Расчет резистора для светодиодов: Расчёт резистора для светодиода

Аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

Важно! Если в расчёте получилось сопротивление с дробным значением, для котрого нет подходящего резистора — возьмите резистор с запасом (сопротивлением чуть больше)!

Правильная схема подключения светодиодов: последовательно или параллельно

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это главное.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно — 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Источник тока (или генератор тока) — источник электрической энергии, который поддерживает постоянное значение силы тока через нагрузку с помощью изменения напряжения на своем выходе. Если сопротивление нагрузки, например, возрастает, источник тока автоматически повышает напряжение таким образом, чтобы ток через нагрузку остался неизменным и наоборот.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожжёте его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

А самое неприятное то, что проводимость любого светодиода (который по сути является p-n-переходом) находится в очень сильной зависимости от температуры. На практике это приводит к тому, что по мере разогрева светодиода, ток через него начинает неумолимо возрастать. Чтобы вернуть ток к требуемому значению, придется понижать напряжение. В общем, как ни крути, а без контроля тока никак не обойтись.

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64…106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

1. выходной ток;
2. максимальное выходное напряжение;
3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3…4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Определение номиналов светодиодных резисторов — ProtoSupplies

Определение номиналов светодиодных резисторов

Комбинированный комплект светодиодов 5 мм, 20 шт. В упаковке

работают, пропуская через них ток, который заставляет их излучать свет. Чем больше тока проходит через светодиод, тем ярче он будет. Светодиоды обычно не ограничивают количество тока сами по себе, поэтому, если вы подключите светодиод до 5 В и заземлите, вы обычно получите очень яркий светодиод на секунду или две, прежде чем он выйдет из строя.

Чтобы избежать повреждения светодиода или, возможно, схемы возбуждения, которая управляет светодиодом, для большинства светодиодов потребуется резистор ограничения тока (также иногда называемый резистором падения напряжения), соединенный последовательно с выводом возбуждения светодиода, чтобы ограничить ток до безопасного уровня. уровень.Есть светодиоды со встроенными токоограничивающими резисторами, но они встречаются редко.

Если светодиод состоит из нескольких светодиодов в одном корпусе с несколькими выводами привода, например, с RGB или 7-сегментными светодиодами, для каждого из выводов привода потребуется собственный резистор, ограничивающий ток. Возможно использование одного резистора на общем выводе, который подключается либо к Vcc, либо к земле, но тогда яркость светодиода будет варьироваться в зависимости от того, какие выводы управляются, и эта стратегия обычно дает неудовлетворительные результаты.

Вычислить правильное значение резистора для использования довольно просто, используя следующую формулу.

R = значение резистора в омах
Vcc = рабочее напряжение цепи, которое обычно составляет 5 В или 3,3 В
Vled = падение напряжения на светодиоде
Iled = желаемый ток, протекающий через светодиод в амперах

В качестве примера, если цепь работает при 5 В, падение напряжения на светодиоде составляет 2 В, а вам нужен ток возбуждения 20 мА, формула выглядит следующим образом:

В данном случае правильное значение резистора составляет 150 Ом.

Иногда значения могут быть неизвестны, но они могут быть определены или оценены экспериментально достаточно хорошо, чтобы избежать повреждений.

Если максимальный ток светодиода неизвестен, можно с уверенностью предположить, что большинство светодиодов будут работать с током не менее 20 мА. 20 мА также является максимальным потребляемым током, который можно с уверенностью предположить, что выходные контакты микроконтроллеров могут поддерживать, поэтому в случае сомнений держите его на уровне около 20 мА или меньше. Многие светодиоды будут иметь хорошую яркость примерно на 10 мА, а работа при более низком токе снижает нагрузку на все и снижает общее энергопотребление.Это может быть особенно важно для оборудования с батарейным питанием.

