Calculator LED online. Calculul și selectarea rezistenței pentru un LED

Pentru o funcționare stabilă, un LED necesită o sursă de tensiune constantă și un curent stabilizat, care nu va depăși valorile admise de specificul unui anumit LED. Dacă trebuie să conectați LED-uri indicatoare, al căror curent de funcționare nu depășește 50-100 mA, puteți limita curentul folosind rezistențe. Dacă vorbim despre alimentarea LED-urilor puternice cu curenți de funcționare de la sute de miliamperi la câțiva amperi, atunci nu puteți face fără dispozitive speciale - drivere (citiți mai multe despre aceste dispozitive în articolul „Drivere pentru LED-uri", modelele de drivere gata făcute pot a fi vazut.). În continuare, vom lua în considerare opțiunile când curentul necesar este mic și rezistențele pot fi încă utilizate.

Rezistoarele sunt elemente pasive - pur și simplu limitează curentul, dar nu îl stabilizează în niciun fel. Curentul se va schimba cu tensiunea conform legii lui Ohm. Curentul este limitat de un rezistor prin conversia banală a „excesului” de electricitate în căldură conform formulei

P = I 2 R, unde P este căldura generată în wați, I este curentul din circuit în amperi, R este rezistența în ohmi.

Aparatul se încălzește în mod natural. Capacitatea unui rezistor de a disipa căldura nu este nelimitată și, dacă este depășit curentul admis, acesta se va arde. Puterea de disipare admisă este determinată de corpul rezistenței. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când planificați conectarea LED-urilor și selectați elemente cu cel puțin o marjă de siguranță dublă.

Dacă trebuie să conectați un LED, atunci rezistența rezistorului poate fi calculată, în conformitate cu legea lui Ohm, folosind o formulă simplă:

R = (U - U L) / I, unde R este rezistența necesară în ohmi, U este tensiunea de alimentare, U L este căderea de tensiune pe LED-ul în volți, I este curentul LED necesar în amperi.

Foarte des trebuie să conectați nu unul, ci mai multe LED-uri. În acest caz, ele pot fi conectate în serie sau în paralel.

Căderea de tensiune la LED-urile conectate în serie se adună și același curent trece prin fiecare dintre ele. Tensiunea de alimentare trebuie să fie mai mare decât căderea totală de tensiune.

Rezistența rezistenței este calculată după același principiu ca și în cazul unui LED, doar căderea de tensiune este luată în considerare nu pe un licurici, ci în total pentru întregul lanț.

Conexiunea în serie este convenabilă deoarece necesită un minim de piese suplimentare, în plus, nu este necesar un curent mare de la sursa de alimentare. Dar cu un număr mare de LED-uri, poate fi necesară o tensiune semnificativă. În plus, dacă unul dintre lanțurile secvențiale se arde, lanțul se va rupe și toate LED-urile vor înceta să mai strălucească. De asemenea, cu această opțiune de conectare, este important să folosiți exact aceleași LED-uri, altfel parametrii lor diferiți vor servi drept sursă de dezechilibru. Ca urmare, ele pot fie să strălucească inegal, fie să cedeze mult mai repede.

Conexiunea paralelă este echivalentă cu conectarea simultană a LED-urilor individuale, care nu „au nevoie să știe” despre prezența altor LED-uri. În acest caz, tensiunea sursei de alimentare trebuie să depășească căderea de tensiune pe un LED. Puterea curentului fiecărui LED poate fi ajustată individual prin selectarea rezistenței rezistorului conectat la acesta. Este important ca sursa de alimentare să „știe” câte LED-uri sunt conectate la ea, deoarece curentul total pe care va trebui să îl furnizeze este egal cu suma curenților care circulă prin toate LED-urile. Dacă unul dintre LED-uri se defectează, nu se va întâmpla nimic cu strălucirea celorlalte, deoarece acestea funcționează individual. Vă rugăm să rețineți că acest lucru nu se aplică LED-urilor paralele care sunt alimentate de un driver de limitare a curentului! Driverul stabilizează curentul; defectarea uneia dintre ramuri va duce la o scădere generală a curentului. Șoferul compensează imediat această reducere, ceea ce va duce la o creștere a curentului pe ramurile rămase. Și s-ar putea să nu supraviețuiască. Dintr-un motiv similar, ar trebui să evitați conectarea mai multor LED-uri paralele printr-un singur rezistor de limitare a curentului.

Rezistența fiecărui rezistor la conectarea LED-urilor în paralel se calculează, repet, în același mod ca la conectarea unui LED.

