Recenze

Jak zjistit, jaký odpor je potřeba pro LED?

Při výrobě různých zařízení je často potřeba používat LED a LED indikátory. Budeme předpokládat, že víte, co je to LED a co to je.

LED je ke zdroji připojena zpravidla přes odpor omezující proud (zhášecí odpor). Níže jsou uvedeny zásady a vzorce pro výpočet zhášecího odporu a také malá kalkulačka pro rychlé výpočty.

Výpočet zhášecího odporu pro LED

Nejprve si ujasněme, jak vypočítat odpor zhášecího rezistoru, na čem závisí a jaký výkon by měl mít rezistor pro napájení LED ze zdroje.

Rýže. 1. Schéma připojení LED ke zdroji energie přes rezistor.

Jak můžeme vidět z diagramu, proud (I) protéká rezistorem a LED ze stejného zdroje. Napětí na rezistoru se rovná rozdílu mezi napájecím napětím a napětím na LED (VS-VL). Zde musíme vypočítat odpor rezistoru (R), při kterém obvodem poteče napětí I a přes LED poteče napětí VL.

Řekněme, že budeme LED napájet z baterie napětí 5VToto napájecí napětí se zpravidla používá k napájení obvodů mikrokontroléru a dalších digitálních zařízení.

Pojďme počítat hodnota napětí na zhášecím rezistoru, k tomu potřebujeme znát úbytek napětí na LED, to lze nalézt v referenční knize pro konkrétní LED.

Přibližné hodnoty poklesu napětí pro LED diody (AL307 a další nízkopříkonové v podobném balení):

červená – 1,8. 2B;
zelená a žlutá – 2V;
bílá a modrá – 3. 3,5V.

Řekněme, že používáme modrá LED úbytek napětí na něm je 3V.

Vypočítáme napětí na zhášecím odporu:

Udream = Upit – Ulight = 5V – 3V = 2V.

pro výpočet odporu zhášecího odporu potřebujeme znát proud přes LED. Jmenovitý proud konkrétního typu LED lze nalézt v referenční knize. U většiny LED s nízkým výkonem (jako AL307) je jmenovitý proud v rozsahu 10-25 mA.

Řekněme, že pro naši LED jmenovitý proud pro jeho dostatečně jasný svit je 20mA (0,02A). Ukazuje se, že na rezistoru zhasne napětí 2V a projde proud 20mA. Proveďme výpočet pomocí vzorce Ohmova zákona:

R = U / I = 2 V / 0,02 A = 100 Ohm.

Ve většině případů je vhodný nízkopříkonový rezistor s výkonem 0,125-0,25 W (MLT-0,125 a MLT-0,25). Pokud se proud a pokles napětí na rezistoru velmi liší, nebude to na škodu výpočet výkonu rezistoru:

P = U * I = 2 V * 0,02 A = 0,04 W.

0,04 W je tedy zřetelně méně než jmenovitý výkon i pro odpor s nejnižším výkonem MLT-0,125 (0,125 W).

Udělejme výpočet pro červená LED (napětí 2V, proud 15mA).

Udream = Upit – Ulight = 5V – 2V = 3V.

R = U / I = 3 V / 0,015 A = 200 Ohm.

P = U * I = 3 V * 0,015 A = 0,045 W.

Jednoduchá kalkulačka pro výpočet zhášecího odporu

Nyní víte, jak pomocí vzorců vypočítat zhášecí odpor pro napájení LED. Pro usnadnění výpočtů byla napsána jednoduchá online kalkulačka:

Formulář zaslal Michail Ivanov.

Závěr

Při připojování LED nezapomeňte, že mají polaritu. Pro určení polarity LED můžete použít multimetr v režimu spojitosti nebo ohmmetr.

Přečtěte si více

Kolik stojí sazenice cedru?

Použití zhášecích odporů je opodstatněné pro napájení LED s nízkým výkonem, při napájení vysoce výkonných LED je třeba použít speciální LED ovladače a stabilizátory.

LED svítilna s pohybovým senzorem HC-SR501 a napájená ATX jednotkou
Nabíjecí svítilna TD-R04 – cyklistická čelovka, rozměry a otáčky
Girlanda na lampě a polovodičových indikátorech
LED girlanda

Každý z nás viděl LED. Obyčejná malá LEDka vypadá jako plastový čočkový kužel na vodivých nožičkách, uvnitř kterého je katoda a anoda. V diagramu je LED znázorněna jako běžná dioda, ze které je vyzařované světlo znázorněno šipkami. LED tedy slouží k produkci světla, když se elektrony pohybují od katody k anodě – pn přechod vyzařuje viditelné světlo.

Vynález LED se datuje do vzdálených sedmdesátých let, kdy se k výrobě veškerého světla používaly žárovky. Ale dnes, na začátku 1970. století, LED konečně zaujaly místo nejúčinnějších zdrojů elektrického světla.

Kde je „plus“ LED a kde je „mínus“?

Chcete-li správně připojit LED ke zdroji napájení, musíte nejprve dodržet polaritu. Anoda LED je připojena k plus „+“ napájecího zdroje a katoda je připojena k mínus „-“. Katoda připojená k mínusu má krátký přívod, anoda má tedy dlouhý přívod – dlouhá noha LED – k plus „+“ zdroje energie.

Podívejte se dovnitř LED: velká elektroda je katoda, její mínus, malá elektroda, která vypadá jako konec nohy, je plus. A vedle katody má LED čočka plochý řez.