Если падение напряжения на светодиодах неизвестно, просто подключите светодиод к напряжению 5 В и заземлите, используя больший токоограничивающий резистор не менее 330 или 470 Ом, чтобы гарантировать, что токи поддерживаются на безопасном уровне. Затем измерьте падение напряжения на 2 выводах светодиода с помощью вольтметра. Обратите внимание, что точное падение напряжения будет немного отличаться в зависимости от силы тока, протекающего через светодиод.

Есть некоторые светодиоды, для которых может потребоваться более сильный ток, чем 20 мА, например, некоторые ИК-светодиоды или светодиоды высокой мощности, но они, как правило, снабжены необходимой информацией для их правильного управления.Из-за более строгих требований к приводу эти светодиоды обычно управляются специализированными схемами драйверов, а не напрямую от контактов микроконтроллера.

Полезные ссылки:

Калькулятор светодиодного резистора

Не выгорайте! Расчет резистора ограничения тока светодиода

Светоизлучающие диоды (светодиоды) — одно из основных устройств вывода, используемых в проектах с открытым исходным кодом. Они предоставляют вам простой способ обратной связи с пользователем о состоянии того, что происходит в цепи. Популярным использованием является индикатор питания, позволяющий пользователю узнать, включено ли устройство.

Но подключение светодиода напрямую к источнику питания может привести к его перегоранию. Для защиты вы должны использовать токоограничивающий резистор последовательно со светодиодом.

Для расчета номинала резистора потребуется собрать несколько бит информации о светодиоде из его технических данных. В частности, нам нужно будет определить прямое напряжение светодиода (Vf) и его максимальный номинальный ток (Imax).Vf сообщает нам, какое напряжение требуется для смещения светодиода для включения. Imax сообщает нам максимальный ток, который может выдержать светодиод. Нам также нужно знать напряжение источника питания, который будет питать светодиод. Имея эту информацию, мы можем применить следующую формулу:

Предположим следующее:

Vsupply = 5 В

Vf = 1,7 В

Imax = 20 мА

Теперь мы применяем эти переменные к формуле и получаем следующее:

Вы можете спросить себя, почему вы округляете до 220 Ом, когда расчет дает 165 Ом? Проще говоря, именно здесь академик отделяется от реального мира. Что касается изготовления компонентов, то резисторы на 165 Ом не производятся. Таким образом, вы должны довольствоваться низкой стоимостью, которую вы действительно можете получить из таких источников, как Mouser Electronics.

Так что это? Не совсем так. Помните, что еще одна важная характеристика резистора — это его номинальная мощность, измеряемая в ваттах. Чтобы рассчитать номинальную мощность резистора, мы должны использовать степенной закон Джоуля:

Исходя из расчета, тогда резистор 1/8 Вт будет работать нормально, хотя резистор 1/4 Вт может быть легче достать.Подойдет резистор любой номинальной мощности.

Предупреждение при включении нескольких светодиодов. У вас может возникнуть соблазн сэкономить место на плате или количество резисторов, используя один резистор для нескольких светодиодов. Не делайте этого. Светодиоды, как и большинство электронных компонентов, не идеальны. Некоторые светодиоды могут иметь более низкое падение напряжения, чем другие, это приведет к большему току, протекающему через них, что может привести к разрушению светодиодов. Всегда используйте один резистор для каждого светодиода, чтобы компенсировать изменяющееся прямое напряжение.Если вам действительно нужно сэкономить место на плате, подумайте о резисторных сетях, которые предлагают несколько резисторов в одном крошечном корпусе и имеют один общий вывод. См. Пример на Рисунке 2.

Вот и все, что вам нужно знать, чтобы правильно подобрать токоограничивающий резистор. Вы будете использовать токоограничивающие резисторы во многих приложениях, а не только для питания светодиодов. Надеюсь, это даст вам достаточно информации, чтобы начать создавать свои собственные проекты на светодиодах.