Conectarea în paralel a LED-urilor nu necesită o tensiune mare de alimentare, dar atunci când se utilizează, este necesar să se asigure un curent suficient. Sunt necesare mai multe piese, dar LED-urile cu parametri diferiți pot fi conectate simultan. De asemenea, mai multe rezistențe de limitare a curentului, care vor genera căldură, vor duce la o eficiență generală mai mică a circuitului în comparație cu o conexiune în serie.

Un LED este un dispozitiv semiconductor cu o caracteristică curent-tensiune neliniară (caracteristică volt-ampere). Funcționarea sa stabilă, în primul rând, depinde de mărimea curentului care curge prin el. Orice suprasarcină, chiar și minoră, duce la degradarea cipului LED și la o scădere a duratei de viață a acestuia.

Pentru a limita curentul care trece prin LED la nivelul dorit, circuitul electric trebuie completat cu un stabilizator. Cel mai simplu element de limitare a curentului este un rezistor.

Important! Rezistorul limitează, dar nu stabilizează curentul.

Calcularea unui rezistor pentru un LED nu este o sarcină dificilă și se face folosind o formulă simplă de școală. Dar se recomandă să aruncați o privire mai atentă la procesele fizice care au loc în joncțiunea p-n a unui LED.

Teorie

Calcul matematic

Mai jos este o diagramă de circuit în cea mai simplă formă. În el, LED-ul și rezistența formează un circuit în serie prin care circulă același curent (I). Circuitul este alimentat de o sursă de tensiune EMF (U). În modul de funcționare, are loc o cădere de tensiune între elementele circuitului: peste rezistor (U R) și pe LED (U LED). Folosind a doua regulă a lui Kirchhoff, obținem următoarea egalitate: sau interpretarea acesteia

În formulele de mai sus, R este rezistența rezistorului calculat (Ohm), R LED este rezistența diferențială a LED-ului (Ohm), U este tensiunea (V).

Valoarea LED-ului R se modifică pe măsură ce condițiile de funcționare ale dispozitivului semiconductor se modifică. În acest caz, mărimile variabile sunt curentul și tensiunea, al căror raport determină valoarea rezistenței. O explicație clară a acestui lucru este caracteristica curent-tensiune a LED-ului. În secțiunea inițială a caracteristicii (până la aproximativ 2 volți), are loc o creștere lină a curentului, ca urmare a căreia R LED este de mare importanță. Apoi se deschide joncțiunea pn, care este însoțită de o creștere bruscă a curentului cu o ușoară creștere a tensiunii aplicate.

Prin simpla transformare a primelor două formule, puteți determina rezistența rezistenței de limitare a curentului: U LED este valoarea de pe plăcuța de identificare pentru fiecare tip individual de LED.

Calcul grafic

Având în mână caracteristica curent-tensiune a LED-ului studiat, puteți calcula rezistorul grafic. Desigur, această metodă nu are o aplicație practică largă. La urma urmei, cunoscând curentul de sarcină, puteți calcula cu ușurință valoarea tensiunii directe din grafic. Pentru a face acest lucru, este suficient să desenați o linie dreaptă de pe axa ordonatelor (I) până când se intersectează cu curba, apoi să coborâți linia până la axa absciselor (U LED). Ca urmare, au fost obținute toate datele pentru calcularea rezistenței.

Cu toate acestea, opțiunea grafică este unică și merită o anumită atenție.

Să calculăm un rezistor pentru un LED cu un curent nominal de 20 mA, care trebuie conectat la o sursă de alimentare de 5 V. Pentru a face acest lucru, trageți o linie dreaptă din punctul de 20 mA până când se intersectează cu curba LED-ului. Apoi, prin punctul de 5 V și punctul de pe grafic, se trasează o linie până se intersectează cu axa ordonatelor și se obține valoarea maximă a curentului (I max), aproximativ egală cu 50 mA. Folosind legea lui Ohm, calculăm rezistența: Pentru ca circuitul să fie sigur și fiabil, este necesar să se prevină supraîncălzirea rezistorului. Pentru a face acest lucru, găsiți puterea sa de disipare folosind formula:

În ce cazuri este posibil să conectați un LED printr-un rezistor?

Puteți conecta un LED printr-un rezistor dacă problema eficienței circuitului nu este primordială. De exemplu, folosirea unui LED ca indicator pentru a ilumina un comutator sau un indicator de tensiune de rețea în aparatele electrice. În astfel de dispozitive, luminozitatea nu este importantă, iar consumul de energie nu depășește 0,1 W. Când conectați un LED cu un consum mai mare de 1 W, trebuie să vă asigurați că sursa de alimentare produce o tensiune stabilizată.

