dugo vremena

LED vodiče treba lemiti uredno i brzo, jer se poluvodički spoj vrlo boji prekomjerne topline, tako da morate kratkim potezima lemljenja dotaknuti lemljenje, a zatim ga ukloniti. Bolje je držati lemljenu LED nogu pincetom tijekom postupka lemljenja kako biste osigurali da se toplina uklanja s nogu za svaki slučaj.

Otpornik potreban pri provjeri LED-a

Dolazimo do najvažnije - kako spojiti LED na izvor napajanja. Ako želite provjerite LED za rad, nemojte ga izravno spojiti na bateriju ili na napajanje. Ako je vaš izvor napajanja 12 volti, tada upotrijebite otpornik od 1 kOhm u nizu s LED-om koji se ispituje radi sigurnosti.

Ne zaboravite na polaritet - dugo vodstvo do plusa, olovo od velike unutarnje elektrode do minusa. Ako ne koristite otpornik, tada će LED brzo izgorjeti, ako slučajno prijeđete nazivni napon, kroz p-n spoj će teći velika struja, a LED će gotovo odmah nestati.

LED boja

LED diode dolaze u različitim bojama, ali boja sjaja nije uvijek određena bojom LED leće. Bijela, crvena, plava, narančasta, zelena ili žuta - leća može biti prozirna, a ako je uključite ispasti će biti crvena ili plava. Plave i bijele LED su najskuplje. Općenito, sastav poluvodiča utječe na boju sjaja LED-a i boju leće kao sekundarnog faktora.

Višebojne RGB LED sadrže u jednom slučaju nekoliko pn spojnica koje emitiraju svjetlost, a svaki od njih daje svoju boju sjaja. Kombinirajući svjetlinu komponenata sa strujama ili frekvencijama trenutnih impulsa (za crvene, zelene i plave kristale), možete dobiti bilo koju hladovinu. Ovdje su, naravno, potrebni balansni otpornici za svaki kanal u boji.

Pronađite vrijednost otpornika za LED

Otpornik je serijski spojen sa LED. Funkcija otpornika je da ograniči struju, približi je nazivnoj vrijednosti LED tako da LED ne bi odmah izgorio i radio bi u normalnom nominalnom načinu rada. U obzir uzimamo sljedeće početne podatke:

• Vps je napon izvora napajanja;

• Vdf - izravan pad napona na LED-u u normalnom načinu rada;

• Ako je nazivna struja LED u normalnom načinu osvjetljenja.

Sada prije nego što nađete vrijednost potrebnog otpornika R, imajte na umu da će struja u serijskom krugu biti konstantna, jednaka u svakom elementu: struja Ako je kroz LED bit jednaka struji Ir kroz ograničavajući otpornik.

Stoga je Ir = Ako. Ali Ir = Ur / R - prema Ohmovom zakonu. I Ur = Vps-Vdf. Dakle, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / Ako.

To jest, znajući napon izvora napajanja, pad napona na LED i njegovu nazivnu struju, lako možete odabrati odgovarajući ograničavajući otpornik.

Ako se pronađena vrijednost otpora ne može odabrati iz standardnog niza ocjena otpornika, uzima se, primjerice, otpornik malo veće vrijednosti, na primjer, umjesto pronađenih 460 Ohma, uzima se 470 Ohms, koje je uvijek lako pronaći. Svjetlina LED će se vrlo malo smanjiti.

Primjer odabira otpornika:

Pretpostavimo da postoji napajanje od 12 volti i LED kojem je za normalan sjaj potrebno 1,5 volta i 10 mA. Odabiremo otpornik za gašenje. Na otpornik bi trebalo pasti 12-1,5 = 10,5 volti, a struja u serijskom krugu (izvor napajanja, otpornik, LED) trebala bi biti 10 mA, dakle iz Ohmovog zakona: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohm. Odabiremo 1,1 kOhm.

Kolika bi snaga trebala biti otpornik? Ako je R = 1100 Ohma, a struja 0,01 A, tada se prema Joule-Lenzovom zakonu toplinska energija Q = I * I * R = 0,11 J oslobađa svake sekunde na otporniku, što je ekvivalent 0,11 W. Otpor otpornika od 0,125 W će odraditi, ostat će i margina.

Spajanje LED serije

Ako imate cilj spojiti nekoliko LED-ova u jedan izvor svjetla, najbolje je uspostaviti vezu serijski. Ovo je neophodno kako ne biste prikvačili otpornik na svaku LED, kako ne bi došlo do nepotrebnih gubitaka energije. LED istog tipa, iz iste serije, najprikladniji su za serijsku vezu.

Pretpostavimo da trebate dosljedno kombinirati 8 LED dioda od 1,4 volta sa strujom 0,02 A da biste se povezali na 12 volt izvor napajanja. Očito će ukupna struja biti 0,02 A, ali ukupni napon će biti 11,2 volta, stoga bi se na otporniku trebalo raspršiti 0,8 volti pri struji 0,02 A. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohma. Odaberite otpornik s minimalnom snagom od 43 ohma.

Paralelno spajanje LED žica nije najbolja opcija

Ako imate izbor, najbolje je LED spojiti serijski, a ne paralelno. Ako spojite nekoliko LED-ova paralelno kroz jedan zajednički otpornik, tada zbog širenja parametara LED-ova svaka od njih neće biti u jednakoj fazi s drugima, neke će svijetliti svjetlije, uzimati više struje, a neke će zatamniti. Kao rezultat toga, bilo koja od LED dioda će gorjeti ranije zbog brze razgradnje kristala. Bolje je za paralelno spajanje LED dioda, ako ne postoji alternativa, primijenite ograničavajući otpornik na svaki krug.

Vidi također: Jednostavni LED dijagrami povezivanja