Майкл Паркс, P.E. является владельцем Green Shoe Garage, студии индивидуального дизайна электроники и технологического консалтинга, расположенной в Южном Мэриленде. Он производит S.T.E.A.M. Подкаст Power для повышения осведомленности общественности по техническим и научным вопросам. Майкл также имеет лицензию профессионального инженера в штате Мэриленд и имеет степень магистра системной инженерии Университета Джона Хопкинса.

для светодиодов / лампочек — Марк Гаррис

Калькулятор работает с одним или несколькими светодиодами. Для ввода значения в калькулятор вам по-прежнему потребуется информация, описанная выше.

1 светодиод Пример: : Белый светодиод с номиналом 3,3 В и 10 мА (0,01 А) с напряжением цепи HO 14 В

R (res) = 14–3,3 В / 0,01 A = 1070 Ом …. ближайший Стандартное значение 5% сопротивления составляет 1,1 кОм.

Резистор упадет примерно на 11 В, что даст вам примерно 10 мА в светодиоде.

Вт (разрешение) = 14–3,3 В * 0,01 A = 0,107 Вт Вт … ближайшее стандартное значение мощности составляет 0,125 Вт или 1/8 Вт. А вот 1/4 Вт найти будет проще.

Если у вас есть два светодиода, которые вы хотите загореть для одной и той же функции, соедините их последовательно и сконструируйте для светодиода 6,6 В 10 мА. Однако лучше всего, чтобы это были 100% идентичные светодиоды одного производителя, чтобы обеспечить равномерное освещение между ними! Не все светодиоды одинаковы, но разница неплохая. Последовательное подключение светодиодов дает 3 преимущества.

1) Уменьшение тепловыделения в последовательном резисторе падения напряжения.

2) Он также сохраняет длинный провод между светодиодами и декодером до двух проводов.

3) Он сокращает количество резисторов до одного резистора.

1) Напряжение дорожки вашей схемы .Используйте 16 В для шкалы O, 14 В или HO и 12 В для N.

2) напряжение лампы.

3) номинальный ток лампы. Это сложная часть, поскольку большинство ламп, которые вы покупаете, не имеют автоматически опубликованных текущих рейтингов. Если у вас есть номинальная мощность лампы в ваттах, можно было бы рассчитать номинальный ток лампы. Но ваттный рейтинг тоже не указан по той же причине, что и текущий. Это оставляет вам два варианта:

b) Измерьте номинальный ток лампы. Это может быть немного сложно, если вы не знаете, что делаете. Это предполагает использование цифрового вольтметра в режиме измерения постоянного тока, регулируемого, но регулируемого источника напряжения со считыванием напряжения (или второго цифрового вольтметра). Использование батареи 1,5 В подходит для проверки лампочек на 1,5 В в режиме «годен / не годен», но не для точного измерения тока. Почему? Цифровой вольтметр в процессе измерения тока добавит некоторое последовательное сопротивление в цепи, что даст вам более низкое значение тока, чем то, которое на самом деле потребляет лампа.Более того, это становится действительно плохо, если аккумулятор НЕ ПОЛНЫЙ!

Простые уравнения:

Значение сопротивления резистора: R (res) = (Vtrack — Vbulb) / Ibulb Значение сопротивления для падения напряжения.

Мощность резистора в ваттах: W (res) = (Vtrack — Vbulb) * Ibulb Тепло, выделяемое резистором.

R (res) = 14 В-1.5 В / 0,015 А = 833 Ом …. ближайшее стандартное значение 5% сопротивления составляет 820 Ом.

Резистор упадет на 12,5 В, чтобы на лампе было 1,5 В.

Вт (разрешение) = 14–1,5 В * 0,015 А = 0,187 Вт Вт … ближайшее стандартное значение мощности, указанное выше, составляет 0,25 Вт или 1/4 Вт.