Dacă tensiunea de intrare a circuitului nu este stabilizată, atunci toate zgomotele și supratensiunile vor fi transmise la sarcină, perturbând funcționarea LED-ului. Un exemplu izbitor este rețeaua electrică auto, în care tensiunea bateriei este doar teoretic de 12 V. În cel mai simplu caz, iluminarea cu LED-uri în mașină ar trebui să se facă printr-un stabilizator liniar din seria LM78XX. Și pentru a crește cumva eficiența circuitului, trebuie să porniți 3 LED-uri în serie. De asemenea, un circuit de alimentare printr-un rezistor este solicitat în scopuri de laborator pentru testarea noilor modele de LED-uri. În alte cazuri, se recomandă utilizarea unui stabilizator de curent (driver). Mai ales când costul diodei emițătoare este comparabil cu costul șoferului. Primești un dispozitiv gata făcut cu parametri cunoscuți, care trebuie doar conectat corect.

Exemple de calcule ale rezistenței și puterii unui rezistor

Pentru a ajuta începătorii să se orienteze, iată câteva exemple practice de calculare a rezistenței pentru LED-uri.

Cree XM-L T6

În primul caz, vom calcula rezistența necesară pentru a conecta un LED puternic la o sursă de tensiune de 5 V. Cree XM–L cu bin T6 are următorii parametri: U LED tipic = 2,9 V și maxim U LED = 3,5 V la curent I LED = 0,7 A. Valoarea tipică a LED-ului U ar trebui înlocuită în calcule, deoarece. cel mai adesea corespunde realității. Valoarea calculată a rezistenței este prezentă în seria E24 și are o toleranță de 5%. Cu toate acestea, în practică este adesea necesară rotunjirea rezultatelor la cea mai apropiată valoare din seria standard. Rezultă că, ținând cont de rotunjire și o toleranță de 5%, rezistența reală se modifică și, în urma acesteia, curentul se modifică în proporție inversă. Prin urmare, pentru a nu depăși curentul de sarcină de funcționare, este necesară rotunjirea în sus a rezistenței calculate.

Folosind cele mai comune rezistențe din seria E24, nu este întotdeauna posibilă selectarea valorii dorite. Există două moduri de a rezolva această problemă. Primul implică includerea secvenţială a unei rezistenţe suplimentare de limitare a curentului, care ar trebui să compenseze ohmii lipsă. Selectarea acestuia trebuie să fie însoțită de măsurători ale curentului de control.

A doua metodă oferă o precizie mai mare, deoarece implică instalarea unui rezistor de precizie. Acesta este un element a cărui rezistență nu depinde de temperatură și de alți factori externi și are o abatere de cel mult 1% (serie E96). În orice caz, este mai bine să lăsați curentul real puțin mai mic decât valoarea nominală. Acest lucru nu va afecta foarte mult luminozitatea, dar va oferi cristalului un mod de funcționare blând.

Puterea disipată de rezistor va fi:

Puterea rezistorului calculată pentru LED trebuie mărită cu 20–30%.

Să calculăm eficiența lămpii asamblate:

Exemplu cu LED SMD 5050

Prin analogie cu primul exemplu, ne vom da seama pentru ce rezistență este nevoie. Aici trebuie să țineți cont de caracteristicile de design ale LED-ului, care constă din trei cristale independente.

Dacă LED-ul SMD 5050 este monocolor, atunci tensiunea directă în stare deschisă pe fiecare cristal va diferi cu cel mult 0,1 V. Aceasta înseamnă că LED-ul poate fi alimentat de la un rezistor, combinând 3 anozi într-un singur grup și trei catozi în altul. Să selectăm un rezistor pentru conectarea unui SMD 5050 alb cu următorii parametri: tipic U LED = 3,3 V la un curent de un cip I LED = 0,02 A. Cea mai apropiată valoare standard este de 30 Ohmi.

Acceptăm pentru instalare un rezistor limitator cu o putere de 0,25 W și o rezistență de 30 Ohmi ±5%.

LED-ul SMD 5050 RGB are o tensiune directă diferită pentru fiecare matriță. Prin urmare, va trebui să controlați culorile roșu, verde și albastru cu trei rezistențe de valori diferite.

Calculator online

Calculatorul online pentru LED-uri prezentat mai jos este un plus convenabil care va efectua toate calculele în mod independent. Cu ajutorul acestuia, nu trebuie să desenați sau să calculați nimic manual. Tot ce aveți nevoie este să introduceți cei doi parametri principali ai LED-ului, să indicați numărul acestora și tensiunea sursei de alimentare. Cu un singur clic al mouse-ului, programul va calcula independent rezistența rezistorului, va selecta valoarea acestuia din intervalul standard și va indica marcajul de culoare. În plus, programul va oferi un circuit de comutare gata făcut.

