Hoe een weerstand voor een LED correct te berekenen en te kiezen

Ieder van ons heeft gezien lichtdiode. Een gewone kleine LED ziet eruit als een plastic kegellens op geleidende poten, met daarin een kathode en een anode. In het diagram wordt de LED weergegeven als een normale diode, van waaruit de pijlen het uitgestraalde licht aangeven. Dus de LED wordt gebruikt om licht te ontvangen wanneer elektronen van de kathode naar de anode bewegen - pn kruising zichtbaar licht wordt uitgezonden.

De uitvinding van de LED vond plaats in de verre jaren 1970, toen gloeilampen werden gebruikt om in alles licht te verkrijgen. Maar vandaag, aan het begin van de 21ste eeuw, namen LED's eindelijk de plaats in van de meest effectieve bronnen van elektrisch licht.

Waar is het plusteken voor de LED en waar is het minteken?

Om de LED correct op de stroombron aan te sluiten, moet u eerst de polariteit in acht nemen. De anode van de LED is verbonden met de plus "+" van de stroombron, en de kathode met de min "-". De met de min verbonden kathode heeft een korte uitgang, de anode is respectievelijk lang - het lange been van de LED staat op de plus "+" van de stroombron.

Kijk in de LED: de grote elektrode is de kathode, het is de min, de kleine elektrode, die eruitziet als het uiteinde van het been, is de plus. En naast de kathode heeft de LED-lens een platte snede.

Houd de soldeerbout niet lang vast

De LED-kabels moeten netjes en snel worden gesoldeerd, omdat de halfgeleiderovergang zeer bang is voor overtollige hitte, dus u moet de soldeerbout met zijn uiteinden aanraken met een steek aan de gesoldeerde poot en de soldeerbout opzij nemen. Het is beter om de gesoldeerde LED-poot tijdens het solderen vast te houden om ervoor te zorgen dat warmte voor het geval van de poot wordt verwijderd.

Weerstand vereist bij het controleren van de LED

We komen bij het allerbelangrijkste - hoe de LED op een stroombron aan te sluiten. Als je wilt controleer de LED voor prestaties, sluit hem dan niet rechtstreeks aan op de batterij of op de voeding. Als uw voeding 12 volt is, gebruikt u een weerstand van 1 kOhm in serie met de te testen LED om deze te beveiligen.

Vergeet de polariteit niet - een lange kabel naar een plus, een kabel van een grote interne elektrode naar een min. Als u geen weerstand gebruikt, zal de LED snel doorbranden, als u per ongeluk de nominale spanning overschrijdt, zal een grote stroom door de p-n-junctie stromen en zal de LED vrijwel onmiddellijk uitvallen.

LED kleur

LED's zijn er in verschillende kleuren, maar de kleur van de gloed wordt niet altijd bepaald door de kleur van de LED-lens. Wit, rood, blauw, oranje, groen of geel - de lens kan transparant zijn en als u hem inschakelt, wordt deze rood of blauw. Blauwe en witte LED's zijn het duurst. Over het algemeen beïnvloedt de samenstelling van een halfgeleider voornamelijk de kleur van de gloed van een LED en de kleur van de lens als een secundaire factor.

Meerkleurige RGB-LED's bevatten in één geval verschillende lichtgevende pn-knooppunten, die elk hun eigen gloeikleur geven. Door de helderheid van de componenten te combineren met stromen of frequenties van stroompulsen (voor rode, groene en blauwe kristallen), kunt u elke schaduw krijgen. Hier zijn natuurlijk balancerende weerstanden nodig voor elk kleurkanaal.

Zoek de weerstandswaarde voor de LED

De weerstand is in serie verbonden met de LED. De functie van de weerstand is om de stroom te begrenzen, dicht bij de nominale waarde van de LED te maken, zodat de LED niet onmiddellijk opbrandt en in de normale nominale modus zou werken. We houden rekening met de volgende initiële gegevens:

• Vps is de spanning van de stroombron;

• Vdf - directe spanningsval op de LED in normale modus;

• Als is de nominale stroom van de LED in de normale lichtmodus.

Nu voordat je het vindt de waarde van de vereiste weerstand R, merken we op dat de stroom in het seriële circuit constant zal zijn, hetzelfde in elk element: de stroom If via de LED zal gelijk zijn aan de stroom Ir via de beperkende weerstand.

Daarom is Ir = If. Maar Ir = Ur / R - volgens de wet van Ohm. En Ur = Vps-Vdf. Dus R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Dat wil zeggen, wetende de spanning van de stroombron, de spanningsval op de LED en de nominale stroom, kunt u eenvoudig de juiste beperkende weerstand kiezen.

Als de gevonden weerstandswaarde niet kan worden gekozen uit de standaardreeks weerstandswaarden, wordt bijvoorbeeld een weerstand met een iets grotere waarde genomen in plaats van de gevonden 460 Ohm, 470 Ohm, die altijd gemakkelijk te vinden zijn. De helderheid van de LED zal zeer licht afnemen.

Voorbeeld van weerstandsselectie:

Stel dat er een voeding van 12 volt is en een LED die 1,5 volt en 10 mA nodig heeft voor een normale gloed. We selecteren een blusweerstand. 12-1.5 = 10.5 volt moet op de weerstand vallen en de stroom in het seriële circuit (stroombron, weerstand, LED) moet 10 mA zijn, dus uit de wet van Ohm: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1050 ohm. We selecteren 1,1 kOhm.

Welke kracht moet de weerstand hebben? Als R = 1100 Ohm en de stroom is 0,01 A, dan wordt volgens de Joule-Lenz-wet elke seconde thermische energie Q = I * I * R = 0,11 J vrijgegeven op de weerstand, wat overeenkomt met 0,11 W. Een weerstand van 0,125 W volstaat, er blijft zelfs een marge over.

LED-serie verbinding

Als u meerdere LED's op één lichtbron wilt aansluiten, kunt u de verbinding het beste in serie uitvoeren. Dit is nodig om uw weerstand niet aan elke LED te kleven, om onnodig energieverlies te voorkomen. LED's van hetzelfde type, uit dezelfde batch, zijn het meest geschikt voor seriële verbinding.

Stel dat u consistent 8 LED's van 1,4 volt moet combineren met een stroom van 0,02 A om verbinding te maken met een 12 volt stroombron. Het is duidelijk dat de totale stroom 0,02 A zal zijn, maar de totale spanning zal 11,2 volt zijn, daarom moet 0,8 volt bij een stroom van 0,02 A op de weerstand dissiperen. R = U / I = 0.8 / 0.02 = 40 Ohm. Kies een weerstand met een minimumvermogen van 43 ohm.

Parallelle aansluiting van LED-strings is niet de beste optie

Als u een keuze hebt, is het het beste om LED's in serie aan te sluiten, niet parallel. Als u meerdere LED's parallel verbindt via een gemeenschappelijke weerstand, dan zullen door de spreiding in de parameters van de LED's ze niet op gelijke voet staan ​​met de andere, sommige zullen helderder gloeien, meer stroom verbruiken, en sommige zullen dimmer zijn. Als gevolg hiervan zal een van de LED's eerder branden vanwege de snelle degradatie van het kristal. Het is beter voor parallelle aansluiting van LED's, als er geen alternatief is, moet u een beperkende weerstand op elk circuit toepassen.

Zie ook: Eenvoudige LED-verbindingsdiagrammen