( Примечание: номинальная мощность физического резистора ДОЛЖНА быть равна или больше, чем теплотворная способность резистора. )

Пример 2 лампы:

Если у вас есть две лампочки 1,5 В, которые вы хотите загореться та же функция, соедините их последовательно, а затем используйте приведенное выше уравнение, но рассчитайте на лампу 3 В 15 мА! Однако убедитесь, что обе лампы на 100% идентичны лампам одного производителя. Почему? Чтобы получить равномерное освещение между ними, потому что не все лампочки на 1,5 В одинаковы. Там было сделано.

Последовательное подключение лампочек дает 3 преимущества.

1) Уменьшение тепловыделения в последовательном резисторе падения напряжения.

Расчет минимального сопротивления резистора для светодиода

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы обычно видим резисторы на 330 Ом, используемые при соединении светодиодов с цифровой электроникой? Давайте разберемся, почему это так.

Почему имеет значение минимальный размер резистора? Потому что, если сопротивление слишком мало, мы можем повредить светодиод или, что еще хуже, окружающие схемы. Это заставит нас либо тратить время на устранение неполадок, почему что-то не работает должным образом, либо, что еще хуже, вызвать небольшое облако дыма на нашем рабочем месте, вынуждающее нас покупать новые компоненты или целые платы для разработки.

Во-первых, нам нужно понять электрическую среду, в которой будет использоваться резистор. Это включает в себя знание максимальных и минимальных значений для различных напряжений, токов и т. Д.что встретит резистор.

Цифровая электроника обычно имеет напряжение питания, V _s , которое находится в диапазоне от 4,5 до 5,5 В.

Прямое напряжение, V _f , светодиода часто падает где-то между 1,2 В и 4,0 В в зависимости от типа светодиода.

Опять же, в зависимости от типа светодиода, максимальный рекомендуемый прямой ток, I _f , обычно находится в диапазоне 15-80 мА.

И, наконец, допуски резистора T _r обычно составляют от 1% до 10%.Это означает, что резистор с заданным значением 330 Ом и допуском 10% на самом деле может иметь сопротивление от 297 Ом (330–10%) или до 363 (330 + 10%) Ом.

Суммируем:

• Напряжение питания: В _с = 5 ± 0,5 В
• Прямое напряжение светодиода: В _f = 1,2-4,0 В
• Максимальный рекомендуемый прямой ток светодиода: I _f = 15-80 мА
• Допуск резистора : T _r = 1-10%

Чтобы рассчитать значение сопротивления, необходимое для резистора, включенного последовательно со светодиодом, мы воспользуемся законом Ома

, которое можно переписать как

и введите напряжение на резисторе и ток через резистор для значений V и I.

Чтобы определить минимальное необходимое значение сопротивления, нам нужно знать максимально возможное падение напряжения на резисторе вместе с наименьшим максимальным током через резистор. Кроме того, мы хотим учитывать наименьшее возможное значение сопротивления на основе его допуска. Принимая все это во внимание, предыдущее уравнение становится

Вводя фактические значения в уравнение, получаем

Поскольку это нестандартный размер резистора, мы хотим округлить его до следующего наибольшего стандартного значения, что дает 330 Ом.

Это наименьшее значение резистора, которое можно безопасно использовать почти со всеми светодиодами, не повреждая светодиод или цифровую схему, к которой он подключен. Однако значение резистора может быть меньше, чтобы обеспечить достаточную мощность для некоторых из более экзотических типов светодиодов. Кроме того, вам может потребоваться меньшее сопротивление резистора, чтобы получить более яркий светодиод, но будьте осторожны, так как многие цифровые электронные устройства имеют максимальный ток 20 мА.

Давайте посмотрим на несколько реальных примеров:

Для стандартного красного светодиода 5 мм:

Для сверхяркого белого светодиода 10 мм:

Эти значения относятся к определенным светодиодам и могут быть слишком маленькими для некоторых светодиодов. Также обратите внимание, что для сверхяркого белого светодиода требуется ток, намного превышающий максимальный ток 20 мА, упомянутый ранее.