Orice LED are rezistență scăzută. Dacă îl conectați direct la sursa de alimentare, acesta se va arde imediat deoarece curentul este prea mare. Firele care îl conectează la bornele externe sunt fabricate din cupru sau aur și nu pot rezista la o creștere a curentului. De aceea este important să se calculeze corect rezistorul pentru LED.

Cât timp va funcționa acest LED depinde de corectitudinea calculului. Dacă rezistența are o rezistență insuficientă, LED-ul se poate arde, dar dacă, dimpotrivă, curentul este mai mic decât curentul nominal, becul va avea o lumină slabă. Pentru a efectua calcule, există formule speciale și nu este greu de făcut. În plus, există programe speciale care vor face automat toate calculele necesare pe baza datelor introduse.

Acest articol va discuta toate aspectele și subtilitățile efectuării unor astfel de calcule. De asemenea, ca bonus, articolul conține un videoclip pe această temă și un articol științific care poate fi descărcat.

Rezultatul calculului

De regulă, se va dovedi că rezistențele cu această valoare nu sunt produse și vi se va afișa cea mai apropiată valoare standard. Dacă nu puteți face o selecție precisă a rezistenței, atunci utilizați o valoare mai mare. O valoare adecvată se poate face prin conectarea rezistenței în paralel sau în serie. Nu trebuie să calculați rezistența pentru un LED dacă utilizați o variabilă puternică sau un rezistor de tăiere. Cel mai comun tip este 3296 la 0,5W. Când utilizați o sursă de alimentare de 12 V, pot fi conectate până la 3 LED-uri în serie.

Rezistoarele vin în diferite clase de precizie, 10%, 5%, 1%. Adică rezistența lor poate varia în aceste limite într-o direcție pozitivă sau negativă. Nu uitați să țineți cont de puterea rezistorului de limitare a curentului, aceasta este capacitatea sa de a disipa o anumită cantitate de căldură. Dacă este mic, se va supraîncălzi și se va defecta, întrerupând astfel circuitul electric. Pentru a determina polaritatea, puteți aplica o tensiune mică sau puteți utiliza funcția de testare a diodei pe un multimetru. Diferit de modul de măsurare a rezistenței, de obicei furnizat de la 2V la 3V.

De asemenea, atunci când calculați LED-urile, ar trebui să țineți cont de răspândirea parametrilor; pentru cele ieftine vor fi maxime, pentru cele scumpe vor fi mai mult la fel. Pentru a verifica acest parametru, trebuie să-i activați în condiții egale, adică secvenţial.

Prin reducerea curentului sau a tensiunii, reduceți luminozitatea la puncte ușor strălucitoare. Vizual, vei putea estima că unele vor străluci mai strălucitoare, altele mai slab. Cu cât ard mai uniform, cu atât se răspândesc mai puțin. Calculatorul de rezistență LED presupune că caracteristicile cipurilor LED sunt ideale, adică diferența este zero.

Scăderea tensiunii pentru modelele obișnuite cu putere redusă de până la 10W poate fi de la 2V la 12V. Pe măsură ce puterea crește, numărul de cristale dintr-o diodă COB crește; fiecare are o picătură. Cristalele sunt conectate în lanțuri în serie, apoi sunt combinate în circuite paralele. La puteri de la 10W la 100W reducerea crește de la 12V la 36V. Acest parametru trebuie să fie indicat în caracteristicile tehnice ale cipului LED și depinde de scopul culorii:

albastru;
roșu;
verde;
galben;
RGB cu trei culori;
RGBW cu patru culori;
bicolor;
alb cald și rece.

Înainte de a alege un rezistor pentru un LED folosind un calculator online, ar trebui să vă asigurați de parametrii diodelor. Chinezii vând o mulțime de LED-uri pe Aliexpress, trecându-le drept cele de marcă. Cele mai populare modele sunt SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. De exemplu, cel mai adesea chinezii trișează pe SMD5630 și SMD5730. Numerele din marcaje indică doar dimensiunea carcasei de 5,6 mm pe 3,0 mm.

În cele de marcă, o carcasă atât de mare este folosită pentru a instala cristale puternice de 0,5 W, astfel încât cumpărătorii de diode SMD5630 o asociază direct cu puterea de 0,5 W. Chinezul viclean profită de asta și instalează un cristal ieftin și slab în carcasa 5630 cu o putere medie de 0,1W, indicând în același timp un consum de energie de 0,5W.