Nedržte páječku na noze dlouho

Vývody LED by měly být pájeny opatrně a rychle, protože polovodičový přechod se velmi bojí přebytečného tepla, takže se musíte špičkou páječky krátce dotknout špičkou pájené nohy a poté přesunout páječku na straně. Je lepší držet připájenou LED nohu pinzetou během procesu pájení, aby bylo zajištěno, že teplo je z nohy odstraněno pro každý případ.

Při testování LED je vyžadován rezistor

Dostáváme se k tomu nejdůležitějšímu – jak připojit LED ke zdroji energie. Pokud chcete zkontrolovat funkčnost LED diody, neměli byste ji přímo připojovat k baterii nebo napájení. Pokud je váš zdroj napájení 12 voltů, použijte 1 kOhm rezistor v sérii s LED testovanou pro zálohování.

Nezapomeňte na polaritu – dlouhý svod je kladný, svod z velké vnitřní elektrody záporný. Pokud nepoužijete rezistor, LED se rychle spálí, pokud náhodou překročíte jmenovité napětí, přes pn přechod bude protékat velký proud a LED téměř okamžitě selže.

Barva LED

LED diody se dodávají v různých barvách, ale barva světla není vždy určena barvou čočky LED. Bílá, červená, modrá, oranžová, zelená nebo žlutá – čočka může být průhledná, ale když ji zapnete, ukáže se, že je červená nebo modrá. Modré a bílé LED jsou nejdražší. Obecně je barva záře LED primárně ovlivněna složením polovodiče a jako sekundární faktor barvou čočky.

Přečtěte si více

Kolik kilogramů váží Titanic?

Vícebarevné RGB LED diody obsahují několik světelných přechodů pn v jednom pouzdře, z nichž každý vytváří svou vlastní barvu záře. Kombinací jasu součástek s proudy nebo frekvencemi proudových pulzů (u červených, zelených a modrých krystalů) můžete získat libovolný odstín. Zde jsou samozřejmě potřeba vyvažovací odpory pro každý barevný kanál.

Zjištění hodnoty odporu pro LED

Rezistor je zapojen do série s LED. Funkcí odporu je omezit proud, přiblížit se jmenovité hodnotě LED, aby LED okamžitě nevyhořela, a pracuje v normálním jmenovitém režimu. Bereme v úvahu následující počáteční údaje:

Vps – napájecí napětí;
Vdf – pokles napětí v propustném směru na LED v normálním režimu;
If – jmenovitý proud LED v normálním režimu svícení.

Nyní, než zjistíme hodnotu požadovaného rezistoru R, poznamenáme, že proud v sériovém obvodu bude konstantní, stejný v každém prvku: proud If procházející LED bude roven proudu Ir omezujícím odporem.

Proto Ir = If. Ale Ir = Ur/R – podle Ohmova zákona. A Ur = Vps-Vdf. Tedy R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

To znamená, že pokud znáte napětí napájecího zdroje, úbytek napětí na LED a její jmenovitý proud, můžete snadno vybrat vhodný omezovací odpor.

Pokud nelze zjištěnou hodnotu odporu vybrat ze standardního rozsahu hodnot rezistoru, pak vezměte rezistor o něco větší hodnoty, například místo nalezených 460 Ohmů vezměte 470 Ohmů, které se vždy snadno najdou. Jas LED se velmi mírně sníží.

Příklad výběru rezistoru:

Řekněme, že existuje 12voltový zdroj a LED, která potřebuje 1,5 voltu a 10 mA, aby normálně svítila. Vyberme zhášecí odpor. Rezistor by měl klesnout o 12-1,5 = 10,5 voltů a proud v sériovém obvodu (napájení, odpor, LED) by měl být 10 mA, proto z Ohmova zákona: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ohm. Vyberte 1,1 kOhm.

Jaký by měl být výkon rezistoru? Pokud R = 1100 Ohmů a proud je 0,01 A, pak se podle Joule-Lenzova zákona každou sekundu uvolní na rezistoru tepelná energie Q = I*I*R = 0,11 J, což odpovídá 0,11 W. Postačí rezistor o výkonu 0,125 W, tam bude i nějaká rezerva.

Sériové zapojení LED

Pokud je vaším cílem připojit několik LED diod do jednoho světelného zdroje, pak je nejlepší provést zapojení v sérii. To je nutné, aby každá LED neměla svůj vlastní rezistor, aby nedocházelo ke zbytečným ztrátám energie. Pro sériové zapojení jsou nejvhodnější LED stejného typu, ze stejné šarže.

Řekněme, že potřebujete zapojit 8 LED 1,4 V, každou s proudem 0,02 A do série pro připojení k 12 V napájecímu zdroji. Je zřejmé, že celkový proud bude 0,02 A, ale celkové napětí bude 11,2 voltu, takže 0,8 voltu při proudu 0,02 A musí být rozptýleno v rezistoru. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ohm. Vybíráme odpor 43 ohmů o minimálním výkonu.

Paralelní zapojení LED řetězů není nejlepší variantou

Pokud máte na výběr, je nejlepší zapojit LED sériově a ne paralelně. Pokud zapojíte několik LED paralelně přes jeden společný rezistor, pak kvůli změnám v parametrech LED nebude každá z nich na stejné úrovni s ostatními, některé budou svítit jasněji, přijímají více proudu a některé, naopak bude slabší. V důsledku toho jedna z LED vyhoří dříve kvůli rychlé degradaci krystalu. Je lepší zapojit LED paralelně, pokud neexistuje žádná alternativa, použít vlastní omezovací rezistor na každý řetězec.