Следовательно, именно поэтому мы обычно видим резисторы на 330 Ом, используемые при подключении светодиодов к широкому спектру цепей.

Как всегда, сверьтесь с техническими описаниями компонентов, используемых в вашем конкретном приложении, чтобы определить наилучшие значения резисторов, необходимых для вашей схемы.

— The Geek Pub

Чтобы подключить светодиод непосредственно к цепи, к нему должен быть подключен токоограничивающий резистор. В противном случае светодиод получит слишком большой ток и выйдет из строя.Используйте этот удобный калькулятор светодиодных резисторов, чтобы выбрать правильное сопротивление для вашей светодиодной цепи!

LED Resistor Calculator

Введите значения напряжения, прямого напряжения и тока для ваших светодиодов ниже:

Светодиоды предназначены для работы в идеальных условиях. Как правило, они имеют указанное входное напряжение, прямое напряжение и максимальный номинальный ток, которых необходимо придерживаться при проектировании схемы. Для ограничения тока в цепи светодиода требуется резистор, если только светодиод не включен последовательно с каким-либо другим компонентом, ограничивающим ток.Этот резистор всегда будет помещен в серию со светодиодом.

Прямое напряжение (или падение напряжения) на светодиоде зависит от светодиода и производителя. Обычно это напрямую связано с цветом светодиода из-за различных материалов, используемых в процессе производства. Чаще всего падение напряжения составляет 2 вольта, но вы всегда должны проверять данные производителя, прежде чем строить свою схему или определять размер резистора!

Типичные значения прямого напряжения (Vf):

• Красный : 2
• Зеленый : 2.1
• Синий : 3,6
• Белый : 3,6
• Желтый : 2,1
• Оранжевый : 2,2
• Янтарный : 2,1
• Инфракрасный : 1,7

Формула светодиодного резистора

Формула расчета светодиодного резистора довольно проста. Чтобы определить правильное сопротивление, используйте формулу: R = (Vs — Vf) * N / If

• Vs = Это ваш источник напряжения.
• Vf = номинальное прямое напряжение светодиода
• Если = максимальный номинальный ток светодиода.
• N = количество светодиодов (последовательно) в цепи.

Возможно, вас заинтересует наш учебник по сопротивлению! У нас также есть калькулятор резисторов, который поможет вам определить цветовые полосы.

Как вычислить значение резистора для светодиода

Для безопасного подключения светодиода к цепи резистор, ограничивающий ток, включен последовательно со светодиодом.Достаточно легко вычислить правильное значение резистора для светодиода, если мы знаем некоторые параметры.

Я экспериментировал с платами разработки Arduino и ESP8266. В итоге при макетировании мне обычно нужны светодиоды для индикаторов. Во-первых, я использую светодиод в качестве индикатора, если мой блок питания включен и имеет выходное напряжение. Во-вторых, я использую его как цифровой индикатор логического уровня. Когда светодиод не горит, это означает логический 0. Если он включен, это означает логическую 1. Наконец, я использую светодиоды для визуализации ШИМ или аналоговых выходов.Их яркость может дать вам представление о приблизительных значениях ШИМ и аналоговых выходов.

Необходимо определить правильное значение резистора ограничения тока. Неправильное значение последовательного резистора наверняка сожжет и погубит светоизлучающий диод.

Как вычислить номинал резистора для светодиода с помощью калькулятора резистора-светодиода