Un bun exemplu ar fi lămpile de mașină și lămpile cu LED-uri de porumb, care conțin un număr mare de cipuri LED slabe și de calitate scăzută. Cumpărătorul mediu crede că cu cât sunt mai multe LED-uri, cu atât lumina este mai bună și puterea este mai mare. Lămpi auto pe cea mai slabă gheață 0,1W Pentru a economisi bani, colegii mei cu LED-uri caută LED-uri decente pe Aliexpress. Ei caută un vânzător bun care promite anumiți parametri, comandă și așteaptă o lună pentru livrare. În urma testelor, se dovedește că vânzătorul chinez a înșelat și a vândut vechituri. Vei avea noroc dacă a șaptea oară vei primi diode decente și nu gunoi. De obicei fac 5 comenzi, iar fără a obține rezultate, merg să plaseze o comandă într-un magazin autohton care poate face schimb.

Calcularea unui rezistor LED folosind legea lui Ohm

Legea lui Ohm spune că rezistența unui rezistor este R = V / I, unde V = tensiunea prin rezistor (V = S – V L în acest caz), I = curentul prin rezistor. Deci R = (V S – V L) / I. Dacă doriți să conectați mai multe LED-uri deodată, acest lucru se poate face în serie. Acest lucru reduce consumul de energie și vă permite să conectați un număr mare de diode în același timp, de exemplu, ca un fel de ghirlandă. Toate LED-urile care sunt conectate în serie trebuie să fie de același tip. Sursa de alimentare trebuie să aibă suficientă putere și să asigure tensiunea corespunzătoare.

Va fi interesant➡ Ce este un termistor?

Exemplu de calcul: Diode roșii, galbene și verzi - atunci când sunt conectate în serie, este necesară o tensiune de alimentare de cel puțin 8V, deci o baterie de 9 volți va fi o sursă aproape ideală. V L = 2V + 2V + 2V = 6V (trei diode, tensiunile lor sunt însumate). Dacă tensiunea de alimentare V S este de 9 V și curentul diodei = 0,015A, Rezistorul R = (V S – V L) / I = (9 – 6) /0,015 = 200 Ohmi. Luăm un rezistor de 220 Ohm (cea mai apropiată valoare standard, care este mai mare).

Evitați conectarea LED-urilor în paralel!

LED-ul ca element neliniar

Să luăm în considerare o familie de caracteristici curent-tensiune (caracteristici CV) pentru LED-uri de diferite culori. Această caracteristică arată dependența curentului care trece prin dioda emițătoare de lumină de tensiunea aplicată acesteia. După cum se poate observa în figură, caracteristicile sunt neliniare.

Aceasta înseamnă că, chiar și cu o mică modificare a tensiunii de câteva zecimi de volt, curentul se poate schimba de mai multe ori. Cu toate acestea, atunci când lucrează cu LED-uri, acestea folosesc de obicei secțiunea cea mai liniară (așa-numita regiune de lucru) a caracteristicii curent-tensiune, unde curentul nu se schimbă atât de brusc. Cel mai adesea, producătorii indică în caracteristicile LED-ului poziția punctului de funcționare, adică valorile tensiunii și curentului la care se atinge luminozitatea declarată.

Caracteristicile prezentate mai sus au fost obținute pentru diodele emițătoare de lumină conectate în direcția înainte. Adică, polul negativ al sursei de alimentare este conectat la catod, iar polul pozitiv este conectat la anod

Calculul unui rezistor pentru un LED

Calcularea rezistenței pentru un LED este un punct foarte important înainte de a conecta LED-ul la sursa de alimentare. La urma urmei, modul în care va funcționa LED-ul depinde de asta. Dacă rezistența are o rezistență prea mică, LED-ul se poate arde (se arde), iar dacă rezistența este prea mare, LED-ul va emite lumină slabă. Rezistorul pentru LED se calculează folosind următoarea formulă:

R = (V S – V L) / I
V S – tensiunea sursei de alimentare (V).
V L – tensiunea de alimentare a LED-urilor (de obicei 2 volți și 4 volți pentru LED-urile albastre și albe).
I – curent LED (de exemplu 10 mA = 0,01 A sau 20 mA = 0,02 A)

Asigurați-vă că curentul electric pe care îl selectați este mai mic decât maximul pentru care este nominalizat LED-ul. Convertiți această valoare din miliamperi în amperi. Astfel, rezultatul calculului va fi valoarea rezistenței rezistorului în ohmi (Ohm). Dacă valoarea calculată a rezistenței nu se potrivește cu valoarea standard a rezistenței, trebuie să selectați următoarea valoare mai mare.

Cu toate acestea, poate doriți inițial să alegeți o rezistență puțin mai mare, pentru a economisi energie electrică, de exemplu. Dar trebuie să ne amintim că radiația LED în acest caz va fi mai puțin strălucitoare. Dacă tensiunea de alimentare = 9 Volți și aveți un LED roșu (VL = 2V), curentul necesar este I = 20 mA = 0.02A, R = (9V – 2V) / 0.02A = 350 Ohmi. Trebuie să selectați un rezistor cu o rezistență de 390 ohmi (cea mai apropiată valoare mai mare).

LED-uri intermitente

LED-urile intermitente arată ca LED-urile obișnuite, pot clipi singure deoarece conțin un circuit integrat încorporat. LED-ul clipește la frecvențe joase, de obicei 2-3 clipiri pe secundă. Astfel de bibelouri sunt făcute pentru alarme auto, diverse indicatoare sau jucării pentru copii. Indicatoarele alfanumerice LED sunt acum foarte rar folosite; sunt mai complexe și mai scumpe decât cele cu cristale lichide. Anterior, acesta era practic singurul și cel mai avansat mijloc de afișare; acestea erau chiar instalate pe telefoanele mobile.

Acest articol va vorbi despre calculul rezistenței de limitare a curentului pentru LED.

Calculul unui rezistor pentru un LED

Pentru a alimenta un LED, avem nevoie de o sursă de alimentare, de exemplu două baterii AA de 1,5V fiecare. Să luăm un LED roșu, unde căderea de tensiune directă la un curent de funcționare de 0,02 A (20 mA) este egală cu -2 V. Pentru LED-urile convenționale, curentul maxim admisibil este de 0,02 A. Schema de conectare a LED-ului este prezentată în Fig. 1.

De ce folosesc termenul „cădere de tensiune directă”, nu tensiunea de alimentare. Dar adevărul este că LED-urile nu au un parametru de tensiune de alimentare ca atare. În schimb, este utilizată caracteristica căderii de tensiune a LED-ului, ceea ce înseamnă cantitatea de tensiune pe care o iese LED-ul atunci când curentul nominal trece prin el. Valoarea tensiunii indicată pe ambalaj reflectă căderea de tensiune. Cunoscând această valoare, puteți determina tensiunea rămasă pe LED. Aceasta este valoarea pe care trebuie să o folosim în calculele noastre.

Căderea de tensiune directă pentru diferite LED-uri în funcție de lungimea de undă este prezentată în Tabelul 1.

Tabelul 1 - Caracteristicile LED-urilor

Valoarea exactă a căderii de tensiune LED poate fi găsită pe ambalajul acestui LED sau în literatura de referință.

R = (Un.p – Ud)/Id = (3V-2V)/0,02A = 50 Ohm.

Un.p – tensiunea de alimentare, V;
Ud — căderea directă de tensiune pe LED, V;

Deoarece nu există o astfel de rezistență în seria standard, selectăm cea mai apropiată rezistență din seria nominală E24 în sus - 51 ohmi.

Pentru a garanta funcționarea pe termen lung a LED-ului și pentru a elimina erorile de calcul, vă recomand să nu utilizați curentul maxim admisibil - 20 mA, ci puțin mai puțin - 15 mA.

Această reducere a curentului nu va afecta în niciun fel luminozitatea LED-ului pentru ochiul uman. Pentru a observa o schimbare a luminozității LED-ului, de exemplu, de 2 ori, trebuie să reducem curentul de 5 ori (conform legii Weber-Fechner).

Ca rezultat, obținem rezistența calculată a rezistenței de limitare a curentului: R = 50 ohmi și disiparea puterii P = 0,02 W (20 mW).

Calculul unui rezistor pentru conectarea în serie a LED-urilor

În cazul calculării unui rezistor pentru o conexiune în serie, toate LED-urile trebuie să fie de același tip. Schema de conectare a LED-urilor pentru o conexiune serială este prezentată în Fig. 2.

De exemplu, dorim să ne conectăm la o sursă de alimentare de 9 V, trei LED-uri verzi, fiecare 2,4 V, curent de funcționare - 20 mA.

Rezistența rezistenței este determinată de formula:

R = (Un.p – Ud1 + Ud2 + Ud3)/Id = (9V - 2.4V +2.4V +2.4V)/0.02A = 90 Ohm.