 Лист данных типичного круглого светодиода диаметром 3 мм 
 Выше показан отрывок из описания типичного круглого светодиода диаметром 3 мм.Я выделил самую важную информацию:
 Максимальный ток в прямом направлении = 30 мА
 Напряжение в прямом направлении, типичное = 1,8 В, максимальное = 2,2 В
 Типичный ток в прямом направлении = 20 мА
  CAVEAT 
 Выводы Arduino GPIO имеют абсолютный максимальный номинальный ток 40 мА. Использование светодиода с током 20 мА составляет только половину от максимального значения 40 мА. Следовательно, с такой силой тока мы в полной безопасности.
 С другой стороны, контакты GPIO ESP8266 рассчитаны только на 12 мА, приемник или источник.Однако этот меньший номинальный ток компенсируется более низкой мощностью ESP8266, равной 3,3 В. В любом случае, ниже представлено другое вычисление резистора для светодиодов, которые будут использоваться в платах разработки ESP8266.
 Формула и пример вычисления 
  Закон  Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.
  Википедия 
 Закон Ома гласит, что I = V / R.Поскольку нас интересует вычисление значения R в схеме, изображенной выше, основная формула переносится на: R = V / I.
 Если мы изучаем принципиальную схему, следует помнить о двух моментах. Во-первых, ток (I), протекающий через резистор, совпадает с током, протекающим через светодиод. Во-вторых, напряжение источника 5 В делится между напряжением на резисторе и напряжением на светодиоде.
 Если мы хотим ограничить ток светодиода до его типичного значения в 20 мА, в соответствии с таблицей данных, его прямое напряжение будет равно 1.8 В. Поскольку полное напряжение на цепи резистор-светодиод составляет 5 В, а напряжение на светодиоде составляет 1,8 В, отсюда следует, что напряжение на неизвестном резисторе составляет 5 В минус 1,8 В = 3,2 В. См. Верхнюю часть или числитель правой части формулы ниже.
 И поскольку мы знаем, что ток через резистор такой же, как ток, протекающий через светодиод, который составляет 20 мА, теперь мы можем вычислить значение резистора,
 R = 3,2 В / 20 мА = 3,2 В /.020 А = 160 Ом
 Если резистор на 160 Ом недоступен, ближайшее значение резистора с более высоким сопротивлением, которое мы можем использовать, составляет 168 Ом, с цветовой кодировкой коричнево-серо-коричневого цвета.
 Таблица рассчитанных значений резисторов для Arduino 
 Ток
 В вперед
 Расчетное значение R
 Ближайшее значение R
 20 мА
 1,8 В
 160 Ом
 180 Ом
 15 мА
 1.8 В
 213,33 Ом
 220 Ом
 10 мА
 1,75 В
 325 Ом
 330 Ом
 5 мА
 1,70 В
 660 Ом
 680508
 Значения резисторов для ESP8266 
 Напряжение резистора = 3,3 В — 1,8 В = 1,5 В
 Значение резистора = 1,5 В / 10 мА = 1,5 В / 0,010 А = 150 Ом
 Ток
 В вперед
 Вычисленное значение R
 R Значение Ближайшее более высокое
 10 мА
 1.75
155
 180
 8 мА
 1,75
 193,75
 220
 5 мА
 1,70
 320
 330
 3 мА
 560
 Цветовой код резистора
 Источник: resistorcharts.pdf
 Набор резисторов от Makerlab 
 Комплект резисторов от Makerlab, допуск не указан
 Комплект резисторов — металлическая пленка 1/4 Вт
  Включены значения: 
 10 Ом, 22 Ом, 47 Ом, 100 Ом, 150 Ом, 200 Ом,
 220 Ом, 270 Ом, 330 Ом, 470 Ом, 510 Ом, 680 Ом,
 1 кОм, 2 кОм, 2 кОм, 3 к3, 4 к7, 5 кОм, 6 к 8 Ом,
 10 кОм 47 кОм, 51 кОм, 68 кОм, 100 кОм,
 220 кОм, 300 кОм, 470 кОм, 680 кОм, 1 МОм
 Связанные статьи о том, как вычислить значение резистора для светодиода 
 Распиновка и конфигурация NodeMCU V3 ESP8266
 Ссылки на то, как вычислить значение резистора для светодиода 
 Resistors в Википедии 
 LED в Википедии
 Почему мы используем резистор 330 Ом для подключения светодиода? 