Un.p – tensiunea de alimentare, V;
Uд1…Uд3 — căderea directă de tensiune pe LED-uri, V;
Id – curentul de funcționare al LED-ului, A.

Selectăm cea mai apropiată rezistență din seria nominală E24 în sus - 91 Ohmi.

Calculul rezistențelor pentru conectarea în serie paralelă a LED-urilor

Adesea, în practică, trebuie să conectăm un număr mare de LED-uri, câteva zeci, la o sursă de alimentare. Dacă toate LED-urile sunt conectate în serie printr-un singur rezistor, atunci în acest caz tensiunea la sursa de alimentare nu va fi suficientă pentru noi. Soluția la această problemă este o conexiune în serie paralelă a LED-urilor, așa cum se arată în Fig. 3.

Pe baza tensiunii de alimentare, se determină numărul maxim de LED-uri care pot fi conectate în serie.

Fig. 3 – Schema de conectare a LED-urilor pentru conexiunea paralelă - serială

De exemplu, avem o sursă de alimentare de 12 V, pe baza tensiunii sursei de alimentare, numărul maxim de LED-uri pentru un circuit va fi egal cu: 10V/2V = 5 buc, ținând cont că scăderea de tensiune pe LED (roșu) este 2 V.

De ce am luat 10 V și nu 12 V se datorează faptului că va exista și o cădere de tensiune pe rezistor și trebuie să lăsăm undeva în jur de 2 V.

Rezistența rezistenței pentru un circuit, pe baza curentului de funcționare al LED-urilor, este determinată de formula:

R = (Un.p – Ud1 + Ud2 + Ud3+ Ud4+ Ud5)/Id = (12V - 2V + 2V + 2V + 2V + 2V)/0,02A = 100 Ohm.

Selectăm cea mai apropiată rezistență din intervalul nominal E24 în sus - 110 Ohmi.

Numărul de astfel de lanțuri de cinci LED-uri conectate în paralel este practic nelimitat!

Calculul unui rezistor la conectarea LED-urilor în paralel

Această conexiune nu este de dorit și nu recomand să o folosiți în practică. Acest lucru se datorează faptului că fiecare LED are o cădere de tensiune tehnologică și chiar dacă toate LED-urile sunt din același pachet, aceasta nu este o garanție că căderea lor de tensiune va fi aceeași datorită tehnologiei de producție.

Ca urmare, un LED va avea mai mult curent decât celelalte și dacă depășește curentul maxim admisibil se va defecta. Următorul LED se va arde mai repede, deoarece curentul rămas va trece deja prin el, distribuit între alte LED-uri și așa mai departe până când toate LED-urile se defectează.

Această problemă poate fi rezolvată prin conectarea propriei rezistențe la fiecare LED, așa cum se arată în Fig. 5.

LED-urile de astăzi și-au găsit aplicație în aproape toate domeniile activității umane. Dar, în ciuda acestui fapt, pentru majoritatea consumatorilor obișnuiți este complet neclar de ce și ce legi se aplică atunci când funcționează LED-urile. Dacă o astfel de persoană dorește să aranjeze iluminarea folosind astfel de dispozitive, atunci multe întrebări și căutarea de soluții la probleme nu pot fi evitate. Și întrebarea principală va fi - „Ce fel de lucruri sunt aceste rezistențe și de ce au nevoie de ele LED-urile?”

Ce este un rezistor și scopul lui?

Un rezistor este una dintre componentele rețelei electrice, caracterizat prin pasivitate și, în cel mai bun caz, caracterizat prin rezistență la curent electric. Adică legea lui Ohm trebuie să fie valabilă pentru un astfel de dispozitiv în orice moment.

Scopul principal al dispozitivelor este capacitatea de a rezista energic curentului electric. Datorită acestei calități, rezistențele sunt utilizate pe scară largă dacă este necesar, dispozitive de iluminat artificial, inclusiv utilizarea LED-urilor.

De ce este necesară utilizarea rezistențelor în cazul dispozitivelor de iluminat cu LED-uri?

Majoritatea consumatorilor știu că un bec incandescent obișnuit produce lumină atunci când este conectat direct la orice sursă de alimentare. Becul poate funcționa mult timp și se arde doar atunci când filamentul se încălzește excesiv din cauza alimentării cu tensiune prea mare. În acest caz, becul, într-un fel, implementează funcția unui rezistor, deoarece trecerea curentului electric prin el este dificilă, dar cu cât tensiunea aplicată este mai mare, cu atât este mai ușor pentru curent să depășească rezistența bec. Desigur, este imposibil să puneți o parte semiconductoare atât de complexă precum un LED și un bec obișnuit cu incandescență la același nivel.

Este important să știți că LED-ul este acesta este un dispozitiv electric, pentru a cărui funcționare nu este de preferat puterea curentului în sine, ci tensiunea disponibilă în rețea. De exemplu, dacă este selectată o tensiune de 1,8 V pentru un astfel de dispozitiv și 2 V ajunge la acesta, atunci cel mai probabil se va arde - dacă tensiunea nu este redusă în timp la nivelul cerut de dispozitiv. Tocmai în acest scop este necesar un rezistor prin care sursa de alimentare utilizată este stabilizată astfel încât tensiunea furnizată de aceasta să nu deterioreze dispozitivul.

În acest sens, este extrem de important:

decide ce tip de rezistor este necesar;
determinați necesitatea utilizării unui rezistor individual pentru un dispozitiv specific, care necesită calcul;
luați în considerare tipul de conectare a surselor de lumină;
numărul planificat de LED-uri în sistemul de iluminat.

Video: De ce sunt necesare rezistențe

Scheme de conectare

Cu o aranjare secvențială a LED-urilor, atunci când sunt amplasate unul după altul, un rezistor este de obicei suficient, dacă puteți calcula corect rezistența acestuia. Acest lucru se explică prin există același curent într-un circuit electric, în fiecare locație în care sunt instalate aparate electrice.

Dar în cazul conexiunii în paralel, fiecare LED necesită propriul rezistor. Dacă neglijăm această cerință, atunci toată tensiunea va trebui să fie trasă de unul, așa-numitul LED „limitator”, adică cel care are nevoie de cea mai mică tensiune. El va eșua prea repede, în acest caz, se va aplica tensiune următorului dispozitiv din circuit, care se va arde brusc în același mod. Această întorsătură a evenimentelor este inacceptabilă; prin urmare, în cazul conectării în paralel a oricărui număr de LED-uri, este necesară utilizarea aceluiași număr de rezistențe, ale căror caracteristici sunt selectate prin calcul.

Video: Conectarea în paralel a LED-urilor

Calculul rezistențelor pentru LED-uri

Cu o înțelegere corectă a fizicii procesului, calcularea rezistenței și puterii acestor dispozitive nu poate fi numită o sarcină imposibilă căreia o persoană obișnuită nu poate face față. Pentru a calcula rezistența necesară a rezistenței, trebuie luate în considerare următoarele puncte:

Video: Selectarea unei rezistențe pentru un LED

Calculul rezistențelor folosind un calculator special

De obicei, calculul rezistenței unor astfel de dispozitive necesare oricărui LED se realizează folosind calculatoare special concepute în acest scop. Astfel de calculatoare, convenabile și extrem de eficiente, nu trebuie să fie descărcate și instalate de undeva - este foarte posibil să se calculeze un rezistor online.

Calculator de rezistență permite o mare precizie determinați puterea necesară și valoarea rezistenței rezistorului instalat în circuitul LED.

Pentru a calcula rezistența necesară, trebuie să introduceți următoarele în rândurile corespunzătoare ale calculatorului online:

tensiune de alimentare LED;
Tensiune nominală LED;
curent nominal.

Apoi, trebuie să selectați diagrama de conectare utilizată, precum și numărul necesar de LED-uri.

După apăsarea butonului corespunzător, se efectuează calculul și Datele calculate primite sunt afișate pe ecranul monitorului, cu ajutorul căruia poți organiza ulterior iluminarea artificială cu LED-uri fără prea multe dificultăți.

De asemenea, calculatoarele online au o anumită bază de date care conține date despre LED-uri și parametrii acestora. Posibilitatea de calcul este prezentată:

evaluarea dispozitivului;
marcaj de culoare;
curent consumat de circuit;
putere disipată.

O persoană care nu este bine versată în inginerie electrică și fizică nu va putea, în cele mai multe cazuri, să calculeze în mod independent dispozitive pentru LED-uri. Din acest motiv, efectuarea calculelor folosind un calculator online funcțional și convenabil - ajutor neprețuit pentru oamenii obișnuiți care nu cunosc metodele de calcul folosind formule fizice.

Cei mai cunoscuți producători de LED-uri și benzi au creat pe baza lor, pe site-urile lor oficiale De asemenea, își postează propriul calculator online, cu ajutorul cărora nu numai că puteți selecta rezistențele și LED-urile necesare, ci și să calculați parametrii dispozitivelor de curent utilizate în diferite moduri de funcționare cu valori variabile de curent, temperatură, tensiune aplicată etc.