 Предназначено для ограничения тока через светодиод, без резистора светодиод будет потреблять ток, пока не расплавится.
 Падение напряжения на светодиоде зависит от его цвета, например, для синего светодиода — 3,4В.
Поэтому, если у вас есть источник питания 5 В и вам нужен ток 5 мА через светодиод (5 мА обычно дает хорошую видимость), вам понадобится резистор (5–3,4 В) / 0,005 А = 320 Ом. (То есть это сопротивление даст падение напряжения на резисторе 1,6 В, оставшиеся 3,4 В упадут на светодиоде => всего 5 В)
 Красные светодиоды обычно имеют меньшее падение напряжения (~ 2 В), поэтому у вас будет немного более высокий ток с тем же резистором, но все, что ниже 20 мА, обычно нормально.Также допустимы немного меньшие токи, светодиоды на 1 мА хорошо видны.
  шт.  несколько лишних вещей:
 1) Световой поток светодиода линейно пропорционален току до тех пор, пока не превосходит технические характеристики. Вот почему все говорят о токе через светодиоды.
 2) Лично я добавляю 220 Ом в цепи 5В, чтобы было действительно ярко :-)
 Но в моем недавнем проекте, где у меня было питание 3,3 В и светодиоды разного цвета (зеленый, красный, синий), мне пришлось более тщательно рассчитать сопротивления, и они составили 68 Ом для синего и 220 Ом для зеленого и красного.
 Обзор решения:
 Последовательный резистор ограничивает ток до значения, которое может быть рассчитано, если вы знаете, напряжение питания V, падение напряжения светодиода при желаемом токе и желаемый ток. См. Лист технических данных светодиодов для получения информации о типичном Vled при заданном токе. Затем —
 Iled = (Vsupply-Vled) / Rseries или
 Reseries = (Vsupply — Vled) / Iled.
 Многие маленькие светодиоды рассчитаны на максимальный ток 20 мА.
 Последовательное использование 330 Ом — это не требующий вычислений и продуманный метод «ленивого человека», гарантирующий, что светодиод сможет безопасно работать от источника питания 5 В, но при этом будет иметь достаточно большой процент выхода, который он мог бы есть при 20 мА.
 Светодиодные калькуляторы тока или резистора можно найти здесь 
 — от Джереми Керра 
 и здесь — от @AndrejaKo 
, также см. Диаграмму напряжения / цвета здесь — от Endolith
 Деталь:
 330 Ом может использоваться некоторыми людьми в качестве «полезного» значения, которое во многих случаях работает «достаточно хорошо».
 Назначение резистора — «сбрасывать» напряжение, которое не требуется для работы светодиода, когда светодиод работает при желаемом токе.Поскольку прямое напряжение светодиодов зависит как от цвета, так и от химического состава, а также от тока, и поскольку «желаемый» ток зависит от потребностей пользователя, единого правильного значения НЕТ. См. «Процедура : » в конце для пошагового применения этого.
 Однако:
 Белый светодиод, прямое напряжение = Vf = около 3,3В. 
 На резисторе питания 5 В напряжение = Vr = напряжение 5 светодиодов = 5-3,3 = 1,7 В. 
 Ток = холостой ход будет V / R = 1,7 / 330 = 5,15 ~ = 5 мА
 Красный светодиод.Vf = ОКО 2.2V. 
 Вр = 5-2,2 = 2,8В. 
 Iled = 2,8 / 330 = 8,4848 … ~ + 8,5 мА.
 ИК-светодиод. Vf = 1,8 В. Iled = ~ 10 мА.
 В вышеупомянутых случаях Iled варьируется от ОКОЛО 5 мА до ОКОЛО 10 мА. 
 Коэффициент 2: 1.
 На самом деле токи будут несколько выше, так как типичные Vfs, которые я использовал, обычно составляют 20 мА.
Читайте также
 Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна
 Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков
 Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя * 
Email * 
Сайт